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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung, umfassend eine Nachstelleinrichtung zur weggesteuerten Verschleißnachstellung einer Kupplung zur Verdrehung einer Anpressplatte relativ zu einer Gegendruckplatte über einen rampenführenden drehbaren Verstellring, auf welchen ein Spindeltrieb einwirkt, wobei ein Ritzel des Spindeltriebes in Eingriff mit einer Antriebsklinke zur Drehung einer Spindelwelle des Spindeltriebes im Verschleißfall steht, wobei die Antriebsklinke an einem Kupplungsgehäuse und der Spindeltrieb an der Anpressplatte der Kupplung befestigt ist und das Kupplungsgehäuse und die Anpressplatte über mehrere Blattfederpakete verbunden sind.
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Aus der
WO 2012/103866 A1 ist eine Kupplungseinrichtung mit einer Nachstelleinrichtung zur weggesteuerten Verschleißnachstellung für insbesondere eine Reibkupplung bekannt. Zur Kompensation eines auftretenden Verschleißes wird ein Spindeltrieb eingesetzt, der einen Verstellring mit Rampen vorantreibt. Die hierzu erforderliche Antriebskraft wird von der Antriebsklinke aufgebracht, welche zusammen mit einer Vorspannfeder im Deckel vernietet ist. Die Nachstelleinrichtung umfasst ein Ritzel zur axialen Verschiebung einer Anpressplatte zu einer Gegendruckplatte in Abhängigkeit von einer relativen Verdrehung. Die an dem Umfang des Ritzels eingreifbare Antriebsklinke dreht das Ritzel in eine erste Drehrichtung, mindestens eine an dem Umfang des Ritzels angreifende Sperrklinke sperrt das Ritzel entgegen der ersten Drehrichtung.
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Damit die Kupplungsvorrichtung zu jeder Zeit sicher trennt, muss eine Kraft mindestens einer Blattfeder in jedem Betriebspunkt größer sein als die Antriebskraft durch die Antriebsklinke. Die Blattfedern verbinden die Anpressplatte mit dem Kupplungsdeckel. Die Vorspannung der Antriebsanordnung ist einer Vorspannung durch die Blattfedern, durch die die Kupplung ausgerückt wird, entgegengerichtet. Da der Spindeltrieb etwa mittig zwischen zwei Blattfederbefestigungen an der Anpressplatte angeordnet ist, kommt es beim Nachstellvorgang durch die an einer Stelle eingeleitete Antriebskraft zu einer Schiefstellung der Anpressplatte und damit zu einem Schiefabhub. Gleiches passiert auch, wenn die Antriebsklinke über die Einstellschraube, die ebenfalls an der Antriebsklinke befestigt ist, abgehoben wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsvorrichtung anzugeben, bei welcher der Schiefabhub der Anpressplatte vermieden wird.
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Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine von mindestens einem sich nahe zum Spindeltrieb befindlichen Blattfederpaketen bereitgestellte Kraft höher ist als die durch jeweils eine der verbleibenden Blattfederpakete aufgebrachte Kraft. Durch die erhöhte Blattfederkraft, die an den Befestigungsstellen der Blattfedern, die nahe dem Spindeltrieb angeordnet sind, auf die Anpressplatte wirkt, wird der Schiefabhub reduziert.
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Vorteilhafterweise ist ein axialer Abstand zwischen der anpressplattenseitigen Befestigungsstelle und einem entsprechenden kupplungsdeckelseitigen Befestigungspunkt desselben Blattfederpaketes geringer als der axiale Abstand zwischen den verbleibenden anpressplattenseitigen Befestigungsstellen und den verbleibenden kupplungsdeckelseitigen Befestigungspunkten der weiteren Blattfederpakete. Durch diese Ausgestaltung wird die Blattfederkraft an den Befestigungspunkten der Blattfederpakete, die nahe dem Spindeltrieb angeordnet sind, erhöht, wodurch die Schieflage, die durch die am einzigen Angriffspunkt der Angriffsklinke entgegenwirkende Kraft hervorgerufen wird, ausgeglichen wird.
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In einer Ausgestaltung ist die als Blattfederlasche an der Anpressplatte ausgebildete Befestigungsstelle zur Verringerung des axialen Abstandes des nahe am Spindeltrieb angeordneten Blattfederpaketes gegenüber weiteren Blattfederlaschen der weiteren Blattfederpakete erhöht. Somit wird bei gleicher Steifigkeit aller Blattfederpakete eine erhöhte Vorspannung an dem entsprechenden Blattfederpaket eingestellt.
