DE112008001041B4 - Selbstnachstellende Reibungskupplung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine selbstnachstellende Reibungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Für die Nachstellung von Kupplungen zum Ausgleich von Verschleiß von an einer Kupplungsscheibe angebrachten Reibbelägen sind Anordnungen mit Rampenringen zwischen einer Anpressplatte und einem insgesamt als Tellerfeder ausgebildeten Federhebel oder zwischen dem Federhebel und dem Kupplungsgehäuse bzw. einem Kupplungsdeckel bekannt. Durch Verdrehen eines Rampenrings wird die Dickenreduzierung der Reibbeläge ausgeglichen, so dass eine vorbestimmte Stellung des Federhebels relativ zu der Anpressplatte erhalten bleibt.
-
6 zeigt eine solche an sich bekannte Anordnung, bei der sich der Federhebel 10, der einen äußeren in Umfangsrichtung durchgehenden Ringbereich 12 aufweist, von dem radial einwärts Federzungen 14 vorstehen, über einen drehfest mit den Federhebel 10 verbundenen Rampenring 16 und einen relativ zu dem Federhebel 10 verdrehbaren Rampenring 18 an der Anpressplatte 20 einer in ihrem Aufbau an sich bekannten und daher nicht dargestellten Kupplung abstützt. Die Verdrehung des Rampenrings 18 kann in an sich bekannter Weise mittels einer Antriebsfeder 22 (7 ) erfolgen, die einen radial äußeren, in Umfangsrichtung durch einen Spalt 24 unterbrochenen Ringteil 26 aufweist, von dem radial einwärts Speichen 28 vorstehen, mittels derer die Antriebsfeder 23 an dem Federhebel 10 befestigt ist. Ein dem Spalt 24 benachbarter Endbereich 30 der Antriebsfeder 22 ist in Umfangsrichtung relativ zu dem Federhebel 10 festgelegt. Der andere Endbereich 32 ist in Umfangsrichtung relativ zu dem Federhebel 10 beweglich und endet in einer Klinke 34, die in in einer Richtung Kraft übertragendem Eingriff mit einer Verzahnung (in6 nicht dargestellt) ist. - Die Befestigung der Antriebsfeder 22 an dem Federhebel 10 ist derart, dass der Durchmesser des Ringteils 26 von der konischen Verformung des Federhebels 10 abhängt, so dass bei einer überschwelligen konischen Verformung des Federhebels 10, beispielsweise infolge von Verschleiß der Beläge, die Klinke 34 die nicht dargestellte Verzahnung überläuft, die beispielsweise fest mit dem verdrehbaren Rampenring 18 verbunden ist, und bei einer anschließenden Rückverformung des Federhebels 10 die Verzahnung mitnimmt, so dass der Rampenring 18 in Richtung einer Verschleißnachstellung verdreht wird.
- Bekannt ist auch die Möglichkeit, dass die Klinke der Antriebsfeder nicht direkt in eine in Umfangsrichtung verlaufende Verzahnung eingreift, sondern dass die Verstellung des Rampenrings 18 über ein Übersetzungsgetriebe erfolgt. Beispielsweise kann ein solches Übersetzungsgetriebe ein am Federhebel oder einem Kupplungsgehäuse gelagertes Schneckenrad aufweisen, dessen Drehachse zur axialen Richtung der Kupplung geneigt ist und das mit einer Umfangsverzahnung ausgebildet ist, in die die Klinke in einseitig Kraft übertragender Weise eingreift. Eine Stirnfläche des Schneckenrades ist mit einer Spiralverzahnung ausgebildet, die in eine mit dem Rampenring 18 starr verbundene Verzahnung eingreift.
