DE69528931T2

DE69528931T2 - Reibkupplung mit automatischer Nachstellvorrichtung

Info

Publication number: DE69528931T2
Application number: DE69528931T
Authority: DE
Inventors: Barry T. Adams; Michael L. Bassett; Christopher M. Davis; Daniel V. Gochenour; Martin E. Kummer; Steven D. Lepard; Kevin F. Schlosser
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1994-06-21
Filing date: 1995-06-12
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2015-06-13
Also published as: AU697729B2; EP1132638A2; ES2186705T3; EP1136715A3; US5595274A; CA2152122A1; AU2178395A; KR960001531A; EP0693631A2; KR100386437B1; DE69533596D1; DE69528931D1; US5566804A; US5595275A; EP1132639A3; JPH08170652A; DE69535820D1; EP0693631B1; US5564542A; ZA955140B

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft ganz allgemein eine mit Reibschluss arbeitende Drehmomentübertragungsvorrichtung und insbesondere eine mit Reibschluss arbeitende Drehmomentübertragungsvorrichtung, die sich automatisch nachjustiert, um einen an einer Reibfläche innerhalb der Vorrichtung aufgetretenen Verschleiß zu kompensieren.

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG

Eine Reibungskupplung oder Reibungsbremse enthält ein Eingriffselement mit einer Reibfläche, die sich über die Lebensdauer der Vorrichtung hinweg abnützt. Für ein dauerhaftes ordnungsgemäßes Funktionieren der mit Reibschluss arbeitenden Drehmomentübertragungsvorrichtung ist ein Einstellen oder ein Nachjustieren der relativen Position der Eingriffselemente erforderlich, um einen an der Reibfläche aufgetretenen Verschleiß zu kompensieren.
Bei einer Reibungskupplung wird insbesondere ein Drehmoment von einem antreibenden Element auf ein angetriebenes Element übertragen, wobei jedes der Elemente um eine Achse rotiert. Das angetriebene Element ist zwischen dem antreibenden Element und einer Druckplatte angeordnet. Im normalen Betrieb wirkt eine Freigabe-/Ausrückvorrichtung mit der Druckplatte zusammen, um die Druckplatte wahlweise axial gegen das angetriebene Element zu bewegen, um die Kupplung in den Eingriff zu bringen bzw. aus dem Eingriff zu nehmen.
Wenn auf einer Reibfläche des angetriebenen Elements ein Verschleiß auftritt, muss die Druckplatte um ein zusätzliches axiales Inkrement bewegt werden, um das angetriebene Element mit dem antreibenden Element in Eingriff zu bringen. Daher ist es erforderlich, die relative Stellung der Druckplatte hinsichtlich dieses Weginkrements bei der Bewegung intern auszugleichen.
Bei den meisten Hochleistungsreibungskupplungen wird die Nachjustierung eines Ausrücklagers und einer Federanordnung manuell durchgeführt, um den Verschleiß an der Reibfläche des angetriebenen Elements zu kompensieren. Eine manuelle Nachjustierung erfordert allerdings eine ständige Überwachung, um eine eventuell notwendige Anpassung zu erfassen, sowie Einsatz von Arbeit für die Durchführung dieser Anpassung. Falls die Anpassung nicht rechtzeitig erfolgt, arbeitet die Kupplung weniger effektiv.
Aus dem Stand der Technik ist auch bekannt, eine Kupplung mit einer automatischen Einstellvorrichtung auszustatten. Zwar sind eine Reihe derartiger Vorrichtungen in der Lage den Verschleiß zu kompensieren, jedoch sind für die Erzielung des gewünschten Ergebnisses typischerweise zahlreiche Teile erforderlich. Darüber hinaus sind die funktionalen Teile häufig außerhalb der Abdeckung der Kupplung angeordnet, wodurch die Teile der Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt sind und die Wahrscheinlichkeit einer Panne erhöht wird. Insbesondere kompensieren herkömmliche automatische Einstellvorrichtungen häufig den Verschleiß der Reibfläche nicht vollkommen oder nicht rechtzeitig. Dies liegt zum Teil an einer unvollständigen Anpassung oder daran, dass eine Anpassung zu spät erfolgt, nachdem die Reibfläche bereits verschlissen ist.
Die DE 43 22 506 A1 offenbart eine Reibungskupplungsanordnung, die dazu dient, eine Kurbelwelle eines Motor an eine Eingangswelle eines Getriebes anzukuppeln. Die Kupplungsanordnung enthält ein Schwungrad mit einer daran befestigten Abdeckung. In dem Raum zwischen dem Schwungrad und der Abdeckung ist eine Druckplatte angeordnet, und diese Druckplatte ist drehfest mit der Abdeckung befestigt.
Die Druckplatte ist gegen das Schwungrad vorgespannt, und zwischen dem Schwungrad und der Druckplatte ist eine Reibscheibe eingefügt. Die Reibscheibe ist drehfest mit der Eingangswelle des Getriebes gelagert, um ein Drehmoment zwischen der Kurbelwelle und der Eingangswelle zu übertragen.
Die Kupplung lässt sich mittels einer Ausrückvorrichtung in die ausgerückte Stellung bringen.
Da die Reibscheibe einem Verschleiß unterworfen ist, ist eine automatisch arbeitende Einstellvorrichtung vorgesehen, die einen kreisförmigen Ring enthält, der Rampen trägt. Die Rampen wirken mit Rampen zusammen, die in einer gegenüber der Abdeckung in der Vorderseite der Druckplatte ausgebildeten Nut vorgesehen sind. Eine Feder spannt den Ring gegen eine Stellung vor, in der die Nocken sich vollkommen in Eingriff befinden. Die gedrehte Stellung entspricht einer Stellung, die erreicht wird, wenn das Reibelement abgenutzt ist.
Der Zusammenbau der bekannten Anordnung ist schwierig, da der Ring in einer Stellung gehalten werden muss, in der die Nocken kurz vor ihrem Eingriff stehen und die Einstellvorrichtung ihre minimale Ausdehnung in axialer Richtung aufweist.
US 5 320 205 zeigt eine Ausgleichsvorrichtung, die dazu dient, eine mittels Federkraft vorgespannte Reibungskupplung nach einem aufgetretenen Verschleiß manuell nachzustellen. Die geoffenbarte Vorrichtung enthält eine Abdeckung, die an einem Schwungrad befestigt ist und an der ein erster Nockenring drehfest angebracht ist. Ein zweiter Nockenring ist drehbar an einem Ring angebracht, der als Hebelstütze für den Vorspannhebel der Kupplung dient. Mittels eines Zapfens lässt sich der zweite Ring gegenüber dem an der Abdeckung befestigten ersten Ring drehen, um den Verschleiß zu kompensieren.
