-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung selbstnachstellender Reibungskupplungen mit einer axial festen Gegendruckplatte und einer an dieser fest aufgenommenen Kupplungsdruckplatte mit einer selbstnachstellenden Nachstelleinrichtung. Gattungsgemäße Reibungskupplungen sind beispielsweise aus den Dokumenten
DE 42 22 677 A1 ,
DE 42 39 291 A1 ,
DE 43 06 505 A1 ,
DE 43 42 390 A1 ,
DE 44 18 026 A1 bekannt. Derartige Reibungskupplungen enthalten eine axial feste Gegendruckplatte und eine an dieser fest aufgenommene Kupplungsdruckplatte. Die Kupplungsdruckplatte wird während der Fertigung als separate Baueinheit montiert und geprüft. Die Kupplungsdruckplatte enthält einen mit der Gegendruckplatte verbundenen Kupplungsdeckel, eine drehfest und axial gegenüber dem Kupplungsdeckel mittels Blattfedern angeordnete Anpressplatte, zwischen Reibflächen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte angeordnete Reibbeläge einer Kupplungsscheibe und eine die Anpressplatte gegen die Gegendruckplatte axial vorspannende, sich an dem Kupplungsdeckel abstützende Tellerfeder. Durch die Vorspannung der Tellerfeder wird zwischen Gegendruckplatte und Anpressplatte einerseits und den Reibbelägen andererseits ein Reibeingriff gebildet, der durch Aufbringen einer axialen Ausrückkraft mittels einer Ausrückvorrichtung auf die radial innen liegenden Tellerfederzungen der Tellerfeder gelöst werden kann.
-
Durch Verschleiß der axialen Reibbeläge ändert sich die Einbaulage der Tellerfeder, so dass über Lebensdauer die Ausrückkräfte steigen. Um diesen Effekt zu kompensieren, ist in der Kupplungsdruckplatte eine selbstnachstellende Nachstelleinrichtung vorgesehen, bei der eine Rampeneinrichtung mit einem drehfest angeordneten Rampenring mit über den Umfang verteilt angeordneten und ansteigenden Rampen und einem abhängig von der Ausrückkraft der Reibungskupplung verdrehten, mit komplementär zu den Rampen angeordneten Gegenrampen einen axialen Verschleiß von Reibbelägen der Reibungskupplung ausgleicht. Die Verdrehung des Verstellrings erfolgt kraftgesteuert. Hierzu wird die Ausrückkraft mittels einer Sensorfeder, die eine Verdrehung des in Umfangsrichtung vorgespannten Verstellrings hemmt, axial gegen den Kupplungsdeckel abgestützt. Gibt die Sensorfeder aufgrund der verschleißbedingten Erhöhung der Ausrückkraft nach, kann sich der Verstellring unter Ausgleich des axialen Verschleißes der Reibbeläge verdrehen und den Verschleiß ausgleichen. Um die Rampeneinrichtung robust auszubilden, weisen Rampen und Gegenrampen quer zur Umfangsrichtung ausgerichtete, entlang ihrer Steigungen aufeinander folgende Zähne auf, die ein unbeabsichtigtes Gleiten der Rampen gegeneinander verhindern.
-
Zwischen der Tellerfeder, der Sensorfeder, der Belagfederung und Energiespeichern wie Blattfedern, welche zwischen der Anpressplatte und dem Kupplungsdeckel angeordnet sind und die Anpressplatte zum Öffnen der Reibungskupplung von der Gegendruckplatte wegverlagern, stellt sich im geschlossenen Zustand ein Kräftegleichgewicht an einem Betriebspunkt der geschlossenen Reibungskupplung ein.
-
Dieses Kräftegleichgewicht ist abhängig von den einzelnen Bauteiltoleranzen und bestimmt die Anpresskraft der Anpressplatte gegenüber der Gegendruckplatte und damit über die verschiedenen wirksamen Hebelübersetzungen zwischen Anpressplatte, Kupplungsdeckel und Tellerfeder die Ausrückkraft.
-
Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Einstellung einer Reibungskupplung beziehungsweise deren Kupplungsdruckplatte nach deren Fertigung vorzuschlagen. Insbesondere soll eine möglichst geringe Abweichung der Ausrückkraft erzielt werden.
-
Insbesondere soll ein Ausschuss wegen nicht korrekt eingestellter Ausrückkraft vermindert werden. Insbesondere sollen nach dem Betrieb der neuen Reibungskupplung auftretende Setzvorgänge vorab kompensiert werden.