- Eine Eigenart solcher bekannter Schneckenradgetriebe liegt darin, dass die Schneckenverzahnung genau relativ zu der Verzahnung beispielsweise des Rampenrings 18, in das sie eingreift, positioniert sein muss; beispielsweise darf die Schneckenverzahnung nur auf einer Seite der Drehachse des Schneckenrades in die Verzahnung eingreifen, da es andernfalls zu einem verschlechterten Zahneingriff, Verschleiß oder sogar einem Funktionsausfall kommt. Weiterhin ist die Flächenpressung am Zahneingriff relativ groß.
- Eine selbstnachstellende Reibungskupplung, die auf den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 lesbar ist, ist aus der
EP 1 568 905 A1 bekannt. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße selbstnachstellende Reibungskupplung derart weiterzuentwickeln, dass die vorstehend genannten Probleme von Schneckenradgetrieben in der Übersetzung zwischen Antriebsfeder und Verzahnung nicht auftreten.
- Diese Aufgabe wird mit einer selbstnachstellenden Reibungskupplung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Reibungskupplung gerichtet.
- Eine erfindungsgemäße selbstnachstellende Reibungskupplung enthält eine Gehäuse, eine mit diesem drehfest, jedoch axial begrenzt beweglich verbundenen Anpressplatte, mittels der eine mit Reibbelägen versehene Kupplungsscheibe in Reibeingriff mit der Anpressplatte und einer Gegenplatte bringbar ist, einen zwischen dem Gehäuse und der Anpressplatte vorgesehenen, insgesamt ringscheibenförmigen Federhebel mit einem umlaufendem, radial äußeren Umfangsrand, von dem radial einwärts eine Mehrzahl in Umfangsrichtung beabstandeter Federzungen vorsteht, deren radial innerer Umfangsrand für eine Betätigung der Reibungskupplung axial beweglich ist, eine etwa konzentrisch zum Federhebel angeordnete Antriebsfeder mit einem radial äußeren Ringteil, von dem radial einwärts Speichen vorstehen, mittels derer die Antriebsfeder an dem Federhebel befestigt ist, wobei die Antriebsfeder und die Hebelfeder derart aufeinander abgestimmt sind, dass sich der Durchmesser des Ringteils der Antriebsfeder bei einer konischen Verformung der Hebelfeder infolge einer axialen Verschiebung von deren innerem Umfangsrand ändert, und eine Verschleißnachstelleinrichtung mit einer mit dem Ringteil verbundenen Klinke, die mit einer an einem Gegenbauteil ausgebildeten Verzahnung in in eine Richtung Kraft übertragendem Eingriff ist, wobei die Klinke bei einer infolge von Verschleiß überschwelligen konischen Verformung des Federhebels die Verzahnung überläuft und bei einer Rückverformung des Federhebels die Verzahnung relativ zu dem Federhebel bewegt, wodurch die Anpressplatte bezogen auf eine vorbestimmte Stellung des Federhebels eines Ausgleichs des Verschleißes der Reibbeläge verstellt wird, und ist weiter derart konstruiert, dass sich die Klinke bei einer Durchmesseränderung der Antriebsfeder in radialer Richtung bewegt.
- Dadurch, dass sich erfindungsgemäß die Klinke der Antriebsfeder in radialer Richtung bewegt, ergeben sich für die Ausführung der Verschleißnachstelleinrichtung Möglichkeiten, zwischen der Klinke und zur Verschleißnachstellung relativ zueinander beweglichen Teilen ein Zwischengetriebe auszubilden, das ohne die Notwendigkeit eines sowohl in der Fertigung als auch in seiner Lagerung aufwendigen Schneckenrades auskommen.
- Die radiale Bewegung der Klinke der Antriebsfeder kann dadurch erreicht werden, dass der Ringteil der Antriebsfeder in Umfangsrichtung durchgehend ausgebildet ist und einen speichenfreien Zwischenbereich aufweist, an dem die Klinke ausgebildet ist.
- Vorzugsweise ist der Zwischenbereich zwischen zwei in Umfangsrichtung beabstandeten, verformbaren Bereichen angeordnet.
- Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reibungskupplung ist die Baugruppe aus Federhebel und Antriebsfeder drehfest mit dem Gehäuse der Kupplung verbunden und stützt sich der Federhebel über einen drehfesten und einen verdrehbaren Rampenring an der Anpressplatte ab.
- Bei einer Weiterbildung der vorstehend genannten Ausführungsform greift die Klinke in ein Antriebsritzel einer an dem drehfesten Rampenring gelagerten Gewindespindel ein, die mit einer an dem verdrehbaren Rampenring angebrachten Mutter in Eingriff ist.
- Der Federhebel kann mittels in Umfangsrichtung beabstandeter Nieten an dem Kupplungsgehäuse befestigt sein, an welchem Nieten auf der vom Kupplungsgehäuse abgewandten Seite des Federhebels ein Stützring angebracht ist, zwischen dem und dem Federhebel die Antriebsfeder angeordnet ist, die sich an dem Stützring und radial einwärts der Nieten an den Federzungen des Federhebels abstützt.
- Die Antriebsfeder ist vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass ihre Speichen einen in Umfangrichtung geschlossenen, radial inneren Ringteil mit dem radial äußeren Ringteil verbinden.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
- In den Figuren stellen dar:
-
1 eine Prinzipansicht eines Halbschnittes durch für die Ausführung der Erfindung relevante Teile einer Reibungskupplung, -
2 eine perspektivische Ansicht einer Antriebsfeder mit Klinke und Rampenringen, -
3 eine Aufsicht auf die Anordnung gemäß2 mit eingesetzten Nieten, -
4 eine Aufsicht auf eine Antriebsfeder, -
5 eine perspektivische Ansicht ähnlich der2 mit zusätzlich vorhandenem Federhebel und Anpressplatte, -
6 eine Ansicht ähnlich der5 jedoch ohne die Einrichtung zur Drehverstellung der Rampenringe, einer an sich bekannten Reibungskupplung und -
7 eine Aufsicht auf eine Antriebsfeder gemäß dem Stand der Technik. - Gemäß
1 weist eine Reibungskupplung einen insgesamt tellerfederartig ausgebildeten Federhebel10 auf, der in an sich bekannter Weise einen äußeren Ringbereich bzw. Umfangsrand12 aufweist, von dem radial einwärts Federzungen14 vorstehen. Der Federhebel10 ist im Bereich der Wurzeln der Federzungen14 an Nieten36 gelagert, die starr mit einem Deckel bzw. Gehäuse38 der Kupplung verbunden sind. - Der radial äußere Bereich des Umfangsrandes
12 stützt sich über einen drehfest mit dem Federhebel10 bzw. dem Gehäuse38 verbundenen ersten Rampenring16 und einen zweiten, relativ zum ersten Rampenring16 verdrehbaren Rampenring18 an einer Anpressplatte20 ab, mit der in an sich bekannter Weise eine nicht dargestellte, mit Reibbelägen versehene Kupplungsscheibe an eine Gegenplatte gepresst werden kann. Der Rampenring18 ist vorzugsweise relativ zur Anpressplatte20 verdrehbar und die Anpressplatte20 ist relativ zum Gehäuse 28 axial verschiebbar, jedoch in Umfangsrichtung festgelegt. - Wie insbesondere in
1 ersichtlich, sind die Nieten36 mit abgestuftem Durchmesser ausgebildet und weisen einen mittleren, mit größerem Durchmesser ausgebildeten Abschnitt auf, an dem über zwei axial beabstandete Drahtlager der Federhebel10 gelagert ist. Das der Anpressplatte20 zugewandte Drahtlager stützt sich an einer Zwischenscheibe40 ab, die sich an einer Stufe zwischen dem mittleren Abschnitt des Niets36 und einem im Durchmesser kleineren Abschnitt abstützt und zwischen der und einem Kopf42 des Niets36 ein Stützring44 eingespannt ist. An dem Stützring44 stützt sich eine Antriebsfeder22 ab, die in Aufsicht in4 sichtbar ist und die einen äußeren, in Umfangsrichtung durchgehenden Ringteil46 aufweist, der über Speichen48 mit einem radial inneren, in Umfangsrichtung geschlossenen Ringteil50 verbunden ist. - Der äußere Ringteil
