Kupplunqsaggreqat

Die Erfindung betrifft Kupplungsaggregate, bestehend aus wenigstens einer Reibungskupplung mit einer Druckscheibe, die drehfest, jedoch axial begrenzt verlagerbar mit einem Gehäuse verbunden ist, wobei zwischen Gehäuse und Druckscheibe eine in axialer Richtung verschwenkbare Hebelanordnung vorgesehen ist, die durch eine Betätigungseinrichtung zum Schließen der Kupplung beaufschlagbar ist, wobei zwischen Hebelanordnung und Gehäuse eine zumindest den Verschleiß der Reibbeläge einer Kupplungsscheibe wenigstens teilweise kompensierende Nachstelleinrichtung wirksam ist, wobei weiterhin die Hebelanordnung über einen gegenüber dem Gehäuse verdrehbaren Nachstellring am Gehäuse axial abgestützt ist und mittels Federmittel axial in Richtung des Nachstellringes beaufschlagbar ist, wobei die Federmittel eine axiale resultierende Abstützkraft erzeugen, die der auf die Hebelanordnung einleitbaren Kupplungsschließkraft axial entgegengerichtet ist.

Derartige Kupplungsaggregate mit einer einzigen oder zwei Kupplungen sind beispielsweise durch die DE 10 2004 018 377 A1 vorgeschlagen worden.

Kupplungen mit einer automatischen Nachstellung sind beispielsweise auch durch die DE 29 16 755 A1 und DE 35 18 781 A1 vorgeschlagen worden, wobei bei diesen Kupplungen eine praktisch gleich bleibende Kraftbeaufschlagung der Druckplatte durch die Anpressfeder bewirkt werden soll.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Kupplungsaggregate der eingangs genannten Art derart zu gestalten, dass sie zumindest in axialer Richtung nur einen geringen Bauraum erfordern. Ein weiteres Ziel, das der vorliegenden Erfindung zu Grunde lag, war es, auch den Betätigungsweg des auf die Hebelanordnung einwirkenden und die Schließkraft in die Kupplung einleitenden Betätigungselements über die Lebensdauer der Kupplung klein bzw. im Wesentlichen konstant zuhalten. Weiterhin soll ein erfindungsgemäß ausgebildetes Kupplungsaggregat eine optimierte Funktionsweise und eine hohe Lebensdauer sowie kostengünstige Herstellung gewährleisten.

Die vorerwähnten Aufgaben bzw. Ziele werden unter anderem dadurch gelöst bzw. erreicht, dass die Hebelanordnung axiale Federeigenschaften aufweist, welche bewirken, dass diese in Richtung einer kegelstumpfförmigen Lage gedrängt wird, die dem offenen Zustand der Rei-

bungskupplung entspricht, wobei über den zum Schließen der Reibungskupplung notwendigen Verschwenkweg bzw. Verschwenkwinkel die Hebelanordnung eine ansteigende Kraft- Weg-Federkennlinie aufweist und die auf diese Hebelanordnung axial einwirkenden Federmittel eine Kraft-Weg-Kennlinie erzeugen, die zumindest im Arbeitsbereich, über den die Federmittel für den zumindest teilweisen Verschleißausgleich verformt werden, abfallend ist. Zweckmäßig ist es, wenn die eine axiale Abstützkraft auf die Hebelanordnung aufbringenden Federmittel über ihren gesamten, über die Lebensdauer der Reibungskupplung notwendigen Arbeitsbereich eine abfallende Kraft-Weg-Kennlinie besitzen. über den Ausrückweg der Reibungskupplung nimmt also die durch die Federmittel auf die Hebelanordnung ausgeübte axiale Federkraft ab, wird also kleiner.

Die vorerwähnte Federkennlinie der Hebelanordnung kann über den Arbeitsbereich, der für die Gesamtlebensdauer der Reibungskupplung notwendig ist, zumindest annähernd linear verlaufen. Die verwendbaren Federkennlinien können jedoch auch zumindest bereichsweise eine Krümmung aufweisen.

