DE19707785A1 - Reibungskupplung - Google Patents
ReibungskupplungInfo
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- DE19707785A1 DE19707785A1 DE19707785A DE19707785A DE19707785A1 DE 19707785 A1 DE19707785 A1 DE 19707785A1 DE 19707785 A DE19707785 A DE 19707785A DE 19707785 A DE19707785 A DE 19707785A DE 19707785 A1 DE19707785 A1 DE 19707785A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D13/00—Friction clutches
- F16D13/58—Details
- F16D13/75—Features relating to adjustment, e.g. slack adjusters
- F16D13/757—Features relating to adjustment, e.g. slack adjusters the adjusting device being located on or inside the clutch cover, e.g. acting on the diaphragm or on the pressure plate
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16D13/70—Pressure members, e.g. pressure plates, for clutch-plates or lamellae; Guiding arrangements for pressure members
- F16D2013/706—Pressure members, e.g. pressure plates, for clutch-plates or lamellae; Guiding arrangements for pressure members the axially movable pressure plate is supported by leaf springs
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Reibungskupplungen zur Verwendung mit einer
Kupplungsscheibe, insbesondere solche, bei denen eine den Verschleiß
zumindest der Reibbeläge der Kupplungsscheibe kompensierende Nach
stelleinrichtung vorhanden ist, insbesondere solche, wie sie zum Beispiel durch
die DE-A-42 39 291, DE-A-43 06 505, DE-A-42 39 289, DE-A-43 42 390 und DE-
A-43 22 677 vorgeschlagen wurden. Bezüglich der Funktion und der möglichen
Ausgestaltung von in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung
verwendbaren Nachstelleinrichtungen wird daher ausdrücklich auf den
Offenbarungsinhalt dieser Schriften Bezug genommen, so daß in der vorliegenden
Anmeldung diesbezüglich keine ausführliche Beschreibung erforderlich ist.
Bei derartigen selbstnachstellenden Kupplungen möchte man trotz der
verhältnismäßig hohen Anpreßkraft einen sehr niedrigen Ausrückkraftverlauf
erzielen, wobei dieser Ausrückkraftverlauf über die Lebensdauer der Kupplung,
das heißt insbesondere über den Verschleiß der Kupplungsbeläge, möglichst auf
einem gleichbleibenden Niveau, bzw. innerhalb eines bestimmten Toleranz
bandes, gehalten werden soll. Es sollen also insbesondere zu hohe Kraft
schwankungen im Ausrückkraftverlauf vermieden werden. Oft soll der
Ausrückkraftverlauf auf einem bestimmten Niveau gehalten werden, was
insbesondere bei fußbetätigten Reibungskupplungen erwünscht sein kann, da die
Bedienungsperson einen bestimmten Widerstand beim Betätigen der
Reibungskupplung fühlen muß, um eine einwandfreie Kupplungsbetätigung
durchführen zu können. Zur Erreichung eines niederen Ausrückkraftverlaufes bei
gleichzeitig hoher Anpreßkraft werden Tellerfedern mit sehr steilem Kraftabfall
bevorzugt. Da der Ausrückkraftverlauf zumindest annähernd nach Entlastung der
Kupplungsscheibe möglichst geringe Kraftschwankungen aufweisen soll, ist bei
derartigen Kupplungen der zur Verfügung stehende Kraft-Weg-Verlauf der
Tellerfeder für ein sicheres und vollständiges Auskuppeln mit zusätzlicher
Wegreserve für Toleranzen nicht ausreichend gegeben, und zwar vor allem
deshalb, weil die Tellerfeder, wie aus der Kennlinie 33 gemäß Fig. 3 ersichtlich
ist, nach dem steil abfallenden Verlauf nach relativ kurzem Weg bereits wieder
einen sehr steil ansteigenden Verlauf aufweist. Dies bedeutet, daß nachdem die
Ausrückkraft zunächst auf einen verhältnismäßig geringen Wert gefallen ist, diese
dann einen überaus starken Anstieg erfährt.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die oben geschilderten
Nachteile zu vermeiden, das heißt eine Kupplung zu schaffen, die über den vollen
Ausrückweg im Bereich der Tellerfederzungen, inklusive der möglichen
Toleranzen, und über die Lebensdauer der Reibungskupplung einen möglichst
niedrigen und/oder möglichst konstanten Ausrückkraftverlauf aufweist. Es soll
auch über den maximal möglichen Ausrückweg und über die Lebensdauer der
Kupplung ein unzulässiger oder unerwünschter Kraftanstieg, der die Funktion der
Nachstelleinrichtung beeinträchtigen könnte, vermieden werden. Außerdem soll
eine Kupplung geschaffen werden, deren Herstellung selbst als auch die
Herstellung deren Komponenten einfach und preiswert erfolgen kann, wobei diese
Komponenten auch möglichst leicht dimensioniert werden können.
Bei einer Reibungskupplung der eingangs genannten Art, bei der eine von einem
Gehäuse getragene Schwenklagerung eine Tellerfeder schwenkbar haltert,
welche eine mit dem Gehäuse drehfeste, jedoch axial verlagerbare Druckplatte
beaufschlagt, wobei die Kompensationseinrichtung in Abhängigkeit zumindest des
an den Reibbelägen der Kupplungsscheibe auftretenden Verschleißes die
Tellerfeder in Richtung der Druckplatte verlagert, werden die der vorliegenden
Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben unter anderem dadurch gelöst, daß der
zur Betätigung der Reibungskupplung erforderliche Kraftverlauf zum
Verschwenken der Tellerfeder durch wenigstens ein Federmittel veränderbar ist,
welches zumindest über einen Teilbereich desjenigen verbleibenden
Ausrückwegbereiches wirksam ist, der wenigstens annähernd ab derjenigen
Kupplungsposition beginnt, von der an die Druckplatte die Kupplungsscheibe nicht
mehr oder nur noch unwesentlich beaufschlagt, wobei dieses Federmittel keine
Axialkraft in Ausrückrichtung der Reibungskupplung auf die
Kompensationseinrichtung erzeugt.
Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn die Schwenklagerung auf der dem
Gehäuse abgewandten Seite der Tellerfeder eine Schwenkauflage beinhaltet, die
von einem Federelement axial in Richtung des Gehäuses beaufschlagt wird,
wodurch die Tellerfeder praktisch federnd abgestützt ist. Besonders zweckmäßig
kann es sein, wenn das Federelement - über die Lebensdauer der
Reibungskupplung betrachtet - eine Axialkraft auf die Tellerfeder ausübt, die
zumindest annähernd der Ausrückkraft entspricht, welche zum Verschwenken der
Tellerfeder zum Zeitpunkt des Erreichens der Kupplungsbetätigungsposition, von
der an die Druckplatte die Kupplungsscheibe nicht mehr oder nur noch
unwesentlich beaufschlagt, erforderlich ist. Das Verhältnis zwischen der
Abstützkraft des Federelementes zur vordefinierten Ausrückkraft kann in der
Größenordnung zwischen 0,8 und 1,1 liegen, vorzugsweise in der Größenordnung
zwischen 0,9 und 1.
In vorteilhafter Weise kann das Federmittel derart in die Kupplung integriert sein,
daß dieses die Tellerfeder axial in Richtung gegen das Gehäuse bzw. in Richtung
des Bodens eines topfförmigen Gehäuses beaufschlagt. Hierfür kann das
Federmittel zwischen dem Gehäuse und der Tellerfeder verspannbar sein, wobei
die eine Beeinflussung des Ausrückkraftverlauf der Kupplung bewirkende
Verformung des Federmittels erst nach Durchfahren eines bestimmten
Anfangsausrückweges erfolgt. In vorteilhafter Weise kann das Federmittel von der
Tellerfeder getragen sein, wobei das Federmittel integraler Bestandteil der
Tellerfeder sein kann. Das Federmittel oder aber auch ein zusätzliches
Federmittel kann auch vom Deckel getragen werden, bzw. am Deckel angelenkt
sein, und erst nach Durchfahren eines bestimmten Ausrückweges mit der
Tellerfeder zusammenwirken, zum Beispiel durch unmittelbaren Kontakt. Bei einer
Ausführungsform, bei der das Federmittel von der Tellerfeder getragen ist, kommt
dieses ebenfalls erst nach Durchfahren eines bestimmten Ausrückweges an
einem Anschlag zur Anlage, wobei dieser Anschlag in vorteilhafter Weise
entweder mittelbar oder unmittelbar vom Gehäuse getragen sein kann, bzw. am
Gehäuse vorgesehen ist.