46 und der innere Ringteil50 weisen jeweils einen speichenfreien Zwischenbereich52 bzw.54 auf, wobei der Zwischenbereich52 des radial äußeren Ringteils 46 vorzugsweise verformbarerer ausgebildet ist als der mit Speichen versehene Bereich des radial äußeren Ringteils46 und vorteilhafter Weise über gezielt verformbare Bereich56 und 58 mit dem mit Speichen versehenen Bereich des äußeren Ringteils46 verbunden ist. Von dem Zwischenbereich52 steht radial auswärts eine Klinke60 vor. - Der radial innere Ringteil
54 stützt sich, wie aus1 ersichtlich, über ein Ringlager62 an den Federzungen14 des Federhebels10 ab. - Insgesamt wird mit der beschriebenen Anordnung, wie an sich bekannt, erreicht, dass der Durchmesser des radial äußeren Ringteils
46 der Antriebsfeder22 sich bei einer konischen Verformung des Federhebels10 zur Betätigung der Kupplung ändert. Diese Durchmesseränderung macht sich bei der Ausbildung der Antriebsfeder20 gemäß4 in einer radialen Auswärtsbewegung der Klinke60 bemerkbar, wenn der Durchmesser abnimmt, und in einer radialen Einwärtsbewegung, wenn der Durchmesser zunimmt. - Um diese mit einer Betätigung der Kupplung verbundene radiale Bewegung der Klinke
60 in eine Relativverdrehung zwischen den Rampenringen16 und18 umzusetzen (der Rampenring 16 ist in dem Bereich, in dem sich die Klinke60 bzw. der Zwischenbereich52 nach radial außerhalb des Rampenrings18 erstreckt, ausgespart), arbeitet die Klinke mit einem Antriebsritzel64 einer Gewindespindel66 zusammen, die an einem Ansatz des mit dem Federhebel10 drehfest verbundenen Rampenrings16 gelagert ist. - Die Gewindespindel
66 , die in dem Ansatz68 in Umfangsrichtung des Rampenrings16 im Wesentlichen unbeweglich gelagert ist, durchgreift mit ihrem Außengewinde eine Mutter70 , die unverdrehbar und in Umfangsrichtung unbeweglich an einem Ansatz72 befestigt ist, der mit dem verdrehbaren Rampenring18 starr verbunden ist. - Wie insbesondere aus
1 ersichtlich, ist die Umfangsverzahnung des Antriebsritzels64 sägezahnartig ausgebildet, so dass die Klinke60 die Umfangsverzahnung bei einer Bewegung der Klinke gemäß1 nach unten überlaufen kann und bei ihrer Rückbewegung nach oben das Antriebsritzel64 und damit die Gewindespindel66 in gemäß1 Gegenuhrzeigerrichtung verdreht. - Wie aus
2 unmittelbar ersichtlich, führt eine Verdrehung der Gewindespindel66 zu einer Relativverdrehung zwischen dem Rampenring16 und dem Rampenring18 , wobei die Kupplungsbetätigung jeweils derart konstruiert ist, dass beispielsweise bei einer infolge von Reibbelagverschleiß überschwelligen Betätigung des Federhebels10 zum Einrücken der Kupplung die Klinke60 einen Zahn des Antriebsritzels64 überläuft und bei der anschließenden Rückbewegung des Federhebels10 gegebenenfalls über dessen der ausgerückten Stellung der Kupplung hinaus entsprechenden Ruhestellung das Antriebsritzel64 verdreht, wodurch die Rampenringe16 und18 im Sinne einer Nachstellung des Kupplungsverschleißes relativ zueinander verdreht werden. -
