DE3229052A1

DE3229052A1 - Automatische verschleisskompensation fuer eine reibungskupplung mit kupplungsbremse

Info

Publication number: DE3229052A1
Application number: DE19823229052
Authority: DE
Inventors: Achim 8720 Schweinfurt Link
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1982-08-04
Filing date: 1982-08-04
Publication date: 1984-02-09
Also published as: DE3229052C2; US4579203A; BR8304173A

Description

PICHTEL & SACHS AG, SCHWEINFURT PATENT- UND GEBRAUCHSMUSTER-HILFSANMELDUNG

_k AUTOMATISCHE

.VERscHLEiss κ ΙΓμΊΓε nsation

FOREZNE.-REIBUNGSKUPPLUNG

MIT KUPPLUNGSBREMSE

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Verschleißkom- pensation für eine Reibungskupplung mit Kupplungsbremse, bestehend u. a. aus einem Schwungrad mit Kupplungsgehäuse, einer darin drehfest, aber axial beweglichen und federbelasteten Anpreßplatte, einer zwischen Anpreßplatte und Schwungrad einspannbaren Kupplungsscheibe, welche drehfest auf einer Getriebewelle angeordnet ist,

einer Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Reibungskupplung '-■]'**'■ mit einem Ausrücklager, dessen mit der Reibungskupplung umlaufen- "■? der Lagerring auf einem Rohr aufgesetzt ist, welches an seinem, ; der Reibungskupplung zugewandtem Ende mit den Betätigungselemen- """'■" ten der Reibungskupplung zusammenwirkt, dessen nicht umlaufender _J; Lagerring mit einer Ausrückgabel in Verbindung steht und auf der dem Getriebegehäuse zugewandten Seite eine Druckplatte aufweist r zum Einspannen einer, auf der Getriebewelle drehfest angeordneten \'■■ Reibscheibe zwischen dieser Druckplatte und dem Getriebegehäuse I bzw. einem, mit diesem fest verbundenen Bauteil, sowie einer automatischen Verschleißkompensation zur Konstanthaltung der Eingriffsverhältnisse der Kupplungsbremse bei Belagverschleiß der Rei- | bungskupplung durch eine anschlagbetätigte Einweg-Kupplung im Endbereich des Einkuppel-Vorganges.

Eine automatische Verschleißkompensation der obengenannten Bau- *- art ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift ·, 26 o4 946 bekannt. Darin wird eine automatische Verschleißkompensation beschrieben, welche im Lagergehäuse des Ausrückers an- -. geordnet ist und eine, in axialer Richtung wirksame Verschiebeeinrichtung beinhaltet. Diese Verschiebeeinrichtung arbeitet stufenweise, indem eine federbelastete Einrichtung über schrägstehende Zähne der Gegeneinrichtung bei Verschleiß gleiten kann..Bei Be- ί lastung in entgegengesetzter Richtung werden die steileren Flanken ;* beaufschlagt und sie verhindern eine gegenseitige Verschiebung. :

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine automatische Ver- / Schleißkompensation zu erstellen, welche stufenlos arbeitet und * einfach und robust aufgebaut ist. .-■;!

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruches ge- · ■;

löst. Durch die Aufteilung des die Ausrückkraft vom Ausrücker f.

auf die Betätigungselemente der Kupplung übertragenden Rohres in t zwei Teile und durch die Anordnung eines Gewindes zwischen diesen

- 5-

beiden Teilen, sowie durch das Anschlagen des Rohres bei entsprechendem Verschleiß und dadurch bedingtes Abbremsen gegenüber dem weiterhin umlaufenden Betätigungselement wird eine stufenlose Kompensation des Kupplungsverschleißes erzielt, wodurch die Ausrückweg-Verhältnisse am Ausrücker immer während der gesamten Lebensdauer der Kupplung konstant bleiben und somit auch die Kupplungsbremse immer den gleichen konstanten Wegverhältnissen unterliegt.

