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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft ganz allgemein eine reibschlüssige Drehmomentübertragungseinrichtung
und insbesondere eine reibschlüssige
Drehmomentübertragungseinrichtung,
die sich automatisch nachjustiert, um einen an einer Reibfläche der
Vorrichtung aufgetretenen Verschleiß zu kompensieren.
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HINTERGRUND
ZU DER ERFINDUNG
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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 reibschlüssigen
Drehmomentübertragungseinrichtung
ist ein Justieren oder ein Nachjustieren der relativen Position
der Eingriffselemente erforderlich, um einen an der Reibfläche aufgetretenen
Verschleiß zu
kompensieren.
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Bei
einer Reibungskupplung wird insbesondere ein Drehmoment von einem
Antriebsglied auf ein angetriebenes Glied übertragen, wobei jedes der Elemente
um eine Achse rotiert. Das angetriebene Glied ist zwischen dem Antriebsglied
und einer Druckplatte angeordnet. Im normalen Betrieb wirkt eine
Ausrückvorrichtung
mit der Druckplatte zusammen, um die Druckplatte auf Wunsch axial
gegen das angetriebene Glied zu bewegen, um die Kupplung in den
Eingriff zu bringen bzw. aus dem Eingriff zu nehmen. In dem Maße, wie
Verschleiß auf
einer Reibfläche
des angetriebenen Glieds auftritt, muss die Druckplatte um ein zusätzliches
axiales Inkrement bewegt werden, um das angetriebene Glied mit dem Antriebsglied
in Eingriff zu bringen. Daher ist es erforderlich, die relative
Stellung der Druckplatte hinsichtlich dieses Inkrements eines zusätzlich zurückzulegenden
Weges intern auszugleichen.
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Bei
den meisten Schwerlastreibungskupplungen wird die Nachjustierung
eines Ausrücklagers und
einer Federanordnung manuell durchgeführt, um den Verschleiß der Reibfläche des
angetriebenen Glieds 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, kommt
es zu einem Nachlassen der Reibsclusses der Kupplung.
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Aus
dem Stand der Technik ist auch eine Kupplung bekannt, die mit einer
automatischen Einstellvorrichtung ausgestattet ist. 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 Kupplungsglocke angeordnet, wodurch die Teile der Gefahr einer
Beschädigung
ausgesetzt sind und die Wahrscheinlichkeit eines Versagens erhöht wird.
Schwerwiegender noch ist, dass herkömmliche automatische Einstellvorrichtungen
häufig
den Verschleiß der Reibfläche nicht
vollkommen oder nicht rechtzeitig kompensieren. Dies liegt zum Teil
an einer unvollständigen
Anpassung oder daran, dass ein Anpassung zu spät erfolgt, nachdem die Reibfläche bereits verschlissen
ist.
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DE 43 22 506 A1 zeigt
eine reibschlüssige Drehmoment übertragungseinrichtung
mit einem Schwungrad, das ein Antriebsglied bildet, an dem ein Deckel
befestigt ist. In dem Raum zwischen dem Gehäuse und dem Schwungrad ist
eine Druckplatte angeordnet, wobei die Druckplatte drehfest mit
dem Gehäuse
verbunden ist. Eine axial sich erstreckende angetriebene Welle trägt eine
Kupplungsscheibe, die ein angetriebenes Glied und zwei Reibflächen bildet. Eine
Membranfeder spannt die Druckplatte gegen das Schwungrad vor, um
die Kupplungsscheibe reibschlüssig
an das Schwungrad und das Gehäuse
zu kuppeln.
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Eine
Ausrückanordnung
ist vorgesehen, um die Reibungskupplung auszurücken, wobei die Ausrückanordnung
um die angetriebene Welle herum angeordnet ist.