Das Schriftstück offenbart keinerlei Mittel, die einer automatischen Drehung der zwei Ringe gegeneinander dienen.
Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, eine mit Reibschluss arbeitende Drehmomentübertragungsvorrichtung mit einer automatischen Einstellvorrichtung zu schaffen, die einen einfachen Aufbau mit einer minimalen Anzahl von miteinander verbundenen Teilen aufweist, wobei die Teile innerhalb eines Gehäuses oder einer Abdeckung der Vorrichtung angeordnet sind. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung eine automatische Einstellvorrichtung zu schaffen, die geeignet ist, die mit Reibschluss arbeitende Drehmomentübertragungsvorrichtung unmittelbar und effizient während des normalen Betriebes nachzujustieren.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Eine mit Reibschluss arbeitende Drehmomentübertragungsvorrichtung enthält eine Einstellvorrichtung, die dazu dient, die relative Stellung eines Ausrücklagers und einer Federanordnung in Abhängigkeit des Verschleißes einer Reibfläche eines angetriebenen Elements anzupassen. Die reibschlüssig arbeitende Drehmomentübertragungsvorrichtung überträgt ein Drehmoment von einem antreibenden Element auf das angetriebene Element, das an eine axial sich erstreckende angetriebene Welle angekuppelt ist. An dem antreibenden Element ist eine Abdeckung drehfest angebracht. Die Druckplatte und das angetriebene Element sind zwischen dem antreibenden Element und der Abdeckung eingefügt. Um den Umfang der angetriebenen Welle ist eine Ausrückvorrichtung angeordnet.
Die Einstellvorrichtung enthält einen ersten ringförmigen Nockenring und einen zweiten ringförmigen Nockenring, der benachbart zu dem ersten ringförmigen Nockenring angeordnet ist. Einander gegenüberliegende axiale Stirnseiten der Nockenringe weisen einander entsprechende ringförmige, Rampenflächen auf, die dazu dienen, miteinander zu kämmen. Die Nockenringe sind gegeneinander drehbar, um eine axiale Verschiebung der Nockenringe hervorzurufen. Bei jedem vollkommenen Ausrücken der Kupplung erfolgt automatisch eine Nachjustierung der Kupplung. Die Nachjustierung ist direkt proportional zu dem aufgrund des Verschleißes der Reibflächen angewachsenen Bewegungsweg der Druckplatte und wird durch einen Bolzen oder eine Bolzenanordnung ausgelöst, die mit der Druckplatte zusammenwirkt. Der Verschleißzuwachs an den Reibflächen des angetriebenen Elements wirkt sich unmittelbar als ein Spalt zwischen den ringförmigen Nockenringen aus. Die Nockenringe kämmen gegeneinander, um diesen Spalt zu verstellen, wenn die Kupplung vollkommen ausgerückt ist.
Die Einstellvorrichtung ist an der Abdeckung angebracht. Ein sich radial erstreckender Hebel ist zwischen der Ausrückvorrichtung und der Einstellvorrichtung angeordnet, in der der Hebel um ein axiales Ende der Einstellvorrichtung schwenkbar gelagert ist. Der Hebel wirkt mit dem axialen Ende der Einstellvorrichtung und der Ausrückvorrichtung zusammen, um die Druckplatte zu bewegen und dadurch die Reibungsvorrichtung in Eingriff zu bringen und aus dem Eingriff zu nehmen. Vor dem Verschleiß der Reibfläche befindet sich das axiale Ende der Einstellvorrichtung bezüglich der Abdeckung in einer ersten Stellung. Der Hebel übt eine Zugkraft auf das axiale Ende der Einstellvorrichtung aus, um das axiale Ende der Einstellvorrichtung nach Auftreten von Verschleiß an der Reibfläche bezüglich der Abdeckung in eine zweite Stellung zu bewegen. Zu dieser Bewegung kommt es, wenn die Kupplung vollkommen ausgerückt ist. Ein erstes Ausführungsbeispiel weist zur Befestigung der Druckplatte an der Abdeckung eine Bolzenanordnung auf, die es der Druckplatte erlaubt, sich bezüglich der Abdeckung innerhalb eines beschränkten Bereichs in axialer Richtung ungehindert zu bewegen. Die Bolzenanordnung ist mittels Presspassung an der Abdeckung befestigt, und zwar in der Art, dass eine die Presspassung übersteigende Kraft in der Lage ist, die Bolzenanordnung bezüglich der Abdeckung zu bewegen. Um eine Vorspannkraft auf die Einstellvorrichtung auszuüben, ist die Druckplatte ferner mittels eines ersten Satzes von Bügeln an der Abdeckung befestigt, und ein zweiter Satz von Bügeln dient der Befestigung der Einstellvorrichtung an der Druckplatte. Die Bügel erlauben eine geringe axiale Bewegung der Elemente, auf denen die Bügel angebracht sind, verhindern jedoch eine relative Drehbewegung der Elemente. Die Bügel dienen ferner dazu, den Hebel gegen die Druckplatte vorzuspannen.
Diese und sonstige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nach dem Lesen der nachfolgenden Beschreibung und anhand der Zeichnungen verständlich, die im folgenden kurz beschrieben sind.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine die Einbauumgebung einbeziehende Ansicht einer sich automatisch nachstellenden Kupplung, die in einem Schwerlastfahrzeug montiert ist.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der sich automatisch nachstellenden Kupplung.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht der sich automatisch nachstellenden Kupplung.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Einstellvorrichtung innerhalb der Kupplung.
Fig. 5 Zeit eine fragmentarische ebene Ansicht der Einstellvorrichtung.
Fig. 6 zeigt eine fragmentarische perspektivische Ansicht der sich automatisch nachstellenden Kupplung.
Fig. 7 zeigt im Ausschnitt eine radiale Schnittansicht der sich automatisch nachstellenden Kupplung, die eine Bolzenverbindungsanordnung aufweist.
Fig. 8 stellt in einer vergrößerten Teilansicht, im Schnitt, einen Abschnitt der sich automatisch nachstellenden Kupplung dar.
Fig. 9A zeigt im Ausschnitt eine radiale Schnittansicht der Kupplung in einer eingerückten Stellung.
Fig. 9B zeigt im Ausschnitt eine radiale Schnittansicht der Kupplung in einer ausgerückten Zwischenstellung vor der Nachjustierung.
Fig. 9C zeigt im Ausschnitt eine radiale Schnittansicht der Kupplung in einer vollkommen ausgerückten Stellung nach der Nachjustierung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