Im Anspruch 2 ist eine Konstruktion vorgeschlagen, welche bei einer sog. gezogenen Reibungskupplung vorteilhafterweise Verwendung ψ finden kann. Hierbei werden die Elemente der Kupplungsbremse entsprechend dem Stand der Technik durch Einspannen der Reibscheibe zwischen dem Ausrücker und dem Getriebegehäuse betätigt. Während des Einrückvorganges der Kupplung kann dann bei entsprechendem Kupplungsverschleiß eine, zwischen dem nicht umlaufenden Lagerring des Ausrückers und einer Stützeinrichtung des umlaufenden Kupplungsgehäuses angeordnete Bremsscheibe auf dem Rohr so abgebremst werden, daß zwischen dem Rohr und dem Betätigungselement eine Relativ-Verdrehung innerhalb des Gewindes stattfindet, bis die, die Axialkraft erzeugende Kupplungs-Hauptfeder belastungsfrei wird und somit der Nachstell-Vorgang beendet ist.

*«* Gemäß dem Anspruch 3 ist die im Prinzip gleiche Anordnung auf eine sog. gedrückte Reibungskupplung übertragen. Hierbei ist allerdings wegen der umgekehrten Bewegungsrichtung des Ausrückers die Reibscheibe der Kupplungsbreme in einem topfförmigen Bauteil des Getriebegehäuses untergebracht und sie kann durch eine Druckplatte gegen den Boden dieses topfförmigen Bauteiles verspannt werden, wobei diese Druckplatte über entsprechende Zugelemente mit dem nicht umlaufenden Lagerring des Ausrückers fest verbunden ist. Gleic! zeitig wird dieser Boden des topfförmigen Bauteils zum Abbremsen des Rohres herangezogen, um den Verschleiß der Reibungskupplung zu kompensieren. Damit hat dieses Bauteil eine Doppelfunktion.

322BO52

Die Erfindung wird anschließend anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert:

Es zeigen im einzelnen

FIGUR 1 den Teil-Längsschnitt durch eine Reibungskupplung in gezogener Bauart mit Kupplungsbremse und stufenloser Verschleißkompensation;

FIGUR 2 den Teil-Längsschnitt durch eine Reibungskupplung in gedrückter Bauweise mit Reibungskupplung und stufenloser Verschleißkompensation. .

In Figur 1 ist eine Reibungskupplung 16 in gezogener Bauweise dargestellt. Sie besteht im wesentlichen aus einem Schwungrad 1, wel— ν ches fest mit dem Kupplungsgehäuse 7 verbunden ist. Zwischen dem ,', Schwungrad 1 und dem Kupplungsgehäuse 7 ist in üblicher Weise eine Anpreßplatte 5 angeordnet, welche durch eine Membranfeder 6 in Rieh-> tung auf das Schwungrad 1 belastet ist. Zwischen der Anpreßplatte 5 und dem Schwungrad 1 ist eine Kupplungscheibe 2 einspannbar, welche ,, über eine Nabe 3 drehfest, aber axial verschiebbar, mit einer nur I teilweise dargestellten Getriebewelle 4 verbunden ist. Die Anpreßplatte 5 ist in Umfangsrichtung fest mit dem Kupplungsgehäuse 7 verbunden, aber in axialer Richtung verschiebbar gelagert. Die Mem- ',:' branfeder 6 stützt sich an ihrem Außenumfang am Kupplungsgehäuse 7 ί; ab und an einem weiter radial innenliegenden Bereich an der Anpreß- 2 paltte 5. Sie reicht mit ihren Federzungen nach radial innen zur Be- ' tätigung durch den Ausrücker 9. Der Ausrücker 9 beinhaltet u. a. ' ■ ί ein Ausrücklager mit einem nicht umlaufenden Lagerring To, mit einem' mit der Reibungskupplung umlaufenden Lagerring 12, sowie mit Wälz- ^: körpern 11 in Form von Kugeln. Das Ausrücklager ist mit dem Lagerring 1o in einem Lagergehäuse 19 fest angeordnet, welches mit der nicht dargestellten Ausrückgabel in Wirkverbindung steht. Der umlaufende Lagerrring 12 ist auf einer Hülse 14 fest angeordnet, wel- -

