DE19524827B4

DE19524827B4 - Reibungskupplung

Info

Publication number: DE19524827B4
Application number: DE19524827A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Reik; Christoph Wittmann
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1994-07-20
Filing date: 1995-07-07
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2015-07-08
Also published as: JPH0861390A; BR9503370A; FR2723992B1; RU2143619C1; DE19524827A1; JP3717549B2; US5628389A; FR2723992A1

Abstract

Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Druckplatte, die drehfest, jedoch axial begrenzt verlagerbar mit einem Gehäuse verbunden ist, wobei zwischen Gehäuse (2) und Druckplatte (3) eine die Anpresskraft erzeugende Tellerfeder (4) axial verspannt ist, die sich einerseits an am Gehäuse vorgesehenen Abstützbereichen (5) abstützt und um einen Schwenkbereich verschwenkbar ist und andererseits die Druckplatte (3) in Richtung der Reibbeläge (10a) einer Kupplungsscheibe (10) beaufschlagt, wobei die Tellerfeder über eine zumindest den Verschleiß der Reibbeläge der Kupplungsscheibe kompensierende, zwischen Gehäuse und Tellerfeder wirksame automatische Nachstellvorkehrung (7) gegenüber dem Gehäuse (2) verlagerbar ist, weiterhin die Tellerfeder (4) axial in Richtung der Abstützbereiche des Gehäuses unter der Wirkung einer Rückhaltekraft steht, welche durch Federmittel (13) erzeugt wird, die längliche, entsprechend der Verlagerung der Tellerfeder (4) in axialer Richtung elastisch verformbare Laschen umfassen, die einstückig mit der Tellerfeder (4) sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einer Druckplatte, die drehfest, jedoch axial begrenzt verlagerbar mit einem Gehäuse verbunden ist, wobei zwischen Gehäuse und Druckplatte eine die Anpresskraft erzeugende Tellerfeder axial verspannt ist, die sich einerseits an am Gehäuse vorgesehenen Abstützbereichen abstützt und um einen Schwenkbereich verschwenkbar ist und andererseits die Druckplatte in Richtung der Reibbeläge einer Kupplungsscheibe beaufschlagt.

Derartige Kupplungen sind beispielsweise durch die DE 42 39 289 A1 , DE 43 22 677 A1 , DE 43 42 390 A1 , DE 44 18 026 A1 , DE 195 07 965 A1 und DE 195 10 905 A1 , bekannt geworden. Diese bekannten Reibungskupplungen besitzen eine zumindest den Verschleiß der Reibbeläge der Kupplungsscheibe selbstätig bzw. automatisch kompensierende Nachstellvorkehrung, die eine praktisch gleichbleibende Kraftbeaufschlagung der Druckplatte durch die Anpreßfeder bei geschlossener Kupplung bewirkt. Um einen niedrigen Betätigungskraftverlauf zu erzielen, sind bei diesen bekannten Reibungskupplungen weiterhin Federmittel, wie insbesondere Belagfedersegmente vorgesehen, die während des Ausrückvorganges zumindest über einen Teilbereich des gesamten Betätigungsweges der Kupplungsbetätigungsmittel und/oder des Ausrückweges der Druckscheibe einen allmählichen Abbau des von der Reibungskupplung bzw. der Kupplungsscheibe übertragbaren Momentes bewirken. Während eines Einrückvorganges einer Reibungskupplung und bei Beginn der Einspannung der Reibbeläge zwischen Druck- und Gegendruckplatte bewirken diese Mittel auch einen allmählichen bzw. progressiven Aufbau des von der Reibungskupplung übertragbaren Momentes. Derartige Reibungskupplungen haben sich bereits in der Praxis bewährt.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Reibungskupplungen der vorerwähnten Bauart bezüglich des Aufbaues und insbesondere der Herstellungskosten zu optimieren. Der Zusammenbau der einzelnen Bauteile soll in einfacher Weise gewährleistet sein, wobei auch die Anzahl an Bauteilen reduziert werden soll.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß die Tellerfeder über eine zumindest den Verschleiß der Reibbeläge der Kupplungsscheibe kompensierende, zwischen Gehäuse und Tellerfeder wirksame automatische Nachstellvorkehrung gegenüber dem Gehäuse axial verlagerbar ist, wobei die Tellerfeder axial in Richtung der vom Gehäuse getragenen Abstützbereiche unter der Wirkung einer Rückhaltekraft steht, welche durch Federmittel erzeugt wird, die längliche, entsprechend der Verlagerung der Tellerfeder in axialer Richtung elastisch Verformbare Laschen umfassen, die einstückig mit der Tellerfeder sind.

Die Federmittel sind also aus dem gleichen Blechmaterial wie die Tellerfeder gebildet und beanspruchen diese axial in Richtung der gehäuseseitigen Abstützbereiche bzw. Schwenkbereiche.

In vorteilhafter Weise kann zwischen Tellerfeder und Gehäuse eine Schwenklagerung vorgesehen sein, an der sich die Tellerfeder zumindest im eingerückten Zustand der Reibungskupplung axial abstützt und die entsprechend dem an den Reibbelägen der Kupplungsscheibe auftretenden Verschleiß axial weitertransportiert wird. Die Schwenklagerung kann dabei an einem ringförmigen Bauteil vorgesehen sein, das durch eine entsprechende Verdrehung und über einen Rampenmechanismus die Schwenklagerung axial verlagert. Die sich am Gehäuse abstützenden Federmittel erzeugen auf die Tellerfeder eine Axialkraft, welche der zum Betätigen der Reibungskupplung- erforderlichen und auf die Tellerfeder einwirkenden Axialkraft entgegengesetzt ist.

Um die zur Betätigung der erfindungsgemäßen Reibungskupplung erforderlichen Kräfte zu minimieren, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Anpreßtellerfeder zumindest über einen Teil des Ausrückweges der Reibungskupplung einen degressiven Kraft-Weg-Verlauf besitzt, das bedeutet also, daß die Anpreßfeder zumindest über einen Teilbereich ihres Kompressions- bzw. Verformungsweges einen abfallenden Kraftverlauf besitzt. Dadurch kann erzielt werden, daß beim Ausrückvorgang der Reibungskupplung die Federkraft der zwischen den Reibbelägen vorgesehenen Belagfederung bzw. des eventuell vorgesehenen Belagfederungsersatzes der von der Anpreßtellerfeder erzeugten Kraft entgegenwirkt, so daß über einen Teilbereich des Ausrückweges die Betätigung bzw. Verformung der Anpreßtellerfeder durch die Belagfederung bzw. den Belagfederungsersatz unterstützt wird. Infolge des im Ausrückbereich vorhandenen degressiven bzw. abfallenden Kraft-Weg-Verlaufes der Anpreßtellerfeder nimmt gleichzeitig, die von letzterer auf die Druckplatte bzw. die Reibbeläge ausgeübte Kraft ab. Bezüglich weiterer Vorteile einer derartigen Anpreßtellerfederauslegung wird auf die bereits erwähnte DE 42 39 289 A1 verwiesen.

Für die Funktion einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die von den Federmitteln aufgebrachte Rückhaltekraft und der Kraftverlauf der Tellerfeder derart aufeinander abgestimmt sind, daß bei montierter Reibungskupplung die Rückhaltekraft bei der konstruktiv vorgegebenen Einbaulage der Tellerfeder und ohne verschleißbedingte Konizitätsveränderung während der Betätigung bzw. Verschwenkung der Tellerfeder größer ist, als die zum Verschwenken der Tellerfeder aufgebrachte, der Rückhaltekraft entgegenwirkende Kraft. Bei verschleißbedingter Änderung der Konizität der Tellerfeder ist jedoch die Rückhaltekraft über einen Teilbereich des Betätigungsweges der Tellerfeder geringer als die zum Verschwenken der Tellerfeder erforderliche, der Rückhaltekraft entgegenwirkende Kraft. Sofern die zwischen dem Deckel und der Druckplatte vorgesehenen Drehmomentübertragungsmittel, wie Blattfedern, eine Axialkraft auf die Druckplatte erzeugen, die sich der von den die Tellerfeder am Gehäuse abstützenden Federmittel erzeugten Kraft überlagert, muß diese Axialkraft bei der Auslegung der Federmittel entsprechend berücksichtigt werden.