Die Hebelanordnung kann in vorteilhafter Weise durch eine Mehrzahl von in ringförmiger Anordnung radial ausgerichteten Hebeln gebildet sein. Um einer solchen Hebelanordnung die notwendigen axialen Federeigenschaften zu verleihen, können die einzelnen Hebel untereinander gekoppelt sein, wobei zur Koppelung einstückig mit den Hebeln ausgebildete Verbindungsabschnitte vorgesehen werden können. Diese Verbindungsabschnitte können gemeinsam mit den Hebeln einen ringförmigen Energiespeicher bilden. Die zwischen den benachbarten Hebeln vorgesehenen Verbindungsabschnitte können jedoch auch in radialer Richtung einen schlaufenförmigen Verlauf besitzen. Durch entsprechende Ausgestaltung der zwischen den einzelnen Hebeln vorhandenen Verbindungsabschnitte kann somit die für die Hebelanordnung gewünschte Federcharakteristik realisiert werden. Zusätzlich zu oder alternativ für die Verbindungsabschnitte kann ein ringartiges z. B. tellerfederartiges Federelement zum Einsatz kommen, das zumindest axial mit den einzelnen Hebeln verbunden ist.

Die Hebelanordnung kann in vorteilhafter Weise in der Reibungskupplung derart verbaut sein, dass sie radial außen an einer vom Nachstellring getragenen, ringförmigen Abwälzauflage nach Art eines einarmigen Hebels verschwenkbar ist. Hierfür wird die Hebelanordnung durch die vorerwähnten Federmittel axial gegen die Abwälzauflage gedrängt. Die Abwälzauflage kann einstückig mit dem Nachstellring ausgebildet sein. Die Abwälzauflage kann jedoch auch

durch ein zusätzliches z. B. ringförmiges Bauteil, welches vom Nachstellring abgestützt wird, gebildet sein.

Zur Bildung der Nachstelleinrichtung kann es zweckmäßig sein, wenn der Nachstellring am Kupplungsgehäuse über ein in ringförmiger Anordnung vorgesehenes Rampensystem abgestützt ist. Das Rampensystem besitzt in vorteilhafter Weise eine Mehrzahl von sich in Um- fangsrichtung erstreckenden und in axialer Richtung sich erhebenden Rampen. Der Steigungswinkel der Rampen ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine Selbsthemmung innerhalb des Rampensystems vorhanden ist, so dass ein Abrutschen der Rampen vermieden werden kann. Falls notwendig, können die Rampen entlang ihrer Erstreckung mit einer gewissen Rauhigkeit bzw. mit geringen Profilierungen versehen sein, die in Nachstellrichtung eine Verlagerung der Rampen ermöglichen, ein Abrutschen derselben jedoch verhindern. Die Nachstellfunktion des Rampensystems kann in einfacher Weise mittels wenigstens eines Energiespeichers gewährleistet werden, der das Rampensystem in Nachstellrichtung verspannt.

Die axiale Beaufschlagung der Hebelanordnung in Richtung der Schwenklagerung mittels der Federmittel kann in vorteilhafter Weise radial innerhalb des die Schwenklagerung tragenden Nachstellringes erfolgen. Die die axiale Abstützkraft für die Hebelanordnung aufbringenden Federmittel können sich mittelbar oder unmittelbar an der Hebelanordnung abstützen. In vorteilhafter Weise können diese Federmittel ein tellerfederartiges Element umfassen, welches wirkungsmäßig zwischen dem Gehäuse und der Hebelanordnung verspannt ist. Ein derartiges tellerfederartiges Element kann axial zwischen Gehäuseboden und Hebelanordnung verspannt sein. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, ein derartiges tellerfederartiges Element auf der dem Gehäuseboden abgekehrten Seite der Hebelanordnung vorzusehen, wobei es dann zweckmäßig sein kann, wenn Abstützmittel vorhanden sind, welche mit dem Gehäuse verbunden sind, die Hebelanordnungen axial durchdringen und als axiale Abstützung für das tellerfederartige Element dienen.

Die Federmittel können weiterhin Federelemente umfassen, die axial zwischen dem Gehäuse und der Druckscheibe verspannt sind. Derartige Federelemente können beispielsweise durch so genannte Blattfedern gebildet sein. Derartige Blattfedern sind mit einem Ende mit dem Gehäuse und mit dem anderen Ende mit der Druckscheibe fest verbunden. Solche zwischen Gehäuse und Druckscheibe verspannte Federelemente (wie Blattfedern) können einerseits die Drehmomentübertragung zwischen Gehäuse und Druckscheibe und andererseits die axia-

Ie Verlagerung der Druckscheibe während der Kupplungsbetätigung gewährleisten. Vorzugsweise sind diese Federelemente derart verspannt verbaut, dass sie die Druckscheibe axial in öffnungsrichtung der Kupplung beaufschlagen bzw. drängen.

