DE102016218459A1

DE102016218459A1 - Druckplattenbaugruppe sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016218459A1
Application number: DE102016218459.8A
Authority: DE
Inventors: Peter SCHÖMIG; Christian Schmedding; Michael GÖB
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2016-09-26
Publication date: 2018-03-29
Also published as: US10648515B2; US20180087582A1; CN107869527A; CN107869527B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckplattenbaugruppe für ein Kraftfahrzeug mit einem Verschleißausgleichsmechanismus, der ein Sensorelement zum Erfassen von Verschleiß umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement einen Winkelhebel aufweist oder als Winkelhebel ausgebildet ist. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckplattenbaugruppe für ein Kraftfahrzeug mit einem Verschleißausgleichsmechanismus, der ein Sensorelement zur Erfassung von Verschleiß umfasst.
Während der Lebensdauer einer Kupplung verschleißt unter anderem der Kupplungsscheibenbelag, wodurch sich die Einrückposition der Membranfeder verändert. Um diesen Verschleiß auszugleichen ist es bekannt, dass ein Verschleißausgleichmechanismus vorgesehen wird. Derartige Verschleißausgleichmechanismen umfassen üblicherweise gegenläufige Rampen, wobei in Umfangsrichtung üblicherweise mehrere Rampen hintereinander angeordnet sind. Die entsprechenden gegenläufigen Rampen befinden sich dann in Axialrichtung gegenüber den ersten Rampen.
Zur Erfassung des Verschleißes weisen die Verschleißausgleichsmechanismen unterschiedliche Vorrichtungen auf. Bei einem ersten Verschleißausgleichsmechanismus wird ein blockierter Schieber freigegeben, wenn der als Stift ausgebildete Sensor das Sperrelement vom Schieber abhebt.
Bei einem anderen Verschleißausgleichmechanismus treibt eine Antriebsklinke einen Spindeltrieb an, indem sie bei Vorliegen eines vorgegebenen Verschleißes ein Ritzel bewegt. Dabei ist die Antriebsklinke der Sensor zur Sensierung von Verschleiß.
Aufgrund der konstruktiven Ausgestaltung des Sensors ist der Verstellmechanismus zur Verstellung einer der Rampeneinheiten aufwendig und teuer.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass das Sensorelement einen Winkelhebel aufweist oder als Winkelhebel ausgebildet ist. Bei einem Winkelhebel befindet sich entweder zwischen den Hebelarmen oder an einem Hebelarm ein Winkel. Dadurch kann das Sensorelement vereinfacht aufgebaut werden. Insbesondere handelt es sich hierbei um eine besonders einfache Möglichkeit, in axialer Richtung sensierten Verschleiß in einer Bewegung in Umfangsrichtung umzuwandeln.
Die Druckplattenbaugruppe ist dabei der Bestandteil der Kupplung, der die Anpressplatte, auch Druckplatte genannt, enthält. Weiter umfasst eine Kupplung eine Kupplungsscheibe und ein Schwungrad.
Vorzugsweise kann der Winkel zwischen den Hebelarmen des Winkelhebels überstumpf sein. Dabei ist der Lagerpunkt des Winkelhebels nicht notwendigerweise zwischen den Hebelarmen, hierbei handelt es sich aber um eine vorteilhafte Ausführungsform. Der an einem Hebelarm oder zwischen den Hebelarmen des Winkelhebels vorhandene Winkel liegt dementsprechend zwischen 180 Grad und 360 Grad. Vorzugsweise kann der Winkel in einem Bereich zwischen 180 Grad und 270 Grad liegen.
Vorteilhafterweise kann der Winkelhebel in einem mittleren Bereich gelagert sein. Die Lagerung muss nicht genau in der Mitte erfolgen, sie liegt jedenfalls nicht an einem Ende eines Hebelarms.
Mit besonderem Vorteil kann der Winkelhebel einen Gelenkabschnitt und zwei davon abgehende Bogenabschnitte aufweisen. Der Gelenkabschnitt ist die Lagerstelle des Winkelhebels. Die davon abgehenden Bogenabschnitte bewirken eine genau einstellbare Übersetzung von eingehender Kraft und eingehendem Weg zu einer ausgehenden Kraft und einem ausgehendem Weg. Dabei können die Bogenabschnitte vorteilhafterweise gegensinnig angeordnet sein. Dadurch lassen sich die jeweiligen Anlageflächen optimal einsetzen.
Vorzugsweise kann der Winkelhebel gegenüber der Anpressplatte befestigt sein. Dabei ist er entweder direkt an der Anpressplatte oder an einem fest mit der Anpressplatte verbundenen Bauteil gelagert.