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In einer alternativen Einstellung der Vorspannung an den nahe des Spindeltriebs befestigten Blattfederpaketen ist der kupplungsdeckelseitige Befestigungspunkt des nahe dem Spindeltrieb angeordneten Blattfederpaketes zur Verringerung des axialen Abstandes in Richtung der zugehörigen Befestigungsstelle des Blattfederpaketes abgesenkt.
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In einer Variante sind die nahe dem Spindeltrieb angeordneten Blattfederpakete gegenüber den weiteren Blattfederpaketen mit einer stärkeren Vorspannung versehen. Dies wird insbesondere durch eine Vorwellung der nahe dem Spindeltrieb angeordneten Blattfederpakete eingestellt, wodurch die Steifigkeit der Blattfedern erhöht wird. Die Vorwellung der Blattfedern des Blattfederpaketes erfolgt dabei für alle Blattfedern in dieselbe Richtung, um die Handhabbarkeit und die Stapelbarkeit der Blattfedern zu ermöglichen.
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In einer Variante sind die nahe dem Spindeltrieb angeordneten Blattfederpakete dicker ausgebildet als die weiteren Blattfederpakete. Auch mit dieser Maßnahme wird eine Erhöhung der Vorspannung der Blattfederpakete, die sich nahe dem Spindeltrieb befinden, gegenüber den weiteren Blattfederpaketen realisiert.
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In einer Ausführungsform umfassen die nahe dem Spindeltrieb angeordneten Blattfederpakete mehr übereinanderliegende Blattfedern als die weiteren Blattfederpakete. Somit müssen nur die stapelbar übereinanderliegenden Blattfedern in ihrer Anzahl erhöht werden. Durch diese einfache Maßnahme wird eine erhöhte Vorspannung der Blattfederpakete, die nahe dem Spindeltrieb angeordnet sind, erlangt.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
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Es zeigen:
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1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung,
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2 eine Perspektivdarstellung der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung,
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3 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung,
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4 eine Prinzipdarstellung der Kräfteverteilung bei einem Nachstellvorgang an der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung,
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5 ein Ausführungsbeispiel für die Gestaltung der Befestigungsstellen der Blattfederpakete,
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6 ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Gestaltung der Blattfederpakete,
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7 ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Gestaltung der Blattfederpakete.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung 1 in Explosionsdarstellung dargestellt. Zwischen einem Kupplungsgehäuse 2 und einer Reibungskupplung, von welcher der Übersichtlichkeit halber nur eine Anpressplatte 3 dargestellt ist, sind eine Tellerfeder 4, die über Zentrierbolzen 5 an dem Kupplungsgehäuse 2 abgestützt ist und ein rampenführender verdrehbarer Verdrehring 6 angeordnet, wobei der Verdrehring 6 auf die Anpressplatte 3 zugreift. Diese Kupplungseinrichtung 1 weist eine Nachstelleinrichtung in Form eines Spindeltriebes auf, die ein Ritzel 7 umfasst, welches an einer Spindelwelle 8 angeordnet ist, wobei die Spindelwelle 8 an der Anpressplatte 3 angeordnet ist und über das Ritzel 7 drehbar ist. In das Ritzel 7 greift zur Erzeugung einer Drehbewegung der Spindelwelle 8 eine Antriebsklinke 9 ein, die an dem Kupplungsgehäuse 2 befestigt ist.
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Drei Blattfederpakete 10a, 10b, 10c sind einerseits an einer Befestigungsstelle 11a, 11b, 11c der Anpressplatte 3 befestigt (2), während das andere Ende jedes Blattfederpaketes 10a, 10b, 10c an dem Kupplungsdeckel 2 in je einem Befestigungspunkt 16a, 16b, 16c arretiert ist. Zwischen den Blattfederpaketen 10a, 10b ist der Spindeltrieb 7, 8 auf der Anpressplatte 3 angeordnet. Die Befestigungsstellen 11a, 11b, 11c der drei Blattfederpakete 10a, 10b, 10c sind in 120°-Abständen entlang der ringförmige Anpressplatte 3 angeordnet. Die Blattfederpakete 10a, 10b sind dabei nahe am Spindeltrieb 7, 8 positioniert. Zwischen den Befestigungsstellen 11a, 11b ist der Spindeltrieb 7, 8 angeordnet, in den die Antriebsklinke 9 eingreift.