3 zeigt eine Aufsicht auf die Anordnung wobei die Zwischenscheiben40 der Nieten36 sichtbar sind, die radial einwärts gerichtete Zungen74 des Stützrings44 halten, die mit Durchgangslöchern76 ausgebildet sind, die von den Nieten36 durchragt werden. -
5 zeigt die Anordnung gemäß2 , jedoch zusätzlich mit der Anpressplatte20 und dem Federhebel10 . - Deutlich sichtbar sind die vorstehenden Nieten
36 , an denen das Kupplungsgehäuse38 bzw. der Kupplungsdeckel befestigt wird. - Wie insbesondere aus
3 erkennbar, muss infolge der tangentialen Orientierung der Achse der Gewindespindel66 und der Achse des Antriebsritzels der Eingriff zwischen der Antriebsfeder22 bzw. deren Klinke60 in radialer Richtung erfolgen. Dazu ist nicht nur eine Ausführungsform der Antriebsfeder gemäß4 geeignet, sondern sind auch andere Ausführungsformen von Antriebsfedern geeignet, in denen beispielsweise die Bewegung der Klinke der Antriebsfeder gemäß7 in eine radial gerichtete Bewegung über entsprechende Führungen umgewandelt wird. - Weiter ist insbesondere aus
3 ersichtlich, dass bei einer Veränderung des Abstandes zwischen den Ansätzen72 und68 eine gewisse Verkippung der Achse der Gewindespindel 66 erfolgt. Es versteht sich, dass die Gewindespindel an dem Ansatz68 derart gelagert ist, und die Mutter70 an dem Ansatz72 derart angebracht ist, dass eine solche Verschwenkung möglich ist. Dies kann beispielsweise durch ballige Gestaltung der Kontaktstellen erreicht werden. - Die beispielhaft beschriebene Anordnung kann in vielfältiger Weise abgeändert werden. Beispielsweise kann die Mutter
70 am Ansatz68 drehbar gelagert und mit einer Außenverzahnung versehen werden, so dass sie die Funktion des Antriebsritzels übernimmt. Die Gewindespindel66 wird dann am Ansatz72 drehbar, jedoch in Umfangsrichtung unverschiebbar gelagert und kämmt mit einem Innengewinde der Mutter. Weiter kann anstelle des Antriebs zwischen zwei Rampenringen das Spindelgetriebe zwischen dem Deckel der Kupplung und einem Verstellring oder zwischen der Anpressplatte und einem Verstellring angeordnet werden. Anstelle der Anordnung von Rampenringen zwischen dem Federhebel und der Anpressplatte können die Rampenringe auch zwischen dem Kupplungsgehäuse und dem Federhebel angeordnet sein. Es kann auch eine Verdrehung des Federhebels, der mit integrierten Rampenflächen ausgebildet werden kann, relativ zum Deckel erfolgen, der mit entsprechenden Gegenrampen ausgebildet ist. - Bezugszeichenliste
-
- 10
- Federhebel
- 12
- Umfangsrand
- 14
- Federzunge
- 16
- Rampenring
- 18
- Rampenring
- 20
- Anpressplatte
- 22
- Antriebsfeder
- 24
- Spalt
- 26
- Ringteil
- 28
- Speiche
- 30
- Endbereich
- 32
- Endbereich
- 34
- Klinke
- 36
- Niet
- 38
- Gehäuse
- 40
- Zwischenscheibe
- 42
- Kopf
- 44
- Stützring
- 46
- Ringteil
- 48
- Speiche
- 50
- Ringteil
- 52
- Zwischenbereich
- 54
- Zwischenbereich
- 56
- Bereich
- 58
- Bereich
- 60
- Klinke
- 62
- Ringlager
- 64
- Antriebsritzel
- 66
- Gewindespindel
- 68
- Ansatz
- 70
- Mutter
- 72
- Ansatz
- 74
- Zungen
- 76
- Durchgangsloch
Claims (6)