Ein besonders kostengünstiger und einfacher Aufbau kann dadurch gewährleistet
werden, daß die Tellerfeder einen als Energiespeicher dienenden ringförmigen
Grundkörper besitzt, von dem aus radial nach innen weisende Zungen ausgehen,
wobei der überwiegende Teil dieser Zungen über ein Ausrücklager betätigbar ist
und der restliche Teil der Zungen das Federmittel bildet. Die das Federmittel
bildenden Zungen sind dabei gegenüber den Betätigungszungen elastisch
verformbar. Der Kraftverlauf, welcher erforderlich ist, um die elastische
Verformung durchzuführen, verändert den Ausrückkraftverlauf der
Reibungskupplung.
Eine besonders kostengünstige und einfache Ausgestaltung der Reibungs
kupplung kann weiterhin dadurch gewährleistet werden, daß die Zungen, welche
das Federmittel bilden, zumindest über einen Teilbereich ihrer radialen
Erstreckung axial aus der Ebene, bzw. aus dem Niveauverlauf der zum
Verschwenken der Tellerfeder dienenden Zungen, herausgebogen sind. Es
können also zum Beispiel lediglich die radial inneren Endbereiche der das
Federmittel bildenden Zungen axial gegenüber den zur Betätigung bildenden
Zungen versetzt sein. Die gegenüber den Betätigungszungen herausgebogenen
Zungen können dabei in vorteilhafter Weise axial in Richtung der Druckplatte
verformt sein. Dies ist insbesondere bei sogenannten gedrückten Kupplungen, bei
denen die Tellerfeder als zweiarmiger Hebel verschwenkbar gelagert ist,
vorteilhaft. Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn eine Vorkehrung
vorhanden ist, die die Ausrückbewegung bzw. den Ausrückweg der
Reibungskupplung begrenzt. Diese Vorkehrung kann einen Begrenzungs
anschlag umfassen, an dem zumindest die Betätigungszungen bei einem
unzulässig hohen Ausrückweg und/oder bei praktisch voll verschlissenen
Reibbelägen der Kupplungsscheibe zur Anlage kommen. Dieser Begrenzungs
anschlag kann weiterhin zur Abstützung und somit zur elastischen Verformung der
das Federmittel bildenden Zungen herangezogen werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das den Kraftverlauf zur Betätigung der
Reibungskupplung beeinflussende Federmittel keine Axialkraft in Nachstell
richtung der Verschleißkompensationseinrichtung auf letztere ausübt. Durch eine
derartige Ausgestaltung wird gewährleistet, daß das die Tellerfeder abstützende
Federelement nicht die von dem Federmittel aufgebrachte Kraft axial abstützen
muß, was für die Ausgestaltung der Verschleißkompensationseinrichtung von
besonderem Vorteil sein kann.
Der den Ausrückweg begrenzende Anschlag kann in einfacher Weise durch einen
ringförmigen, vom Gehäuse getragenen Bereich gebildet sein, an dem zumindest
die Betätigungszungen zur Anlage kommen können. Der Anschlag kann
gleichzeitig zusammenwirken mit dem Federmittel bzw. mit den das Federmittel
bildenden Zungen der Tellerfeder.
Das den Ausrückkraftverlauf der Reibungskupplung beeinflussende Federmittel
kann auch vom Gehäuse getragen sein, und lediglich während der Betätigung der
Reibungskupplung über die Tellerfeder bzw. die Tellerfederzungen elastisch
verformt werden.
Der als Ausrückwegbegrenzung oder als Abstützung für das Federmittel dienende
Anschlag kann in vorteilhafter Weise mit dem Gehäuse über radial verlaufende
Arme verbunden sein. Der ringförmige Anschlag und die Verbindungsarme
können dabei einstückig mit dem Deckel ausgebildet sein. Bei einer derartigen
Ausgestaltung können dann die radial nach innen weisenden Tellerfederzungen -
in Umfangsrichtung betrachtet - zwischen den Armen aufgenommen sein. Das
bedeutet also, daß, in Umfangsrichtung der Tellerfeder betrachtet, zwischen
einzelnen Zungen entsprechend breite Schlitze vorhanden sind zur Aufnahme der
Arme.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Reibungskupplung mit einem Gehäuse, an
dem eine Tellerfeder verschwenkbar abgestützt ist, welche einen ringförmigen, als
Energiespeicher dienenden Grundkörper aufweist, von dem aus radial nach innen
gerichtete Zungen ausgehen, deren Spitzen zum Betätigen der Reibungskupplung
beaufschlagbar sind, wobei einzelne, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang
verteilte Zungen in Ausrückrichtung gegenüber den übrigen zur Betätigung
dienenden Zungen hervorstehen, wobei ein vom Gehäuse getragener Anschlag
vorhanden ist, an dem die vorstehenden Zungen erst nach Durchfahren eines
bestimmten Ausrückweges - ausgehend von der eingerückten Position der
Reibungskupplung - zur Anlage kommen, wodurch der zum Verschwenken der
Tellerfeder erforderliche Kraftverlauf verändert, vorzugsweise erhöht, wird. Die
gegenüber den Betätigungszungen axial hervorstehenden Zungen können jeweils
lediglich einen Abschnitt aufweisen, der gegenüber den Betätigungszungen
hervorstehen. So kann zum Beispiel lediglich der radial innere Endabschnitt bzw.
der Zungenspitzenabschnitt der entsprechenden Zungen axial gegenüber den
Betätigungszungen hervorstehen.
Anhand der Figuren sei die Erfindung näher erläutert, dabei zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kupplung,
Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1,
Fig. 3 ein Diagramm mit verschiedenen Funktionskennlinien und die
Fig. 4 bis 6 Schnitte durch weitere Ausgestaltungsformen der Erfindung.
Die in der Fig. 1 und 2 dargestellte Kupplungseinheit bzw. Reibungskupplung 1
besitzt ein aus Blech hergestelltes Gehäuse 2 und eine mit diesem drehfest
verbundene, jedoch axial begrenzt verlagerbare Druckscheibe 3. Axial zwischen
der Druckscheibe 3 und dem Deckel 2 ist eine Anpreßtellerfeder 4 verspannt, die
um eine vom Gehäuse 2 getragene ringartige Schwenklagerung 5 verschwenkbar
ist und die Druckscheibe 3 in Richtung einer mit dem Gehäuse 2 fest verbundenen
Gegendruckplatte 6, wie zum Beispiel einem Schwungrad, beaufschlagt, wodurch
die Reibbeläge 7 der Kupplungsscheibe 8 zwischen den Reibflächen der
Druckscheibe 3 und der Gegendruckplatte 6 eingespannt werden.
Die Druckscheibe 3 ist mit dem Gehäuse 2 über in Umfangsrichtung bzw.
tangential gerichtete Blattfedern 9 drehfest verbunden. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel besitzt die Kupplungsscheibe 8 sogenannte Belagfeder
segmente 10, die einen progressiven Drehmomentaufbau beim Einrücken der
Reibungskupplung 1 gewährleisten, indem sie über eine begrenzte axiale
Verlagerung der beiden Reibbeläge 7 in Richtung aufeinander zu einen
progressiven Anstieg der auf die Reibbeläge 7 einwirkenden Axialkräfte
ermöglichen. Es könnte jedoch auch eine Kupplungsscheibe verwendet werden,
bei der die Reibbeläge 7 axial praktisch starr auf eine Trägerscheibe aufgebracht
wären.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Tellerfeder 4 einen die
Anpreßkraft aufbringenden ringförmigen Grundkörper 4a, von dem radial nach
innen hin verlaufende Betätigungszungen 4b ausgehen. Die Tellerfeder 4 ist
dabei derart eingebaut, daß sie mit radial weiter außen liegenden Bereichen die
Druckscheibe 3 beaufschlagt und mit radial weiter innen liegenden Bereichen um
die Schwenklagerung 5 kippbar ist.