ehe sich, vom Lagerring 12 aus in Richtung auf die Reibungskupplung .16 erstreckt. Am Innenumfang ist die Hülse 14 mit einer Büchse 31 versehen, durch welche die Hülse 14 gleitend auf der Getriebewelle 4 gelagert und geführt ist. Am Außenumfang weist die Hülse 14 ein Gewinde 15 auf, in welches das Betätigungselement 13 eingeschraubt ist. Das Betätigungselement 13 ist seinerseits drehfest mit der Membranfeder 6 verbunden. Beim Betätigen der Reibungskupplung 16 über den Ausrücker 9 wird die Ausrückkraft vom Lagergehäuse 19 über das Ausrücklager, die Hülse 14, das Betätigungselement 13 auf die Federzungen der Membranfeder 6 übertragen. Zwischen dem W Ausrücklager und dem Getriebegehäuse 8 ist eine Einrichtung zum Abbremsen der Getriebewelle 4 vorgesehen in Form einer Reibscheibe 18, welche drehfest, aber axial verschiebbar, auf der Getriebewelle 4 gelagert ist. Zu diesem Zweck ist die Getriebewelle 4 mit wenigstens einer Nut 2o versehen, in welche die Reibscheibe 18 mit einer entsprechenden Nase eingreift. Das Lagergehäuse 19 weist eine Druc* platte 17 auf, welche bei entsprechender Bewegung des Ausrückers ■ über den normalen Ausrückweg hinaus die Reibscheibe 18 an das feststehende Getriebegehäuse 18 anpreßt und so eine gezielte Abbrem-"^! sung der Getriebewelle 4 erzeugt. Um nun die Eingriffsverhältnisse dieser Kupplungsbremse über die gesamte Lebensdauer der Reibungskupplung 16 konstant zu,halten, ist eine automatische Verschleißes kompensation vorgeshen. Diese besteht einmal aus den bereits beschriebenem Gewinde 15 zwischen der Hülse 14 und dem Betätigungselement 13, sowie aus'einer Bremsscheibe 21, welche zwischen dem Lagergehäuse 19 und einer Abstützexnrichtung 23 des Kupplungsgehäuses 7 drehfest, aber axial verschiebbar, auf der Hülse 14 angeordnet ist. Dabei weist das Lagergehäuse 19 gegenüber dieser Bremsscheibe 21 eine Reibfläche 24 auf und die Abstützrichtung 23 ist zur Vermeidung von unerwünschten Reibkräften mit einem Axiallager 25 und einer Druckscheibe versehen. Die Bremsscheibe 21 ist hierbei mit entsprechenden Fortsätzen in einer' oder mehreren Nuten 22 im Außendurchmesser der Hülse 14 verschiebbar, aber drehfest gelagert.

Ü^::i' =*i^:..^:. ^:··^:·^:" 312 9052 j

Die Funktionsweise der Reibungskupplung gemäß Figur 1 ist fö^gendei i|

Figur 1 zeigt die Reibungskupplung 16 im eingerückten Zustand. Auf den Ausrücker 9 wird von außen her keine Kraft ausgeübt und somit sind die Federzungen der Membranfeder 6 in axialer Richtung praktisch entlastet. Zum Einleiten des Ausrückvorganges der Kupplung wird ;« über die nicht dargestellte Ausrückgabel das Lagergehäuse 19 in * Richtung des Pfeiles F nach rechts auf das Kupplungsgehäuse 8 zu bewegt. Diese Bewegung setzt sich fort über den nicht umlaufenden Lagerring 1o, die Wälzkörper 11, den mit der Reibungskupplung 16 umlaufenden Lagerring 12, die Hülse 14, das Gewinde 15, das Betäti- ^