In Fig. 1 ist eine mit Reibschluss arbeitende Drehmomentübertragungsvorrichtung in Form einer hochbelastbaren Kupplung 20 dargestellt, die wahlweise ein Drehmoment von einem Motorschwungrad 22 auf eine angetriebene Welle 24 eines Fahrzeuggetriebes 26 überträgt. Das Schwungrad 22 ist das antreibende Element, das ein wahlweise an das Getriebe zu übertragendes Drehmoment zur Verfügung stellt. Eine standardmäßige Kupplungsausrückvorrichtung 28 dient dazu, um ein Ausrücken der Kupplung von dem Schwungrad 22 zu ermöglichen. Eine diesbezügliche Bewegung der Ausrückvorrichtung 28 wird durch Treten eines Kupplungspedals 30 in einer Fahrzeugkabine erreicht. Das Kupplungspedal 30 steht mechanisch mit der Ausrückvorrichtung 28 in Verbindung. Bei einem Durchtreten des Pedals 30 wird die Kupplung 20 vollkommen ausgerückt, indem die Ausrückvorrichtung 28 in eine äußerst rechte Stellung bewegt wird.
In den Fig. 2 und 3 ist das mit einer Abdeckung 32 drehfest verbundene Schwungrad 22 dargestellt. Die Abdeckung 32 nimmt gegenüber dem Schwungrad 22 eine feste Stellung ein und weist eine sich radial erstreckende Wand 33 auf, die von dem Schwungrad 22 in einem festen Abstand entfernt ist. Eine Druckplatte 34 und ein angetriebenes Element 36 sind zwischen dem Schwungrad 22 und der Abdeckung 32 um eine Antriebsachse A-A drehbar eingefügt. Das angetriebene Element 36 ist drehfest an der sich axial erstreckenden angetriebenen Welle 24 befestigt. Wie für den Fachmann ersichtlich, lässt sich die Druckplatte 34 wahlweise nach links bewegen, um die Druckplatte 34, das angetriebene Element 36 und das Schwungrad 22 reibschlüssig miteinander in Eingriff zu bringen, um ein Drehmoment von dem Schwungrad 22 auf das angetriebene Element 24 zu übertragen. Das angetriebene Element 36 weist auf jeder seiner axialen Seiten einen Reibbelag 38 auf. In Fig. 2 ist die relative Dicke des Reibbelags 38 vergrößert dargestellt, um den Effekt des im Laufe der Lebensdauer der Kupplung 20 an einer Reibfläche 40 des Reibbelags 38 auftretenden Verschleißes hervorzuheben.
Aufgrund von Verschleiß an der der Reibfläche 40 ist es erforderlich, das angetriebene Element 36 um eine zusätzliche axiale Entfernung nach links zu bewegen, um einen Eingriff mit dem Schwungrad 22 zu erreichen. Bei Betätigung der Kupplung, und insbesondere dann, wenn diese vollkommen ausgerückt wird, wird die Kupplung durch eine Einstellvorrichtung 42 automatisch nachgestellt, um diesen Verschleiß auszugleichen.
Die Einstellvorrichtung 42 ist ringförmig gestaltet und enthält einen Einstellring 44, einen starr an dem Einstellring 44 befestigten linken Nockenring 46 und einen neben dem linken Nockenring angeordneten rechten Nockenring 48. Der Einstellring 44, der linke Nockenring 46 und der rechte Nockenring 48 umgeben die Achse A-A. Die Einstellvorrichtung 42 ist drehfest mit der Abdeckung 32 befestigt, lässt sich jedoch axial innerhalb eines beschränkten Bereichs bewegen. Wie im folgenden erläutert, ist der rechte Nockenring 48 in Bezug auf den Einstellring 44, den linken Nockenring 46 und die Abdeckung 32 im Sinne einer begrenzten Drehbewegung gelagert.
Die Ausrückvorrichtung 28 enthält eine um den Umfang der angetriebenen Welle 24 herum angeordnete Muffe 50. Die Muffe 50 trägt eine an einem Ende der Muffe befestigte Zuganordnung 52. An dem entgegengesetzten Ende der Muffe 50 ist ein den Umfang der Muffe 50 umgebender Haltering 54 befestigt. Wie in Fig. 3 gezeigt, berührt die Ausrückvorrichtung 28 nach einer Bewegung in eine äußerste rechte Stellung ein Getriebegehäuse 55. Das Getriebegehäuse 55 bildet einen Anschlag für die Ausrückvorrichtung 28 und definiert die vollkommen ausgerückte Stellung der Kupplung 20. Das Getriebegehäuse 55 steht axial in einem festen Abstand in Bezug auf das Schwungrad 22 und ermöglicht ein Zurücksetzen der Ausrückvorrichtung 28 in eine Kontrollposition für eine Anpassung der Kupplung 20. Eine andere Ausführung eines Anschlags könnte aus der Abdeckung 32 ragen, um der Ausrückvorrichtung 28 in axialer Richtung eine Kontrollposition für die Bewegung vorzugeben, wobei der Anschlag eine äußerst rechte Stellung für die Ausrückvorrichtung festlegt.
Zwischen der Abdeckung 32 und dem Haltering 54 sind Schraubenfedern 56 angeordnet, die eine Federanordnung bilden. Wie hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt, drücken die Schraubenfedern 56 den Haltering 54 in die linke, d. h. eingerückte Stellung. Um die Kupplung ein- bzw. auszurücken sind in radialer Richtung zwischen dem Haltering 54 und der Einstellvorrichtung 42 mehrere Hebel 58 eingefügt. Wie deutlicher in Fig. 8 zu sehen, ist ein radial weiter innen liegender Abschnitt 60 eines jeden Hebels 58 in einer in dem Haltering 54 ausgebildeten umfangsseitigen Nut 62 aufgenommen. Ein radial weiter außen liegender Abschnitt 64 eines jeden Hebels 58 weist eine Öffnung 66 auf, die einen an einer linken Stirnseite des Einstellrings 44 ausgebildeten, nach links vorragenden Schwenklagerfortsatz 68 aufnimmt. Der Schwenklagerfortsatz 68 bildet das äußerste linke axiale Ende der Einstellvorrichtung 42. Der Schwenklagerfortsatz 68 enthält ferner eine radial nach innen sich erstreckende radiale Lippe 70. Die Lippe 70 trägt zur Befestigung des Hebels 58 an dem Einstellring 44 bei.
Ein nach links sich erstreckender Vorsprung 72 des Hebels 58 befindet sich zwischen dem radial innenliegenden Abschnitt 60 und dem radial weiter außen angeordneten Abschnitt 64 eines jeden Hebels. Der Vorsprung 72 steht schwenkbar und unter Vorspannung mit einer auf der rechten Seite der Druckplatte 34 ausgebildeten ringförmige Schulter 74 in Berührung. Dementsprechend führt eine Bewegung der Halteringanordnung 28 nach links dazu, dass der Hebel 58 eine nach links gerichtete Druckkraft auf die Druckplatte ausübt, um die Kupplungselemente in Eingriff zu bringen.