Die Federmittel können in einfacher Weise einstückig an dem als Energiespeicher dienenden, ringförmig ausgebildeten Grundkörper der Tellerfeder angeformt werden. Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn die laschenförmigen bzw. zungenartigen Federmittel am radial inneren Randbereich des ringförmigen Tellerfedergrundkörpers einstückig angeformt sind. Zur Erzielung einer großen Federlänge können die laschenförmigen Federmittel, ausgehend vom elastisch verformbaren Grundkörper der Tellerfeder, sich zunächst radial nach innen erstrecken, radial innen einen Umlenkbereich besitzen und anschließend daran radial nach außen verlaufen. Die laschenartigen Federmittel können dabei haarnadelförmig ausgebildet werden. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn ausgehend vom Tellerfedergrundkörper und in Längs- bzw. Erstreckungsrichtung der Laschen betrachtet, der Querschnitt der Laschen bzw. deren Widerstandsmoment gegen Biegung sich verändert. Dadurch kann erzielt werden, daß eine zumindest annähernd gleichmäßige elastische Verformung bzw. gleichmäßige Biegebeanspruchung über die Länge der Laschen erfolgt.

Für die Herstellung und die Montage der Reibungskupplung kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Tellerfeder einen ringförmigen Grundkörper aufweist, von dem radial nach innen gerichtete, zur Betätigung der Kupplung dienende Zungen ausgehen und zwischen wenigstens einzelner dieser Zungen die laschenförmigen Federmittel vorgesehen sind. Die radial nach innnen gerichteten Tellerfederzungen können dabei in Gruppen unterteilt sein, zwischen denen jeweils ein laschenartiges Federmittel vorgesehen ist. Eine solche Zungengruppe kann zwei bis vier Zungen aufweisen, vorzugsweise drei Zungen. Zur Bildung der laschenartigen Federmittel können Schlitze bzw. Freischnitte in die zur Herstellung einer Tellerfeder erforderliche Platine eingebracht werden. Diese Schlitze trennen die laschenartigen Federmittel gegenüber den benachbarten Betätigungszungen der Tellerfeder. Zweckmäßig ist es weiterhin, wenn die radial nach innen verlaufenden und die sich daran anschließenden radial nach außen verlaufenden Bereiche der einzelnen laschenförmigen Federmittel durch einen Schlitz voneinander getrennt sind. Zur Reduzierung der Flächenpressung im Bereich der Abstützung der laschenförmigen Federmittel am Gehäuse, kann es zweckmäßig sein, wenn die freien Endabschnitte der laschenförmigen Federmittel eine Verbreiterung bilden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Federmittel besitzen diese jeweils zwei vom ringförmigen Grundkörper der Tellerfeder ausgehende, in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, sich radial nach innen erstreckende zungenförmige Bereiche, die in einen – in Umfangsrichtung betrachtet – zwischen diesen beiden Bereichen verlaufenden und sich radial nach außen hin erstreckenden Bereich übergehen. Auch derartige Federmittel können durch Umschneiden gebildet sein, wobei dieses zweckmäßigerweise durch Einbringung von Schlitzen erfolgen kann. Vorteilhaft kann es auch sein, wenn verschiedene Arten, also verschieden ausgestaltete Federmittel verwendet werden.

Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die freien Endabschnitte der laschenförmigen Federmittel sich auf der der Druckplatte abgewandten Seite des Gehäuses mit Vorspannung abstützen. Hierfür können die laschenartigen Federmittel bei der Montage der Reibungskupplung bzw. bei der Montage der Tellerfeder am Gehäuse in axialer Richtung elastisch verformt werden. Die Montage Zwischen Tellerfeder und Gehäuse kann in einfacher Weise über eine Steckverbindung bzw.

Steck-Drehverbindung erfolgen. Diese Verbindung kann bajonettartig ausgebildet sein. Zur Herstellung einer derartigen Verbindung kann das Gehäuse axiale Durchlässe für zumindest die sieh am Gehäuse abstützenden Endabschnitte der laschenartigen Federmittel aufweisen. Derartige Durchlässe können durch an der Innenkontur des Deckels bzw. Gehäuses eingebrachte radiale Ausschnitte gebildet werden. Nach der Montage der Tellerfeder am Gehäuse können sich in vorteilhafter Weise die freien Endbereiche der laschenförmigen Federmittel an vom Gehäuse getragenen Rampen abstützen. Die Rampen können dabei unmittelbar am Gehäuse angeformt sein. Diese Rampen sind Bestandteil der Nachstellvorkehrung. Weiterhin umfaßt die Nachstellvorkehrung einen Rampenmechanismus, welcher zwischen dem Gehäuse und einem die Schwenklagerung für die Tellerfeder tragenden ringförmigen Bauteil wirksam ist.

In besonders vorteilhafter Weise kann bei einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung eine Tellerfeder verwendet werden, die einen als Energiespeicher dienenden ringförmigen Grundkörper besitzt, von dem radial nach innen gerichtete, als Betätigungshebel dienende Zungen ausgehen, wobei zwischen wenigstens einzelnen, benachbarten Zungen elastisch verformbare Laschen vorgesehen sind, die ausgehend von dem Grundkörper zunächst wenigstens einen radial nach innen verlaufenden Bereich besitzen, an den sich ein Umlenkabschnitt anschließt, der wiederum in einen in Richtung des Grundkörpers verlaufenden Bereich übergeht. Die als Hebel bzw. Betätigungselement dienenden Zungen können dabei in Gruppen zusammengefaßt sein, wobei zwischen den einzelnen Gruppen die länglichen, elastisch verformbaren Laschen vorgesehen sind. Die einzelnen Zungen sowie die Laschen können durch radial verlaufende Schlitze voneinander getrennt sein. Der radial in Richtung des Grundkörpers verlaufende Bereich einer Lasche besitzt in vorteilhafter Weise einen Endabschnitt, der an den inneren Bereich des ringförmigen Tellerfedergrundkörpers angrenzt. Dieser Endabschnitt kann gegenüber dem Tellerfedergrundkörper lediglich durch einen Trennschnitt getrennt sein.