-
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
-
Das vorgeschlagene Verfahren dient der Einstellung des Betriebspunkts beziehungsweise der Anpresskraft an dem Betriebspunkt einer Reibungskupplung beziehungsweise deren Kupplungsdruckplatte. Hierzu wird die Kupplungsdruckplatte auf einem Werkzeug montiert, welches eine Funktion der Gegendruckplatte und optional die Funktion einer Kupplungsscheibe mit einer zwischen den Reibbelägen vorgesehenen Belagfederung bereitstellt. Alternativ kann eine später mit der Kupplungsdruckplatte die Reibungskupplung bildende Kupplungsscheibe verwendet werden.
-
An der unter Zwischenlegung der Reibbeläge auf dem Werkzeug aufgenommenen Kupplungsdruckplatte wird die sich toleranzbedingt ändernde Anpresskraft am Betriebspunkt ermittelt. Hierzu kann unter Berücksichtigung der Hebel- und Kraftverhältnisse der Kupplungsdruckplatte, beispielsweise zwischen dem Hebelpunkt der Tellerfeder an dem Kupplungsdeckel, dem Auflagepunkt der Tellerfeder an der Anpressplatte und dem Anlagepunkt der Ausrückvorrichtung an den Tellerfederzungen, die Ausrückkraft der Kupplungsdruckplatte beim Belasten der Tellerfeder verwendet werden. Anschließend wird die Kupplungsdruckplatte in einen Anpresskraftbereich eingeteilt. Hierbei wird der gesamte Toleranzbereich der Anpresskraft in zumindest zwei Anpresskraftbereiche unterteilt. Jedem Anpresskraftbereich wird eine Anzahl von Zähnen an den Rampen und Gegenrampen der Rampeneinrichtung zu geordnet.
-
Die Kupplungsdruckplatte wird durch Beaufschlagung von Tellerfederzungen der Tellerfeder mit einer axial wirksamen Ausrückkraft belastet, so dass der Verstellring entlastet und lediglich durch Vorspannung der Sensorfeder in seiner Position gehalten wird. Anschließend wird der Verstellring zumindest um die Anzahl von Zähnen verdreht, die dem Anpresskraftbereich zugeordnet ist, in die die Kupplungsdruckplatte eingeteilt wurde. Die Verdrehung erfolgt in der Weise, dass sich nach dem Entlasten der Tellerfeder ein Betriebspunkt mit geringerer, beispielsweise um 10 bis 15% verringerte Anpresskraft einstellt. Anschließend wird die Kupplungsdruckplatte beziehungsweise deren Tellerfeder entlastet.
-
Mittels des Verfahrens ist eine Einstellung der Kupplungsdruckplatte auf einen Betriebspunkt vorgesehen, deren Anpresskraft die zu Beginn des Betriebs einer neuen Reibungskupplung auftretenden Setzverluste der verwendeten Federn, beispielsweise der Tellerfeder, der Sensorfeder, der Belagfederung und der Blattfedern kompensiert. Hierdurch können während eines Einfahrzustands des Kraftfahrzeugs mit der vorgeschlagenen Reibungskupplung geringe über eine Serie einheitliche Ausrückkräfte erzielt werden.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Toleranzbereich der Anpresskraft in drei Anpresskraftbereiche eingeteilt. Hierbei kann einem ersten Anpresskraftbereich mit den kleinsten Anpresskräften eine Verdrehung des Verstellrings um einen Zahn, einem Anpresskraftbereich mit mittleren Anpresskräften eine Verdrehung des Verstellrings um zwei Zähne und einem dritten Anpresskraftbereich mit den höchsten Anpresskräften eine Verdrehung des Verstellrings um drei Zähne zugeordnet werden. Um Zahn-auf-Zahn-Stellungen zu vermeiden und um die vorgesehene Verdrehung des Verstellrings um die vorgesehene Anzahl von Zähnen sicherzustellen, kann der Verstellring um einen Betrag größer als die Anzahl der einzustellenden Zähne und kleiner als ein Zahnabstand zwischen zwei Zähnen erfolgen. Dies bedeutet, dass der Verstellring auf die dem letzten Zahn der einzustellenden Anzahl nachfolgende Zahnlücke verdreht wird. Dadurch kann der Verstellring nachfolgend auf einen Zahn-Zahn-Kontakt zwischen den Zähnen des Rampenrings und des Verstellrings zurückgleiten, so dass der Verstellring sicher auf die entsprechende Anzahl von Zähnen verdreht wird und Zahn-auf-Zahn-Stellungen vermieden werden.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens kann die einzustellende Anzahl der Zähne in einen Verdrehwinkel umgerechnet und anschließend der Verstellring um einen entsprechenden Winkel verdreht werden. Hierbei wird die Teilung der Zähne entlang der Rampen und Gegenrampen berücksichtigt.