Die Schwenklagerung 5 umfaßt zwei Schwenkauflagen 11, 12, zwischen denen
die Tellerfeder 4 axial gehaltert bzw. eingespannt ist. Die auf der Druckscheibe 3
zugewandten Seite der Tellerfeder 4 vorgesehene Schwenkauflage 11 ist axial in
Richtung des Gehäuses 2 mittels eines Kraftspeichers 13 kraftbeaufschlagt. Der
Kraftspeicher 13 ist durch eine Tellerfeder bzw. durch ein tellerfederartiges Bauteil
13 gebildet, das sich mit radial äußeren Randbereichen 13a am Gehäuse 2
abstützt und mit radial weiter innen liegenden, axial in Richtung der Tellerfeder 4
hochgebogenen, zungenförmigen Abschnitten 13c die Schwenkauflage 11 bildet,
welche axial in Richtung der Tellerfeder 4 bzw. des Gehäuses 2 kraftbeaufschlagt
ist. Die axial zwischen der Druckscheibe 3 und der Betätigungstellerfeder 4 vor
gesehene Tellerfeder 13 besitzt weiterhin radial außen an ihrem federnden
Grundkörper 13b angeformte Ausleger 13a, die sich an aus dem Gehäuse 2
unmittelbar herausgeformten Abstützbereichen 14 abstützen.
Am Gehäuse 2 sind zur Drehsicherung der Betätigungstellerfeder 4 axial sich
erstreckende Zentrierungsmittel in Form von Nietelementen 15 befestigt, die sich
axial durch zwischen benachbarten Tellerfederzungen 4b vorgesehenen
Ausschnitte erstreckt.
Das tellerfederartige Bauteil bzw. die Tellerfeder 13 ist als Sensorfeder
ausgebildet, die über einen vorbestimmten Arbeitsweg, zum Beispiel in der
Größenordnung von zumindest 2 bis 5 mm, eine zumindest im wesentlichen annä
hernd konstante Kraft erzeugen kann. Sofern die Blattfederelemente 9 zwischen
dem Gehäuse 2 und der Druckscheibe 3 eine Axialkraft aufbringen, überlagert
sich diese mit der von der Sensorfeder 13 aufgebrachten Axialkraft. Bei Blattfeder
elementen 9, die derart in die Reibungskupplung 1 eingebaut sind, daß sie die
Druckscheibe 3 axial in Richtung des Gehäuses 2 bzw. der Tellerfeder 4 beauf
schlagen, addieren sich die von den Blattfederelementen 9 und von der Sensorfe
der 13 aufgebrachten Axialkräfte, welche dann eine sogenannte resultierende, auf
die Tellerfeder 4 einwirkende Sensorkraft bilden, die der in Richtung des Pfeiles II
auf die Zungenspitzen 4c einwirkenden Betätigungs- bzw. Ausrückkraft axial
entgegengerichtet ist.
Die gehäuseseitige Schwenkauflage 12 ist über eine Nachstellvorkehrung 16 am
Gehäuse 2 abgestützt. Diese Nachstellvorkehrung 16 gewährleistet, daß bei einer
axialen Verlagerung der Schwenkauflagen 11 und 12 in Richtung der
Druckscheibe 3 bzw. in Richtung der Gegendruckplatte 6 kein ungewolltes Spiel
zwischen der Schwenkauflage 12 und dem Gehäuse 2 bzw. zwischen der
Schwenkauflage 12 und der Tellerfeder 4 entstehen kann. Dadurch wird
gewährleistet, daß keine ungewollten Tot- bzw. Leerwege bei der Betätigung der
Reibungskupplung 1 entstehen, wodurch ein optimaler Wirkungsgrad und
dadurch eine einwandfreie Betätigung der Reibungskupplung 1 gegeben ist. Die
axiale Verlagerung der Schwenkauflagen 11 und 12 erfolgt bei axialem Verschleiß
an den Reibflächen der Druckscheibe 3 und der Gegendruckplatte 6 sowie an den
Reibbelägen 7. Die Wirkungsweise der automatischen Nachstellung der
Schwenklagerung 5 wird noch im Folgenden näher erläutert.
Die Nachstellvorkehrung 16 umfaßt ein federbeaufschlagtes Nachstellelement in
Form eines ringartigen Bauteils 17, das in Umfangsrichtung sich erstreckende
und axial ansteigende Auflauframpen 18 besitzt, die über den Umfang des
Bauteils 17 verteilt sind. Das Nachstellelement 17 ist in die Kupplung 1 derart
eingebaut, daß die Auflauframpen 18 dem Gehäuseboden 2a zugewandt sind. Auf
seiner den Auflauframpen 18 abgekehrten Seite bildet das Nachstellelement 17
die Schwenkauflage 12.
Der Nachstellring 17 wird durch die axial verlaufenden Bereiche der über den
Umfang gleichmäßig verteilten Niete 15 zentriert.
Der Nachstellring 17 stützt sich über seine Auflauframpen 18 an in den
Deckelboden 2a eingeprägten Gegenauflauframpen 19 ab. Die die Gegen
auflauframpen 19 bildenden Deckelanprägungen sind derart ausgebildet, daß
diese in Drehrichtung der Kupplung 1 jeweils eine Luftdurchlaßöffnung 20a bilden.
Die Rampen 18, 19 sind in Umfangsrichtung bezüglich ihrer Länge und ihres
Aufstellwinkels derart ausgebildet, daß diese zumindest einen Verdrehwinkel des
Nachstellringes 17 gegenüber dem Gehäuse 2 ermöglichen, der über die gesamte
Lebensdauer der Reibungskupplung 1 eine Nachstellung des an den Reibflächen
der Druckscheibe 3 und der Gegendruckplatte 6 sowie an den Reibbelägen 7
auftretenden Verschleißes gewährleistet. Der Aufstellwinkel der Rampen 18, 19 in
Umfangsrichtung kann im Bereich von 4 bis 12 Grad liegen. Dieser Winkel ist
derart gewählt, daß die beim Aufeinanderpressen der Auflauframpen 18 und der
Gegenauflauframpen 19 entstehende Reibung ein Verrutschen zwischen diesen
Rampen 18, 19 verhindert, also eine Selbsthemmung vorhanden ist.
Der Nachstellring 17 ist in Umfangsrichtung federbelastet, und zwar in
Nachstelldrehrichtung, also in die Richtung, welche durch Auflaufen der Rampen
18 an den Gegenrampen 19 eine axiale Verlagerung des Nachstellringes in
Richtung Druckscheibe 3, das bedeutet also in axialer Richtung vom radialen
Gehäuseabschnitt 2a weg bewirkt.
Wie in Verbindung mit Fig. 2 ersichtlich ist, wird die Federbelastung des
Nachstellringes 17 durch einzelne Schraubenfedern 20 gewährleistet, die sich in
Umfangsrichtung des Deckels 2 erstrecken und zwischen dem Nachstellring 17
und dem Gehäuse 2 verspannt sind. Vorzugsweise sind drei derartige
Schraubenfedern 20, die gleichmäßig über den Umfang verteilt sind, vorgesehen.
Die einzelnen Schraubenfedern 20 sind zur Führung auf Laschen 21
aufgenommen bzw. aufgefädelt, welche einstückig ausgebildet sind mit dem
Kupplungsdeckel 2. Der Nachstellring 17 besitzt an seinem Innenumfang radial
nach innen weisende Anformungen bzw. Ausleger 23, die radial innen gabel- bzw.