Für die Funktion des Kupplungsaggregates bzw. der Reibungskupplung kann es besonders vorteilhaft sein, wenn zwischen den Rücken an Rücken angeordneten Reibbelägen der Kupplungsscheibe eine Belagfederung vorhanden ist. Eine solche Belagfederung bewirkt, dass eine zusätzliche axiale Abstützkraft in Richtung der Schwenklagerung auf die Hebelanordnung ausgeübt wird, sobald die Reibbeläge durch die Druckscheibe axial aufeinander zu bewegt werden, wodurch die Belagfederung verspannt wird.

Für die Funktion der Nachstelleinrichtung ist es besonders vorteilhaft, wenn zumindest annähernd bei Anlage der Druckscheibe an dem ihr benachbarten Reibbelag der Kupplungsscheibe und bei fehlendem Reibbelagverschleiß die in Schließrichtung auf die Hebelanordnung einwirkenden Kräfte im Gleichgewicht stehen mit der auf die Habelanordnung axial entgegen der Schließrichtung einwirkenden resultierenden Federkraft, welche die Hebelanordnung in Richtung der vom Gehäuse getragenen Abwälzauflage drängt. Diese resultierende Federkraft wird zumindest erzeugt durch wenigstens ein zwischen Gehäuse und Hebelanordnung verspanntes, tellerfederartiges Bauteil, weiterhin durch zwischen Druckscheibe und Gehäuse verspannte Blattfedern und gegebenenfalls durch eine in Folge der Abstützung der Druckscheibe an dem benachbarten Reibbelag mittels der Belagfederung erzeugte axiale Kraft.

In vorteilhafter Weise kann das Kupplungsaggregat derart aufgebaut sein, dass der Verschleißausgleich mittels der Nachstelleinrichtung zumindest im Wesentlichen während einer öffnungsphase des Kupplungsaggregates erfolgt. Die Auslegung der Nachstelleinrichtung und deren Abstimmung auf die übrigen Bauteile des Kupplungsaggregates bzw. der Reibungskupplung erfolgt vorzugsweise derart, dass die Verschleißnachstellung zumindest annähernd bei voll entspannter Belagfederung während einer öffnungsphase des Kupplungsaggregates bzw. der Reibungskupplung erfolgt.

Weitere sowohl funktionelle als auch konstruktive Vorteile werden in Zusammenhang mit der folgenden Figurenbeschreibung näher erläutert.

Dabei zeigen:

Figur 1 einen Halbschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgestaltete

Reibungskupplung,

Figur 2 ein Detail der Nachstelleinrichtung in Figur 1 ,

die Figuren 3 bis 7 Diagramme mit verschiedenen Kennlinien, aus denen das Zusammenwirken der einzelnen Feder- und Nachstellelemente einer erfindungsgemäß ausgestalteten Reibungskupplung zu entnehmen ist und

Figur 8 ein Doppelkupplungsaggregat mit einer Reibungskupplung gemäß

Figur 1.

Das in Figur 1 im Halbschnitt und schematisch dargestellte Kupplungsaggregat 1 umfasst wenigstens eine Reibungskupplung 2. Die Reibungskupplung 2 besitzt ein Gehäuse 3 und eine mit diesem drehfest, jedoch begrenzt axial verlagerbare Druckscheibe 4. Zwischen der Druckscheibe 4 und dem Gehäuse 3 ist ein Hebelelement 5 angeordnet, das in seiner Konizität veränderbar ist und hier eine Federung bzw. Elastizität im Sinne eines öffnens der Kupplung 2 aufweist. Zum Schließen der Kupplung 2 werden die radial inneren Spitzen 6 und der das Hebelelement 5 bildende Hebel 7 mittels eines zumindest im Wesentlichen die Schließkraft in die Kupplung 2 einleitenden Betätigungselementes 8 beaufschlagt. Das Betätigungselement 8 umfasst in vorteilhafter Weise ein Wälzlager und bildet einen Bestandteil eines Betätigungssystems, welches als pneumatisches, hydraulisches, elektrisches oder mechanisches Betätigungssystem ausgebildet sein kann oder aber eine Kombination der erwähnten Betätigungsmöglichkeiten aufweist, also beispielsweise als elektrohydraulisches Betätigungssystem ausgebildet ist. Das Hebelelement 5 ist in vorteilhafter Weise durch eine Vielzahl von in ringförmiger Anordnung vorgesehenen Hebeln 7 gebildet, die in vorteilhafter Weise in Umfangsrichtung miteinander verbunden sind. Die zwischen den einzelnen Hebeln 7 vorhandenen Verbindungen können dabei einstückig mit den Hebeln ausgebildet sein oder aber durch ein zusätzliches Federelement, z. B. ringförmige Tellerfeder, das mit den Hebeln 7 verbunden ist. Die zwischen den einzelnen Hebeln 7 vorhandenen Verbindungen sind dabei zweckmäßiger Weise derart ausgebildet, dass das Hebelelement 5 eine axiale Elastizität aufweist, die die Möglichkeit einer Konizitätsveränderung des Hebelelements 5 gewährleistet. Derartige Hebelelemente sind beispielsweise durch die DE 103 40 665 A1 , EP 09 92 700 B1 , DE 199 05 373 A1 und EP 14 52 760 A1 vorgeschlagen worden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Hebelelement 5 axial zwischen dem Boden 9 des Gehäuses 3 und der Druckscheibe 4 angeordnet.