Anhand der 1 bis 10 sei die Erfindung näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung,
2 einen Schnitt gemäß der Linie II/II der 1, wobei die Reibungskupplung auf eine Gegendruckplatte montiert ist,
die 3 und 3a jeweils einen Schnitt gemäß der Linie III/III der 1,
3b einen Schnitt gemäß der Linie IIIb/IIIb der 1,
4 die in 1 verwendete Tellerfeder in Draufsicht,
4a eine Ausführungsvariante einer Tellerfeder,
5 einen Schnit gemäß der Linie V/V der 4,
die 6 und 7 Diagramme mit verschiedenen Kennlinien aus denen das Zusammenwirken der einzelnen Feder- und Nachstellelemente der erfindungsgemäßen Reibungskupplung zu entnehmen ist,
8 im vergrößerten Maßstab, den in 2 dargestellten oberen Bereich der Reibungskupplung,
9 eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung,
10 einen Schnitt gemäß der Linie X/X der 9.
Die in den 1 und 2 dargestellte 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 auf radialer Höhe eines deckelseitig vorgesehenen ringförmigen Abstützbereiches 5 nach Art eines zweiarmigen Hebels verschwenkbar ist. Mit radial weiter außen liegenden Bereichen beaufschlagt die Tellerfeder 4 die Druckscheibe 3. Die Druckscheibe 3 ist mit dem Gehäuse 2 über in Umfangsrichtung bzw. tangential gerichtete Blattfedern 8 drehfest verbunden. Die Reibungskupplung 1 ist auf eine in 2 dargestellte Gegendruckplatte 9 montiert, wobei zwischen der Reibfläche 9a dieser Gegendruckplatte 9 und der Reibfläche 3a der Druckscheibe 3 die Reibbeläge 10a einer Kupplungsscheibe 10 einspannbar sind, und zwar aufgrund der durch die Tellerfeder 4 auf die Druckscheibe 3 ausgeübten Axialkraft. Beim Montieren der Reibungskupplung 1 auf die Gegendruckplatte 9 wird die Druckscheibe 3 in den durch den Deckel 2 umschlossenen Raum hineingedrängt, wobei dadurch die Tellerfeder 4 um den Abstützbereich 5 entsprechend verschwenkt wird. Der auf der dem Deckel 2 zugewandten Seite der Tellerfeder 4 vorgesehene ringförmige Abstützbereich 5 ist durch eine ringartige Schwenkauflage 6 gebildet, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Kunststoffring gebildet ist. Dieser Kunststoffring 6 ist Bestandteil einer selbsttätigen bzw. automatischen Nachstellvorkehrung 7, welche eine Kompensation zumindest des an den Reibbelägen 10a auftretenden Verschleißes durch eine axiale Nachstellung der Tellerfeder 4 ermöglicht.
Die Tellerfeder 4 besitzt einen ringförmigen als Energie speicher dienenden Grundkörper 11, von dessen Innenrand radial nach innen gerichtete Zungen 12 ausgehen, die als Betätigungsmittel dienen. Die Tellerfeder 4 trägt weiterhin in axialer Richtung nachgiebige Federmittel 13, die sich am Gehäuse 2 axial abstützen und die Tellerfeder 4 bzw. deren Grundkörper 11 axial in Richtung des Abstützbereiches 5, also axial gegen die ringartige Schwenkauflage 6 beaufschlagen bzw. ziehen. Die axial nachgiebigen Federmittel 13 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig mit der Tellerfeder 4 ausgebildet. Die Federmittel 13 sind durch längliche Laschen bzw. Zungen gebildet, die schlaufenförmig bzw. haarnadelförmig ausgebildet sind. Die laschenförmigen Federmittel 13 sind am radial inneren Randbereich des ringförmigen Tellerfedergrundkörpers 11 angeformt. Ausgehend vom elastisch verformbaren Grundkörper 11 der Tellerfeder 4 erstrecken sich die Federmittel 13 über einen Abschnitt 14 zunächst radial nach innen. Der Abschnitt 14 geht in einen Umlenkbereich 15 über, der seinerseits wiederum in einen radial nach außen verlaufenden Abschnitt 16 einmündet. Durch eine derartige Ausgestaltung der laschenartigen Zungen 13 wird eine verhältnismäßig lange Biege- bzw. Torsionsstrecke zwischen der Verbindung der Abschnitte 14 mit der Tellerfeder 4 bzw. deren Grundkörper 11 und der deckelseitigen Abstützung 17 erzielt. Der freie Endabschnitt 18 der schlaufenförmigen Federmittel 13 stützt sich mit Vorspannung auf der der Druckscheibe 3 bzw. dem Tellerfedergrundkörper 11 abgewandten Seite 19 des Deckels 2 ab. Die Formgebung der Federmittel 13 sowie der Abstand zwischen der deckelseitigen Abstützung 17 für die Federmittel 13 und dem Abstütz- bzw. Abwälzbereich 5 für die Tellerfeder 4 sind dabei derart aufeinander abgestimmt, daß die laschenartigen Federmittel 13 sich in einem verspannten Zustand befinden. Die freien Endbereiche 18 der schlaufenförmigen Federmittel 13 besitzen jeweils eine Krümmung, die eine ballige Abstützfläche 18a bildet.
Das Gehäuse bzw. der Deckel 2 trägt Rampen 20, an denen sich die Federmittel 13 über ihre Endbereiche 18 abstützen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rampen 20 einstückig mit dem Gehäuse 2 ausgebildet. Wie insbesondere aus 3 ersichtlich ist, sind die Rampen 20 bezogen auf eine zur Rotationsachse 1a der Kupplung 1 senkrecht verlaufenden Ebene geneigt, so daß sie in axialer Richtung der Kupplung 1 betrachtet eine Steigung bilden, deren Winkel 21 in der Größenordnung zwischen 6 und 12° liegen kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Steigungswinkel 21 in der Größenordnung von 8,5°. Wie aus 2 ersichtlich ist, sind die Rampen 20 auch in radialer Richtung bzw. in Richtung zur Rotationsachse 1a hin gegenüber einer zur Rotationsachse 1a senkrecht verlaufenden Ebene geneigt bzw. abfallend. Diese radiale Neigung 21a ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, daß die Rampen 20 axial sich in Richtung der Druckscheibe 3 erstrecken. Die Rampen 20 besitzen also bezogen auf eine zur Rotationsachse 1a senkrecht verlaufende Ebene einen sich in wenigstens zwei Dimensionen axial verändernden Verlauf. Die eine Rampe 20 bildende Fläche verändert ihr Niveau – in axialer Richtung betrachtet – sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung.
Im Neuzustand der Reibungskupplung 1 befinden sich die Abstützbereiche bzw. die freien Endbereiche 18 der schlaufennartigen Federmittel 13 in den Bereichen 22 der Rampen 20, welche in bezug auf die Rückseite 19 des Deckels 2 am weitesten hervorstehen.
Die selbsttätige Nachstellvorkehrung 7 umfaßt ein Nachstellelement in Form eines ringartigen Bauteils 23, welches die Schwenkauflage 6 bildet. Wie insbesondere in Verbindung mit 3b ersichtlich ist, besitzt das ringartige Bauteil 23 in Umfangsrichtung sich erstreckende und axial ansteigende Auflauframpen 24, die über den Umfang des Bauteils 23 verteilt sind. Das Nachstellelement 23 ist in vorteilhafter Weise aus Kunststoff hergestellt, wobei hierfür ein hitzebeständiger Thermoplast verwendet werden kann. Das Nachstellelement 23 ist mit der Tellerfeder 4 über Mittel 25 drehfest verbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind hierfür Schraubverbindungen 25 vorgesehen. In vorteilhafter Weise können jedoch an dem Nachstellelement 23 und/oder an der Tellerfeder 4 entsprechende Anformungen, wie z. B. Ansätze oder Ausschnitte, vorgesehen werden, über die eine drehfeste Steckverbindung, die als axiale Schnappverbindung ausgebildet sein kann, erfolgen kann.
Die Auflauframpen 24 stützen sich axial an Gegenauflauframpen 27 ab, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel unmittelbar am Deckel 2 angeformt sind.
Der Steigungs- bzw. Aufstellwinkel 26 der Rampen 24 und Gegenrampen 27 liegt vorzugsweise in der Größenordnung zwischen 6 und 12°, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dieser Winkel 26 in der Größenordnung von 8,5° liegt.