U-förmige Abstützbereiche 24 für die Federn 20 bilden.
Die von den Blattfederelementen 9 und der Sensorfeder 13 aufgebrachte resultie
rende axiale Sensorkraft fängt die auf die Zungenspitzen 4c einwirkende Kupp
lungsausrückkraft und die durch die Schraubenfedern 20 auf den Nachstellring
ausgeübte axiale Nachstellkraft ab. Zumindest bei Freigabe der Reibbeläge 7 ist
ein wenigstens annäherndes Gleichgewicht zwischen der durch die Ausrückkraft
und die Nachstellkraft auf die Schwenkauflage 11 erzeugten resultierenden Kraft
und der auf diese Schwenkauflage 11 ausgeübten resultierenden Sensorkraft
vorhanden. Unter Ausrückkraft ist die Kraft zu verstehen, die während der
Betätigung der Reibungskupplung 1 auf die Zungenspitzen 4c bzw. auf die
Ausrückhebel der Tellerfederkupplung ausgeübt wird. Diese Ausrückkraft kann
sich, über den Ausrückweg im Bereich der Zungenspitzen 4c betrachtet,
verändern.
Im Neuzustand der Reibungskupplung 1 greifen die die Auflauframpen 18 und
Gegenauflauframpen 19 bildenden axialen Erhebungen am weitesten axial
ineinander, das bedeutet, daß der Ring 17 und somit auch die Schwenklagerung 5
am weitesten in Richtung Deckelboden 2a verlagert sind.
Die Reibungskupplung 1 besitzt elastisch verformbare zusätzliche Federmittel 26,
die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 durch
einzelne, sich vom Grundkörper 4a der Tellerfeder 4 radial nach innen
erstreckende Zungen 26 gebildet sind. Die Zungen 26 können bezüglich ihrer
Kontur ähnlich ausgebildet sein wie die Betätigungszungen 4b, wobei jedoch ihre
Zungenspitzen 26c gegenüber den Zungenspitzen 4c in Ausrückrichtung II um
einen Betrag 27 axial versetzt sind. Dadurch wird gewährleistet, daß beim
Ausrücken der Reibungskupplung 1 aus der in der oberen Hälfte der Fig. 1
dargestellten Lage, die Zungen 26 nach einem Teilbereich 28 des
Gesamtausrückweges an dem Anschlagbereich 29 zur Anlage kommen, wie dies
in der unteren Hälfte der Fig. 1 dargestellt ist. Bei Fortsetzung der
Ausrückbewegung werden die Zungen 4b weiterhin in Richtung des Pfeiles II
verschwenkt, wodurch auch der ringförmige Grundkörper 4 in seiner Konizität
verändert wird. Da die Gesamtsteifigkeit der Federzungen 26 im Verhältnis zu der
Gesamtsteifigkeit der Betätigungszungen 4b wesentlich geringer ist, werden
hauptsächlich die Zungen 26 über ihre radiale Erstreckung betrachtet elastisch
verformt bzw. verbogen, und zwar so lange, bis das Ausrückwegende erreicht ist.
Im Neuzustand der Reibungskupplung 1 haben dann die Tellerfederzungen 4b
und 26 die in der unteren Hälfte der Fig. 1 dargestellten Position relativ
zueinander. Die Federmittel bzw. Tellerfederzungen 26 bewirken, daß nach
Anlage derselben an dem Anschlagbereich 29, innerhalb des verbleibenden
Ausrückwegbereiches, der Ausrückkraftverlauf für die Reibungskupplung 1 im
Niveau angehoben werden kann, und zwar entsprechend dem Niveau des
Kraftverlaufes der durch Verformung der Zungen 26 erzeugt wird. Die durch die
Zungen 26 in die Tellerfeder 4 eingeleitete Axialkraft ist der in Richtung des
Pfeiles II wirkenden Ausrückkraft axial entgegengerichtet, so daß sie also die
Tellerfeder 4 axial in Richtung des Deckelbodens drängt. Die von den Zungen 26
auf die Tellerfeder 4 ausgeübte Axialkraft wirkt also in die gleiche axiale Richtung,
wie die durch die Sensorfeder 13 und gegebenenfalls durch die Blattfedern 9
aufgebrachte, auf die Tellerfeder 4 einwirkende axiale Abstützkraft. Die
Federmittel 26 unterstützen also nach einem bestimmten Anfangsausrückweg 28,
der im Folgenden noch näher definiert wird, die Wirkung des als Kraftsensor
dienenden Kraftspeichers 13, sowie gegebenenfalls der Blattfedern 9. Dadurch
wird ab der Anlage der Zungenspitzen 26c an dem Anschlagbereich 29 die auf
den Nachstellring 17 einwirkende Einspannkraft erhöht, und zwar im Vergleich zu
einer Reibungskupplung ohne solche Federmittel 26. Es wird also durch die
Zungen 26 keine Axialkraft in Nachstellrichtung II der Nachstellvorkehrung 16 auf
letztere eingeleitet.
Durch den auch als Wegbegrenzungsmittel dienenden Anschlag 29 kann ein
unzulässig großer Ausrückweg der durch die Tellerfederzungen 4b gebildeten
Kupplungsausrückmittel verhindert werden. Der vom Gehäuse 2 getragene bzw.
gebildete Anschlag begrenzt den Verschwenkweg bzw. Verschwenkwinkel der
Tellerfeder 4 durch axiales Abstützen der Tellerfederzungen 26 und 4b.
Durch entsprechende Ausgestaltung der Federmittel 26 bezüglich ihrer Elastizität
sowie Anzahl kann also die gewünschte Weg-Kraft-Charakteristik, welche zum
Betätigen der Reibungskupplung 1 erforderlich ist, realisiert werden. Hierfür kann
es zweckmäßig sein, wenn mindestens zwei, vorzugsweise drei, gleichmäßig über
den Umfang der Tellerfeder 4 verteilte Zungen 26 vorgesehen werden. Für
manche Anwendungsfälle kann es auch zweckmäßig sein, wenn mehr als drei
derartige Zungen 26 vorhanden sind.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Wegbegrenzungsmittel 29
durch einen, durch die radial inneren Abschnitte des Deckels 2 gebildeten
ringförmigen Anschlagbereich 29 gebildet, an dem die Zungenspitzen 26c und 4c
nach einem vorbestimmten Axialweg 28 bzw. 27 + 28 zur Anlage kommen. Der
ringförmige Anschlagbereich 29 ist derart ausgebildet, daß er zumindest
annähernd auf dem Ausrückdurchmesser der Tellerfederzungen liegt, also
demjenigen Durchmesser, auf dem das Ausrücklager zur Anlage an den
Tellerfederzungen 4b kommt. Der Anschlagbereich 29 ist axial zwischen der
Tellerfeder 4 und der Druckscheibe 3 angeordnet.
Der ringförmige Anschlagbereich 29 ist über radial verlaufende Rippen bzw. Stege
30 mit dem Deckelkörper 2 verbunden. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sechs derartige Stege vorgesehen. Für
manche Anwendungsfälle können jedoch auch lediglich drei derartige Stege
vorhanden sein. Bei Kupplungsausführungen, bei denen besonders große
Ausrückkräfte erforderlich sind, können auch mehr Stege, zum Beispiel neun, vor
gesehen werden.
Die Stege 30 verlaufen ausgehend vom Deckelboden 2a bzw. vom Deckelkörper
2 radial nach innen und axial geneigt in Richtung der Druckscheibe 3 bzw. der
Kupplungsscheibe 8. Der Anschlagbereich 29 ist gegenüber dem Deckelboden 2a
axial in den Deckelraum versetzt. Die Federzungen 4b greifen durch die zwischen
dem ringförmigen Anschlagbereich 29, dem radial weiter außen liegende
Deckelboden 2a und den Verbindungsrippen 30 gebildeten Öffnungen 31. Wie
aus Fig. 2 zu entnehmen ist, bilden die Tellerfederzungen 4b und 26 Dreier
gruppen, die jeweils einer Öffnung bzw. Ausnehmung 31 zugeordnet sind.