Zwischen der Druckscheibe 4 und dem Gehäuse 3 sind Federelemente 10 vorgesehen, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als so genannte Blattfedern ausgebildet sind. Die Federelemente 10 gewährleisten die Drehmomentübertragung zwischen dem Gehäuse 3 und der Druckscheibe 4. Weiterhin ermöglichen diese als Blattfedern ausgebildeten Federelemente 10 eine axiale Verlagerung der Druckscheibe 4 gegenüber dem Gehäuse 3. Die Federelemente 10 besitzen eine definierte axiale Vorspannung, die gewährleistet, dass die Druckscheibe 4 in öffnungsrichtung der Kupplung 2 beaufschlagt wird. Dadurch wird gewährleistet, dass die Druckscheibe 4 mittels der Federelemente 10 stets axial in Richtung des Hebelelements 5 gedrängt wird. Durch diese Wirkung der Federelemente 10 wird bei normalen Betriebsbedingungen das Hebelelement 5 gegen eine vom Gehäuse 3 getragene, ringförmige Abstützung 11 gedrängt. Die ringförmige Abstützung 11 ist von einem ringförmigen Bauteil 12 getragen bzw. gebildet, welches Bestandteil einer Nachstelleinrichtung 13 ist, mittels der zumindest der an den Reibbelägen 14 einer Kupplungsscheibe 15 auftretende Verschleiß wenigstens teilweise automatisch ausgeglichen werden kann. Die Reibbeläge 14 werden zwischen der Druckscheibe 4 und der Gegendruckplatte 16 beim Schließen der Kupplung 2 eingespannt. Das Gehäuse 3 ist mit der Gegendruckplatte 16 fest verbunden. Die Gegendruckplatte 16 kann Bestandteil eines Kupplungsaggregates sein, welches zwei Kupplungen aufweist. Derartige Kupplungsaggregate können beispielsweise in Verbindung mit so genannten Lastschaltgetrieben Verwendung finden. Die Gegendruckplatte 16 kann jedoch auch unmittelbar mit der Abtriebswelle eines Motors verbunden sein.

Zwischen den axial Rücken an Rücken angeordneten Reibbelägen 14 ist vorzugsweise eine so genannte Belagfederung 17 vorgesehen. Derartige Belagfederungen sind beispielsweise durch die DE 198 57 712 A1, DE 199 80 204 T1 oder DE 29 51 573 A1 bekannt geworden.

Wie in Figur 2 schematisch dargestellt ist, besitzt das als Nachstellring ausgebildete ringförmige Bauteil 12 in Umfangsrichtung verlaufende, in axialer Richtung sich erhebende Rampen 18, die sich an vom Gehäuse 3 getragenen Gegenrampen 19 abstützen. In Umfangsrichtung wird der Nachstellring 12 von Federn 20 beaufschlagt, die zwischen dem Gehäuse 3 und dem Nachstellring 12 verspannt sind. Die Gegenrampen 19 können in vorteilhafter Weise unmittelbar durch im Bereich des Gehäusebodens 9 angeformte Rampen bebildet sein.