In Fig. 4 und 5 ist eine axiale Stirnseite 75 des linken Nockenrings 46 zu sehen, die mehrere Stifte 76 aufweist, die jeweils in entsprechende, in dem Einstellring 44 ausgebildete Öffnungen 78 ragen, um den linken Nockenring 46 an dem Einstellring starr zu befestigen. Der Einstellring 44 und der linke Nockenring 48 sind drehfest an der Abdeckung 32 befestigt, lassen sich jedoch beschränkt in axialer Richtung bewegen. Dem rechten Nockenring 48 ist hingegen eine begrenzte Drehbewegung gegenüber der Abdeckung 32 möglich.
Eine axiale Stirnseite 79 des linken Nockenrings 46, die von dem Einstellring 44 weg weist, enthält mehrere ringförmige Rampen 80. Die Rampen 80 setzen sich über die gesamte Erstreckung des linke Nockenrings 46 in Umfangsrichtung fort. Jede der Rampen 80 erstreckt sich von einer ersten axialen Position 82 hin zu einer zweiten axialen Position 84, wodurch zwischen den Rampen eine sich axial erstreckende vorstehende Kante 86 definiert wird.
Eine axiale Stirnseite 87 des rechten Nockenrings 48 weist mehrere ringförmige Rampen 88 auf. Die entgegengesetzte axiale Stirnseite 89 des rechten Nockenrings 48 berührt die Abdeckung 32. Die Rampen 88 des rechten Nockenrings 48 berühren die Rampen 80 des linken Nockenrings 46 und sind geeignet dimensioniert und gestaltet, um mit den Rampen 80 passend zu kämmen. Ferner weisen die Berührungsflächen der Rampen 80 und 88 Kerbverzahnungen 90 auf. Die Kerbverzahnungen 90 unterstützen ein gemeinsames Verblocken der Berührungsflächen, indem sie den Reibungswiderstand zwischen dem linken Nockenring 46 und dem rechten Nockenring 48 erhöhen. Mit den Kerbverzahnungen ist folglich eine größere Kraft erforderlich, um den rechten Nockenring 48 gegen den linken Nockenring 46 zu verdrehen als ohne Kerbverzahnungen. Die Kerbverzahnungen 90 sind nicht unbedingt in jeder Bauart von Kupplungen gewünscht.
Der rechte Nockenring 48 ist durch eine Federanordnung 91 vorgespannt, um sich bezüglich der Abdeckung 32 zu drehen. Die Federanordnung 91 enthält eine Klammer 92 und eine Feder 94. Die Klammer 92 ist mittels Nieten 95 an der Abdeckung 32 befestigt. Die Klammer 92 weist an einem in Umfangsrichtung angeordneten Ende einen Federsitz 96 und an dem in Umfangsrichtung angeordneten anderen Ende einen Arm 98 auf. Die Feder 94 ist in radialer Richtung innerhalb des rechten Nockenrings 48 aufgenommen und erstreckt sich zwischen dem Sitz 96 der Klammer 92 und einer in dem rechten Nockenring 48 ausgebildeten Aussparung 100. Die Klammer 92 sichert ein Ende der Feder 94 und trägt dazu bei, dass die Feder 94 eine gekrümmte Lage beibehält, wodurch ein innerer radialer Freiraum geschaffen wird. Durch diese Vorgehensweise lässt sich die Feder 94 ohne eine Beeinträchtigung sonstiger Elemente der Kupplung vorspannen. Vorzugsweise ist die Feder 94 aus einer kontinuierlichen Wicklung hergestellt, bei der die Enden der Feder 94 jeweils in der Weise nach außen gebogen sind, dass sie eine Mitnehmerscheibe an jedem Ende der Feder definieren. Eines der Enden der Feder 94 bildet eine erste Mitnehmerscheibe 102, die in dem Sitz 96 der Klammer 92 aufgenommen ist, und das andere Ende der Feder 94 bildet eine zweite Mitnehmerscheibe 104, die in der Aussparung 100 aufgenommen ist.
Eine Anzeigenase 106 ragt aus dem rechten Nockenring 48 durch einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Schlitz 108 in die Abdeckung 32. Die Anzeigenase 106 lässt erkennen, wie weit sich der rechte Nockenring 48 bezüglich der Abdeckung 32 gedreht hat, und zeigt damit den Grad einer stattgefundenen Nachjustierung der Kupplung 20 an. Ferner lässt sich die Anzeigenase 106 dafür einsetzen, um die Einstellvorrichtung 42 nach Austausch der Reibbeläge 38 wieder in den Ausgangszustand zu versetzen.
Wie in Phantomdarstellung in Fig. 5 gezeigt, übt eine Drehung des rechten Nockenrings 48 gegen den Uhrzeigersinn eine Kraft auf die Feder 94 aus. Wenn die Feder 94 gespannt ist, übt sie auf den rechten Nockenring 48 eine Vorspannkraft aus, so dass es unter den für eine Nachjustierung erforderlichen Voraussetzungen zu einer Drehung des rechten Nockenrings gegenüber dem linken Nockenring kommt. Während sich der rechte Nockenring 48 im Uhrzeigersinn dreht, kämmen die Rampen 80 und 88 gegeneinander und bewegen den Einstellring 44 aus einer ersten axialen Position in eine zweite axiale Position, wobei die zweite axiale Position in axialer Richtung weiter von der Wand 33 der Abdeckung 32 beabstandet ist als die erste axiale Position. Das Kämmen erhöht dabei einen axialen Versatz zwischen dem linken Nockenring und dem rechten Nockenring, Die Vorrichtung 42 ist so ausgelegt, dass die Nachjustierung stoppt, wenn die Kupplung vollkommen abgenutzt ist. Wenn die Reibflächen 40 vollkommen verschlissen sind, berührt die Nase 106 ein Ende des Schlitzes 108 und verhindert damit eine weitere Drehung des rechten Nockenrings 48.
Wie in den Fig. 3 und 6 zu sehen, ist die Druckplatte 34 mittels eines Bügels 110 und einer Bolzenverbindungsanordnung 112 an der Abdeckung 32 befestigt. Obwohl eine Vielzahl von Bügeln 110 und Bolzenverbindungsanordnungen 112 rund um die Abdeckung 32 beabstandet angeordnet sind, wird im folgenden zur Vereinfachung lediglich ein einzelner Satz erläutert. Jeder der Bügel 110 erstreckt sich bezüglich der Abdeckung 32 in einer im Wesentlichen entlang dem Umfang verlaufenden Richtung. Das eine Ende 114 des Bügels 110 ist an der Abdeckung 32 befestigt, während das andere Ende 116 an einer von dem Ende 114 beabstandeten Stelle an der Druckplatte 34 befestigt ist. Der Bügel 110 ist ausreichend elastisch, um eine Bewegung der Druckplatte bezüglich der Abdeckung 32 in axialer Richtung zu ermöglichen, ist jedoch im übrigen ausreichend starr, um eine Drehung der Druckplatte bezüglich der Abdeckung 32 zu verhindern.
Wie in den Fig. 3 und 7 im Einzelnen dargestellt, enthält die Bolzenverbindungsanordnung 112 einen Bolzen 118 und ein Bolzengehäuse 120. Der Bolzen 118 ist durch Einschrauben in einem radial weiter außen liegenden Abschnitt der Druckplatte 34 befestigt. Ein entgegengesetztes Ende des Bolzens 118 weist einen verbreiterten Kopf 122 auf. Das Bolzengehäuse 120 erstreckt sich um den Umfang des Bolzens 118 herum zwischen der Druckplatte 34 und dem Kopf 122.
