DE4120643B4

DE4120643B4 - Reibungskupplung mit Wegsensor

Info

Publication number: DE4120643B4
Application number: DE19914120643
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Großpietsch (FH); Hartmut Heide; Herbert Dipl.-Ing. Voit (Fh); Gottfried Mader; Karl Dipl.-Ing. Müller (FH)
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1991-06-22
Filing date: 1991-06-22
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2011-06-23
Also published as: DE4120643A1

Abstract

Reibungskupplung für Kraftfahrzeuge mit einer zwischen zwei Bauteilen einspannbaren Kupplungsscheibe, die drehfest auf einer Getriebewelle sitzt, einer Kupplungsfeder zum Einspannen der Kupplungsscheibe zwischen die beiden Bauteile, einer Kupplungsbetätigungseinrichtung mit einer kupplungsnahen Nehmereinrichtung in Form eines fluidbetätigten Nehmerzylinders, einer kupplungsfernen Gebereinrichtung sowie einer dazwischen angeordneten Übertragungseinrichtung, wobei im Nehmerzylinder ein Wegsensor angeordnet ist, welcher als mechanisch-elektrischer Endschalter ausgebildet ist, der gehäusefest angeordnet ist und durch ein gegenüber dem Gehäuse verschiebbares Teil, welches mit dem Ausrücksystem in Verbindung steht, betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Endschalter als austauschbares Widerstandselement (17) ausgebildet ist, welches mit einer Anzeigeschaltung verbunden ist und beim Erreichen der Verschleißgrenze durch das verschiebbare Teil (11) zerstört wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplung für Kraftfahrzeuge mit einer zwischen zwei Bauteilen einspannbaren Kupplungsscheibe, die drehfest auf einer Getriebewelle sitzt, einer Kupplungsfeder zum Einspannen der Kupplungsscheibe zwischen die beiden Bauteile, einer Kupplungsbetätigungseinrichtung mit einer kupplungsnahen Nehmereinrichtung in Form eines fluidbetätigten Nehmerzylinders, einer kupplungsfernen Gebereinrichtung sowie einer dazwischen angeordneten Übertragungseinrichtung, wobei im Nehmerzylinder ein Wegsensor angeordnet ist, welcher als mechanisch-elektrischer Endschalter ausgebildet ist, der gehäusefest angeordnet ist und durch ein gegenüber dem Gehäuse verschiebbares Teil, welches mit dem Ausrücksystem in Verbindung steht, betätigt wird.

Eine solche Betätigungseinrichtung für eine Reibungskupplung ist beispielweise aus der US-Patentschrift 3 406 800 bekannt. Bei dieser ist ein kupplungsferner Geberzylinder und ein kupplungsnaher Nehmerzylinder vorgesehen, welche durch eine Hydraulikleitung miteinander verbunden sind. Im Nehmerzylinder ist am einen Ende ein mechanischer Schalter vorgesehen, der im Bereich des maximalen Verschleißes der Reibungskupplung ein Signal abgeben kann.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer herkömmlichen Reibungskupplung mit möglichst wenig Aufwand eine Sicherheit gegen Ausfall der Kupp lung zu schaffen, indem beim Erreichen des maximalen Verschleißes ein entsprechendes Signal abgegeben wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Hauptanspruch gelöst. Es wird vorgeschlagen, einen Endschalter vorzusehen, der als austauschbares Widerstandselement ausgebildet ist und welcher mit einer Anzeigeschaltung verbunden ist, wobei beim Erreichen der Verschleißgrenze das Widerstandselement zerstört wird. Eine solche Lösung ist vom Bauaufwand her sehr einfach und besonders betriebssicher. Durch einfachen Austausch dieses Widerstandselementes in Verbindung mit der Überholung der Kupplung kann die Anzeigeschaltung wieder auf den Neuzustand gebracht werden.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass der Nehmerzylinder außerhalb der Kupplung angeordnet ist und über ein Ausrückgestänge mit dem Ausrücker verbunden ist. Eine solche Konstruktion bietet sich an, wenn ein vorhandenes Kupplungssystem mit geringem Aufwand auf eine hydraulische Betätigung umgerüstet werden soll. Dabei wird der Nehmerzylinder beispielsweise an dem die Kupplung umgebenden Gehäuse befestigt und abgestützt, und er wirkt auf ein Gestänge ein, welches direkt bis zum Ausrücker reicht.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass der Nehmerzylinder mit dem Ausrücklager zu einer konzentrisch um die Getriebewelle angeordneten Baueinheit zusammengefasst ist. In diesem Fall sitzt der Wegsensor in unmittelbarer Nähe des Ausrücklagers und er arbeitet unabhängig von den Verlusten bzw. Elastizitäten, die bis zum Nehmerzylinder auftreten können.