Weitere Einzelheiten bezüglich der Funktionsweise einer Nachstelleinrichtung 13, der Ausgestaltungsmöglichkeiten für die Rampen 18 und Gegenrampen 19 sowie der Auslegung und Anordnung der Federn 20 können aus der DE 42 39 291 A1 , DE 42 39 289 A1 , DE 43 22 677 A1 und der DE 44 31 641 A1 entnommen werden.

Durch die Verwendung einer Belagfederung 17 kann beim Schließen der Reibungskupplung 2 ein progressiver Aufbau des übertragbaren Drehmomentes gewährleistet werden.

Das Hebelelement 5 wird zusätzlich in öffnungsrichtung der Kupplung 2 durch ein Federelement 21 beaufschlagt, welches wirkungsmäßig axial verspannt ist zwischen dem Gehäuse 3 und dem Hebelelement 5. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieses Federelement 21 durch eine Tellerfeder gebildet, die einen ringförmigen Grundkörper 22 besitzt, der sich bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform radial innen über Ausleger 23 an Abstandsbolzen 25 und radial außen über Ausleger 24 am Hebelelement 5 abstützt. Die Abstandsbolzen 25 sind mit dem Gehäuse 3 verbunden und erstrecken sich axial zwischen benachbarten Hebeln 7. Die Druckscheibe 4 besitzt in Umfangsrichtung verteilte, einzelne Nocken 26, zwischen denen umfangsmäßig die Ausleger 24 aufgenommen sind. Die Nocken 26 werden zumindest beim Schließen der Kupplung 2 vom Hebelelement 5 beaufschlagt.

Wie aus Figur 1 entnehmbar ist, werden beim Verschwenken des Hebelelements 5 die Hebel 7 in Schließrichtung 27 nach Art eines einarmigen Hebels um die ringförmige Abstützung 11 verschwenkt. Diese Verschwenkung um die ringförmige Abstützung 11 wird dadurch gewährleistet, dass die zumindest von den Blattfedern 10 und dem tellerfederartigen Federelement 21 axial auf das Hebelelement 5 ausgeübte, resultierende Abstützkraft größer ist als die zum Schließen der Kupplung 2 im Bereich der Hebelspitzen 6 über das Betätigungselement 8 einzuleitende Schiießkraft in Richtung des Pfeils 27. Bei dem vorerwähnten Kräfteverhältnis ist auch noch die über das Rampensystem 18 und 19 durch die Federn 20 erzeugte Axialkraft zu berücksichtigen, welche über das ringförmige Bauteil 12 auf das Hebelelement 5 ausgeübt wird.

Die einzelnen auf das Hebelelement 5 einwirkenden Axialkräfte sind in Bezug aufeinander derart abgestimmt, dass eine Verstellung der Nachstelleinrichtung 13 unmöglich ist, sofern kein Verschleiß zumindest an den Reibbelägen 14 auftritt. Das Verhältnis zwischen den einzelnen Feder- und Betätigungskräften wird im Folgenden noch näher beschrieben.

Aus Figur 1 ist noch entnehmbar, dass, sobald während einer Schließphase der Kupplung 2 die Reibbeläge 14 zwischen der Druckscheibe 4 und der Gegendruckplatte 16 beginnen eingespannt zu werden, die durch die Belagfederung 17 dann erzeugte Axialkraft zusätzlich auf das Hebelelement 5 axial wirkt.

Aufgrund der vorerwähnten Kräfteverhältnisse bzw. Kräfteauslegungen wird gewährleistet, dass, wie bereits erwähnt, beim Verschwenken des Hebelelementes 5, dieses in Anlage an der ringförmigen Abstützung 11 bleibt und nach Art eines einarmigen Hebels um diese ringförmige Abstützung 11 verschwenkt wird. Dadurch wird die Druckscheibe 4 über die Nocken 26 in Schließrichtung beaufschlagt, wobei gleichzeitig auch das tellerfederartige Federelement 21 beaufschlagt und entsprechend den vorhandenen Hebelverhältnissen zwischen den Abstütz- bzw. Beaufschlagungsdurchmessem elastisch verformt wird. Während der elastischen Verformung erfolgt hier die Verschwenkung des Federelementes 21 im Bereich der Spitzen der Ausleger 23, die sich an den Bolzen 25 abstützen. Wie bereits erwähnt, ist bei fehlendem Verschleiß die entgegen der Schließrichtung 27 axial auf das Hebelelement 5 einwirkende, resultierende Federkraft während des gesamten Schließweges der Kupplung 2 immer größer als die im Bereich der Hebelspitzen 6 eingeleitete Schließkraft. Dadurch wird gewährleistet, dass das Hebelelement 5 stets eine gewisse Axialkraft auf das ringförmige Bauteil 12 ausübt. Dadurch wird eine unbeabsichtigte Verdrehung und somit Nachstellung im Bereich der Nachstelleinrichtung 13 vermieden.