Zweckmäßigerweise sind die in Umfangsrichtung betrachteten Steigungswinkel 21 und 26 zumindest annähernd gleich groß. Der Winkel 26 ist derart gewählt, daß die beim Aufeinanderpressen der Rampen 24 und 27 entstehende Reibung ein Verrutschen zwischen diesen Rampen verhindert. Hierfür können die Rampen 24 und/oder die Rampen 27 entsprechend aufgerauht sein. Dies kann z. B. durch einen Strahlvorgang erfolgen.
Wie aus 1 und 4 ersichtlich ist, sind die laschenförmigen Federmittel 13 – in Umfangsrichtung betrachtet – zwischen den Betätigungszungen 12 vorgesehen. Die Betätigungszungen 12 sind dabei in Dreiergruppen unterteilt und zwischen den einzelnen Gruppen sind die schlaufenförmigen Federmittel 13 angeordnet. Die schlaufenförmigen Laschen 13 sind im wesentlichen durch Umschneiden hergestellt. Hierfür sind Schlitze bzw. Freischnitte 28 vorgesehen, die zwischen den Federmittel 13 und den benachbarten Zungen 12 einge bracht sind. Zwischen den über den Umlenkbereich 15 miteinander verbundenen radialen Abschnitten 14, 16 ist ebenfalls ein Schlitz bzw. Freischnitt 29 vorgesehen. Die Schlitze 28 und 29 können durch Stanzen hergestellt werden. Die einzelnen Zungen 12 sind ebenfalls durch Schlitze 30 voneinander getrennt, wobei diese Schlitze 30 radial innen im Bereich der Zungenspitzen 12a einen verschmälerten Abschnitt 30a besitzen. Die die laschenartigen Federmittel 13 umgebenden Schlitze 28 sind ebenfalls mit einem derartigen verschmälerten Schlitzbereich 30a verbunden.
Der freie Endbereich der Federmittel 13, welcher sich am Deckel 2 abstützt ist in Umfangsrichtung verbreitert und gegenüber dem Grundkörper 11 der Tellerfeder 4 durch einen Schnitt 31 getrennt.
Wie aus 5 ersichtlich ist, sind die federnden Laschen 13 in bezug auf den entspannten ringförmigen Grundkörper 11 der Tellerfeder 4 derart ausgebildet, daß zumindest der End- bzw. Abstützbereich 18 der Laschen 13 in axialer Richtung gegenüber dem ringförmigen Grundkörper 11 versetzt ist. Die Endbereiche 18 sind auch gegenüber den benachbarten Bereichen der Betätigungszungen 12 in axialer Richtung versetzt. Der Versatz der Endbereiche 18 gegenüber dem Grundkörper 11 der Tellerfeder 4 erfolgt dabei in Richtung von der Druckscheibe 3 weg bzw. in Richtung der Rückseite 19 des Deckels 2 hin.
Zur Montage der Tellerfeder 4 am Gehäuse 2 wird der Nachstellring 23 und die Tellerfeder 4 in den Deckel 2 axial eingelegt und danach die elastisch verformbaren Laschen 13 derart beaufschlagt, daß deren Abstützbereiche 18 axial über die Vorderkante 32 (in 3) der entsprechenden Rampen 20 zu liegen kommen. Daraufhin erfolgt eine Relativverdrehung der Tellerfeder 4 und gegebenenfalls des Nachstellringes 23 gegenüber dem Gehäuse 2, wodurch die Abstützbereiche 18 wie im Zusammenhang mit den 3 und 3a ersichtlich ist, entlang der Rampen 20 axial bzw. nach oben verlagert werden. Durch Verdrehung des Ringes 23 gegenüber dem Gehäuse 2 laufen die Rampen 24 und 27 ineinander, wodurch der Nachstellring 23 eine gegenüber dem Deckel 2 zurückgezogene Lage einnimmt. Diese Lage entspricht dem Neuzustand der Reibungskupplung und ist auch in 3b dargestellt. Die Montage zwischen der Tellerfeder 4 und dem Gehäuse 2 erfolgt also ähnlich wie bei einer Steck-Drehverbindung bzw. bajonettartigen Verbindung. Wie aus den 3 und 3a zu entnehmen ist, werden zur Montage der Tellerfeder 4 die radialen Bereiche 16 der Zungen 13 derart verdrillt bzw. auf Torsion beansprucht, daß zumindest die Endbereiche 18 der radialen Bereiche 16 axial durch am Innenrand des Deckels 2 vorgesehene Schlitze 2a geführt werden können. Die den Schlitzen 2a benachbarten Bereiche des Deckels 2 sind derart in axialer Richtung relativ zueinander versetzt, daß in Umfangsrichtung ein Freiraum bzw. Durchlaß entsteht. Der Abstand in Umfangsrichtung zwischen den Seitenkanten der Schlitze 2a ist kleiner als die in Umfangsrichtung sich erstreckende Breite der Abstützbereiche 18. Wie aus 3 zu entnehmen ist, muß für die Montage von Tellerfeder 4 und Deckel 2 zusätzlich zur Torsion der Endbereiche 18, eine Relativverdrehung zwischen Gehäuse 2 und Tellerfeder 4 erfolgen. Wie aus 3a ersichtlich ist, bildet der Deckel 2 nach erfolgter Montage der Tellerfeder 4 einen in Umfangsrichtung wirksamen Anschlag 2b für die Bereiche 16 bzw. die Endbereiche 18. Durch diesen Anschlag 2b kann die in der Reibungskupplung 1 mögliche Verschleißnachstellung begrenzt werden. Dadurch kann vermieden werden, daß die Druckscheibe 3 an den die Reibbeläge 10a auf der Kupplungsscheibe 10 festlegenden Nieten bzw. Nietköpfe 10c bei verschließener Kupplungsscheibe 10 anläuft. Durch Verdrehen der Tellerfeder 4 entsprechend dem Pfeil 21a in 3a werden die Bereiche 18 in die dem Neuzustand der Reibungskupplung entsprechende Lage gebracht.
Die durch die Federmittel 13 aufgebrachte und auf die Tellerfeder 4 einwirkende Rückhaltekraft bzw. axiale Abstützkraft ist in bezug auf den zum Betätigen der Reibungskupplung 1 im Bereich der Zungenspitzen 12a aufzubringenden Kraftverlauf derart abgestimmt, daß bei nicht vorhandenem Verschleiß, insbesondere an den Reibbelägen 10a, bzw. nach einer erfolgten Nachstellung des Verschleißes die von den Federmitteln 13 aufgebrachte Axialkraft größer ist, als die auf die Zungen 12 einwirkende Betätigungskraft bzw. mit dieser zumindest im Gleichgewicht steht. Dadurch wird gewährleistet, daß der Nachstellring 23 zwischen der Tellerfeder 4 und dem Gehäuse 2 axial spielfrei bzw. eingespannt gehalten wird, so daß keine Nachstellung erfolgen kann. Die axiale Verlagerung der Tellerfeder 4 bzw. des Nachstellringes 23 erfolgt bei axialem Verschleiß an den Reibflächen der Druckscheibe 3, der Gegendruckplatte 9 und insbesondere der Reibbeläge 10a.
Die Wirkungsweise der automatischen Nachstellung mittels der Vorkehrung 7 wird im Zusammenhang mit den Diagrammen gemäß den 6 und 7 näher erläutert.
Die Linie 40 in 6 zeigt die in Abhängigkeit von der Konizitätsveränderung der Tellerfeder 4 erzeugte Axialkraft und zwar bei Verformung der Tellerfeder 4 zwischen zwei Abstützungen deren radialer Abstand dem radialen Abstand zwischen dem ringförmigen Abstützbereich 5 und dem radial weiter außen liegenden Abstützdurchmesser 3a an der Druckscheibe 3 entspricht. Der Verlauf der Linie 40 berücksichtigt dabei die von den zwischen dem Gehäuse 2 und der Druckscheibe 3 wirksamen Blattfederelementen 8 aufgebrachte Axialkraft bzw. den durch die Blattfederelemente 8 in Abhängigkeit der axialen Verlagerung der Druckscheibe 3 gegenüber dem Gehäuse 2 erzeugten Kraftverlauf, der über die Druckscheibe 3 auf die Tellerfeder 4 einwirkt. Der Punkt 41 repräsentiert die Einbaulage der Tellerfeder bei geschlossener Kupplung 1, also die Lage, bei der die Tellerfeder für die entsprechende Einbaulage die maximale Anpreßkraft auf die Druckscheibe 3 ausübt. Der Punkt 41 kann durch Änderung der konischen Einbaulage der Tellerfeder 4 entlang der Linie 40 nach oben oder nach unten verschoben werden.