-
Die Anpresskraftbereiche werden gemäß einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens auf zumindest einen Einstellbereich abgebildet. Hierbei können je nach der vorgegebenen Toleranzbreite der einzustellenden Anpresskraft ein, zwei, drei oder mehrere Einstellbereiche vorgesehen werden. Im Sinne des vorgeschlagenen Verfahrens sind dabei die Anpresskraftkorrekturbereiche wesentlich enger als die Anpresskraftbereiche. Weiterhin kann vorteilhaft sein, wenn sich die auf die Einstellbereiche abgebildeten Anpresskraftbereiche überschneiden. Dies bedeutet, dass Kupplungsdruckplatte mit in verschiedene Anpresskraftbereiche eingeteilten Anpresskräften durch Verdrehung des Verstellrings um eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen in denselben Einstellbereich eingestellt werden können. Hierdurch lassen sich besonders eng tolerierte Einstellbereiche oder lediglich ein einziger Einstellbereich mit einem entsprechend engen eingestellten Anpresskraftfenster verwirklichen.
-
Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 ein Diagramm der Anpresskraft einer Kupplungsdruckplatte über deren Ausrückweg,
-
2 ein Diagramm zur Unterteilung eines Toleranzbereichs der sich frei einstellenden Anpresskraft einer Kupplungsdruckplatte mit Anpresskraftbereichen und daraus abgebildeten Anpresskraftkorrekturbereichen,
-
3 ein Diagramm mit einer gegenüber dem Diagramm der 2 geänderten Abbildung der Anpresskraftbereiche auf die Anpresskraftkorrekturbereiche,
-
4 ein Diagramm mit einer gegenüber dem Diagramm den 2 und 3 geänderten Abbildung der Anpresskraftbereiche auf die Anpresskraftkorrekturbereiche,
-
5 einen Ausschnitt einer Rampeneinrichtung einer Kupplungsdruckplatte in schematischer Darstellung im geschlossenen Zustand,
-
6 den Ausschnitt der 5 in geöffnetem Zustand,
-
7 den Ausschnitt der 5 und 6 in eingestelltem Zustand und
-
8 den Ausschnitt der 7 im geschlossenen Zustand.
-
Die 1 zeigt das Diagramm 1 der Anpresskraft F über den Betätigungsweg s der Tellerfeder einer Kupplungsdruckplatte. Die drei Anpresskraftkennlinien 2, 3, 4 repräsentieren beispielhaft die toleranzbehafteten Anpresskraftkennlinien der Kupplungsdruckplatte, welche bezüglich ihrer Anpresskraftmaxima F(1), F(2), F(3) in dem Toleranzbereich ΔF angeordnet sind. Dargestellt an der mittleren Anpresskraftkennlinie 3 stellt sich bei der Montage der Kupplungsdruckplatte und einer Kupplungsscheibe auf eine Gegendruckplatte oder ein entsprechendes Werkzeug während der Fertigung der Betriebspunkt BP(1) entlang des Betätigungswegs s der Tellerfeder der Kupplungsdruckplatte mit dem Anpresskraftmaximum F(3) ein. Da in der anfänglichen Betriebszeit der Reibungskupplung mit der Kupplungsdruckplatte Setzverluste der einzelnen Federkomponenten eintreten, wird eine entsprechende Kraftdifferenz ΔK eingestellt, die durch Verdrehen des Verstellrings der Nachstelleinrichtung eingestellt wird, indem der eingestellte Betriebspunkt BP(2) hin zu größeren Betätigungswegen und kleineren Anpresskräften verlagert wird. Hierbei ist die jeweilige Lage der Anpresskraftkennlinien 2, 3, 4 zu berücksichtigen, um bei eingestellter Kupplungsdruckplatte innerhalb eines Toleranzbereichs der Ausrückkraft der Reibungskupplung zu bleiben. Dies bedeutet, dass zum einen eine Absenkung der Anpresskraft F zur Kompensation der Setzverluste erfolgen muss und zum anderen diese Absenkung abhängig von der Anpresskraftkennlinie erfolgen muss.