Es ist auch besonders vorteilhaft, dass der Nehmerzylinder ein zylindrisches Gehäuse, einen in einer Bohrung verschiebbaren Kolben und eine Kolbenstange umfasst, wobei im Bereich des Austritts der Kolbenstange aus dem Gehäuse an diesem das scheibenförmige Widerstandselement angeordnet ist, das in einer entsprechenden Öffnung von der Kolbenstange durchdrungen ist und eine Durch messervergrößerung in der Kolbenstange mit einer Kante versehen ist, die bei entsprechender Verschleißstellung das Widerstandselement zerstört. Ein solches Widerstandselement ist ein sehr preiswertes Bauteil, das nach seiner Zerstörung auch wieder leicht ausgewechselt werden kann.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn das Widerstandselement zumindest teilweise eine gekrümmte Außenkontur entsprechend einer Ausdrehung im Gehäuse aufweist, und zwischen einem Absatz und einem Sicherungsring gehalten ist. Somit ergibt sich ein sehr einfaches Bauteil, welches leicht zu ersetzten ist.

Die Erfindung wird anschließend anhand von zwei Figuren näher erläutert. Es zeigen im Einzelnen:
1 Eine Prinzipdarstellung einer fluidbetätigten Reibungskupplung;
2 den Längsschnitt durch einen Nehmerzylinder mit zerstörbarem Widerstandselement.
1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer fluidbetätigten Reibungskupplung. Ausgehend von einem Kupplungspedal 8 wird direkt ein Geberzylinder 2 beaufschlagt, der über eine Druckleitung 9 mit einem Nehmerzylinder 3 verbunden ist, wobei dieser Nehmerzylinder 3 an einem die Reibungskupplung 1 umgebenden Gehäuse fest angeordnet ist und über eine Kolbenstange auf eine Ausrückgabel 7 einwirkt, die im Inneren des Kupplungsgehäuses direkt auf den Ausrücker 6 einwirkt. Dieser Ausrücker 6 ist konzentrisch um die nicht dargestellte Getriebewelle angeordnet und er wirkt auf die Ausrückelemente der Reibungskupplung 1. Diese können beispielsweise in Form von Zungen einer Membranfeder ausgebildet sein oder auch als einzelne, an der Reibungskupplung 1 schwenkbar gelagerte Hebel. Geber- und Nehmerzylinder sowie die Druckleitung 9 sind vorzugsweise mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt, die im Wesentlichen in kompressibel ist. Auf diese Weise wird eine verlustfreie Kraftübertragung vom Kupplungspedal 8 bis zum Ausrücker 6 ermöglicht. Beim Betätigen des Kupplungspedals 8 wird dieses entgegen dem Uhrzeigersinn um einen Drehpunkt verschwenkt, wodurch der Kolben im Geberzylinder 2 das Betätigungsfluid durch die Druckleitung 9 bewegt und der Kolben im Nehmerzylinder die Kolbenstange 11 in Richtung des Pfeiles F bewegt, wodurch die Ausrückgabel 7 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt wird, und der Ausrücker 6 die Reibungskupplung 1 lüftet. Bei Loslassen des Kupplungspedals 8 erfolgen sämtliche Bewegungen in entgegengesetzter Richtung. Für den Fall, dass die Reibungskupplung 1 eine sogenannte gezogene Reibungskupplung ist, ist der Drehpunkt der Ausrückgabel 7 aus Sicht der Kolbenstange 11 auf der dem Ausrücken 6 entgegengesetzten Seite. Dadurch bewegt sich beim Ausrücken sowohl die Kolbenstange 11 als auch der Ausrücken 6 in Richtung des Pfeiles F.
Die Betätigung der Reibungskupplung 1 kann auch automatisch erfolgen. Dann ist anstelle des Kupplungspedals 8 ein elektromotorischer Antrieb vorgesehen, der von einer Steuerelektronik gesteuert wird und der den Gegenzylinder 2 in entsprechender Weise beaufschlagt. Um bei einer elektromotorisch betätigten Reibungskupplung jederzeit den Einrückzustand der Kupplung überprüfen zu können bzw. um feststellen zu können, ob die Verschleißgrenze der Reibbeläge der Kupplungsscheibe der Reibungskupplung erreicht ist, wird ein Wegsensor am Nehmerzylinder angeordnet, der – bei einfacher Ausführung lediglich den Verschleißzustand bei Erreichen der Verschleißgrenze über eine Anzeige sichtbar macht. Entgegen der Darstellung in 1 ist es natürlich möglich, den Nehmerzylinder direkt konzentrisch zur Getriebewelle an den Ausrückelementen der Reibungskupplung anzuordnen, dann muss lediglich die Druckleitung 9 in Glas Innere des Gehäuses hineingeführt werden. Eine solche Konstruktion vermeidet dann die Zwischenschaltung von Zwischengliedern, wie z. B. der Ausrückgabel.
In 2 ist ein Längsschnitt durch einen Nehmerzylinder 3 dargestellt, der aus einem zylindrischen Gehäuse 10 besteht, in dem ein Kolben 13 verschiebbar an geordnet ist. Das Gehäuse 10 bildet mit dem Kolben 13 auf der einen Seite einen Druckraum 31 und auf der anderen Seite ist eine Kolbenstange 11 angeordnet, die vom Kolben aus dem Gehäuse 10 herausreicht und dort mit der Ausrückgabel 7 gemäß 1 verbunden ist. Im Druckraum 31 ist eine Vorlastfeder 15 angeordnet, die zwischen dem Kolben 13 und einer Gehäusewandung wirksam ist. Sie sorgt für eine dauernde leichte Anlage des Ausrückers 6 an den Ausrückteilen der Reibungskupplung 1. Der Druckraum 31 ist über einen Anschluss 20 mit der Druckleitung 9 verbunden, die zum Geberzylinder 2 führt. Der Kolben 13 ist gegenüber der Innenwandung des Gehäuses 10 über Dichtungen 14 abgedichtet. An dem der Kolbenstange 11 zugeordneten Endbereich des Gehäuses 10 ist in einer Ausdrehung 45 ein Widerstandselement 17 angeordnet, welches axial durch eine Schulter im Gehäuse 10 und durch einen Sicherungsring 16 gehalten ist. Beim Ausrücken der Kupplung wird der Kolben 13 durch Zufuhr von hydraulischem Medium in den Druckraum 31 nach rechts in Richtung des Pfeiles F bewegt und beim Einrücken der Kupplung erfolgt eine entgegengesetzt gerichtete Bewegung. Bei Verschleiß der Reibbeläge der Kupplungsscheibe in der Reibungskupplung 3 wandert das gesamte System Ausrücker 6, Ausrückgabel 7 und Kolbenstange 11 mit der Zeit nach links entgegengesetzt zu der Richtung des Pfeiles F. Durch die Anordnung einer Kante 19 an der Kolbenstange 11 kann bei entsprechender Zuordnung der Wegverhältnisse bei Erreichen der Verschleißgrenze der Reibbeläge dafür gesorgt werden, dass durch die Rückwärtsbewegung der Kolbenstange 11 die Kante 19 das Widerstandselement 17 zerstört. Dadurch kann die nicht dargestellte Anzeigeschaltung, die über Kabel 18 mit dem Widerstandselement 17 verbunden ist, ein für den Fahrer wahrnehmbares Signal aussenden. Das Widerstandselement 17 kann dabei auch als reine Leitungsunterbrechung herangezogen werden.