Die Linie 42 stellt die von den zwischen den Reibbelägen 10a vorgesehenen Belagfedersegmenten 10b aufgebrachte axiale Spreizkraft dar, welche zwischen den Reibbelägen 10a wirkt. Diese axiale Spreizkraft wirkt der von der Tellerfeder 4 auf die Druckscheibe 3 ausgeübten Axialkraft entgegen. Beim Ausrücken der Reibungskupplung 1 entspannen sich die Federsegmente 10b und zwar über den Weg 43. Über diesen auch einer entsprechenden axialen Verlagerung der Druckscheibe 3 entsprechenden Weg 43 wird der Ausrückvorgang der Kupplung 1 unterstützt, das bedeutet also, daß eine geringere maximale Ausrückkraft aufgebracht werden muß, als diejenige, welche dem Einbaupunkt 41 bei nicht Vorhandensein der Belagfedersegmente 10b entsprechen würde. Bei Überschreitung des Punktes 44 werden die Reibbeläge 10a freigegeben, wobei aufgrund des degressiven Kennlinienbereiches der Tellerfeder 4 die dann noch aufzubringende Ausrückkraft erheblich verringert ist gegenüber der welche dem Punkt 41 entsprechen würde. Falls die Kupplung 1 keine entsprechende Ausgleichsmittel aufweist, nimmt die Ausrückkraft bzw. deren Verlauf solange ab, bis das Minimum bzw. der Talpunkt 45 der sinusartigen Kennlinie 40 erreicht ist. Bei Überschreitung des Minimums 45 würde dann die erforderliche Ausrückkraft wieder ansteigen, wobei der Ausrückweg im Bereich der Zungenspitzen 12a derart gewählt bzw. begrenzt ist, daß die Ausrückkraft nicht die am Punkt 44 anstehende Ausrückkraft überschreitet, vorzugsweise unterhalb dieser bleibt. Es soll also vorzugsweise der Punkt 46 nicht überschritten werden. Andernfalls müssen entsprechende Ausgleichs- bzw. Kompensationsmittel vorgesehen werden, die den durch die Tellerfeder verursachten unzulässigen Ausrückkraftanstieg kompensieren.
Die einzelnen Federmittel 13 besitzen einen Weg-Kraft-Verlauf entsprechend der Linie 47 der 7. Dieser Kraftverlauf ist im wesentlichen linear, kann jedoch durch entsprechende Formgebung der Laschen 13 auch zumindest geringfügig progressiv oder degressiv gestaltet werden.
Die von allen Federlaschen 13 aufzubringende Abstützkraft bzw. Rückhaltekraft ist gegenüber der dem Punkt 44 der 6 entsprechenden Kraft der Tellerfeder 4 entsprechend der Hebelübersetzung dieser Tellerfeder verringert. Dieses Übersetzungsverhältnis liegt in den meisten Fällen in der Größenordnung zwischen 1 zu 3 bis 1 zu 5, kann jedoch für manche Anwendungsfälle auch größer oder kleiner sein.
Die erwähnte Tellerfederübersetzung entspricht dem Verhältnis zwischen dem radialen Abstand des ringförmigen Abstützbereiches 5 zum Abstützdurchmesser 3a und dem radialen Abstand zwischen dem ringförmigen Abstützbereich 5 zum Beaufschlagungsdurchmesser 4c im Bereich der Zungenspitzen 12a.
Als Belagfederungen können in Verbindung mit der vorliegen den Erfindung in vorteilhafter Weise solche eingesetzt werden, wie sie durch die Patentanmeldung DE 43 00 665 A1 bekannt geworden sind.
Um eine optimale Funktion der Reibungskupplung 1 bzw. der einen automatischen Ausgleich des Belagverschleißes gewährleistenden Nachstellvorrichtung 7 sicherzustellen, ist es sinnvoll, wenn über den Ausrückkraftverlauf 49 gemäß 7 betrachtet – die zunächst durch die Belagfederung 10b und die Federlaschen 13 auf die Tellerfeder 4 ausgeübten und sich addierenden Kräfte, sowie die nach dem Freigeben der Reibbeläge 10a durch die Druckscheibe 3 dann im wesentlichen nur noch von den Federlaschen 13 auf die Tellerfeder 4 ausgeübten Kräfte größer sind als, jedoch zumindest gleich groß sind wie die im Bereich 4c der Tellerfederzungenspitzen 12a angreifende und sich entsprechend der Linie 49 der 7 über den Ausrückweg verändernde Ausrückkraft.
Die bisherige Betrachtungsweise entspricht einer ganz bestimmten Einbaulage der Tellerfeder 4 und es wurde noch kein Verschleiß an den Reibbelägen 10a berücksichtigt.
Bei axialem Verschleiß, insbesondere der Reibbeläge 10a verlagert sich die Position der Druckscheibe 3 in Richtung der Gegendruckplatte 9, wodurch eine Veränderung der Konizität und somit auch der von der Tellerfeder im eingerückten Zustand der Reibungskupplung 1 aufgebrachten Anpreßkraft entsteht und zwar im Sinne einer Zunahme. Diese Veränderung bewirkt, daß der Punkt 41 in Richtung Punkt 41' wandert und der Punkt 44 in Richtung des Punktes 44'. Durch diese Veränderung wird das beim Ausrücken der Kupplung 1 ursprünglich vorhandene Kräfteverhältnis bzw. Kräftegleichgewicht im Bereich des Punktes 44 zwischen der auf die Zungenspitzen 12a einwirkenden Ausrückkraft und der durch die laschenartigen Federmittel 13 aufgebrachten Rückhaltekraft gestört. Die durch den Belagverschleiß verursachte Erhöhung der Tellerfederanpreßkraft für die Druckscheibe 3 bewirkt auch eine Verschiebung des Verlaufes 49 der Ausrückkraft im Sinne einer Zunahme. Durch die Erhöhung des Ausrückkraftverlaufes wird während des Ausrückvorganges der Reibungskupplung 1, die von den als Sensor dienenden laschenartigen Federmitteln 13 auf die Tellerfeder 4 ausgeübte axiale Rückhaltekraft überwunden, so daß die Federmittel 13 elastisch nachgeben bzw. federnd verformt werden. Durch diese Verformung der die Tellerfeder 4 am Deckel 2 abstützenden Federmittel 13 erfolgt im Bereich des ringförmigen Abstützbereiches 5 eine axiale Verlagerung der Tellerfeder 4, die im wesentlichen dem Verschleiß der Reibbeläge 10a entspricht. Dadurch wird das normalerweise axial zwischen der Tellerfeder 4 und dem Gehäuse 2 eingespannte Nachstellelement 23 entlastet, so daß der Reibeingriff zwischen den Rampen 24 des Nachstellelementes 23 und den vom Gehäuse getragenen Rampen 27 aufgehoben wird bzw. zumindest reduziert wird.
Während dieser Durchfederungsphase der Federmittel 13 liegt die Tellerfeder 4 am Beaufschlagungsbereich 3a der sich an den Reibbelägen 10a axial abstützenden Druckscheibe 3 an, so daß die Tellerfeder 4 ihre Konizität verändert und somit auch die in dieser gespeicherten Energie bzw. das von dieser aufbringbare Drehmoment und demzufolge auch die durch die Tellerfeder 4 auf die Federmittel 13 und auf die Druckscheibe 3 ausgeübte Kraft. Diese Veränderung erfolgt wie dies in Zusammenhang mit 6 erkennbar ist, im Sinne einer Verringerung der von der Tellerfeder 4 aufgebrachten Kraft. Diese Veränderung findet so lange statt bis die von der Tellerfeder 4 auf die Federmittel 13 ausgeübte Axialkraft in Gleichgewicht ist mit der von den Federmitteln 13 erzeugten Gegen- bzw. Abstützkraft. Das bedeutet daß in dem Diagramm, gemäß 6 die Punkte 41' und 44' wieder in Richtung der Punkte 41 und 44 wandern. Nachdem dieses Gleichgewicht wieder hergestellt ist, kann die Druckscheibe 3 von den Reibbelägen 10a abheben, da bei Fortsetzung des Ausrückvorganges, die Tellerfeder zumindest annähernd auf radialer Höhe des ringartigen Abstützbereiches 5 verschwenkt wird. Für die Funktion der Nachstellvorkehrung 7 ist es wichtig, daß die von den verspannten Federmittel 13 aufgebrachte Federrate, also die Kraftzunahme pro Wegeinheit, kleiner ist, als die im Nachstellbereich erfolgende Kraftzunahme pro Wegeinheit der im Bereich 4c auf die Tellerfederzungen 12a einwirkenden Ausrückkraft, welche insbesondere durch den Belagverschleiß zumindest annähernd in dem Bereich zwischen den Punkten 44 und 44' verursacht wird. Es muß also gewährleistet sein, daß beim Auftreten eines Verschleißes an den Reibbelägen 10a zumindest über einen kleinen Abschnitt bzw. Bereich des Betätigungsweges bzw. Verschwenkweges der Tellerfeder 4, diese auf radialer Höhe des ringförmigen Abstützbereiches 5 das Nachstellelement 23 entlastet, vorzugsweise zumindest um einen geringen Weg, der in der Größenordnung von einigen hundertstel Millimeter liegen kann, gegenüber dem Gehäuse 2 axial verlagert wird. Diese Entlastung des Nachstellelementes 23 erfolgt vorzugsweise praktisch kurz vor bzw. vorzugsweise bei Freigabe der Reibbeläge 10a durch die Gegendruckscheibe 3 und somit praktisch im Bereich des Punktes 44' bzw. 44.