ta/ gungselement 13 und die Membranfeder 6. Die Anpreßplatte 5 ist so-r χ mit ohne Federbelastung, so daß die Kupplungsscheibe 2 nicht mehr zwischen der Anpreßplatte 5 und dem Schwungrad 1 eingespannt wird I und sich unabhängig von diesen beiden Teilen drehen kann. Bei bestimmten Schaltvorgängen im Getriebe ist es dabei wünschenswert, *' die Getriebewelle 4 von ihrer ursprünglichen Drehzahl auf eine nied-^f rigere Drehzahl abzubremsen. Dies geschieht dadurch, daß über die « Ausrückgabel der Ausrücker 9 weiter in Richtung F, also in Ausrück- richtung bewegt wird, so daß die am Lagergehäuse 19 angeordnete _E Druckplatte 17 die Reibscheibe 18 am Kupplungsgehäuse 8 andrückt, wodurch die Getriebewelle 4 gezielt abgebremst werden kann, da ja das Lagergehäuse 19 und das Getriebegehäuse 8 in Umfangsrichtung K

—v feststehen. Der nachfolgende Einrückvorgang der Reibungskupplung 16 ; geht in entgegengesetzte Richtung, also entgegen der Richtung des L Pfeiles F, vor sich. Nach einer bestimmten Benutzungsdauer der Rei- ^; bungskupplung 16 können sich die Reibflächen der Kupplungsscheibe 2ΐ abnützen, so daß quasi nach jedem Einrück-Vorgang der Ausrücker 9 mit den daran axial fest angeordneten Bauteilen um ein geringes j Maß in Richtung auf die Reibungskupplung 16 zu vorrückt. Damit vergrößert sich der Betätigungsweg für die Kupplungsbremse. Ist nun allerdings im eingerückten Zustand der'Reibungskupplung der freie Raum zwischen der Reibfläche 24 des Lagergehäuses 19 und der Abstützeinrichtung 23 am Kupplungsgehäuse 7 annäherrid gleich der axialen Erstreckung der Reibbeläge der Bremsscheibe 21, so wird

diese Bremsscheibe 21 durch die Abstützeinrichtung 23 am Lagergehäuse 19 zur Anlage kommen. Dabei entsteht eine Reibkraft zwischen der mit der Getriebewelle 4 umlaufenden Bremsscheibe 21 und dem in Umfangsrichtung feststehenden Lagergehäuse 19. Auf der anderen Seite wird das Betätigungselement 13 unvermindert über die Membranfeder 6 vom Kupplungsgehäuse 7 angetrieben, überschreitet die Reibkraft zwischen dem Lagergehäuse 19 und der Bremsscheibe 21 einen bestimmten vorgegebenen Wert, so verdreht sich das Betätigungselement 13 gegenüber der Hülse 14 im Gewinde 15 so lange, bis der ursprüngliche Abstand zwischen dem Lagergehäuse 19 und dem Betätigungselement 13 wieder hergestellt ist, so daß die Membranfeder 6 in eingerückter Stellung der Reibungskupplung 16 keine Anpreßkraft zwischen dem Lagergehäuse 19 und der Abstützeinrichtung 23 ausüben kann. Damit ist die Bremsscheibe in eingerückter Stellung der Reibungskupplung 16 wieder frei. Selbstverständlich muß dabei die Steigung des Gewindes 15 auf die Drehrichtung der Reibungskupplung entsprechend abgestimmt sein. Bei Drehrichtung der Reibungskupplung 16 im Uhrzeigersinn vom Getriebegehäuse 18 aus gesehen, muß somit das Gewinde 15 als Rechtsgewinde ausgeführt sein.

In Figur 2 ist eine Reibungskupplung 16 dargestellt, welche als sog. gedrückte Kupplung ausgebildet ist, d. h., zum Ausrücken der Kupplung muß der Ausrücker 9 in Richtung des Pfeiles F auf die Reibungskupplung 16 zu betätigt werden. Dies ergibt sich daraus, daß die Membranfeder 6 sich an ihrem äußeren Umfang an der Anpreßplatte 5 abstützt und an einem weiter innen gelegenen Bereich über Stützniete 32 am Kupplungsgehäuse 7 abstützt. Sie ist auch im Gegensatz zu der Ausführung gemäß Figur 1 in entgegengesetzter Richtung vorgespannt.