Zwischen den einzelnen Dreiergruppen sind Schlitze vorgesehen zur Aufnahme
der Stege 30.
Das Einfädeln der Tellerfederzungen 4b und 26 in die Öffnungen 31 erfolgt
während der Montage der Reibungskupplung 1. Hierfür besitzt die Tellerfeder 4 im
entspannten Zustand im Bereich der Zungenspitzen einen Innendurchmesser, der
größer ist als der Außendurchmesser des ringförmigen Anschlagbereiches 29.
Dadurch kann die Tellerfeder 4, zumindest im vollständig entspannten Zustand,
mit ihren Tellerfederzungen 4b und 26 in die Öffnungen 31 des Deckels 2 axial
eingeschoben werden. Bei auf ein Schwungrad 6 montierter Reibungskupplung 1
weist die Tellerfeder 4 ihre Betriebslage auf, und die Zungenspitzen 4c, 26c
begrenzen einen Innendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser
des Anschlagbereiches 29.
Der axial begrenzte, maximal mögliche Betätigungsweg 27 + 28 ist derart
dimensioniert, daß die Kupplung 1 nach Erreichen des maximal zulässigen
Verschleißes an den Belägen 7 wenigstens noch den vollen Sollausrückweg, der
für die einwandfreie Funktion, also ein einwandfreies Trennen des Kupp
lungsaggregates 1 erforderlich ist, aufweist. Die Kupplung 1 bzw. die einen
automatischen Belagverschleißausgleich in der Kupplung gewährleistende
Sensorfeder 13, die Tellerfeder 4 und die Nachstellvorkehrung 16 sind derart
ausgelegt, daß im Neuzustand der Reibungskupplung 1 ein fehlerhaftes axiales
Verstellen der Schwenklagerung 405 selbst beim vollständigen Durchfahren des
Weges 27 + 28 nicht auftritt.
Im folgenden sei anhand eines Zahlenbeispiels die Wirkungsweise bzw. das
Zusammenspiel zwischen dem Anschlagbereich 29 und den Tellerfederzungen 4b
erläutert bzw. demonstriert:
Der vorgeschriebene Ausrückweg der Reibungskupplung 1 beträgt unter
Berücksichtigung der vorhandenen Toleranzen 8,4 bis 9 mm. Die Kupplung 1 ist
so ausgelegt, daß im Neuzustand ein fehlerhaftes axiales Verstellen der Schwenk
lagerung 5 erst bei Ausrückwegen oberhalb 13 mm möglich wäre. Der Anschlag
29 ist derart ausgebildet bzw. positioniert, daß im Neuzustand der
Reibungskupplung, die eventuell am Anschlag 29 aufgrund einer Fehlfunktion des
auf die Zungenspitzen 4c einwirkenden Ausrücksystems zur Anlage kommenden
Bereiche, nämlich die Zungenspitzen 4c, einen axialen Weg 27 + 28 von etwa
11,5 mm zurücklegen können. Bei Anlage der Tellerfederzungen 4b an dem
Anschlag 29 und Aufbringung einer überschüssigen Ausrückkraftanteils kann der
Deckel nochmals um etwa 0,5 mm axial einfedern, so daß insgesamt ein
maximaler axialer Weg an den Zungenspitzen 4c von 12 mm möglich ist.
Unter der Annahme, daß an den Belägen 7 ein maximaler Belagverschleiß von
2,5 mm möglich ist, wird über die Lebensdauer der Reibungskupplung 1 die
Tellerfeder durch axiale Verlagerung ihrer Schwenklagerung 5 um diese 2,5 mm in
Richtung Kupplungsscheibe 8 verlagert. Der maximal mögliche Ausrückweg 27 +
28 reduziert sich somit von circa 11,5 mm auf etwa 9 mm, so daß die Kupplung am
Ende ihrer Lebensdauer noch innerhalb der geforderten Ausrückwegtoleranz von
8,4 bis 9 mm liegt. Es ist sogar noch eine Reserve von 0,6 mm vorhanden.
Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Kupplungseinheit 1 besitzt weiterhin eine
Vorkehrung bzw. Mittel 22, die während des Betriebes der Kupplungseinheit 1
wenigstens in Teilbereichen des Drehzahlbereiches, in dem die Kupplungseinheit
1 während der Nutzung rotiert, eine axiale Abstützkrafterhöhung auf die
Tellerfeder 4 bewirken. Durch diese Abstützkrafterhöhung kann verhindert
werden, daß infolge von zumindest in einem bestimmten Drehzahlabschnitt auf
tretenden Störfaktoren beim Betätigen der Kupplungseinheit 1 eine unzulässige
Nachstellung aufgrund eines unerwünschten, nicht auf einen Verschleiß der
Reibbeläge 7 zurückzuführenden axialen Ausweichens bzw. Nachgebens der mit
der Schwenkauflage 11 zusammenwirkenden Sensorvorkehrung in Form der
Sensorfeder 13.
Die fliehkraftabhängigen Mittel 22 sind durch an der Außenperipherie der
Sensortellerfeder 13 angeformte und axial in Richtung des Deckels 2 hoch
gestellte Zungen 22 gebildet. Bei rotierender Kupplungseinheit 1 wird infolge der
auf die Zungen 22 einwirkenden Fliehkraft eine Kraft erzeugt, die sich der von der
Sensorfeder 13 infolge ihrer Vorspannung aufgebrachten Kraft überlagert, also
addiert, wodurch die Abstützkraft für die Betätigungstellerfeder 4 im Bereich der
Schwenkauflage 11 vergrößert wird. Die Zunahme der Abstützkraft kann durch
Abstützung der Zungen 22 am Gehäuse 2 begrenzt werden.
Der Abstand 28 zwischen den Zungenspitzen 26c und dem Anschlag 29 ist derart
bemessen, daß - bei einem Ausrückvorgang der Reibungskupplung 1 - die
Zungenspitzen 26c der um die Schwenklagerung 5 verschwenkten Tellerfeder 4
erst nach einem Verschwenkwinkel bzw. einem Ausrückweg am Anschlag 29 zur
Anlage kommen, der zumindest annähernd einer Freigabe der Kupplungsscheibe
8 entspricht. Unter Freigabe der Kupplungsscheibe 8 bzw. der Reibbeläge 7 ist
der Betätigungszustand der Reibungskupplung 1 zu verstehen, bei dem die
Reibbeläge 7 praktisch nicht mehr zwischen den Reibflächen der Druckscheibe 3
und der Gegendruckscheibe 6 eingespannt sind, also der Zustand der
Reibungskupplung 1, bei dem praktisch kein Drehmoment von der
Gegendruckplatte 6 auf die Kupplungsscheibe 8 übertragen werden kann. In
diesem Betätigungszustand der Reibungskupplung 1 sind die Belagfe
dersegmente 10 zumindest annähernd voll entspannt. Der Abstand 28 kann
vorzugsweise derart bemessen sein, daß die Zungenspitzen 26c an dem
Anschlag 29 kurz nach Freigabe der Reibbeläge 7 zur Anlage kommen. Die
Tellerfederzungen 26 dienen als Kompensationsfederelemente, die den Ausrück
kraftverlauf der Reibungskupplung 1 zumindest nach Freigabe der Kupp
lungsscheibe 8, an die gewünschte Weg-Kraft-Charakteristik anpassen. Durch
entsprechende Auslegung der Kompensationsfederelemente 26 kann zumindest
in dem nach der Freigabe der Reibbeläge 7 verbleibenden Ausrückweg oder
einen Teilbereich dieses Ausrückweges der Ausrückkraftverlauf "linearisiert" bzw.
angehoben werden, wodurch über diesen verbleibenden Restausrückweg die auf
zubringende Ausrückkraft praktisch konstant gehalten werden kann oder aber
zumindest die Veränderung bzw. die Bandbreite der Ausrückkraft über diesen
Weg wesentlich verringert werden kann.