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Die Antriebsklinke 9 ist an dem Kupplungsgehäuse 2 zusammen mit einer Vorspannfeder 12 mittels eines Niets 13 befestigt. Ein Axialweg, in dem die Tellerfeder 4 in axialer Richtung bewegbar ist, ist durch einen Gewindestift 14 einstellbar. Durch die Vorspannfeder 12 ist die Antriebsklinke 9 gegen den Umfang des Ritzels 7 radial vorgespannt und gleitet auf diesem während den Betätigungsvorgängen der Reibkupplung, also bei axialer Verlagerung der Anpressplatte 3, ab.
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Die Kupplungsvorrichtung ist als normal eingerückte Kupplungsvorrichtung ausgebildet, d. h. als Kupplung, bei der die Kraft der einrückenden Tellerfeder 4 auf die Anpressplatte 3 wirkt und im betätigungsfreien Zustand die Kraft der ausrückenden Blattfederpakete 10, die auf die Anpressplatte 3 wirken, überwiegt. Andererseits kann die Kupplungsvorrichtung aber auch als normal ausgerückte Kupplungsvorrichtung ausgebildet sein, bei der die Kraft der ausrückenden Blattfederpakete 10, die auf die Anpressplatte 3 wirken, im betätigungsfreien Zustand die Kraft der Tellerfeder 4, die auf die Anpressplatte 3 wirkt, überwiegt. Die Vorspannung der einzigen Antriebsklinke 9 ist einer Vorspannung durch die Blattfederpakete 10, durch die die Kupplung ausgerückt wird, d. h. durch die die Anpressplatte 3 der Kupplung von einer Gegendruckplatte der Kupplung weg bewegt wird, um einem Reibschluss zu einer dazwischen gelagerten Kupplungsscheibe aufzuheben, entgegengerichtet. Da die entgegengerichtete Vorspannkraft der Antriebsklinke 9 im Gegensatz zur Vorspannkraft der Blattfederpakete 10 nur an einer Stelle im Umfang der Kupplungsvorrichtung, d. h. punktuell, wirkt, besteht beim Ausrücken der Kupplung die Gefahr eines Schiefhubes der Anpressplatte 3 von der Gegendruckplatte bzw. von der Kupplungsscheibe.
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Wie aus 3 hervorgeht weist die Anpressplatte 3 ebenfalls mehrere Rampen auf und trägt den Spindeltrieb 7, 8. In das Ritzel 7 greifen Zungen einer Sperrklinke 17 ein 3a). Aus dem Querschnitt in 3b ist noch einmal die Anbindung eines Blattfederpaketes 10 mit einem Ende an die Anpressplatte 3 und mit dem anderen Ende an dem Kupplungsgehäuse 2 dargestellt. Zur Verdrehung des Verstellringes 6 im Verschleißzustand zwischen dem mit der Spindelwelle 8 verbundenen Ritzel 7 und der an dem Kupplungsgehäuse 2 aufgenommenen Antriebsklinke 9 wird ein Formschluss hergestellt, wenn sich infolge des Verschleißes ein verlängerter Weg der Anpressplatte 3 gegenüber dem Kupplungsgehäuse 2 ergibt (Schritt 1). Durch eine durch die Antriebsklinke 9 verursachte Drehbewegung der Spindelwelle 8 (Schritt 2) ist eine Spindelmutter 15 mit dem Verstellring 6 verbunden und in axialer Richtung entlang der Spindelwelle 8 bewegbar (Schritt 3). Die axiale Bewegung der Spindelmutter 15 versetzt den Verstellring 6 in eine Rotationsbewegung, wodurch über die Rampen des Verstellringes 6 der Abstand zwischen der Anpressplatte 3 und einer nicht weiter dargestellten Gegendruckplatte vergrößerbar ist (Schritt 4). Dadurch kann ein Verschleiß der Reibungskupplung in axialer Richtung ausgeglichen werden.