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In
dem Raum zwischen der Druckplatte und der Membranfeder ist eine
Einstellvorrichtung funktionsmäßig angeordnet,
die zwei kreisförmige
Ringe aufweist, die relativ zueinander zueinander rotieren können. Beide
Ringe sind mit kreisbogenförmigen Rampen
ausgestattet, die sich in axialer Richtung erstrecken. Einer der
Ringe weist einen sich radial erstreckenden Flansch auf, der mit
einer Kopfschraube zusammenwirkt, die in eine Buchse eingeführt ist,
die in einer entsprechenden Öffnung
der Druckplatte reibschlüssig
befestigt ist. Die Buchse und die Kopfschrauben wirken zusammen
als Sensoren für
den Verschleiß der
Kupplung sowie als Abstandslemente, um einen Raum zwischen der Druckplatte
und dem äußersten
Ring des Einstellmittels zu definieren.
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Es
ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung eine reibschlüssige Drehmomentübertragungseinrichtung
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
eines Deckels der Vorrichtung angeordnet sind. Ferner ist es eine
Aufgabe der Erfindung eine automatische Einstellvorrichtung zu schaffen,
die geeignet ist, die reibschlüssige
Drehmomentübertragungseinrichtung
unmittelbar und effizient während
des normalen Betriebes nachzujustieren.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
reibschlüssige
Drehmomentübertragungseinrichtung
enthält
eine Einstellvorrichtung, die dazu dient, die relative Stellung
eines Ausrücklagers und
einer Federanordnung in Abhängigkeit
des Verschleißes
einer Reibfläche
eines angetriebenen Glieds anzupassen. Die reibschlüssige Drehmomentübertragungseinrichtung überträgt ein Drehmoment
von einem Antriebsglied auf das angetriebene Glied, das an eine
axial sich erstreckende angetriebene Welle angekuppelt ist. An dem
Antriebsglied ist ein Deckel drehfest angebracht. Die Druckplatte
und das angetriebene Glied sind zwischen dem Antriebsglied und dem
Deckel eingefügt.
Um den Umfang der angetriebenen Welle herum ist eine Ausrückvorrichtung
angeordnet.
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Die
Einstellvorrichtung enthält
einen ersten ringförmigen
Nockenring und einen zweiten ringförmigen Nockenring, der neben
dem ersten ringförmigen
Nockenring angeordnet ist. Einander gegenüberliegende axiale Stirnseiten
der Nockenringe weisen sich entsprechende ringförmige, als Nocken wirkende
Rampenflächen
auf. Die Nockenringe sind gegeneinander drehbar, um eine axiale
Verschiebung der Nockenringe hervorzurufen. Bei jedem vollkommenen
Ausrücken
der Kupp lung erfolgt automatisch eine Nachjustierung der Kupplung.
Die Nachjustierung ist direkt proportional zu dem aufgrund des Verschleißes der
Reibflächen
angewachsenen Weg der Druckplatte und wird durch einen Zapfen oder
eine Zapfenanordnung ausgelöst,
die mit der Druckplatte zusammenwirkt. Der inkrementell zunehmende
Verschleiß der
Reibflächen
des angetriebenen Glieds wird unmittelbar in einen Spalt zwischen
den ringförmigen
Nockenringen umgesetzt. Die Nockenringe kämmen gegeneinander, um diesen
Spalt zu verstellen, wenn die Kupplung vollkommen ausgerückt ist.
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Die
Einstellvorrichtung ist an dem Deckel angebracht. Ein sich radial
erstreckender Hebel ist zwischen der Ausrückvorrichtung und der Einstellvorrichtung
angeordnet, in der der Hebel um ein axiales Ende der Einstellvorrichtung
drehgelenkig 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 den Eingriff zu nehmen. Vor dem Verschleiß der Reibfläche befindet
sich das axiale Ende der Einstellvorrichtung bezüglich des Deckels in einer
ersten Stellung. Der Hebel übt
eine Zugkraft auf das axiale Ende der Einstellvorrichtung aus, um
das axiale Ende der Einstellvorrichtung nach einem Auftreten von
Verschleiß an
der Reibfläche
bezüglich
des Deckels in eine zweite Stellung zu bewegen. Zu dieser Bewegung kommt
es, wenn die Kupplung vollkommen ausgerückt wird, Das erste Ausführungsbeispiel
weist zur Befestigung der Druckplatte an dem Deckel eine Zapfenanordnung
auf, die es der Druckplatte erlaubt, sich bezüglich des Deckels innerhalb
eines beschränkten
Bereichs in axialer Richtung ungehindert zu bewegen. Die Zapfenanordnung
ist mittels Presspassung an dem Deckel befestigt, und zwar in der Art,
dass eine die Presspassung übersteigende
Kraft in der Lage ist, die Zapfenanordnung bezüglich des Deckels zu bewegen.