Zwischen dem Bolzengehäuse 120 und dem Kopf 122 des Bolzens 118 ist ein kleiner Abstand 124 vorgesehen, der der Druckplatte 34 ein geringes Maß an relativer Bewegung erlaubt. Hierdurch lässt sich die Druckplatte 34 über eine durch den Abstand 124 definierte axiale Distanz frei verschieben. Während des normalen Betriebes erlaubt der Abstand 124 eine ausreichende axiale Bewegung der Druckplatte gegenüber der Abdeckung 32, um die Kupplung ein- und auszurücken. Das Bolzengehäuse 120 sitzt derart in einer Öffnung 126 der Abdeckung 32, dass eine Presspassung zwischen der äußeren Abmessung des Bolzengehäuses 120 und der Öffnung 126 geschaffen ist. Unter der Voraussetzung, dass eine Kraft ausreichend groß ist, um die Presspassung zwischen dem Bolzengehäuse 120 und der Abdeckung 32 zu überwinden, lässt sich die Druckplatte 34 um eine durch die axiale Abmessung des Bolzengehäuses 120 definierte, zusätzliche axiale Distanz verschieben.
Fig. 7 veranschaulicht eine radiale Längsschnittansicht der Bolzenverbindungsanordnung 120 und des Bügels 110. Die Kupplung 20 ist in der ausgerückten Stellung dargestellt, so dass zwischen dem Kopf 122 des Bolzens 118 und dem Bolzengehäuse 120 der Abstand 124 gegeben ist.
Es wird wiederum auf die Fig. 3 und 6 Bezug genommen und angenommen, dass die Einstellvorrichtung 42 in einem in der Abdeckung 32 ausgebildeten ringförmigen Hohlraum 128 untergebracht ist und mittels eines Bügels 130 an der Abdeckung 32 befestigt ist. Obwohl eine Vielzahl von Bügeln 130 rund um die Abdeckung 32 beabstandet angeordnet sind, wird zur Vereinfachung nur einer der Bügel beschrieben. Jeder der Bügel 130 erstreckt sich bezüglich der Abdeckung 32 im Wesentlichen in Umfangsrichtung. Ein Ende 132 des Bügels 130 ist mittels des Bolzens 118 an der Druckplatte 34 befestigt, während das andere Ende 134 an der axialen Stirnseite 136 des Einstellrings 44 an einer von dem Ende 132 beabstandeten Stelle befestigt ist. Ferner ist das Ende 134 des Bügels 130 radial weiter innen angeordnet als das Ende 132. Der Bügel 130 ist ausreichend elastisch, um dem Einstellring 44 eine axiale Bewegung bezüglich der Abdeckung 32 und der Druckplatte 34 zu ermöglichen, ist jedoch ansonsten ausreichend steif, um eine Verdrehung des Einstellrings 44 bezüglich der Abdeckung 32 zu verhindern. Der rechte Nockenring 48, der nicht unmittelbar an dem Einstellring 44 oder dem linken Nockenring 46 befestigt ist, ist zwischen der Abdeckung 32 und dem linken Nockenring 44 eingebettet.
Der Bügel 130 dient zusätzlich dazu, den Einstellring 44 gegen den Hebel 58 oder nach links vorzuspannen, wie in Fig. 3 gezeigt. Dementsprechend übt die axiale Stirnseite 136 des Einstellrings 44 auf den Hebel 58 eine nach links gerichtete Kraft aus. Diese Kraft sorgt für eine Aufrechterhaltung der Berührung des Hebels 58 mit der Druckplatte 34. Bei einer Bewegung der Ausrückvorrichtung 28 in eine äußerste rechte Stellung kommt es daher, anders als bei dem Hebel 58 und der Druckplatte 34, zur Bildung eines Spaltes zwischen dem linken Nockenring 46 und dem rechten Nockenring 48. Die Bedeutung dieses Umstandes wird nach Erläuterung des Zusammenwirkens des Hebels mit dem Ring der Einstellvorrichtung 42 ersichtlich.
Die Kupplung 20 wird durch eine nach rechts gerichtete Bewegung der Ausrückvorrichtung 28 und insbesondere durch eine nach rechts ausgeführte Bewegung des Halterings 54 ausgerückt. Eine vollkommen ausgerückte Stellung der Kupplung 20 ist als diejenige Stellung definiert, in der die Ausrückvorrichtung 28 einen Anschlag, nämlich das Getriebegehäuse 55, berührt. In einem ursprünglichen Zustand der Kupplung 20, in dem noch kein Verschleiß der Reibfläche 40 des angetriebenen Elements 36 eingetreten ist, bewegt sich der Haltering 54 um eine konstante Strecke aus der eingerückten Stellung in die vollkommen ausgerückte Stellung der Kupplung 20. In ähnlicher Weise bewegt sich die Druckplatte 34 um eine konstante Strecke aus einer eingerückten Stellung in eine ausgerückte Stellung. Vor einem Verschleiß der Reibfläche 40 beträgt dieser zurückzulegende Weg der Druckplatte ca. 1,02 mm (0,040 Zoll). Aufgrund des Abstands 124 erlaubt die Bolzenanordnung 112 der Druckplatte eine freie Bewegung über diese Distanz.
Nach einem an der Reibfläche 40 aufgetretenen Verschleiß ist es erforderlich, die Druckplatte um eine zusätzliche axiale Distanz zu bewegen, um die Kupplung in Eingriff zu bringen. Dieses zusätzliche Weginkrement ist mit "d" bezeichnet. In diesem Zwischenzustand der Kupplung 20 übersteigt die axiale Bewegung der Druckplatte den durch die Bolzenanordnung 112 vorgesehenen Abstand 124. Um zu erreichen, dass sich die Druckplatte 34 um die zusätzliche Strecke "d" weiter bewegt, wird daher das Bolzengehäuse 120 bezüglich der Abdeckung um eine axiale Entfernung "d" verschoben. Wie in Fig. 3 zu sehen, übt der Kopf 122 des Bolzens 118 eine Kraft auf ein rechtes Ende 138 des Bolzengehäuses 120 aus. Da die Kraft der Schraubenfedern 56 größer ist als die Kraft der Presspassung zwischen dem Bolzengehäuse 120 und der Abdeckung 32, wird das Bolzengehäuse 120 anschließend bezüglich der Abdeckung 32 axial nach links bewegt. Die Kupplung 20 wird in dieser Stellung weiter ihre Funktion erfüllen und unjustiert bleiben, bis die Ausrückvorrichtung in eine vollkommen ausgerückte Stellung bewegt wird.
Wie in Fig. 7 zu sehen, ist die Druckplatte 34 nun von einem Ende der Abdeckung 32 aufgrund der Bolzenanordnung 112 um eine zusätzliche Entfernung "d" weiter beabstandet. Die zuvor eingestellte Stellung der Abdeckung 32 bezüglich der Druckplatte 34 ist in gestrichelter Linie gezeigt. Die Kraft der Presspassung zwischen dem Bolzengehäuse 120 und der Abdeckung 32 ist ausreichend bemessen, um eine axiale Bewegung des Bolzengehäuses 120 bezüglich der Abdeckung 32 nach rechts zu verhindern. Dies ist darauf zurückzuführen, dass für die Bewegung der Druckplatte nach rechts eine verhältnismäßig geringe Kraft ausgeübt wird. Demgegenüber ist die durch die Schraubenfedern 56 nach links ausgeübte Kraft erheblich größer.