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In 4 ist eine Prinzipdarstellung der Kräfteverteilung bei dem beschriebenen Nachstellvorgang an der Kupplungseinrichtung nach 1 dargestellt. In den Befestigungsstellen 11a, 11b, 11c der drei Blattfederpakete 10a, 10b, 10c wird jeweils eine Kraft FBF eingebracht, die in Richtung Kupplungsgehäuses 2 angreift. Durch die Antriebsklinke 9, die in den Spindelantrieb 7, 8 eingreift, wird in entgegengesetzter Richtung eine Antriebskraft FA an nur einer Stelle der Anpressplatte 3 eingebracht, was zu dem Schiebabhub der Anpressplatte 3 führen kann.
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Um diesen Schiefhub zu verhindern, sind in den 5 bis 7 verschiedene Ausführungsbeispiele zur Erhöhung der Kraft BF der Blattfederpakete 10 dargestellt, die einzeln oder auch kombiniert in der Kupplungsvorrichtung verbaut werden können. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 weisen die Befestigungsstellen 11a, 11b, 11c, die auf der Anpressplatte 3 angeordnet sind und ein Ende jedes Blattfederpaketes 10a, 10b, 10c aufnehmen, unterschiedliche Höhen auf. So können beispielsweise die zwei Befestigungsstellen 11a, 11b, die als Befestigungslaschen ausgebildet sind, und die nahe des Spindeltriebes 7, 8 angeordnet sind, eine größere Höhe aufweisen als die dritte Befestigungsstelle 11c, die entfernt von dem Spindeltrieb 7, 8 positioniert ist.
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In einer nicht weiter dargestellten Alternative können aber auch die Höhen aller drei Befestigungslaschen der drei Befestigungsstellen 11a, 11b, 11c gleich hoch ausgebildet sein, während die Befestigungspunkte 16a, 16b für die Blattfederpakete 10a, 10b, die nahe des Spindeltriebes 7, 8 befestigt sind, abgesenkt werden. Dadurch wird der Abstand zwischen Befestigungsstelle 11 und Befestigungspunkt ebenfalls verringert und die Blattfederpakete 10a, 10b werden mit einer Vorspannung beaufschlagt. Der Befestigungspunkt 16c für das dritte Blattfederpaket 10c, welches beabstandet zu dem Spindeltrieb 7, 8 an der Anpressplatte 3 befestigt ist, bleibt dabei unverändert.
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In einer Alternative sind in 6 drei Blattfederpakete 10a, 10b, 10c dargestellt, wobei die beiden nahe dem Spindeltrieb 7, 8 angeordneten Blattfederpakete 10a, 10b drei Blattfedern, die übereinanderliegend angeordnet sind, umfassen. Das entfernt zum Spindeltrieb 7, 8 angeordnete Blattfederpaket 10c umfasst dabei nur zwei Blattfedern.
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Eine weitere Alternative ist in 7 gezeigt, wo die Blattfederpakete 10a, 10b, die nahe dem Spindeltrieb 7, 8 positioniert sind, eine Vorwellung aufweisen. Mittels einer solchen Vorwellung können die Enden der jeweiligen Blattfedern eines Blattfederpaketes 10a, 10b so verbogen werden, dass diese sich in einem unbeanspruchten Zustand unterschiedlichen vertikalen Ebenen befinden, so dass die Blattfederpakete 10a, 10b hinsichtlich ihrer Steifigkeit mit einer Vorspannung beaufschlagt werden. Durch diese mechanische Vorwellung wird ebenfalls an den Blattfederpaketen 10a, 10b nahe dem Spindeltrieb 7, 8 eine andere Vorspannung eingestellt als an dem entfernt liegenden Blattfederpaket 10b, bei welchem keinerlei Vorwellung ausgebildet ist.
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Aufgrund dieser drei Alternativen wird der Schiefabhub der Anpressplatte 3 durch die erhöhte Blattfederkraft FBF der Blattfederpakete 10, die links und rechts neben dem Spindelantrieb 7, 8 angeordnet sind, reduziert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungseinrichtung
- 2
- Kupplungsgehäuse
- 3
- Anpressplatte
- 4
- Tellerfeder
- 5
- Zentrierbolzen
- 6
- Verdrehring
- 7
- Ritzel
- 8
- Spindelwelle
- 9
- Antriebsklinke
- 10
- Blattfederpaket
- 11
- Befestigungsstelle
- 12
- Vorspannfeder
- 13
- Niet
- 14
- Gewindestift
- 15
- Spindelmutter
- 16
- Befestigungspunkt
- 17
- Sperrklinke