Vorzugsweise kann der Winkelhebel mit einem Hebelarm an einem Antriebselement zur Verstellung wenigstens eines den Verschleiß ausgleichenden Elementes anliegen. Der Winkelhebel erlaubt es, die Sensierung des Verschleißes aus der Axialrichtung in die Umfangsrichtung zu lenken. Daher kann das Antriebselement direkt am Sensorelement, nämlich dem Winkelhebel, angreifen. Bevorzugt ist dann auch das Antriebselement an der Anpressplatte gelagert, und zwar zusammen mit dem Winkelhebel in einem Lagergestell.
Wie beschrieben ist vorzugsweise ein Antriebselement zur Verstellung wenigstens eines den Verschleiß ausgleichenden Elementes vorhanden. Dieses ist in Richtung Verschleißausgleich vorbelastet. Das Antriebselement ist dazu da, einen Rampenring gegenüber einem zweiten Rampenring zu verschieben. Dabei kann das Antriebselement entweder selbst vorbelastet sein, um einen Rampenring in Richtung Verschleißausgleich zu verschieben. Alternativ kann auch der Rampenring vorbelastet sein, und das Antriebselement gibt immer so viel Weg frei, wie sich der Rampenring bewegen soll.
Vorzugsweise kann der Winkelhebel eine in axialer Richtung wirkende Kraft in Umfangsrichtung weitergeben. Wie beschrieben kann dadurch vorteilhafterweise das Antriebselement direkt angesprochen werden und so ein sensierter Verschleiß direkt in eine Korrekturbewegung umgewandelt werden.
Vorteilhafterweise kann der Verschleißausgleichmechanismus zwei gegenläufige Rampenanordnungen aufweisen.
Vorzugsweise kann die Sensorfläche des Winkelhebels an einer in Umfangsrichtung verschiebbaren Rampe anliegen. Die Rampe ist vorzugsweise an einem Rampenring des Verschleißausgleichsmechanismus, und zwar dem beweglichen Rampenring, befestigt. Bei entsprechender Ausgestaltung der Rampe kann diese einen Gehäuseverschleiß darstellen, wodurch über den Winkelhebel nicht nur ein Belagverschleiß der Kupplungsscheibe sondern auch ein Gehäuseverschleiß sensiert werden kann.
Vorteilhafterweise kann der Winkelhebel den Abstand zwischen einer Anpressplatte und einer Membranfeder sensieren. Dabei kann wie beschrieben noch eine Rampe zwischengeschaltet werden.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Kupplung. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass die Kupplung wie beschrieben ausgebildet ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
1 ein Kraftfahrzeug,
2 eine Kupplung in einer ersten Ansicht,
3 eine Kupplung in einer zweiten Ansicht,
4 eine Kupplung in einer dritten Ansicht,
5 eine Kupplung in einer vierten Ansicht, und
6 eine Kupplung in einer fünften Ansicht.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Antriebseinheit 2, einem Getriebe 3 und einer zwischen Antriebseinheit 2 und Getriebe 3 angeordneten Kupplung 4. Bei der Antriebseinheit 2 kann es sich um einen Verbrennungsmotor oder einen Elektromotor handeln. Die Anbindung der Antriebseinheit 2 an das Getriebe 3 kann dabei auch derart sein, dass die Antriebseinheit 2 einen Nebenantrieb darstellt, dass also weitere Antriebseinheiten und Kupplungen vorhanden sein können. Das Kraftfahrzeug 1 kann also einen Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor, einen Hybrid-Antriebsstrang oder auch einen rein elektrischen Antriebsstrang aufweisen. Darüber hinaus kann der beschriebene Verschleißausgleichsmechanismus auch in Doppelkupplungen oder Mehrscheibenkupplungen verwendet werden, sofern diese Anpressplatten aufweisen.
2 zeigt die Kupplung 4 bzw. deren Druckplattenbaugruppe im Detail. Die Kupplung 4 weist als grundlegende Bauteile das Kupplungsgehäuse 5, eine Membranfeder 6 und eine Anpressplatte 7 auf. Die Anpressplatte 7 und das Kupplungsgehäuse 5 sind über Blattfedern bzw. Blattfederpakete 8 drehbar und axial beweglich miteinander verbunden. Die Blattfederpakete 8 sind mittels Nieten 9 am Kupplungsgehäuse 5 und der Anpressplatte 7 befestigt.
Die Membranfeder 6 ist über Distanzbolzen 10 an dem Kupplungsgehäuse 5 gelagert, wobei die Distanzbolzen 10 mittels eines Sicherungsringes 12 befestigt sind.