Claims

Reibungskupplung für Kraftfahrzeuge mit einer zwischen zwei Bauteilen einspannbaren Kupplungsscheibe, die drehfest auf einer Getriebewelle sitzt, einer Kupplungsfeder zum Einspannen der Kupplungsscheibe zwischen die beiden Bauteile, einer Kupplungsbetätigungseinrichtung mit einer kupplungsnahen Nehmereinrichtung in Form eines fluidbetätigten Nehmerzylinders, einer kupplungsfernen Gebereinrichtung sowie einer dazwischen angeordneten Übertragungseinrichtung, wobei im Nehmerzylinder ein Wegsensor angeordnet ist, welcher als mechanisch-elektrischer Endschalter ausgebildet ist, der gehäusefest angeordnet ist und durch ein gegenüber dem Gehäuse verschiebbares Teil, welches mit dem Ausrücksystem in Verbindung steht, betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Endschalter als austauschbares Widerstandselement (17) ausgebildet ist, welches mit einer Anzeigeschaltung verbunden ist und beim Erreichen der Verschleißgrenze durch das verschiebbare Teil (11) zerstört wird.
Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nehmerzylinder (3) außerhalb der Kupplung (1) angeordnet ist und über ein Ausrückgestänge (Ausrückgabel 7) mit dem Ausrücken (6) verbunden ist.
Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nehmerzylinder mit dem Ausrücklager zu einer konzentrisch um die Getriebewelle angeordneten Baueinheit zusammengefasst ist.
Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nehmerzylinder (3) ein zylindrisches Gehäuse (10), einen in einer Bohrung verschiebbaren Kolben (13) und eine Kolbenstange (11) umfasst, wobei im Bereich des Austritts der Kolbenstange (11) aus dem Gehäuse (10) an diesem das scheibenförmige Widerstandselement (17) angeordnet ist, das in einer entsprechenden Öffnung von der Kolbenstange (11) durchdrungen ist und eine Durchmesservergrößerung in der Kolbenstange mit einer Kante (19) versehen ist, die bei entsprechender Verschleißstellung das Widerstandselement (17) zerstört.
Reibungskupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement (17) zumindest teilweise eine gekrümmte Außenkontur entsprechend einer Ausdrehung (45) im Gehäuse (10) aufweist und zwischen einem Absatz und einem Sicherungsring (16) gehalten ist.