Durch das Zusammenwirken der Nachstelleinrichtung 13 mit zumindest dem Federelement 21 und den Blattfederelementen 10 wird eine Verschleißausgleichseinrichtung gebildet, welche beim Auftreten von Verschleiß zumindest an den Reibbelägen 14 wenigstens eine teilweise Kompensation dieses Verschleißes durch axiale Nachführung der ringförmigen Abstützung 11 bewirkt. Die Kräfteverhältnisse zwischen den verschiedenen auf das Hebelelement 5 einwirkenden Federelementen und des Hebelelementes 5 selbst sind dabei vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt, dass der zum Schließen der Kupplung 2 im Bereich der Hebelspitzen 6 erforderliche Betätigungsweg in Richtung des Pfeils 27 praktisch konstant bleibt, wobei bei geöffneter und geschlossener Reibungskupplung 2 die axiale Lage der Hebelspitzen 6 praktisch konstant bleibt. Dadurch wird gewährleistet, dass auch das Betätigungselement 8 über die gesamte Lebensdauer der Reibungskupplung praktisch über den gleichen axialen Betätigungsweg arbeitet. Diese Funktionsweise der Verschleißausgleichseinrichtung wird durch entsprechende Auslegung der auf das Hebelelement 5 einwirkenden Federelemente sowie der Federeigenschaften des Hebelelementes 5 und der Hebelverhältnisse bestimmt, die

vorhanden sind am Hebelelement 5 zwischen den ringförmigen Abstütz-, Federbeaufschla- gungs- und Betätigungszonen.

Wie aus Figur 1 erkennbar ist, kann das Hebelelement 5 einen tellerfederähnlich wirkenden, umfangsmäßig geschlossenen Grundbereich 28 aufweisen, von dem sich radial nach außen und nach innen erstreckende Ausleger 29, 30 erstrecken.

Im Zusammenhang mit den in die Diagramme gemäß den Figuren 3 bis 7 eingetragenen Kennlinien sei nun die Funktionsweise der vorbeschriebenen Reibungskupplung 2 näher erläutert.

Die in Figur 3 dargestellten Verhältnisse entsprechen dem Neuzustand der montierten Reibungskupplung 2 nach erstmaliger Betätigung, also ohne dass ein Verschleiß aufgetreten ist.

Die Linie 100 entspricht der auf die Hebelspitzen 6 auszuübenden Axialkraft zur Konizitätsveränderung des federnden Hebelelementes 5, und zwar bei Verformung dieses Hebelelementes 5 zwischen zwei ringförmigen Abstützungen, deren radialer Abstand dem radialen Abstand zwischen der durch das Federelement 21 gebildeten, ringförmigen Abstützung 31 und dem ringförmigen Beaufschlagungsbereich 32 an den Zungenspitzen 6 für das Betätigungselement 8 entspricht. Der von dem Hebelelement 5 eingenommene Betriebspunkt im Neuzustand und nach erstmaliger Betätigung der Reibungskupplung 2 entspricht dem Punkt 101. Durch diesen Betriebspunkt 101 wird die winkelmäßige Einbaulage des Hebelelementes 5 bei betriebsbereiter, neuer Reibungskupplung 2 bestimmt. Aus Figur 3 ist entnehmbar, dass das Hebelelement 5 eine Federcharakteristik aufweist, die über den Schließweg 102 ansteigend, also progressiv ist. Der Kraftverlauf 103 über den Einrückweg 102 kann durch entsprechende Ausbildung des federnden Hebelelements 5 an den jeweiligen Einsatzfall angepasst werden.