Auch bei dieser Ausführung gemäß Figur" 2 besteht der Ausrücker u. a. aus dem Lagergehäuse 19, welches den nicht umlaufenden Lagerring 1o trägt, aus dem mit den Kupplungselernten umlaufenden

-AO-

Lagerring 12 sowie den Kugeln 11. Der umlaufende Lagerring 12 ! ist auf einer Hülse 14 fest angeordnet, wobei diese Hülse 14 an il·. ihrem Innenumfang ein Gewinde 15 aufweist, in welches das Be- r tätigungselement 13 mit einem entsprechenden Außengewinde einge- I schraubt ist. Das Betätigungselement 13 weist an seinem Innen- ; > ' umfang eine Büchse 31 zur Lagerung auf der Getriebewelle 4 auf. "f₍ Γ Weiterhin ist das Betätigungselement 13 in dem auf die Membran- I ■ feder 6 einwirkenden Bereich so ausgestaltet^ daß eine drehfeste y '. Verbindung gewährleistet ist. Die Kupplungsbremse besteht eben- ^!.^i:. falls aus einer Reibscheibe 18, die drehfest, aber axial ver- }?: schiebbar über eine oder mehrere Nuten 2o auf der Getriebewelle |. angeordnet ist, und zwar im Bereich zwischen dem Ausrücker 9 und |; dem Getriebegehäuse 8. Infolge des umgekehrten Betätigungsweges '-'· gegenüber Figur 1 ist allerdings im vorliegenden Fall ein topfförmiges Bauteil 28 nötig, welches fest am Getriebegehäuse 8 angeordnet ist und welches einen Raum bildet, in welchem einmal die Reibscheibe 18 angeordnet ist und zum anderen eine Druckplatte 1.7 V die mit dem Lagergehäuse 19 über Zugstangen 27 in fester Verbindung steht. Dabei durchdringen die Zugstangen 27 den Boden 29 i des topfförmigen Bauteils 28 in entsprechenden öffnungen 3o. So- . !'

' i - 4

mit ist es möglich, bei der Bewegung des Ausrückers 9 in Richtung . i des Pfeiles F im Anschluß an die normale Ausrückbewegung der Rei- ;| bungskupplung 16 die Reibscheibe 18 zwischen die Druckplatte 17 f und den Boden 29 des topfförmigen Bauteiles 28 einzuspannen, um I das gezielte Abbremsen der Getriebewelle 4 zu erreichen. Gleich- ;■ zeitig dient der Boden 29 der Verschleißkompensation, in dem er zusammen mit der Reibfläche 26, die von der in Richtung auf das Getriebegehäuse 8 weisende Stirnfläche der Hülse 14 gebildet wird, * das Abbremsen dieser Hülse 14 gegenüber dem Betätigungseleraente 13 bei entsprechendem Verschleiß der Reibungskupplung 16 durchführt. | Bei dieser sog. gedrückten Kupplung wandert nämlich der gesamte · Ausrücker 9 bei zunehmendem Verschleißen der Kupplungsscheibe 2 -1 entgegen der Richtung des Pfeiles F nach rechts', so daß die Reibfläche 26 des Rohres 14 nach einer entsprechenden Anzahl von Kupp- J

-H-

lungsbetatigungen am Boden 29 zur Anlage kommt, wodurch das Rohr 14 gegenüber dem Betätigungselement 13 abgebremst wird und über das Gewinde 15 eine entsprechende stufenlose Nachstellung erfolgen kann.