Während der Anpassung berührt die Druckplatte 34 ein linkes Ende 140 des Bolzengehäuses 120, wenn die Ausrückvorrichtung 28 in die vollkommen ausgerückte Stellung bewegt wird. Das Bolzengehäuse 120 verhindert eine weitere Bewegung der Druckplatte nach rechts. Der Bügel 130 übt eine nach links gerichtete Vorspannkraft auf den Einstellring 44 in Richtung auf die Druckplatte 34 aus. Diese Vorspannkraft bewegt den Einstellring 44 und den linken Nockenring 46 nach links, wodurch ein Spalt "d" entsteht. Der Spalt "d" wird zwischen dem linken Nockenring 46 und dem rechten Nockenring 48 gebildet.
Aufgrund des Spaltes "d" dreht sich der rechte Nockenring 48 gegenüber dem linken Nockenring 46 und ruft ein Kämmen zwischen den Rampen 80 und 88 hervor. Dieser Vorgang des Kämmens verriegelt den Einstellring 44 in der durch den Hebel 58 vorgegebenen Stellung. Hierbei wird ein äußerstes linkes axiales Ende der Einstellvorrichtung aus einer ersten Position in eine zweite Position bewegt, wobei die zweite Position um eine größere axiale Distanz von der Abdeckung 32 beabstandet ist als die erste Position.
Es wird nun auf Fig. 9A-9C Bezug genommen, in denen der Vorgang des Kämmens der Einstellvorrichtung 42 aus einer anderen Querschnittsansicht veranschaulicht ist. Die radialen Querschnitte zeigen die relative Stellung der Kupplungsglieder vor bzw. nach der Anpassung. In Fig. 9A ist die Kupplung in einer eingerückten Stellung gezeigt, nach einem eingetretenen Verschleiß der Reibfläche 40 des angetriebenen Elements 36. Aufgrund des Verschleißes der Reibfläche 40 hat sich die Druckplatte um eine zusätzliche axiale Distanz bewegt, um das angetriebene Element 36 mit dem Schwungrad 22 in Eingriff zu bringen.
In Fig. 9B ist die Kupplung in einer Zwischenstellung beim Ausrücken gezeigt. In dieser Zwischenstellung ist die Einstellvorrichtung 42 noch nicht für eine Einstellung der Kupplung 20 in Abhängigkeit des Verschleißes der Reibfläche 40 aktiviert. Der Betrieb der Kupplung erfolgt daher bis zu ihrem vollkommenen Ausrücken unjustiert.
In Fig. 9C ist die Kupplung 20 in der vollkommen ausgerückten Stellung nach der Anpassung gezeigt. Wenn die Kupplung 20 vollkommen ausgerückt ist, berührt die Zuganordnung 52 der Ausrückvorrichtung 28 das Getriebegehäuse 55, das die äußerste rechte Stellung der Ausrückvorrichtung 28 definiert, wie in Fig. 3 gezeigt. Der radial äußere Abschnitt 64 des Hebels 58 bewegt den Einstellring mit Hebelkraft weg von der Abdeckung 32 und erzeugt einen Spalt zwischen dem linken Nockenring 46 und dem rechten Nockenring 48. Die durch die Feder 94 auf den rechten Nockenring 48 ausgeübte Vorspannkraft erzwingt die Drehung des rechten Nockenrings 48. Diese wiederum hat ein Kämmen der Rampen 80 und 88 längs einander zur Folge, um den axialen Versatz oder Raumbedarf der Einstellvorrichtung 42 zu vergrößern und den Spalt zu schließen.
Dieser Vorgang wiederholt sich nach jedem weiteren Verschleiß der Reibfläche 40, wenn die Kupplung 20 vollkommen ausgerückt wird. Ferner erfolgt dieser Vorgang der Nachjustierung automatisch während der normalen Betätigung der Kupplung.
Durch die Verwendung einer mit der beschriebenen erfindungsgemäßen automatischen Einstellvorrichtung ausgestatten Kupplung werden zahlreiche Vorteile erzielt. Die Nachjustierung der Kupplung erfolgt automatisch jedesmal, wenn die Kupplung vollkommen ausgerückt wird. Die Anpassung erfolgt in unmittelbarer Abhängigkeit einer aufgrund eines Verschleißes der Reibflächen aufgetretenen Erweiterung des Weges der Druckplatte und wird durch einen Bolzen oder eine Bolzenanordnung ausgelöst, die mit der Druckplatte zusammenwirkt. Das Zuwachs an Verschleiß der Reibfläche des angetriebenen Elements wird unmittelbar in einen Spalt zwischen den ringförmigen Nockenringen umgesetzt, die jeweils mit einander berührenden Nockenflächen ausgebildet sind. Die ringförmigen Nockenringe kämmen gegeneinander, wenn die Kupplung vollkommen ausgerückt wird, und verstellen dabei den Spalt. Folglich stellt sich die Kupplung über ihre Lebensdauer hinweg automatisch nach und arbeitet mit größter Effizienz. Die Einstellvorrichtung ist im Innern der Kupplung untergebracht und daher vor externen Umgebungseinflüssen geschützt, die zu einer Beschädigung von Komponenten führen könnten.
Die erfindungsgemäße Kupplung gleicht den Verschleiß an der mechanischen Verbindung zwischen dem Kupplungspedal 30 und der Ausrückvorrichtung 28 automatisch aus. Darüber hinaus stellt die Kupplung automatisch eine Kupplungsbremsendruckkraft ein und kompensiert über die Lebensdauer der Kupplung hinweg den Verschleiß der Kupplungsbremse.
Die Ausführungsform nach Fig. 1-9 weist die Anzeigenase für die Anzeige des Verschleißes auf, so dass ein Fahrer den Grad der Nachjustierung feststellen und die verbleibende Lebensdauer der Kupplung abschätzen kann. Diese visuelle Anzeige befindet sich außerhalb der Kupplung und die bereitgestellte Information ist ohne Zerlegen der Kupplung ersichtlich. Darüber hinaus gleicht die Einstellvorrichtung Herstellertoleranzen bei der Abdeckungsanordnung aus, indem eine Initialisierung der Kupplung bei einem ersten vollständigen Ausrücken ermöglicht ist.
Ferner sorgt in diesem Ausführungsbeispiel der Satz von. Bügeln, die die Druckplatte an der Einstellvorrichtung befestigen, außerdem für ein dauerhaftes Anliegen des Hebels an der Druckplatte. Dadurch wird eine Geräuschentwicklung verringert oder eliminiert, zu der es ansonsten aufgrund von zwischen der Druckplatte und dem Hebel auftretenden Schwingungen kommen kann. Außerdem führt die verringerte Schwingungsneigung des Hebels 58 zu einem geringeren Verschleiß der Schulter der Druckplatte 74.