Um eine Vorspannkraft auf die Einstellvorrichtung auszuüben, ist
die Druckplatte ferner mittels eines ersten Satzes von Bügeln an
dem Deckel 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.
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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.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine die Einbauumgebung einbeziehende Ansicht einer sich automatisch
nachstellenden Kupplung, die in einem Schwerlastfahrzeug montiert
ist.
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht der sich automatisch nachstellenden
Kupplung.
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3 zeigt
eine Schnittansicht der sich automatisch nachstellenden Kupplung.
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4 zeigt
eine perspektivische Explosionszeichnung einer Einstellvorrichtung
innerhalb der Kupplung.
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5 zeigt
eine fragmentarische ebene Ansicht der Einstellvorrichtung.
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6 zeigt
eine fragmentarische perspektivische Ansicht der sich automatisch
nachstellenden Kupplung.
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7 zeigt
einen Ausschnitt einer radialen Schnittansicht der sich automatisch
nachstellenden Kupplung, die eine Zapfenverbindungsanordnung aufweist.
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8 stellt
in einer vergrößerten Teilansicht, im
Schnitt, einen Abschnitt der sich automatisch nachstellenden Kupplung
dar.
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9A zeigt
im Ausschnitt eine radiale Schnittansicht der Kupplung in einer
Einrückstellung.
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9B zeigt
im Ausschnitt eine radiale Schnittansicht der Kupplung in einer
mittleren Ausrückstellung
vor der Nachjustierung.
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9C zeigt
im Ausschnitt eine radiale Schnittansicht der Kupplung in einer
vollkommen ausgerückten
Stellung nach der Nachjustierung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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In 1 ist
eine Reibschlüssige
Drehmomentübertragungseinrichtung
in Form einer Schwerlastkupplung 20 dar gestellt, die wahlweise
ein Drehmoment von einem Motorschwungrad 22 auf eine angetriebene
Welle 24 eines Fahrzeuggetriebes 26 überträgt. Das
Schwungrad 22 ist das Antriebsglied, 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 äußerste rechte
Stellung bewegt wird.
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In 2 und 3 ist
das mit einem Deckel 32 drehfest gekuppelte Schwungrad 22 dargestellt. Der
Deckel 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
festem Abstand entfernt ist. Eine Druckplatte 34 und ein
angetriebenes Glied 36 sind zwischen dem Schwungrad 22 und
dem Deckel 32 drehbar um eine Antriebsachse A-A eingebettet.
Das angetriebene Glied 36 ist drehfest an der axial sich
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 Glied 36 und
das Schwungrad 22 reibschlüssig miteinander in Eingriff
zu bringen, um eine Übertragung
eines Drehmoments von dem Schwungrad 22 auf die angetriebene
Welle 24 zu ermöglichen.
Das angetriebene Glied 36 weist auf jeder seiner axialen
Seiten einen Reibbelag 38 auf. In 2 ist die
relative Dicke des Reibbelags 38 vergrößert dargestellt, um die Wir kung
des im Laufe der Lebensdauer der Kupplung 20 an einer Reibfläche 40 des
Reibbelags 38 auftretenden Verschleißes hervorzuheben:
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Aufgrund
des Verschleißes
der Reibfläche 40 ist
es erforderlich, das angetriebene Glied 36 um eine zusätzliche
axiale Entfernung nach links zu bewegen, um einen Eingriff mit dem
Schwungrad 22 zu erreichen. Bei Betätigung der Kupplung, und zwar dann,
wenn diese vollkommen ausgerückt
wird, wird die Kupplung durch eine Einstellvorrichtung 42 automatisch
nachgestellt, um diesen Verschleiß auszugleichen.