-
Um eine derartige Einstellung sicher und eindeutig durch Verdrehung des Verstellrings zu bewirken, wird – wie aus der 2 hervorgeht – der Toleranzbereich ΔF beispielsweise in drei Anpresskraftbereiche A(1), A(2), A(3) eingeteilt, die auf dem wesentlich enger ausgelegten Toleranzbereich ΔE der Ausrückkraft abgebildet werden. Der Toleranzbereich ΔE ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls in drei Einstellbereiche E(1), E(2), E(3) geteilt, so dass jeweils ein Einstellbereich E(1), E(2), E(3) einem einzigen Anpresskraftbereich A(1), A(2), A(3) eindeutig zugeordnet ist. Die Verdrehung des Verstellrings zur Transformation der Anpresskraftbereiche A(1), A(2), A(3) in die Einstellbereiche E(1), E(2), E(3) erfolgt durch eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen an den Rampen und Gegenrampen der Rampeneinrichtung der Nachstelleinrichtung mit einem drehfest angeordneten Rampenring und dem gegenüber diesem verdrehbaren Verstellring. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird bei einer Kupplungsdruckplatte mit einer Anpresskraftkennlinie, die in den Anpresskraftbereich A(1) eingeteilt wurde, der Verstellring um drei Zähne verdreht. Bei einer Kupplungsdruckplatte mit einer Anpresskraftkennlinie, die in den Anpresskraftbereich A(2) eingeteilt wurde, wird der Verstellring um zwei Zähne und bei einer Kupplungsdruckplatte mit einer Anpresskraftkennlinie, die in den Anpresskraftbereich A(3) eingeteilt wurde, wird der Verstellring um einen Zahn verdreht.
-
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der 2 sind die Anpresskraftbereiche A(1), A(2), A(3) des Toleranzbereichs ΔF mit einer Verstellung von drei Zähnen, zwei Zähnen und einem Zahn entsprechend 3 überschneidend auf den Toleranzbereich ΔE abgebildet. Hierdurch überschneiden sich die Einstellbereiche E(1), E(2), E(3), so dass der durch Überschneidung der Einstellbereiche E(1) und E(2) gebildete Überlappungsbereich I durch Verdrehung des Verstellrings um drei oder zwei Zähne und der Überlappungsbereich II, der aus Überlappung der Einstellbereiche E(2) und E(3) gebildet ist, durch Verdrehung des Verstellrings um zwei Zähne oder einen Zahn eingestellt werden kann.
-
Die 4 zeigt die Ausbildung des Ausführungsbeispiels bei einem verringerten Toleranzbereich ΔE'. Durch die Verringerung kann die Überlappung der schmaler bemessenen Anpresskraftbereiche A(1)', A(2)', A(3)' so ausgebildet sein, dass die drei Anpresskraftbereiche A(1)', A(2)', A(3)' lediglich durch einen einzigen, nämlich den mittleren Anpresskraftbereich A(2)' abgedeckt werden und auf einen einzigen Einstellbereich ΔE' abgebildet werden, so dass alle Anpresskraftkennlinien mittels einer Verdrehung des Verstellrings um zwei Zähne eingestellt werden können.
-
Die 5 bis 8 zeigen die Durchführung des Verfahrens anhand der ausschnittsweise und in schematischer Darstellung gezeigten Rampeneinrichtung 5 mit dem Rampenring 6 und dem Verstellring 7. Der Rampenring 6 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ringförmig einem Kupplungsdeckel, beispielsweise in Form von in diesen eingeprägten Rampen, zugeordnet. Der Verstellring 7 ist auf diesem verdrehbar gelagert. Durch Verdrehen des Verstellrings 7 wird die Tellerfeder gegenüber dem Kupplungsdeckel bei Verschleiß der Reibbeläge axial in Richtung Gegendruckplatte verlagert. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Rampeneinrichtung 5 zwischen Anpressplatte und Tellerfeder vorgesehen sein. Hierzu wird auf den zitierten Stand der Technik verwiesen. Der Rampenring 6 und der Verstellring 7 weisen über den Umfang verteilte ansteigende Rampen 8 und Gegenrampen 9 auf, die jeweils in Umfangsrichtung angeordnete Zähne 10, 11 aufweisen, so dass entlang einer Auflage der Rampen 8 und Gegenrampen 9 aufeinander diskrete Verdrehzustände einstellbar sind, die dem Verschleiß der Reibungskupplung entsprechen. Desweiteren erfolgt die Voreinstellung der Kupplungsdruckplatte zur Kompensation von Setzverlusten.