Im Zusammenhang mit den im Diagramm gemäß Fig. 3 eingetragenen idealisier
ten Kennlinien sei nun die Funktionsweise der vorbeschriebenen Reibungs
kupplung 1 näher erläutert.
Die Linie 33 in Fig. 3 stellt den sich - in Abhängigkeit der Konizitätsveränderung
der Tellerfeder 4 und unter Berücksichtigung der von den Blattfederelementen 9
aufgebrachten Kraft - ergebenden resultierenden Axialkraftverlauf dar, und zwar
bei Verformung der Tellerfeder 4 zwischen zwei Abstützungen, deren radialer
Abstand dem radialen Abstand zwischen der Schwenklagerung 5 und dem radial
äußeren Abstützdurchmesser 3a an der Druckscheibe 3 entspricht. Aus der
Abszisse ist der relative Axialweg zwischen den beiden Auflagen und auf der
Ordinate die von der Tellerfeder 4 und den Blattfederelementen 9 erzeugte
resultierende Kraft entnehmbar. Der Punkt 34 repräsentiert die Einbaulage der
Tellerfeder 4 bei geschlossener Kupplung 1, also die Lage, bei der die Tellerfeder
4 für die entsprechende Einbaulage die maximale Anpreßkraft auf die Druck
scheibe 3 ausübt. Der Punkt 34 kann durch Änderung der konischen Einbaulage
der Tellerfeder 4 entlang der Linie 33 nach oben oder nach unten verschoben
werden.
Die Linie 35 stellt die von den Belagfedersegmenten 10 aufgebrachte axiale
Spreizkraft, welche zwischen den beiden Reibbelägen 7 wirkt, dar. In dieser
Kennlinie sind weiterhin alle Federwirkungen, die gleichartig wie die Belagfe
derung wirksam sind, enthalten, wie z. B. Deckelelastizität, Elastizität der
Schwenklagerung oder gegebenenfalls elastische Mittel zwischen Tellerfeder und
Druckplattenauflage oder dergleichen. Diese axiale Spreizkraft wirkt der von der
Tellerfeder 4 auf die Druckscheibe 3 ausgeübten Axialkraft entgegen. Vorteilhaft
ist es, wenn die für die maximal mögliche elastische Verformung der Federseg
mente 10 erforderliche Axialkraft wenigstens der von der Tellerfeder 4 auf die
Druckscheibe 3 in eingerücktem Zustand der Reibungskupplung 1 ausgeübten
Kraft entspricht. Beim Ausrücken der Reibungskupplung 1 entspannen sich die
Federsegmente 10, und zwar über den Weg 36. Über diesen auch einer entspre
chenden axialen Verlagerung der Druckscheibe 3 entsprechenden Weg 36 wird
der Ausrückvorgang der Kupplung 1 unterstützt, das bedeutet also, daß eine
geringere maximale Ausrückkraft aufgebracht werden muß, als diejenige, welche
dem Einbaupunkt 34 bei Nichtvorhandensein der Belagfedersegmenten 10 ent
sprechen würde. Bei Überschreitung des Punktes 37 werden die Reibbeläge 7
durch die Druck-scheibe 3 freigegeben, wobei aufgrund des degressiven
Kennlinienbereiches der Tellerfeder 4 die dann noch aufzubringende Ausrückkraft
erheblich verringert ist gegenüber der, welche dem Punkt 34 entsprechen würde.
Die Ausrückkraft für die Kupplung 1 würde ohne die Kompensationszungen 26
solange abnehmen, bis der Punkt 38 erreicht ist. Bei Überschreitung des Punktes
38 in Ausrückrichtung nimmt die Ausrückkraft wieder zu.
In Fig. 3 ist weiterhin der Ausrückkraftverlauf 39 eingetragen, der zum Ausrücken
der Reibungskupplung 1 im Bereich der Zungenspitzen 4c aufgebracht werden
muß. Die voll ausgezogene Linie 39 entspricht dabei demjenigen
Ausrückkraftverlauf, welcher ohne die Zungen 26 entstehen würde. Der im
Bereich der Zungenspitzen 4c erforderliche Ausrückweg ist gegenüber dem
axialen Weg der Tellerfeder im Bereich des Auflagedurchmessers 3a bzw. dem
Weg der Druckscheibe 3 um die Hebelübersetzung der Tellerfeder 4 und die
Durchbiegung der Zungen 4b entsprechend vergrößert. Diese Tellerfeder- bzw.
Hebelübersetzung entspricht in etwa dem Verhältnis des radialen Abstandes
zwischen Schwenkauflage 11 und Betätigungs- bzw. Anlagedurchmesser 4d zum
radialen Abstand zwischen Schwenkauflage 11 und Abstützdurchmesser 3a
zwischen Tellerfeder 4 und Druckscheibe 3. Dieses Übersetzungsverhältnis liegt
in den meisten Fällen in einer Größenordnung zwischen 3 : 1 bis 5 : 1. Der Verlauf
der Ausrückkraft bezogen auf den Betätigungsdurchmesser 4d im Bereich der
Zungenspitzen 4c ist entsprechend diesem Übersetzungsverhältnis gegenüber
dem zugeordneten Kraftverlauf bezogen auf den entsprechenden Bereich der
Federkennlinie 33 verringert.
In Fig. 3 ist weiterhin der Lüftweg 40 der Druckscheibe 3 bezogen auf die Tel
lerfederkennlinie 33 eingetragen. Der Endpunkt des Lüftweges 40, bzw. des
Gesamtausrückweges 41, bezogen auf die Druckscheibe 3 ist auf der Kennlinie
33 der Tellerfeder 4 mit 42 gekennzeichnet.
Der Lüftweg 40 bzw. der Ausrückweg 41 ist üblicherweise derart ausgelegt, daß
selbst beim Erreichen des vollen Ausrückweges in der Reibungskupplung 1, die
dem Endpunkt 42 des Ausrückweges 41 entsprechende Ausrückkraft kleiner ist
als die dem Punkt 37 entsprechende Ausrückkraft. Dies ist insbesondere dann
erforderlich, wenn keine Kompensationsfedermittel 26 vorhanden sind, um eine
ungewollte Nachstellung in der Nachstellvorkehrung 16 zu vermeiden.
Durch Verwendung erfindungsgemäßer Kompensationsfedermittel 26 kann jedoch
am Ende des vollen Ausrückweges die anstehende Ausrückkraft auch größer sein
als die dem Punkt 37 entsprechende Kraft. Dies ist darauf zurückzuführen, daß
die erfindungsgemäße Kompensationsfedermittel 26 auf die Tellerfeder 4
entweder mittelbar oder unmittelbar eine axiale Kraft ausüben können, welche der
von der Sensorfeder 13 auf die Tellerfeder 4 ausgeübten Kraft parallelgeschaltet
ist und somit diese unterstützt.
Wie aus dem, auf den Ausrückdurchmesser 4d im Bereich der Zungenspitzen 4c
bezogenen, durch die ausgezogene Linie 39 repräsentierten Ausrückkraftverlauf
zu entnehmen ist, ist ohne die Wirkung der Zungen 26 nach der Freigabe der
Reibbeläge 7 durch die Druckscheibe 3 eine wesentliche Kraftveränderung um
Ausrückkraftverlauf vorhanden. Bezogen auf den durch die durchgezogene Linie
39 repräsentierten Ausrückkraftverlauf ist eine maximale Ausrückkraft 43 und eine
minimale Ausrückkraft 44 vorhanden. Diese wesentliche Veränderung ist
nachteilig, da im Bereich der Zungenspitzen 4c eine genaue Dosierung des Ein-
und Ausrückweges zumindest im Bereich des dem Lüftweg 40 entsprechenden
Ausrückwegabschnittes schwierig ist, dies sowohl bei fußbetätigten als auch bei
über einen Stellmotor betätigten Reibungskupplungen. Die erhebliche
Ausrückkraftveränderung innerhalb des Lüftweges 40 ist auch auf dem durch die
Punkte 37, 38, 42 verlaufenden Kurvenabschnitt der Kennlinie 33 ersichtlich. Um
den vorerwähnten Nachteil zu vermeiden, bzw. um einen gewünschten Ausrück
kraftverlauf zumindest über den erforderlichen Lüftweg 40 der Druckscheibe 3 zu
erhalten, sind die zusätzlichen Federmittel in Form von axial herausgebogenen
Zungen 26 vorgesehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verursacht
eine Verbiegung der Zungen 26 axial in Richtung der Zungen 4b eine Kraft-Weg-
Kennlinie gemäß der strichlierten Linie 45. Entsprechend der Bemessung des
Abstandes 28 bzw. des Abstandes 27 können die Zungen 26 entweder zumindest
annähernd über den gesamten Lüftweg 40 bezogen auf die Druckscheibe 3
wirksam sein oder aber auch nur über einen Teilabschnitt dieses Lüftweges 40.