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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 dem Deckel 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
den Deckel 32 im Sinne einer begrenzten Drehbewegung gelagert.
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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 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 gegenüber dem Schwungrad 22 und
ermöglicht
ein Zurücksetzen
der Ausrückvorrichtung 28 in
eine Kontrollposition, um eine Anpassung der Kupplung 20 zu
ermöglichen.
Eine andere Ausführung
eines Anschlags könnte
aus dem Deckel 32 ragen, um der Ausrückvorrichtung 28 in
axialer Richtung eine Kontrollposition für die Bewegung vorzugeben,
wobei der Anschlag eine äußerste rechte
Stellung für
die Ausrückvorrichtung
festlegt.
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Zwischen
dem Deckel 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 8 zu sehen, wird ein radial
weiter innen liegender Abschnitt 60 eines jeden Hebels 58 in
einer in dem Haltering 54 ausgebildeten peripheren Nut 62 aufgenommen.
Ein radial weiter außen
liegender Abschnitt 64 eines jeden Hebels 58 weist
eine Öffnung 66 auf,
die eine an einer linken Stirnseite des Einstellrings 44 ausgebildete,
nach links herausragende Drehgelenkverlängerung 68 aufnimmt.
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Eine
nach links sich erstreckende Auskragung 72 des Hebels 58 befindet
sich zwischen dem radial innenliegenden Abschnitt 60 und
dem radial weiter außen
angeordneten Abschnitt 64 eines jeden Hebels. Die Auskragung 72 steht schwenkbar
und unter Vorspannung mit einer auf der rechten Seite der Druckplatte 34 ausgebildeten
ringförmigen Schulter 74 in
Berührung.
Dementsprechend führt eine
Bewegung der Halteringanordnung 28 nach links dazu, dass
der Hebel 58 eine nach links gerichtete Kraft auf die Druckplatte
ausübt,
um die Kupplungselemente in Eingriff zu bringen.
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In 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 dem Deckel 32 befestigt, lassen sich jedoch
beschränkt
in axialer Richtung bewegen. Dem rechten Nockenring 48 ist andererseits
eine begrenzte Drehbewegung gegenüber dem Deckel 32 möglich.
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Eine
axiale Stirnseite 79 des gegenüber dem Einstellring 44 angeordneten
linken Nockenrings 46 weist mehrere ringförmige Rampen 80 auf.
Die Rampen 80 erweitern die Umfangsabmessung des linke Nockenrings 46.
Jede der Rampen 80 erstreckt sich von einer ersten axialen
Höhe 82 hin
zu einer zweiten axialen Höhe 84 und
definiert eine axial sich zwischen den Rampen erstreckende Leiste 86.
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Eine
axiale Stirnseite 87 des rechten Nockenrings 48 weist
mehrere ringförmige
Rampen 88 auf. Die entgegengesetzte axiale Stirnseite 89 des rechten
Nockenrings 48 berührt
den Deckel 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 zu kämmen. Ferner
weisen die Berührungsflächen der Rampen 80 und 88 Kerbverzahnungen 90 auf.
Die Kerbverzahnungen 90 unterstützen ein 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 Nockenrings 48 gegen den linken
Nockenring 46 zu drehen als ohne Kerbverzahnungen. Die
Kerbverzahnungen 90 sind nicht unbedingt in jeder Bauart
von Kupplungen gewünscht.
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Der
rechte Nockenring 48 ist durch eine Federanordnung 91 vorgespannt,
um sich bezüglich des
Deckels 32 zu drehen. Die Federanordnung 91 enthält eine
Klammer 92 und eine Feder 94. Die Klammer 92 ist
mittels Nieten 95 an dem Deckel 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 wird
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 gekrümmten Lage beibehält, wodurch
ein innerer radialer Spielraum 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 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
wird, und das andere Ende der Feder 94 bildet eine zweite
Mitnehmerscheibe 104, die in der Aussparung 100 aufgenommen
wird. Eine Anzeigekontaktnase 106 ragt aus dem rechten
Nockenring 48 durch einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden
Schlitz 108 in dem Deckel 32.