-
In der 5 ist die Kupplungsdruckplatte mit der Rampeneinrichtung 5 in geschlossener Darstellung gezeigt. Die Rampen 8, 9 des Rampenrings 6 und des Verstellrings 7 sind axial aufeinander vorgespannt. Nach der Einstufung der Anpresskraftkennlinie in die Anpresskraftbereiche A(3) der 3 ist eine Verdrehung des Verstellrings 7 um einen Zahn 11 von dem derzeit mit dem Zahn 10 in Verbindung stehenden Zahn 11a auf den Zahn 11b vorgesehen. Hierzu wird – wie in 6 gezeigt – die Tellerfeder der Kupplungsdruckplatte axial belastet, so dass die axiale Vorspannung zwischen Rampenring 6 und Verstellring 7 gelöst und diese voneinander beabstandet werden. Die Verdrehung des Verstellrings 7 bleibt durch die Vorspannung der Sensorfeder gehemmt, so dass die Zähne 11a, 11b an ihrer Position gegenüber Zahn 10 verbleiben. In 7 ist die Verdrehung des Verstellrings 7 mittels eines von außen ansetzenden Werkzeugs dargestellt. Dabei wird eine Verdrehung anhand der Teilung der Zähne 11 in einen Verdrehwinkel umgerechnet und mittels des Werkzeugs ein entsprechender Verdrehwinkel des Verstellrings 7 eingestellt. Der Verdrehwinkel ist dabei so bemessen, dass der Verstellring 7 auf die Zahnlücke zwischen den Zähnen 11b und 11c größer als eine Zahnweite eingestellt wird, um eine Zahn-auf-Zahn-Stellung zwischen den Zähnen 11b und dem Zahn 10 zu vermeiden. In 8 wird die Tellerfeder wieder entlastet und der Zahn 11b gleitet in den Formschluss zu Zahn 10, so dass die Verdrehung des Verstellrings 7 formschlüssig begrenzt wird und eine axiale Verlagerung der Anpressplatte zu einem zu größeren Betätigungswegen verlagerten Betriebspunkt, beispielsweise eine Verlagerung von ungefähr 0,2 mm, insbesondere 0,15 mm und eine damit verbundene geringere Anpresskraft bewirkt. Eine Verdrehung um mehrere Zähne bewirkt eine entsprechend vergrößerte Abnahme der Anpresskraft und damit der Ausrückkraft.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Diagramm
- 2
- Anpresskraftkennlinie
- 3
- Anpresskraftkennlinie
- 4
- Anpresskraftkennlinie
- 5
- Rampeneinrichtung
- 6
- Rampenring
- 7
- Verstellring
- 8
- Rampe
- 9
- Gegenrampe
- 10
- Zahn
- 11
- Zahn
- 11a
- Zahn
- 11b
- Zahn
- 11c
- Zahn
- I
- Überlappungsbereich
- II
- Überlappungsbereich
- A(1)
- Anpresskraftbereich
- A(2)
- Anpresskraftbereich
- A(3)
- Anpresskraftbereich
- A(1)'
- Anpresskraftbereich
- A(2)'
- Anpresskraftbereich
- A(3)'
- Anpresskraftbereich
- BP(1)
- Betriebspunkt
- BP(2)
- Betriebspunkt
- E(1)
- Einstellbereich
- E(2)
- Einstellbereich
- E(3)
- Einstellbereich
- F
- Anpresskraft
- F(1)
- Anpresskraftmaximum
- F(2)
- Anpresskraftmaximum
- F(3)
- Anpresskraftmaximum
- s
- Betätigungsweg
- ΔE
- Toleranzbereich
- ΔE'
- Toleranzbereich
- ΔF
- Toleranzbereich
- ΔF'
- Toleranzbereich
- ΔK
- Kraftdifferenz
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 4222677 A1 [0001]
- DE 4239291 A1 [0001]
- DE 4306505 A1 [0001]
- DE 4342390 A1 [0001]
- DE 4418026 A1 [0001]