- Selbstnachstellende Reibungskupplung mit einem Gehäuse (38), einer mit diesem drehfest, jedoch axial begrenzt beweglich verbundenen Anpressplatte (20), mittels derer eine mit Reibbelägen versehene Kupplungsscheibe in Reibeingriff mit der Anpressplatte (20) und einer Gegenplatte bringbar ist, einem zwischen dem Gehäuse (38) und der Anpressplatte (20) vorgesehenen, insgesamt ringscheibenförmigen Federhebel (10) mit einem umlaufendem, radial äußeren Umfangsrand (12), von dem radial einwärts eine Mehrzahl in Umfangsrichtung beabstandeter Federzungen (14) vorsteht, deren radial innerer Umfangsrand (12) für eine Betätigung der Reibungskupplung axial beweglich ist, einer etwa konzentrisch zum Federhebel (10) angeordneten Antriebsfeder (22) mit einem radial äußeren Ringteil (46), von dem radial einwärts Speichen (48) vorstehen, mittels derer die Antriebsfeder (22) an dem Federhebel (10) befestigt ist, wobei die Antriebsfeder (22) und der Federhebel (10) derart aufeinander abgestimmt sind, dass sich der Durchmesser des Ringteils (46) der Antriebsfeder (22) bei einer konischen Verformung des Federhebels (10) infolge einer axialen Verschiebung von deren innerem Umfangsrand (12) ändert, und einer Verschleißnachstelleinrichtung mit einer mit dem Ringteil (46) verbundenen Klinke (60), die mit einer an einem Gegenbauteil (64) ausgebildeten Verzahnung in in eine Richtung Kraft übertragendem Eingriff ist, wobei die Klinke (60) bei einer infolge von Verschleiß überschwelligen konischen Verformung des Federhebels (10) die Verzahnung überläuft und bei einer Rückverformung des Federhebels (10) die Verzahnung relativ zu dem Federhebel (10) bewegt, wodurch die Anpressplatte (20) bezogen auf eine vorbestimmte Stellung des Federhebels (10) in Richtung eines Ausgleichs des Verschleißes der Reibbeläge verstellt wird, wobei sich die Klinke (60) bei einer Durchmesseränderung der Antriebsfeder (22) in radialer Richtung bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe aus Federhebel (10) und Antriebsfeder (22) drehfest mit dem Gehäuse (38) der Reibungskupplung verbunden ist, und sich der Federhebel (10) über einen drehfesten und einen verdrehbaren Rampenring (16, 18) an der Anpressplatte (20) abstützt.
- Reibungskupplung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ringteil (46) der Antriebsfeder (22) in Umfangsrichtung durchgehend ausgebildet ist und einen speichenfreien Zwischenbereich (52) aufweist, an dem die Klinke (60) ausgebildet ist. - Reibungskupplung nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbereich (52) zwischen zwei in Umfangsrichtung beabstandeten, verformbaren Bereichen (56, 58) angeordnet ist. - Reibungskupplung nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Klinke (60) in ein Antriebsritzel (64) einer an dem drehfesten Rampenring (16) gelagerten Gewindespindel (66) eingreift, die mit einer an dem verdrehbaren Rampenring (18) angebrachten Mutter (70) in Eingriff ist. - Reibungskupplung nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass der Federhebel (10) mittels in Umfangsrichtung beabstandeter Nieten (36) an dem Gehäuse (38) befestigt ist, an welchem auf der vom Gehäuse (38) abgewandten Seite des Federhebels (10) ein Stützring (44) angebracht ist, zwischen dem und dem Federhebel (10) die Antriebsfeder (22) angeordnet ist, die sich an dem Stützring (44) und radial einwärts der Nieten (36) an den Federzungen (14) des Federhebels (10) abstützt. - Reibungskupplung nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (48) der Antriebsfeder (22) einen in Umfangsrichtung geschlossenen radial inneren Ringteil (50) mit dem radial äußeren Ringteil (46) verbinden.
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