Bei Fortsetzung des Ausrückvorganges über den Punkt 44 hinaus, können die die Tellerfeder 4 abstützenden Federmittel 13 wieder diese Tellerfeder 4 in axialer Richtung des Deckels 2 ziehen, wodurch das ringförmige Nachstellelement 23 wieder zwischen dem Deckel 2 und der Tellerfeder 4 fest eingespannt wird. Letzteres ist darauf zurückzuführen, daß nach dem Punkt 44 die zum Verschwenken der Tellerfeder 4 erforderliche Ausrückkraft zumindest über einen Teilbereich des verbleibenden Ausrückweges abnimmt. Wie dies aus der Kennlinie 40 gemäß 6 und 49 gemäß 7 ersichtlich ist.
In 8 ist voll ausgezogen die Position A der Tellerfeder 4 dargestellt im eingerückten Zustand der Reibungskupplung 1 und strichpunktiert die Stellung B der Tellerfeder 4 im ausgerückten Zustand der Reibungskupplung 1. Wie ersichtlich ist verlagern sich die zwischen dem Gehäuse 2 bzw. den Rampen 20 und den laschenartigen Federmitteln 13 vorhandenen Berührungspunkte bzw. Berührungsbereiche 50 beim Verschwenken der Tellerfeder 4 in Ausrückrichtung radial entlang der Rampen 20 und zwar bis zu den sich auf einem kleineren Durchmesser befindlichen Kontaktbereiche 50a. Während einer derartigen Ausrückphase der Reibungskupplung 1 stehen die auf die Tellerfeder 4 einwirkenden Kräfte sowie die in den Berührungsbereichen 50 bzw. 50a zwischen den Federmitteln 13 und den Rampen 20 einerseits und die zwischen den Rampen 24 und 27 andererseits vorhandenen Reibkräfte in einem derartigen Verhältnis, daß die Tellerfeder 4 gegenüber dem Gehäuse 2 in Umfangsrichtung stehen bleibt, also sich nicht verdreht, und dies auch bei Vorhandensein von Verschleiß an den Reibbelägen 10a. Wie aus 8 ersichtlich ist, wandern die Berührungsbereiche 50 bei einem Ausrückvorgang entlang der Rampen 20 radial nach unten, also praktisch bergab, wohingegen bei einem Einrückvorgang der Reibungskupplung 1 die Berührungsbereiche 50, in radialer Richtung betrachtet, entlang der Rampen 20 hochwandern, also sich praktisch bergauf bewegen. Weiterhin werden bei einem Ausrückvorgang der Reibungskupplung 1 infolge der zwischen den laschenartigen Federmitteln 13 und dem Gehäuse 2 vorhandene Reibung, die Bereiche 16 der Federmittel 13 auf Zug beansprucht, also praktisch gestreckt, wohingegen während eines Einrückvorganges diese Bereiche 16 infolge dieses Reibungseingriffes gedrückt bzw. gestaucht werden. Die Federmittel 13 werden also beim Ausrücken anders beansprucht als beim Einrücken der Reibungskupplung 1. Wei terhin ist während eines Ausrückvorganges der Reibungskupplung 1 zumindest bis zur annähernd vollständigen Entlastung des Nachstellelementes 23 durch die Tellerfeder 4 eine Haftreibung zwischen dem Nachstellelement 23 und dem Deckel 2 vorhanden. Bei Vorhandensein eines Verschleißes an den Reibbelägen 10a wird, wie bereits erwähnt, das Nachstellelement 23 über einen zumindest kleinen Teilabschnitt des Gesamtausrückweges der Reibungskupplung 1 vollständig entlastet, so daß der zwischen dem Nachstellelement 23 und dem Gehäuse 2 zunächst vorhandene Reibungseingriff über diesen Teilabschnitt entfällt. Bei Fortsetzung des Ausrückvorganges über diesen Teilabschnitt hinaus, wird wie bereits erwähnt, aufgrund der abfallenden Kennlinie der Tellerfeder 4, das Nachstellelement 23 wieder zwischen der Tellerfeder 4 und dem Gehäuse 2 axial verspannt, so daß dann entsprechend der gerade anstehenden Verspannkraft eine Reibung zwischen dem Nachstellelement 23 und dem Gehäuse 2 wieder vorhanden ist.
Aufgrund der vorbeschriebenen Funktionsweise und der damit verbundenen Reibeingriffe, insbesondere zwischen den Bauteilen 2,4 und 23, sowie Kräfteeinwirkungen, insbesondere auf die Bauteile 2, 4 und 23, ist die insbesondere im Teilabschnitt des Ausrückweges über den das Nachstellelement 23 entlastet wird, also im Teilabschnitt des Ausrückweges in dem eine Nachstellung bzw. ein Verschleißausgleich durch die Nachstellvorkehrung 7 erfolgt, auf die Tellerfeder 4 in Umfangsrichtung einwirkende Kraft beim Einrücken der Reibungskupplung 1 größer als beim Ausrücken. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, daß beim Einrücken der Reibungskupplung die Kontaktbereiche 50 bzw. 50a entlang der Rampen 20 nach oben verlagert werden müssen, also bergaufwärts. Aufgrund der zwischen den laschenartigen Federmitteln 13 und dem Deckel 2 vorhandene Reibung sowie der in bezug zu einer senkrecht zur Rotationsachse 1a der Kupplung 1 verlaufenden Ebene in zwei Dimensionen, nämlich in radialer und in Umfangsrichtung geneigten Rampen 20 wirkt sowohl eine Kraftkomponente in radialer Richtung als auch eine in Umfangsrichtung auf die Abstützbereiche 18 der Federmittel 13. Da beim Einrücken der Reibungskupplung 1 zumindest über den Teilabschnitt des Einrückweges über den das Nachstellelement 23 nicht eingespannt ist, keine Reibung zwischen dem Nachstellelement 23 und dem Gehäuse 2 vorhanden ist, reicht die in Umfangsrichtung auf die Tellerfeder 4 einwirkende Kraft aus, um diese gegenüber dem Gehäuse 2 zumindest während des Überbrückens des erwähnten Teilabschnitts zu verdrehen. Die in Umfangsrichtung auf die Abstützbereiche 18 einwirkende Kraft bewirkt, daß diese Abstützbereiche 18 während der radialen Relativbewegung gegenüber den Rampen 20 noch in Umfangsrichtung verlagert werden. Diese Verlagerung in Umfangsrichtung ist auch darauf zurückzuführen, daß die Abstützbereiche 18 beim Hochlaufen entlang der Rampen 20 in radialer Richtung versuchen dem Weg des geringsten Widerstandes zu folgen, also praktisch der Richtung zu folgen mit der infolge der zweidimensionalen Neigung der Rampen 20 resultierenden geringsten Neigung bzw. Steigung. Durch diese Wirkungsweise rutschen die Abstützbereiche 18, während eines Einrückvorganges der Reibungskupplung 1 tendenzmäßig entlang der Rampen 20 in Umfangsrichtung nach unten. Da das Nachstellelement 23 mit der Tellerfeder 4 drehfest verbunden ist, wird auch dieses gegenüber dem Gehäuse 4 verdreht, wodurch die Rampen 24 des Nachstellelementes 23 entlang der Deckelrampen 27 gleiten. Durch diese Relativbewegung wird der an den Reibbelägen entstandene Verschleiß in der Reibungskupplung 1 kompensiert. Es wird also entsprechend dem auftretenden Verschleiß die Tellerfeder 4 gegenüber dem Gehäuse 2 in axialer Richtung verlagert. Die Verschleißnachstellung erfolgt dabei zumindest solange, bis das Nachstellelement 23 wieder zwischen der Tellerfeder 4 und dem Gehäuse 2 bzw. den Rampen 27 eingespannt wird. Der dadurch auftretende Reibungseingriff zwischen den Rampen 24 und 27 verhindert eine weitere Nachstellung. Die Nachstellfunktion der Nachstellvorkehrung 7 während eines Einrückvorganges der Reibungskupplung 1, kann jedoch geringfügig über den Teilabschnitt des Ausrückweges, in dem das Nachstellelement 23 nicht eingespannt ist, hinaus erfolgen. Während einer Einrückphase kann das nicht axial eingespannte Nachstellelement 23 gemeinsam mit der Tellerfeder 4 eine Relativbewegung in Umfangsrichtung gegenüber dem Gehäuse 2 vollführen, so daß aufgrund dieser bereits vorhandenen Relativverdrehung bzw. -bewegung zwischen den Rampen 24, 27 zunächst lediglich eine Gleitreibung entstehen kann, welche kleiner sein kann als die beim Ausrückvorgang der Reibungskupplung 1 zwischen diesen Bauteilen vorhandene Haftreibung.