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Die
Anzeigekontaktnase 106 lässt erkennen, wie weit sich
der rechte Nockenring 48 bezüglich des Deckels 32 gedreht
hat, und zeigt damit den Grad einer stattgefundenen Nachjustierung
der Kupplung 20 an. Ferner lässt sich die Anzeigekontaktnase 106 dafür einsetzen,
um die Einstellvorrichtung 42 nach Austausch der Reibbeläge 38 in
den Ausgangszustand zu versetzen.
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Wie
in Phantomdarstellung in 5 gezeigt, übt eine Drehung des rechten
Nockenrings 48 gegen den Uhrzeigersinn eine Kraft auf die
Feder 94 aus. Gespannt übt
die Feder 94 eine Vorspannkraft auf den rechten Nockenring 48 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, bewegen den Einstellring 44 aus
einer ersten axialen Stellung in eine zweite axiale Stellung, wobei die
zweite axiale Stellung in axialer Richtung weiter von der Wand 33 des
Deckels 32 beabstandet ist als die erste axiale Stellung.
Das Kämmen
erhöht
dabei eine axiale Verschiebung des linken Nockenrings und des rechten
Nockenrings. Die Vorrichtung 42 ist so ausgelegt, das keine
Nachjustierung mehr erfolgt, wenn die Kupplung vollkommen abgenutzt
ist. Wenn die Reibflächen 40 vollkommen
abgenutzt sind, berührt
die Nase 106 ein Ende des Schlitzes 108 und verhindert
damit eine weitere Drehung des rechten Nockenrings 48.
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Wie
in 3 und 6 zu sehen, ist die Druckplatte 34 mittels
eines Bügels 110 und
einer Zapfenverbindungsanordnung 112 an dem Deckel 32 befestigt.
Obwohl eine Vielzahl von Bügeln 110 und Zapfenverbindungsanordnungen 112 rund
um den Deckel 32 beabstandet angeordnet sind, wird im folgenden
zur Vereinfachung lediglich ein einzelner Satz erläutert. Jeder
der Bügel 110 erstreckt
sich bezüglich
des Deckels 32 in einer im Wesentlichen entlang dem Umfang
verlaufenden Richtung. Das eine Ende 114 des Bügels 110 ist
an dem Deckel 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 des
Deckels 32 in axialer Richtung zu ermöglichen, ist jedoch im übrigen ausreichend
starr, um eine Drehung der Druckplatte bezüglich des Deckels 32 zu
verhindern.
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Wie
in 3 und 7 deutlicher zu sehen, enthält die Zapfenverbindungsanordnung 112 einen Zapfen 118 und
ein Zapfengehäuse 120.
Der Zapfen 118 ist mittels Gewinde in einem radial weiter
außen liegenden
Abschnitt der Druckplatte 34 befestigt. Ein entgegengesetztes
Ende des Zapfens 118 weist einen verbreiterten Kopf 122 auf.
Das Zapfengehäuse 120 erstreckt
sich um den Umfang des Zapfens 118 herum zwischen der Druckplatte 34 und
dem Kopf 122.
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Zwischen
dem Zapfengehäuse 120 und
dem Kopf 122 des Zapfens 118 ist ein geringes
Spiel 124 vorgesehen, das der Druckplatte 34 eine
geringe relative Bewegung erlaubt. Hierdurch lässt sich die Druckplatte 34 über eine
durch das Spiel 124 definierte axiale Distanz frei verschieben.
Während
des normalen Betriebes erlaubt das Spiel 124 eine ausreichende
axiale Bewegung der Druckplatte gegenüber dem Deckel 32,
um die Kupplung ein- und auszurücken.