Unter Lüftweg ist der Weg zu verstehen, welcher die Druckscheibe 3 nach
Freigabe der Reibbeläge 7 bei Betätigung der Reibungskupplung noch axial
zurücklegen soll. Zweckmäßig ist es, wenn die Wirkung der Zungen 26 erst etwas
versetzt gegenüber dem Punkt 37 zur Wirkung kommt. Auf der Kennlinie 43 ist der
dem Punkt 37 zugeordnete Punkt mit 46 gekennzeichnet. Der Ausrückkraftverlauf
bezogen auf den Betätigungsdurchmesser 4d, welcher sich durch Überlagerung
bzw. Addition der Federcharakteristik 45 der Zungen 26 und der normalen
Ausrückkraftcharakteristik gemäß der Linie 43 ergibt, ist strichpunktiert dargestellt
und mit 47 gekennzeichnet. Dieser Verlauf 47 setzt beim Punkt 48 ein. Dies ist der
Punkt, bei dem die Zungen 26 zur Anlage an dem Anschlagbereich 29 kommen.
Die als Kompensationsfedermittel dienenden Zungen 26 bewirken, daß zumindest
nach Freigabe der Reibbeläge 7 durch die Druckscheibe 3 der Verlauf der zum
Ausrücken der Reibungskupplung 1 erforderliche Kraftverlauf angehoben wird.
Weiterhin kann durch die Wirkung der Zungen 26 eine Reduzierung der
auftretenden Variation im Ausrückkraftverlauf erzielt werden, und zwar bezogen
auf einen Ausrückkraftverlauf ohne diese Zungen 26.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kommen die Zungen 26 gleichzeitig
zur Wirkung. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, wenn derartige Zungen 26
zeitlich versetzt verformt werden, wodurch der Ausrückkraftverlauf entsprechend
moduliert werden kann. Weiterhin können die Federzungen 26 bzw. andere
Federmittel, welche die Aufgabe der Zungen 26 übernehmen oder ergänzen bzw.
unterstützen, derart ausgestaltet werden, daß sie anstatt einer linearen Kraft-Weg-
Charakteristik 45 zu besitzen, eine andere Charakteristik aufweisen, wie z. B. eine
progressiv oder degressiv verlaufende Charakteristik.
Bezüglich der genauen Funktionsweise der Nachstelleinrichtung 16 sowie weitere
Auslegungskriterien für die einzelnen Kraftspeicher bzw. Federn, wie
insbesondere die Tellerfeder 4, die Sensorfeder 13, die Blattfedern 9 und die
Federn 20, wird auf den Offenbarungsinhalt der DE-OS 44 18 026 verwiesen, der
als in die vorliegende Anmeldung integriert zu betrachten ist. In dieser DE-OS ist
insbesondere in Zusammenhang mit den in den Fig. 84, 85, 86 und 89
dargestellten Kennlinien das Zusammenspiel der einzelnen Federelemente näher
erläutert.
Aus der unteren Hälfte der Fig. 1 ist erkennbar, daß aufgrund der Tatsache, daß
die Tellerfeder in Abhängigkeit des an den Reibbelägen 7 auftretenden
Verschleißes in Richtung der Druckscheibe 3 verlagert wird, die Durchbiegung der
Zungen 26 über die Lebensdauer der Reibungskupplung zunimmt. Diese
Zunahme wird jedoch teilweise dadurch gemildert, daß im Kontaktbereich
zwischen den Zungenspitzen 26c und dem Anschlag 29 über die Lebensdauer der
Reibungskupplung Verschleiß entsteht. Wie bereits angedeutet, kann bei Bedarf
diese Zunahme durch Verwendung von Federmitteln mit einer degressiven Weg-
Kraft-Charakteristik zumindest teilweise kompensiert werden.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsvariante sind anstelle der Zungen 26
getrennte Federmittel 126 vorgesehen, welche über Verbindungselemente in
Form von Nieten 127 mit der Tellerfeder 104 fest verbunden sind. Die
Federelemente 126 können durch einzelne blattfederartige Elemente gebildet sein
oder aber durch ein ringförmiges Element, welches mehrere radial nach innen
weisende elastische verformbare Zungen 126a besitzt. Es kann jedoch auch ein
membranartiges Bauteil 126 verwendet werden, das lediglich im Bereich der Arme
130, welche den Anschlagbereich 129 mit dem Boden 102a des Deckels 102
verbinden, radial geschlitzt ist. In Fig. 4 ist die Tellerfeder 104 in einer teilweise
in Ausrückrichtung verschwenkten Position dargestellt, und zwar in einer solchen,
bei der die zusätzlichen Federelemente 126 anfangen zu wirken. Die
Druckscheibe 103 ist jedoch in der Lage dargestellt, welcher der voll eingerückten
Reibungskupplung 101 entspricht. Aus diesem Grunde ist zwischen dem radial
äußeren Bereich 104b des ringförmigen Tellerfedergrundkörpers 104a und den
Nocken 103b der Druckscheibe 103 einnormalerweise nicht auftretendes Spiel
vorhanden.
Bei der Ausführungsvariante gemäß Fig. 5 ist ein den Ausrückkraftverlauf der
Reibungskupplung 201 beeinflussendes Federelement 226 vorgesehen, welches
einen ringartigen Grundkörper 226a besitzt, von dem aus radial nach innen
gerichtete Zungen 226b ausgehen. Beim Verschwenken der Tellerfeder 204
kommen zumindest einzelne der Betätigungszungen 204b an Zungen 226b zur
Anlage, so daß bei Fortsetzung des Ausrückweges das Federelement 226,
welches sich radial außen an Abstützbolzen 215 abstützt, ebenfalls verschwenkt
wird. Dadurch beeinflußt die parallel zu Haupttellerfeder 204 geschaltete
Tellerfeder 226 den Ausrückkraftverlauf der Reibungskupplung 201. Diese
Beeinflussung wirkt im Sinne einer Erhöhung des Kraftniveaus des
Ausrückkraftverlaufes. Das Bauteil 226 könnte auch membranartig ausgebildet
sein, das bedeutet also einen praktisch geschlossenen ringförmigen Außenrand
und Innenrand besitzen. Lediglich im Bereich der Arme 230 müßte entsprechende
radiale Schlitze zur Aufnahme dieser Arme vorgesehen werden. In Fig. 5 ist die
Tellerfeder 204 in der Position A dargestellt, welche der voll eingerückten
Reibungskupplung 201 entspricht. In der oberen Hälfte der Fig. 5 ist weiterhin
durch die Position B die Stellung der Tellerfeder 204 dargestellt, welche
annähernd dem ausgerückten Zustand der neuen Kupplung 201 entspricht. Der
zwischen den Zungenspitzen 226c und dem Anschlag 229 verbleibende Spalt
bzw. Abstand 228a entspricht dem Betrag, um den die Tellerfeder 204 über die
Lebensdauer der Reibungskupplung 201 axial nach links verlagert werden kann,
um zumindest den an den Reibbelägen der entsprechenden Kupplungsscheibe
auftretenden Verschleiß auszugleichen und damit einen konstanten Betriebspunkt
im eingerückten Zustand der Reibungskupplung 201 für die Tellerfeder 204
sicherzustellen.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 unterscheidet sich gegenüber derjenigen
gemäß Fig. 5 durch die Abstützung des Federelementes bzw. der Feder
elemente 326 am Deckel 302. Das Federelement 326 besitzt im radial äußeren
Bereich Ausnehmungen, durch welche sich Nietzapfen 315a der Niete 315
hindurcherstrecken. Die Wirkung der Elemente 226, 326 ist ähnlich wie die der
Zungen 26, wobei jedoch durch die Möglichkeit der Verwendung von
tellerfederartigen bzw. membranartigen Elementen 226 bzw. 326 auch ein nicht
linearer Kraft-Weg-Verlauf realisiert werden kann, welcher sich dem rein zum
Verschwenken der Tellerfeder 204 bzw. 304 erforderlichen Ausrückkraftverlauf
überlagert.