Nach dem Nachstellvorgang entspricht der Ausrückkraftverlauf wiederum der Linie 49 gemäß 7 und der Freigabepunkt der Reibbeläge 10a durch die Druckscheibe 3 entspricht wieder dem Punkt 44 der 6. Die Linie 51 der 7 repräsentiert den axialen Weg der Druckscheibe 3 bei einem Ausrückkraft-Weg-Verlauf entsprechend der Linie 49.
In der Praxis findet die beschriebene Nachstellung kontinuierlich bzw. in sehr kleinen Schritten statt, so daß die zum besseren Verständnis der Erfindung in den Diagrammen dargestellten großen Punktverschiebungen und Kennlinienverschiebungen normalerweise nicht auftreten.
Wie aus der Linie 49 gemäß 7 ersichtlich ist, steigt die im Bereich der Tellerfederzungen 12a erforderliche Ausrückkraft für die Reibungskupplung 1 infolge der sinusartigen Kennlinie 40 der Tellerfeder 4 zunächst bis zu einem Maximum an, nimmt danach bis zu einem Minimum ab und steigt dann wiederum an. Der erforderliche Ausrückkraftverlauf 49 ist also ebenfalls sinusartig. Für viele Anwendungsfälle ist ein solcher, insbesondere nach Freigabe der Reibbeläge 10a durch die Druckscheibe 3, sich wesentlich verändernder Kraftverlauf unerwünscht. Die erwähnte Ungleichförmigkeit kann durch entsprechende Formgebung der Rampen 20 in radialer Richtung zumindest teilweise ausgeglichen werden. Hierfür kann der sich über den Ausrückvorgang der Reibungskupplung 1 ergebende Abstandsverlauf zwischen dem Berüh rungsbereich der Tellerfeder 4 an der Schwenkauflage 6 und dem Abstützbereich der Federmittel 13 am Deckel 2 entsprechend moduliert werden. Sofern dieser Abstand im wesentlichen konstant bleibt, entsteht ein der Linie 49 der 7 ähnelnder Ausrückkraftverlauf. Die Rampen 20 können jedoch in radialer Richtung auch derart ausgebildet werden, daß zumindest über einen Teilbereich des Ausrückweges der Reibungskupplung 1 der Abstand zwischen dem Berührungsbereich der Tellerfeder 4 an der Schwenkauflage 6 und dem Abstützbereich der Federmittel 13 am Deckel 2 vergrößert wird. Dadurch kann die Vorspannung der Federmittel 13 verändert werden, und zwar bei Zunahme des erwähnten Abstandes im Sinne einer Vergrößerung der von den Federmitteln 13 für die Tellerfeder 4 aufgebrachten axialen Abstützkraft. Es werden also die Federmittel 13 während eines Ausrückvorganges zusätzlich verspannt, wodurch die im Bereich der Tellerfederzungen 12a erforderliche Ausrückkraft entsprechend angehoben werden kann. Die Rampen 20 können dabei vorzugsweise derart ausgestaltet werden, daß zumindest annähernd bei Freigabe der Reibbeläge 10a durch die Druckscheibe 3 der Ausrückkraftverlauf begradigt bzw. linearisiert wird. In 7 ist mit 52 der nach Freigabe der Reibbeläge 10a maximal linearisierte Ausrückkraftverlauf gekennzeichnet. Die Linie 53 stellt einen durch entsprechende Formgebung der Rampen 20 in der Praxis möglichen Ausrückkraftverlauf dar.
Bei der in 4a in Draufsicht teilweise dargestellten Tellerfeder 4' sind die einzelnen Federmittel 13', welche in Umfangsrichtung des Grundkörpers 11' der Tellerfeder 4' betrachtet wiederum zwischen Betätigungszungen 12' angeordnet sind, durch jeweils zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, sich radial nach innen erstreckende zungenförmige Bereiche 14' sowie durch einen in Umfangsrichtung zwischen diesen beiden Bereichen 14' verlaufenden, sich radial nach außen hin erstreckenden Bereich 16' gebildet. Die Federmittel 13' bzw. die diese bildenden laschenartigen, federnden Bereiche 14', 16'sind wiederum durch Umschneiden gebildet.
Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Federmittel 13 einstückig mit der Tellerfeder 4 und laschenartig ausgebildet. Bei der in den 9 und 10 dargestellten Ausführungsform sind die Federmittel durch getrennte an der Tellerfeder 104 angelenkte bzw. befestigte Mittel 113 gebildet. Die blattfederartigen Federmittel 113 stützen sich radial außen, ähnlich wie dies im Zusammenhang mit den Federmitteln 13 beschrieben wurde an vom Deckel 102 getragene Rampen 120 ab. Radial innen sind die blattfederartigen Federmittel 113 an Zungen 114 der Tellerfeder 104 befestigt. Die Zungen 114 sind in Umfangsrichtung betrachtet zwischen den als Hebel dienenden Betätigungszungen 112 der Tellerfeder 104 vorgesehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die blattfederartigen Mittel 113 an den radial nach innen gerichteten Zungen 114 durch Verschraubungen befestigt. Es sind jedoch auch andere Befestigungsarten möglich, so können zum Beispiel die Federmittel 113 radial innen Bereiche aufweisen, welche die Endbereiche der Zungen 114 umgreifen. Weiterhin können die einzelnen laschen- bzw. blattfederartigen Federmittel 113 miteinander verbunden sein, z. B. über einen ringförmigen Bereich. Weiterhin kann anstatt von einzelnen blattfederartigen Federmitteln 113 auch ein ringförmiges, tellerfederartiges Bauteil verwendet werden, welches radial außen Abstützbereiche besitzt, die an den Rampen 120 des Deckels 102 anliegen. Diese Abstützbereiche können beispielsweise durch einzelne am Außenrand des tellerfederartigen Bauteils vorgesehene Laschen bzw. Vorsprünge gebildet sein, die ähnlich wie die radial äußeren Endbereiche 118 der blattfederartigen Federmittel 113 ausgebildet sein können.
Wie aus 2 zu entnehmen ist, ist die Gegendruckplatte 9 Teil eines in mehreren Massen unterteilten Schwungrades 60, die Primärschwungmasse 61 ist mit einer Antriebswelle verbindbar, wie z. B. der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine. Diese Primärschwungmasse 61 ist über einen Dämpfer 62 mit der Sekundärschwungmasse 63 verbunden. Die Gegendruckplatte 9 ist Teil dieser Sekundärschwungmasse 63, welche über die Kupplung 1 und die Kupplungsscheibe 10 mit der Eingangswelle eines Getriebes verbindbar ist.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Reibungskupplung mit Mitteln bzw. Vorkehrungen kombiniert werden, welche in dem eingangs erwähnten Stand der Technik beschrieben bzw. offenbart sind. Insbesondere können zusätzliche Federmittel in der Reibungskupplung vorgesehen werden, welche eine Linearisierung des Ausrückkraftverlaufes bewirken. Derartige Federmittel sind beispielsweise in der deutschen Anmeldung DE 44 18 026 A1 beschrieben. Weiterhin können in der Reibungskupplung die Betätigung derselben unterstützende Kraftspeicher vorgesehen werden. Derartige Kraftspeicher sind beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 195 10 905 A1 beschrieben. Zweckmäßig ist es auch, wenn die erfindungsgemäße Reibungskupplung mit einem Ausrücksystem verwendet wird, das lediglich einen begrenzten, für die Betätigung der Reibungskupplung erforderlichen Ausrückweg ermöglicht. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise in der DE 43 22 677 A1 beschrieben.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch Varianten, die durch Kombination von einzelnen in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen Merkmalen bzw. Elementen gebildet werden können. Weiterhin können einzelne in Verbindung mit den Figuren beschriebene Merkmale bzw. Funktionsweisen für sich alleine genommen, eine selbständige Erfindung darstellen. Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind also Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes.