Die strichlierte Linie 104 stellt die von den Belagfedersegmenten 17 aufgebrachte axiale Spreizkraft, welche zwischen den beiden Reibbelägen 14 wirkt. Diese axiale Spreizkraft wirkt der über das Hebelelement 5 auf die Druckscheibe 4 eingeleiteten, axialen Schließkraft entgegen. Diese Wirkung tritt ein, sobald die Reibbeläge 14 zwischen den Reibflächen der Druckscheibe 4 und der Gegendruckplatte 16 beginnen eingespannt zu werden. Letzteres ist der Fall, nachdem der Teilbereich 105 des Einrückweges 102 von der Druckscheibe 4 in Einrückrichtung 27 zurückgelegt wurde. Der Teilbereich 105 entspricht dem Lüftweg, der erforderlich ist, um ein bestimmtes axiales Spiel für die Reibbeläge 14 zwischen den Reibflächen

der Druckscheibe 4 und der Gegendruckplatte 16 zu gewährleisten. Ein derartiges Spiel ist notwendig, um bei ausgerückter Kupplung 2 die übertragung eines zu großen Schleppmomentes auf die Kupplungsscheibe 15 zu vermeiden, da ein derartiges Schleppmoment zumindest die Schaltbarkeit des Getriebes beeinträchtigen würde.

Die Linie 106, welche über den Regelpunkt 107 hinaus strichliert verlängert ist, repräsentiert den resultierenden Kraftverlauf, der erzeugt wird durch die überlagerung bzw. Addition zumindest der Kraftverläufe der Blattfedern 10 und des hier tellerfederartigen Federelementes 21. Die zumindest von den Blattfederelementen 10 und dem Federelement 21 erzeugten Kräfte wirken der auf das Hebelelement 5 im Bereich der Hebelspitzen 6 mittels des Betätigungselementes 8 eingebrachten Schließkraft axial entgegen.

Aus Figur 3 ist entnehmbar, dass der resultierende Kraftverlauf gemäß der Linie 106 einen mit zunehmender Verspannung bzw. Verformung der Federelemente 10 und 21 abfallenden Kennlinienverlauf besitzt. Es ist ersichtlich, dass durch die gewählten Verläufe der Linien 100 und 106, diese sich im Bereich des Regelpunktes 107 schneiden und sich das Kräfteverhältnis zwischen den beiden Linien 100 und 106 umkehrt, was zur Folge hat, dass nach überschreitung des Regelpunktes 107 die zumindest von den Federelementen 10 und 21 auf das Hebelelement 5 ausgeübte axiale Abstützkraft geringer wird als die zum Verformen des Hebelelementes 5 im Bereich der Hebelspitzen 6 eingebrachte Schließkraft.

Wie bereits erwähnt, wirkt nach überschreitung des Teilbereiches 105 auch die Belagfederung 17, wodurch bei überschreitung des Teilbereiches 105 in Einrückrichtung 27 die zum Verschwenken des Hebelelementes 5 erforderliche Betätigungskraft bis zum Ende des Einrückweges 102 zunimmt. Diese Zunahme ist durch den sich über den zweiten Teilbereich 108 des Einrückweges 102 verlaufenden Linienabschnitt 109 dargestellt.

Anhand der in Figur 3 dargestellten Kennlinien ist erkennbar, dass beidseits des Regelpunktes die axial auf das Hebelelement 5, entgegen des Pfeils 27 einwirkenden Kräfte größer sind, als die durch den Kraftverlauf 103 repräsentierten Kräfte, die zum Schließen der Reibungskupplung 2 im Bereich der Hebelspitzen 6 in Richtung des Pfeils 27 ausgeübt werden. Dadurch wird gewährleistet, dass das Hebelelement 5 stets eine Axialkraft auf die ringförmige Abstützung 11 bzw. das ringförmige Bauteil 12 ausübt, wodurch eine Verdrehung des ringförmigen Bauteils verhindert wird. Im Bereich des Regelpunktes 107 ist, sofern kein Verschleiß vorhanden ist, zumindest ein axiales Gleichgewicht zwischen den vorerwähnten Kräften vor-

handen, so dass auch dann keine unerwünschte Verstellung innerhalb der Reibungskupplung 2 erfolgen kann.

In Zusammenhang mit Figur 1 ist auch verständlich, dass beim Einrücken, also Schließen der Reibungskupplung 2, die Federelemente 10 und 21 elastisch bzw. federnd verformt werden, wobei diese Verformung abhängig ist von der axialen Verlagerung der Druckscheibe 4 und der Verschwenkbewegung des Hebelelementes 5 in Bezug auf die ringförmige Abstützung 11.

Anhand der Figuren 4 bis 6 wird nun die prinzipielle Entstehung des resultierenden Kraftverlaufes gemäß den Linien 106 und 109 der Figur 3 kurz erläutert.