Claims

1. Mit Reibschluss arbeitende Drehmomentübertragungsvorrichtung (20), zu der gehören:

ein antreibendes Element (22), das eine Drehachse aufweist;

eine mit dem antreibenden Element (22) drehfest verbundene Abdeckung (32);

eine mit der Abdeckung (32) drehfest verbundene Druckplatte (34);

eine sich in axialer Richtung erstreckende angetriebene Welle (24);

ein angetriebenes Element (36), das mit der angetriebenen Welle (24) drehfest verbunden ist, wobei das angetriebene Element (36) zwischen dem antreibenden Element (22) und der Druckplatte (34) angeordnet ist;

eine dem angetriebenen Element (36) zugeordnete Reibfläche (38), die mit dem antreibenden Element (22) in Eingriff gelangt, um ein Drehmoment von dem antreibenden Element (22) auf das angetriebene Element (36) zu übertragen;

eine sich um die angetriebene Welle (24) herum erstreckende Ausrückvorrichtung (28);

ein ringförmiges erstes Element (44) einer Einstellvorrichtung (42), das sich an einer bezüglich der Ausrückvorrichtung (28) radial weiter außen liegenden Position um die Achse herum erstreckt, wobei das ringförmige erste Element (44, 46) drehfest mit der Abdeckung (32) verbunden ist;