Das Zapfengehäuse 120 sitzt
in einer als Presspassung zwischen der äußeren Abmessung des Zapfengehäuses 120 und
der Öffnung 126 ausgelegten Öffnung 126 des
Deckels 32. Unter der Voraussetzung, dass die Kraft ausreichend
groß ist,
um die Presspassung zwischen dem Zapfengehäuse 120 und dem Deckel 32 zu überwinden,
lässt sich
die Druckplatte 34 um eine durch die axiale Abmessung des Zapfengehäuses 120 definierte,
zusätzliche
axiale Distanz verschieben.
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7 veranschaulicht
eine radiale Schnittansicht der Zapfenverbindungsanordnung 120 und des
Bügels 110.
Die Kupplung 20 ist in der ausgerückten Stellung dargestellt,
so dass ein Spiel 124 zwischen dem Kopf 122 des
Zapfens 118 und dem Zapfengehäuse 120 besteht.
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Es
wird wiederum auf die 3 und 6 Bezug
genommen und angenommen, dass die Einstellvorrichtung 42 in
einer in dem Deckel 32 ausgebildeten ringförmigen Ausnehmung 128 gelagert
ist und mittels eines Bügels 130 an
dem Deckel 32 befestigt ist. Obwohl eine Vielzahl von Bügeln 130 rund um
den Deckel 32 beabstandet angeordnet sind, wird zur Vereinfachung
nur einer der Bügel
beschrieben. Jeder der Bügel 130 erstreckt
sich bezüglich
des Deckels 32 im Wesentlichen in Umfangsrichtung. Ein Ende 132 des
Bügels 130 ist
mittels des Zapfens 118 an der Druckplatte 34 befestigt,
während
das andere Ende 134 an der axialen Stirnseite 136 des
Einstellrings 44 an einer von den 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 des
Deckels 32 und der Druckplatte 34 zu ermöglichen,
ist jedoch ansonsten ausreichend starr, um eine Drehung des Einstellrings 44 bezüglich des
Deckels 32 zu verhindern. Der nicht unmittelbar an dem Einstellring 44 oder
dem linken Nockenring 46 befestigte rechte Nockenring 48 ist
zwischen dem Deckel 32 und dem linken Nockenring 44 eingebettet.
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Der
Bügel 130 dient
zusätzlich
dazu, den Einstellring 44 gegen den Hebel 58 oder
nach links vorzuspannen, wie in 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 gegenüber
dem Hebel 58 und der Druckplatte 34, kommt es
daher zur Bildung eines Spaltes zwischen dem linken Nockenring 46 und
dem rechten Nockenring 48. Die Bedeutung dieser Tatsache
wird nach Erläuterung
des Zusammenwirkens des Hebels mit dem Ring der Einstellvorrichtung 42 offenkundig.
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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 Glieds 36 eingetreten ist, bewegt sich der
Haltering 54 um eine konstante Strecke aus der Einrückstellung
in die vollkommen ausgerückte
Stellung der Kupplung 20. In ähnlicher Weise bewegt sich
die Druckplatte 34 um eine konstante Strecke aus einer
Einrückstellung
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 Spiels 124 erlaubt
die Zapfenanordnung 112 der Druckplatte eine freie Bewegung über diese
Distanz.
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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 und mit
dem Bezugszeichen 138 bezeichnet. In diesem Zwischenzustand
der Kupplung 20 ist die axiale Bewegung der Druckplatte
weiter als das durch die Zapfenanordnung 112 vorgesehene
Spiel 124. Um zu erreichen, dass sich die Druckplatte 34 um
die zusätzliche
Strecke "d" weiter bewegt, wird
daher das Zapfengehäuse 120 bezüglich des
Deckels um eine axiale Entfernung "d" bewegt.
Wie in 3 zu sehen, übt
der Kopf 122 des Zapfens 118 eine Kraft auf ein
rechtes Ende des Zapfengehäuses 120 aus.
Da die Kraft der Schraubenfedern 56 größer ist als die Kraft der Presspassung
zwischen dem Zapfengehäuse 120 und dem
Deckel 32, wird das Zapfengehäuse 120 anschließend bezüglich des
Deckels 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.