Weiterhin umfasst die Kupplung 4 einen Verschleißausgleichmechanismus 14.
Ein Verschleißausgleichmechanismus 14 umfasst üblicherweise ein Sensorelement 16, eine Antriebseinheit 18 und einen Kompensationsmechanismus 20, die wie folgt zusammenarbeiten:
Das Sensorelement 16 sensiert einen Verschleiß des Kupplungsscheibenbelags, wodurch die Antriebseinheit 18 aktiviert wird, die üblicherweise bei Überschreiten eines Schwellenwertes eine Verstellung des Kompensationsmechanismus 20 bewirkt, sodass der Verschleiß, beispielsweise ein Verschleiß des Kupplungsscheibenbelags, kompensiert wird.
Der Verschleißkompensationsmechanismus 20 umfasst üblicherweise zwei Rampenanordnungen mit gegenläufigen Rampen.
Das Sensorelement 16 ist in der vorliegenden Erfindung als Winkelhebel 22 ausgestaltet. Dadurch ergibt sich ein vorteilhafter Aufbau des Verschleißausgleichsmechanismus 14.
Ein Lagergestell 24 lagert den Winkelhebel 22 und die Antriebseinheit 18. Das Lagergestell 24 ist an der Anpressplatte 7 befestigt. Die Antriebseinheit 18 umfasst dabei neben einem über den Winkelhebel 22 antreibbaren Zuganker 26 auch eine Feder 28. Die Feder 28 belastet dabei den Zuganker 26 in Richtung Verschleißausgleich vor. Die Feder 28 oder allgemeiner das Vorlastelement belasten dabei auch den Winkelhebel 22 vor.
Dadurch ergibt sich sowohl für die Antriebseinheit 18 als auch für das Sensorelement 16 eine Vorzugs- oder Grundposition. Da nur ein Vorlastelement sowohl für die Antriebseinheit als auch das Sensorelement verwendet wird ist der Aufbau sehr kompakt.
Die Funktionsweise des Verschleißausgleichmechanismus 14 wird anhand von 3 beschrieben. Beim Einkuppeln bewegt sich der Außenteil der Membranfeder in Richtung Anpressplatte 7. Je größer der Verschleiß bzw. bei Vorliegen von Verschleiß wird dabei der Abstand zwischen Membranfeder 6 und Anpressplatte 7 geringer, wodurch der Winkelhebel 22 an seinem Hebelarm 30 weiter in Richtung Anpressplatte 7 gedrückt wird.
Wegen der Lagerung des Winkelhebels 22 mittels des Gelenkabschnitts 32 wird der Hebelarm 34 mit zunehmendem Verschleiß immer weiter nach rechts gedrückt, wobei dies die Richtung entgegen der Vorbelastung der Antriebseinheit 18 ist.
Ist der Verschleiß ausreichend, dass der Zuganker 26 einen Zahn der Verzahnung 36 weiter bewegt. Die Verzahnung 36 ist fest mit dem Rampenring 38 verbunden, wobei der Rampenring 38 derjenige der Rampenringe der Kompensationseinrichtung 20 ist, der bewegbar ist. Die Zähne 40 können fest mit dem Rampenring 38 verbunden sein sie können direkt in den Rampenring 38 eingearbeitet sein, sie können sich aber auch beispielsweise auf einer mit dem Rampenring 38 fest verbundenen Platte befinden. Jedenfalls hakt der Zuganker 26 bei Überschreiten eines vorgegebenen Weges in den nächsten Zahn 40 ein. Beim nächsten Ausrücken der Kupplung 4 wird der Rampenring 38 frei gegeben und kann mittels der Feder 28 im Uhrzeigersinn bewegt werden, bis die Antriebseinheit 18 wieder in ihrer Grundposition ist.
An dem Rampenring 38 ist weiterhin eine Rampe 44 befestigt, die die Gegenfläche zur Sensorfläche des Winkelhebels 22 an dessen Hebelarm 30 bildet. Die Rampe 44 ist dabei nicht zwingend, der Winkelhebel 22 kann Verschleiß auch direkt an der Membranfeder 6 sensieren.
Die Sensorfläche ist also am Hebelarm 30, der mit der Rampe 44 in Kontakt kommt, wenn sich die Membranfeder 6 auf die Anpressplatte 7 hinbewegt. Die Rampe 44 ist dabei mit dem Rampenring 38 drehfest verbunden, sodass bei Verdrehung des Rampenrings 38 die Rampe 44 im gleichen Maße verdreht wird. Mittels der Rampe 44 wird ein Gehäuseverschleiß in den Gesamtausgleich einbezogen. Der Verschleißausgleichmechanismus 20 kann dann nicht nur Belagverschleiß sondern auch Gehäuseverschleiß ausgleichen.