ein ringförmiges zweites Element (48) der Einstellvorrichtung (42), das benachbart zu dem ersten Element (44, 46) angeordnet ist und dieses berührt, wobei das zweite Element (48) eine Kurvenfläche (88) aufweist, die mit dem ersten Element (44, 46) in Berührung steht, so dass, wenn das zweite Element (48) in Bezug auf das erste Element (44, 46) eine Drehung ausführt, das zweite Element (48) mit dem ersten Element (44, 46) in Eingriff steht, um ein axiales Ende entweder des ersten Elements (44, 46) oder des zweiten Elements (48) bezüglich der Abdeckung (32) aus einer ersten axialen Stellung in eine zweite axiale Stellung zu bewegen;

ein längliches Vorspannelement (94), das in radialer Richtung weiter innen in Bezug auf das zweite Element (48) angeordnet ist, wobei das Vorspannelement (94) ein erstes Ende (104) und ein zweites Ende (102) aufweist, wobei das erste Ende (104) des Vorspannelements (94) in dem zweiten Element (48) aufgenommen ist und das zweite Ende (102) des Vorspannelements (94) von einer an der Abdeckung (32) befestigten Klammer (92) aufgenommen ist, zu der ein sich nach außen erstreckender Arm (98) gehört, wobei die Klammer (92) und der Arm (98) das Vorspannelement (94) in einer gekrümmten Lage halten, um einen inneren radialen Freiraum zur Verfügung zu stellen, wobei das zweite Element (48) mittels des länglichen Vorspannelements (94) vorgespannt ist, um sich bezüglich des ersten Elements (44, 46) zu drehen; und

ein sich radial erstreckendes Hebelelement (58), das zwischen der Ausrückvorrichtung (28) und der Einstellvorrichtung (42) angeordnet ist, wobei das Hebelelement (58) mit einem axialen Ende der Einstellvorrichtung (42) verbunden ist, das Hebelelement (58) mit dem axialen Ende der Einstellvorrichtung (42) und der Ausrückvorrichtung (28) zusammenwirkt, um die Druckplatte (34) zu bewegen, um das angetriebene Element (36) und das antreibende Element (22) miteinander in Eingriff zu bringen bzw. aus dem Eingriff zu nehmen, wobei sich das axiale Ende der Einstellvorrichtung (42) vor einem Verschleiß an der Reibfläche (38) bezüglich der Abdeckung (32) in der ersten axialen Stellung befindet, und das Hebelelement (58) ferner mit der Einstellvorrichtung (42) zusammenwirkt, um das axiale Ende der Einstellvorrichtung (42) nach einem an der Reibfläche (38) entstandenen Verschleiß bezüglich der Abdeckung (32) in die zweite axiale Stellung zu bewegen.

2. Mit Reibschluss arbeitende Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das axiale Ende in die zweite Stellung bewegt wird, wenn die Ausrückvorrichtung (28) einen Anschlag berührt, wobei sich der Anschlag bezüglich des antreibenden Elements (22) in einer festen Stellung befindet und die Ausrückvorrichtung (28) den Anschlag berührt, wenn die mit Reibschluss arbeitende Drehmomentübertragungsvorrichtung (20) vollkommen aus dem Eingriff gelangt ist.

3. Mit Reibschluss arbeitende Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Druckplatte (34) mittels einer Bolzenverbindungsanordnung (112) an der Abdeckung (32) befestigt ist, wobei zu der Bolzenverbindungsanordnung (112) ein axial sich erstreckender Bolzen (118) und ein Bolzengehäuse (120) gehören, wobei ein Ende des Bolzens (118) in der Druckplatte (34) aufgenommen ist, das andere Ende des Bolzens (118) einen breiteren Kopf (122) aufweist, das Bolzengehäuse (120) den Umfang des Bolzens (118) zwischen der Druckplatte (34) und dem Kopf (122) des Bolzens (118) umgibt, zwischen dem Bolzengehäuse (120) und dem Kopf (122) des Bolzens (118) ein Spiel vorgesehen ist, das eine axiale Bewegung des Bolzens (118) bezüglich des Bolzengehäuses (120) ermöglicht, das Bolzengehäuse (120) in einer Öffnung (126) in der Abdeckung (32) derart aufgenommen ist, dass eine Presspassung zwischen dem Bolzengehäuse (120) und der Abdeckung (32) gebildet ist, wobei die Druckplatte (34) bezüglich der Abdeckung (32) auf einer durch das Spiel definierten, axialen Strecke frei verschiebbar ist und sich um eine zusätzliche axiale Strecke bezüglich der Abdeckung (32) weiter verschieben lässt, wenn auf die Druckplatte (34) eine Kraft ausgeübt wird, die ausreicht, um den Halt der zwischen dem Bolzengehäuse (120) und der Abdeckung (32) vorhandenen Presspassung zu überwinden.

4. Mit Reibschluss arbeitende Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Druckplatte (34) mittels eines im Wesentlichen sich in Umfangsrichtung erstreckenden ersten Bügels (110) an der Abdeckung (32) befestigt ist und die Einstellvorrichtung (42) mittels eines im Wesentlichen sich in Umfangsrichtung erstreckenden zweiten Bügels (130) an der Druckplatte (34) befestigt ist, wobei der erste Bügel (110) mit einem Ende an der Druckplatte (34) und mit einem Ende an der Abdeckung (32) befestigt ist, der erste Bügel (110) ausreichend elastisch ist, um eine begrenzte axiale Bewegung der Druckplatte (34) bezüglich der Abdeckung (32) zu erlauben, und ausreichend starr ist, um die Druckplatte (34) an der Abdeckung (32) drehfest zu fixieren, der zweite Bügel (130) mit einem Ende an der Einstellvorrichtung (42) und mit einem Ende an der Druckplatte (34) befestigt ist und der zweite Bügel (130) ausreichend elastisch ist, um eine begrenzte axiale Bewegung der Einstellvorrichtung (42) bezüglich der Druckplatte (34) zu erlauben, und ausreichend starr ist, um die Einstellvorrichtung (42) an der Druckplatte (34) drehfest zu fixieren.

5. Mit Reibschluss arbeitende Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der der zweite Bügel (130) das erste Element (44, 46) der Einstellvorrichtung (42) von der Abdeckung (32) weg vorspannt.