In Fig. 1 ist, strichliert und mit 426 gekennzeichnet, eine weitere Aus
führungsform dargestellt. Anstelle der Zungen 26, welche dann den gleichen
Verlauf aufweisen können wie die Zungen 4b, ist ein membranartiges oder tel
lerfederartiges Element 426 vorgesehen, das gegenüber dem Deckel 2 über den
ringförmigen Anschlag 29 zentriert gehaltert ist und nach einem bestimmten
Ausrückweg aus der eingekuppelten Position der Kupplung 1 an den Zungen 4b
zur Anlage kommt, so daß bei Fortsetzung des Ausrückvorganges das Element
426 elastisch verformt wird.
Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen haben den Vorteil, daß die zum
Betätigen der Kompensationsmittel 26, 226, 326, 426 erforderliche zusätzliche
Kraft sich nicht auf die Nachstelleinrichtung 16 bzw. Sensorfeder 13 nachteilig
auswirkt, und zwar weil die durch die Kompensationsfedern 26,126, 226, 326, 426
auf die Tellerfeder 4, 104, 204, 304, erzeugte Axialkraft der Ausrückkraftrichtung
gemäß II der Fig. 1 entgegengerichtet ist, also in bezug auf die entsprechende
Tellerfeder 4,104, 204, 304 in die gleiche axiale Richtung wirkt, wie die durch die
Sensorfeder 13 und/oder die Blattfedern 9 auf diese Tellerfeder 4, 104, 204, 304
ausgeübte Axialkraft. Man ist also bezüglich des Kraft-Weg-Verlaufes der
Kompensationsfedermittel 26, 126, 226, 326, 426 verhältnismäßig frei.
Insbesondere kann gemäß der Erfindung die nach Freigabe der
Kupplungsscheibe 8 auftretende maximale Ausrückkraft auch größer werden als
die durch die Sensorfeder 13 und/oder Blattfedern 9 auf die Tellerfeder 4
ausgeübte axiale Abstützkraft bzw. Sensorkraft. Es wird also durch die Erfindung
zumindest bei Freigabe der Kupplungsscheibe 8 die Wirkung der Sensorfeder
bzw. der resultierenden Sensorkraft unterstützt durch die Kompensations
federmittel 26, 126, 226, 326, 426.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor
schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die
Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder
Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere
Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des
jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung
eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rück
bezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige
Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unter
ansprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Erfindung ist auch nicht auf die Ausführungsbeispiele der Beschreibung
beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen
und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kom
binationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder
Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen
Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und
in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrens
schritten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen
Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen
führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.
Claims (20)
1. Reibungskupplung zur Verwendung mit einer Kupplungsscheibe,
insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei die Kupplung eine von einem
Gehäuse getragene Schwenklagerung besitzt, die eine eine axial verlager
bare Druckplatte beaufschlagende Tellerfeder gegenüber dem Gehäuse
verschwenkbar abstützt, die Schwenklagerung durch eine zwischen der Tel
lerfeder und dem Gehäuse wirksame Kompensationseinrichtung in Ab
hängigkeit zumindest des an den Reibbelägen der Kupplungsscheibe
auftretenden Verschleißes axial in Richtung der Druckplatte verlagerbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der zur Betätigung der Reibungskupplung
erforderliche Kraftverlauf zum Verschwenken der Tellerfeder durch
wenigstens ein Federmittel verändert wird, welches zumindest in einem
Teilbereich des verbleibenden Ausrückwegbereiches wirksam ist, der wenig
stens annähernd ab der Kupplungsbetätigungsposition beginnt, von der an
die Druckplatte die Kupplungsscheibe nicht mehr oder nur noch unwesent
lich beaufschlagt, wobei dieses Federmittel keine Axialkraft in Ausrück
richtung der Reibungskupplung auf die Kompensationseinrichtung erzeugt.
2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der
dem Gehäuse abgewandten Seite der Tellerfeder eine Schwenkauflage für
die Tellerfeder vorgesehen ist, die von einem Federelement axial in
Richtung des Gehäuses beaufschlagt ist.
3. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Federelement - über die Lebensdauer der Reibungskupplung betrachtet -
eine Axialkraft auf die Tellerfeder ausübt, die zumindest annähernd der
Ausrückkraft entspricht, welche zum Verschwenken der Tellerfeder zum
Zeitpunkt des Erreichens der Kupplungsbetätigungsposition, von der an die
Druckplatte die Kupplungsscheibe nicht mehr oder nur noch unwesentlich
beaufschlagt, erforderlichen ist.
4. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Federmittel die Tellerfeder axial in Richtung gegen
das Gehäuse beaufschlagt.
5. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Federmittel zwischen dem Gehäuse und der
Tellerfeder verspannbar ist.
6. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Federmittel von der Tellerfeder getragen ist.
7. Reibungskupplung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Federmittel am Deckel angelenkt ist.
8. Reibungskupplung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Federmittel integraler Bestandteil der
Tellerfeder ist.
9. Reibungskupplung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder einen als Energiespeicher
dienenden ringförmigen Grundkörper besitzt, von dem aus radial nach innen
weisende Zungen ausgehen, wobei der überwiegende Teil dieser Zungen
über ein Ausrücklager betätigbar ist und der restliche Teil der Zungen das
Federmittel bildet.
10. Reibungskupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zungen, welche das Federmittel bilden, zumindest über einen Teilbereich
ihrer Erstreckung axial aus der "Ebene" der zum Verschwenken der Tel
lerfeder dienenden Zungen herausgebogen sind.
11. Reibungskupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
gegenüber den Betätigungszungen herausgebogenen Zungen axial in
Richtung der Druckplatte herausgebogen sind.
12. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Vorkehrung vorhanden ist zur Begrenzung der
Ausrückbewegung.
13. Reibungskupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorkehrung wenigstens einen Begrenzungsanschlag bildet.
14. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß das den Kraftverlauf zur Betätigung der Reibungskupplung
beeinflussende Federmittel keine Axialkraft in Nachstellrichtung der Ver
schleißkompensationseinrichtung auf diese ausübt.
15. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß der den Ausrückweg begrenzende Anschlag durch einen
ringförmigen, vom Gehäuse getragenen Bereich gebildet ist, an dem
zumindest die Betätigungszungen zur Anlage kommen können.
16. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß an dem Anschlag auch das Federmittel zur Anlage kommt.
17. Reibungskupplung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Federmittel vom Gehäuse getragen ist
und die Tellerfederzungen beim Betätigen der Reibungskupplung an diesem
zur Anlage kommen.
18. Reibungskupplung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der
ringförmige Anschlag mit dem Gehäuse über radial verlaufende Arme
verbunden ist.
19. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekenn
zeichnet, daß der ringförmige Anschlag und die Verbindungsarme einstückig
mit dem Gehäuse sind.
20. Reibungskupplung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Tellerfederzungen - in Umfangsrichtung betrachtet
- zwischen den Armen aufgenommen sind.
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