Claims

Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Druckplatte, die drehfest, jedoch axial begrenzt verlagerbar mit einem Gehäuse verbunden ist, wobei zwischen Gehäuse (2) und Druckplatte (3) eine die Anpresskraft erzeugende Tellerfeder (4) axial verspannt ist, die sich einerseits an am Gehäuse vorgesehenen Abstützbereichen (5) abstützt und um einen Schwenkbereich verschwenkbar ist und andererseits die Druckplatte (3) in Richtung der Reibbeläge (10a) einer Kupplungsscheibe (10) beaufschlagt, wobei die Tellerfeder über eine zumindest den Verschleiß der Reibbeläge der Kupplungsscheibe kompensierende, zwischen Gehäuse und Tellerfeder wirksame automatische Nachstellvorkehrung (7) gegenüber dem Gehäuse (2) verlagerbar ist, weiterhin die Tellerfeder (4) axial in Richtung der Abstützbereiche des Gehäuses unter der Wirkung einer Rückhaltekraft steht, welche durch Federmittel (13) erzeugt wird, die längliche, entsprechend der Verlagerung der Tellerfeder (4) in axialer Richtung elastisch verformbare Laschen umfassen, die einstückig mit der Tellerfeder (4) sind.
Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Tellerfeder (4) und Gehäuse (2) eine Schwenklagerung (6) vorgesehen ist, welche entsprechend dem Verschleiß der Reibbeläge der Kupplungsscheibe axial weitertransportiert wird.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1, 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder (4) entgegen der Ausrückkraft durch die Federmittel abgestützt ist.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder (4) über ihren Arbeitsbereich mit degressiver Kennlinie eingebaut ist.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhaltekraft und der Kraftverlauf der Tellerfeder (4) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Rückhaltekraft bei der vorgegebenen Einbaulage der Tellerfeder und ohne verschleißbedingte Konizitätsveränderung bei Verschwenkung der Tellerfeder zur Kupplungsbetätigung größer ist als die von der Tellerfeder (4) aufgebrachte, der Rückhaltekraft entgegenwirkende Kraft, bei verschleißbedingter Änderung der Konizität der Tellerfeder die Rückhaltekraft über einen Teilbereich des Betätigungsweges der Tellerfeder jedoch geringer ist als die von der Tellerfeder aufgebrachte, der Rückhaltekraft entgegenwirkende Kraft.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder (4) einen ringförmigen, als Energiespeicher ausgebildeten Grundkörper (11) aufweist, der einstückig ausgebildet ist mit den Federmitteln (13).
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die laschenförmigen Federmittel (13) am radial inneren Randbereich des ringförmigen Tellerfedergrundkörpers (11) angeformt sind.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die laschenförmigen Federmittel (13), ausgehend vom elastisch verformbaren Grundkörper (11) der Tellerfeder, sich zunächst radial nach innen erstrecken, radial innen einen Umlenkbereich (15) besitzen und anschließend daran radial nach außen verlaufen.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die laschenartigen Federmittel (13) haarnadelförmig ausgebildet sind.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder einen ringförmigen Grundkörper aufweist, von dem radial nach innen gerichtete, zur Betätigung der Kupplung dienende Zungen 12 ausgehen und zwischen wenigstens einzelner dieser Zungen die laschenförmigen Federmittel (13) vorgesehen sind.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die radial nach innen gerichteten Tellerfederzungen (12) in Gruppen unterteilt sind und zwischen den einzelnen Zungengruppen die laschenartigen Federmittel (13) vorgesehen sind.
Reibungskupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gruppe zwei bis vier Zungen aufweist, vorzugsweise drei Zungen.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die laschenartigen Federmittel (13) gegenüber den benachbarten Zungen (12) durch einen Schlitz (28) getrennt sind.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die radial nach innen verlaufenden Bereiche (14) und die sich daran anschließenden, radial nach außen verlaufenden Bereiche (16) der laschenförmigen Federmittel (13) durch einen Schlitz (29) voneinander getrennt sind.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die radial nach außen verlaufenden Bereiche (16) der laschenförmigen Federmittel (13) an ihrem freien Ende eine Verbreiterung (18) besitzen.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Federmittel (13) jeweils durch zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, sich radial nach innen erstreckende zungenförmige Bereiche (14), die in einen in Umfangsrichtung zwischen diesen beiden Bereichen verlaufenden, sich radial nach außen hin erstreckenden Bereich (16) übergehen, gebildet sind.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die laschenartigen Federmittel im Wesentlichen durch Umschneiden gebildet sind.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Endabschnitte der laschenförmigen Federmittel sich auf der der Druckplatte abgewandten Seite des Gehäuses mit Vorspannung abstützen.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder (4) mit dem Gehäuse (2) über eine Steck- Drehverbindung verbunden ist.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) Durchlässe (2a) für die Endabschnitte (18) der laschenartigen Federmittel (13) aufweist.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) Rampen (20) bildet für die freien Endbereiche (18) der laschenförmigen Federmittel (13).
Tellerfeder für eine Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen als Energiespeicher dienenden, ringförmigen Grundkörper (11) besitzt, von dem radial nach innen gerichtete, in Gruppen aufgeteilte Zungen (12) ausgehen, wobei zwischen den Zungengruppen elastisch verformbare Laschen (13) vorhanden sind, die ausgehend von dem Grundkörper (11) zunächst einen radial nach innen verlaufenden Bereich (14) besitzen, an den sich ein Umlenkabschnitt (15) anschließt, der wiederum in einen in Richtung des Grundkörpers verlaufenden Bereich (16) übergeht.
Tellerfeder nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der radial in Richtung des Grundkörpers verlaufende Bereich (16) einen Endabschnitt (18) aufweist, der an den inneren Bereich des ringförmigen Tellerfedergrundkörpers angrenzt.