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Wie
in 7 zu sehen, ist die Druckplatte 34 nun
von einem Ende des Deckels 32 aufgrund der Zapfenanordnung 112 um
eine zusätzliche
Entfernung "d" weiter beabstandet.
Die zuvor eingestellte Stellung des Deckels 32 bezüglich der
Druckplatte 34 ist in Phantomdarstellung gezeigt. Die Kraft
der Presspassung zwischen dem Zapfengehäuse 120 und dem Deckel 32 ist
ausreichend bemessen, um eine axiale Bewegung des Zapfengehäuses 120 bezüglich des
Deckels 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.
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Während der
Anpassung berührt
die Druckplatte 34 ein linkes Ende 140 des Zapfengehäuses 120,
wenn die Ausrückvorrichtung 28 in
die vollkommen ausgerückte
Stellung bewegt wird. Das Zapfengehäuse 120 verhindert
eine weitere Bewegung der Druckplatte nach rechts. Der Bügel 130 übt eine
nach links gerichtete Vorspannkraft auf den Einstellring 44 gegen
die Druckplatte 34 aus. Diese Vorspannkraft bewegt den
Einstellring 44 und den linken Nockenring 46 nach
links, wodurch der Spalt "d" entsteht. Der Spalt "d" wird zwischen dem linken Nockenring 46 und
dem rechten Nockenring 48 gebildet.
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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. Hierdurch wird ein äußerstes linkes
axiales Ende der Einstellvorrichtung aus einer ersten Stellung in
eine zweite Stellung bewegt, wobei die zweite Stellung um eine größere axiale
Distanz von dem Deckel 32 beabstandet ist als die erste
Stellung.
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In 9A–9C ist
der Vorgang des Kämmens
der Einstellvorrichtung 42 aus einer anderen Querschnittsansicht
veranschaulicht. Die radialen Querschnitte zeigen die rela tive Stellung
der Kupplungsglieder vor bzw. nach der Anpassung. In 9A ist
die Kupplung in einer Einrückstellung
gezeigt, nach einem eingetretenen Verschleiß der Reibfläche 40 des
angetriebenen Glieds 36. Aufgrund des Verschleißes der
Reibfläche 40 hat
sich die Druckplatte um eine zusätzliche
axiale Distanz bewegt, um das angetriebene Glied 36 mit
dem Schwungrad 22 in Eingriff zu bringen.
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In 9B ist
die Kupplung in einer Zwischenstellung des Ausrückens 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.
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In 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 3 gezeigt. Der radial weiter außen liegende
Abschnitt 64 des Hebels 58 bewegt den Einstellring
mit Hebelkraft weg von dem Deckel 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 Längskämmen der
Rampen 80 und 88 zur Folge, um die axiale Verschiebung
der Einstellvorrichtung 42 zu vergrößern und den Spalt zu schließen.
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Diese
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.
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Durch
die Verwendung einer mit der beschriebenen erfindungsgemäßen automatischen
Einstellvorrichtung ausgestatteten 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 Zapfen oder eine Zapfenanordnung ausgelöst, die mit der Druckplatte
zusammenwirkt. Das Inkrement des Verschleißes der Reibfläche des angetriebenen
Glieds 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, die zu einer Beschädigung von Komponenten
führen
könnten,
geschützt.
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Die
erfindungsgemäße Kupplung
gleicht den Verschleiß des
mechanischen Gestänges
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.
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Das
Ausführungsbeispiel
nach 1–9 weist die Kontaktnase 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 ist
ohne Zerlegen der Kupplung zugänglich.
Darüber
hinaus gleicht die Einstellvorrichtung Herstellertoleranzen der
Deckelanordnung aus, indem eine Initialisierung der Kupplung bei
einem ersten vollständigen
Ausrücken
ermöglicht
ist.
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Ferner
sorgt 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 verringert
die Dämpfung
der Schwingung des Hebels 58 den Verschleiß der Schulter
der Druckplatte 74.