F R P -' 2 . Ho/Sk-O5.O7.T982

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Automatische Verschleißkompensation für eine Reibungskupplung mit Kupplungsbremse, bestehend u. a. aus einem Schwungrad mit .Kupplungsgehäuse, einer darin drehfest, aber axial beweglichen und federbelasteten Anpreßplatte, einer zwischen Änpreßplatte und Schwungrad einspannbaren Kupplungsscheibe, welche drehfest auf einer Getriebewelle angeordnet ist, einer Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Reibungskupplung mit einem Ausrücklager, dessen mit der Reibungskupplung umlaufender Lagerring auf einem Rohr aufgesetzt ist, welches an seinem, der Reibungskupplung zugewandten Ende, mit den Betätigungselementen der Reibungskupplung zusammenwirkt, dessen nicht umlaufender Lagerring mit einer Ausrückgabel in Verbindung steht und auf der, dem Getriebegehäuse zugewandten Seite, eine Druckplatte aufweist zum Einspannen einer auf der Getriebewelle drehfest angeordneten Reibscheibe zwischen dieser Druckplatte und dem Getriebegehäuse bzw. einem mit diesem fest verbundenen Bauteil, sowie einer automatischen Verschleißkompensation zur Konstanthaltung der Eingriffsverhältnisse 'der Kupplungsbremse bei Belagverschleiß der Reibungskupplung durch eine anschlagbetätigte Einwegkupplung im Endbereich des Einkuppelvorganges, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (14) in Richtung auf die Reibungskupplung (16) zu, mit einem Betätigungselement (13) in Verbindung steht, welches mit den Ausrückelementen (6) in drehfester Berührung steht, beide Teile (13, 14) über ein Gewinde (15) miteinander verbunden sind und das Rohr (14) bei zunehmendem Verschleiß durch Anlage und Abbremsen gegenüber einem drehfesten Bauteil durch die Kraft der,Küpplungs-Hauptfeder (6) eine^Verdrehung und somit eine axiale Verlagerung gegenüber dem Betätigungselement (13) erfährt, etwa entsprechend der Größe des Verschleißes.

r.i

Automatische Verschleißkompensation nach Anspruch 1, bei f.

welcher die Reibungskupplung als gezogene Kupplung ausge- I

bildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausrücker (9) !

ein Lagergehäuse (191 _;vprfesehen;>ie%| in welchem der nicht f

umlaufende Lagerring (1o) angeordnet ist und welches in *

Richtung auf die Reibungskupplung (16) zu, eine Reibfläche f

(24) aufweist, daß im Abstand von diener Reibfläche (24) *

eine am Kupplungsgehäuse (7) angeordnete Abstützeinrichtung _r

(23) vorgesehen ist, die z. B. ein Axiallager (25) enthält, Λ und zwischen Abstützeinrichtung (23) und Reibfläche (24) eine:

Bremsscheibe f21) drehfest^, aber aöcial lose auf der Getrie- ·;

bewelle (4) angeordnet ist. f

3. Automatische Verschleißkompensation nach Anspruch 1, bei welcher die Reibungskupplung als gedrückte. Kupplung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dafc am Ausrücker (9) ein Lagergehäuse (19) vorgesehen ist, in welchem der nicht umlaufende Lagerring (ίο) angeordnet ist, daß am Getriebegehäuse (8) ein topfförmiges Bauteil (28) konzentrisch zur Getriebewelle (4) fest angeordnet ist, dessen Boden (29) mit dem Getriebegehäuse (8) einen Raum bildet, in welchem, aus- ■ gehend vom Getriebegehäuse (8), eine Druckplatte (17) angeordnet ist, die über Zugstangen (27) mit dem Lagergehäuse

- ■ fest verbunden ist, wobei die Zugstangen (27) den Böden (29) in entsprechenden öffnungen (3o) durchdringen, in welchem weiterhin eine, auf der Getriebewelle drehfest angeordnete Reibscheibe (18) vorgesehen ist und wobei die der Reibscheibe (18) abgewandte Fläche des Bodens (29) einer Reibfläche (26) des Rohres (14).gegenübersteht. <