4 zeigt den Verschleißausgleichmechanismus 20 aus der gleichen Perspektive wie 3, jedoch ist die Vorderwand des Lagergestells 24 weggelassen, um den Aufbau besser erkennen zu können. Insbesondere sind in dieser Ansicht der Gelenkabschnitt 32 und der Hebelarm 34 erkennbar. Insbesondere ist zu sehen, dass der Winkelhebel 22 als Hebelarme 30 und 34 zwei vom Gelenkabschnitt 32 abgehende Bogenabschnitte aufweist und dass die Bogenabschnitte gegensinnig angeordnet sind. Der Winkel 35 zwischen den Hebelarmen 30 und 34 ist dabei überstumpf, und zwar zwischen 180° und 270°.
5 zeigt den Verschleißausgleichmechanismus 20 bzw. einen Teil der Kupplung 4 in einer Seitenansicht. Dabei sind das Lagergestell 24, der Zuganker 26, der Winkelhebel 22 und auch die Rampe 44 erkennbar. Der zuganker 26 weist dabei in eine Aussparung auf, in der der Winkelhebel liegt und angreift. So kann der Zuganker einerseits mit dem Vorspannelement, nämlich der Feder 28 zusammenwirken und gleichzeitig vom Sensorelement 16, nämlich dem Winkelhebel 22, angetrieben werden.
6 zeigt den Verschleißausgleichmechanismus 20 bzw. einen Teil der Kupplung 4 in einer Draufsicht. Auch in dieser Ansicht kann man erkennen, dass der Zuganker 26 eine Aussparung aufweist, in der der Winkelhebel 22 liegt und angreift.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Antriebseinheit
3: Getriebe
4: Kupplung
5: Kupplungsgehäuse
6: Membranfeder
7: Anpressplatte
8: Blattfederpaket
9: Niet
10: Distanzbolzen
12: Sicherungsring
14: Verschleißausgleichsmechanismus
16: Sensorelement
18: Antriebseinheit
20: Kompensationsmechanismus
22: Winkelhebel
24: Lagergestell
26: Zuganker
28: Feder
30: Hebelarm
32: Gelenkabschnitt
34: Hebelarm
36: Verzahnung
38: Rampenring
40: Zahn
42: Verbindungselement
44: Rampe

Claims

Druckplattenbaugruppe (4) für ein Kraftfahrzeug (1) mit einem Verschleißausgleichsmechanismus (14), der ein Sensorelement (16) zum Erfassen von Verschleiß umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (16) einen Winkelhebel aufweist oder als Winkelhebel ausgebildet ist.
Druckplattenbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen den Hebelarmen des Winkelhebels überstumpf ist.
Druckplattenbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelhebel in einem mittleren Bereich gelagert ist.
Druckplattenbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelhebel einen Gelenkabschnitt und als Hebelarme zwei davon abgehende Bogenabschnitte aufweist.
Druckplattenbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenabschnitte gegensinnig angeordnet sind.
Druckplattenbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplattenbaugruppe einen Kraftspeicher oder ein Hebelelement, insbesondere eine Membranfeder, aufweist.
Druckplattenbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelhebel gegenüber der Anpressplatte befestigt ist.
Druckplattenbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelhebel mit einem Hebelarm an einem Antriebselement zur Verstellung wenigstens eines den Verschleiß ausgleichenden Elementes anliegt.
Druckplattenbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebselement (36) zur Verstellung wenigstens eines den Verschleiß ausgleichenden Elementes (38) vorhanden ist, das in Richtung Verschleißausgleich vorbelastet ist.
Druckplattenbaugruppe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelhebel eine in axialer Richtung wirkende Kraft in Umfangsrichtung weitergibt.
Druckplattenbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschleißausgleichsmechanismus (14) zwei gegenläufige Rampenanordnungen (38) aufweist.
Druckplattenbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorfläche des Winkelhebels an einer in Umfangsrichtung verschiebbaren Rampe (44) anliegt.
Druckplattenbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (16) den Abstand zwischen einer Anpressplatte (7) und einer Membranfeder (6) sensiert.
Druckplattenbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Anpressplatte (7) der Kupplung (4) ein Lagergestell zum Lagern des Winkelhebels, eines Antriebselementes sowie eines Vorlastelementes angeordnet ist.
Kraftfahrzeug (1) mit einer Druckplattenbaugruppe (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.