In Figur 4 ist eine mögliche Federcharakteristik 120 eines dem Federelement 21 entsprechenden, tellerfederartigen Federelementes dargestellt. Die dargestellte Kennlinie 120 hat bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine typische Tellerfedercharakteristik mit einem Kraftmaximum 121 und einem Kraftminimum 122. Die hier dargestellte Kennlinie 120 besitzt zwischen dem Kraftmaximum 121 und dem Kraftminimum 122 einen praktisch linearen Bereich 123. Dieser Bereich 123 könnte jedoch auch einen anderen Verlauf besitzen, wie z. B. einen leicht bogenförmigen Verlauf.

Der Verspannungszustand des tellerfederartigen Federelementes 21 bei montierter funktionsbereiter Reibungskupplung 2 entspricht in Figur 4 dem Punkt 124. Da, wie bereits erwähnt, über die Lebensdauer der Reibungskupplung 2 die Reibbeläge 14 einem Verschleiß unterliegen (beispielsweise in der Größenordnung von insgesamt 2 bis 3 mm), verändert sich der Verspannungszustand des Federelementes 21. Bei maximalem Verschleiß soll bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Federelement 21 einen Verspannungszustand aufweisen, der dem Punkt 125 entspricht. Aus Figur 4 ist somit erkennbar, dass, über die Lebensdauer der Reibungskupplung 2 betrachtet, die von dem Federelement 21 auf das Hebelelement 5 ausgeübte Axialkraft abnimmt.

In Figur 5 ist die Federkennlinie 140 dargestellt, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Blattfederelemente 10 erzeugt wird. Die Blattfedern sind hier derart ausgebildet, dass sie eine praktisch lineare Kraftkennlinie erzeugen. Die Blattfederelemente 10 sind derart verbaut, dass sie bei montierter, einsatzbereiter Reibungskupplung 2 eine Axialkraft auf die Druckscheibe 4 ausüben, die dem Punkt 141 entspricht. Wie in Zusammenhang mit Figur 1 erkennbar ist, verlagert sich die Druckscheibe 4 mit zunehmendem Verschleiß an den Reib-

belägen 14 axial gegenüber dem Gehäuse 3. Durch diese Verlagerung werden die Blattfederelemente 10 zusätzlich verspannt, so dass sie über die Lebensdauer der Reibungskupplung 2 eine ansteigende Axialkraft auf die Druckscheibe 4 und somit über diese auch auf das Hebelelement 5 ausüben. Bei vorhandenem, maximalem Verschleiß besitzen die Blattfederelemente 10 einen Betriebspunkt, der dem Punkt 142 in Figur 5 entspricht. In Figur 6 ist der resultierende Kraftlinienverlauf 150 dargestellt, der durch überlagerung, also Addition, des linearen Verlaufes 123 der Kennlinie 120 und der Federkennlinie 140 entsteht. Es ist ersichtlich, dass dieser resultierende Kraftverlauf 150 über die Lebensdauer der Reibungskupplung 2 einen abfallenden Verlauf aufweist. Die Kennlinienpunkte, die dem Neustand und dem verschlissenen Zustand der Reibungskupplung 2 entsprechen, sind mit 151 und 152 gekennzeichnet.

Die in den Figuren 4, 5 und 6 enthaltenen Betriebspunkte 124, 125,. 141 , 142, 151 und 152 entsprechen jeweils denjenigen Betriebspunkten der verschiedenen Federelemente 10 und 21 , welche bei montierter, funktionsbereiter, geöffneter Kupplung 2 vorhanden sind.

In Figur 6 sind noch ansteigende Kennlinienbereiche 153, 154 dargestellt, welche die Wirkung der nach einem definierten Einrückweg (z. B. 105 gemäß Figur 3) wirksam werdenden Belagfederung 17 berücksichtigen.

Anhand der Figur 7 wird nun das Prinzip erläutert, das eine Nachstellung in der Nachstelleinrichtung 13 bzw. in der diese umfassende Verschleißausgleichseinrichtung bewirkt. Vorab sei bemerkt, dass die herangezogenen Wegbereiche bzw. Veränderungen dieser Wegbereiche zur Erläuterung der Funktionsweise eines Nachstellzyklus sowie der stattfindenden Kräfteveränderungen zum besseren Verständnis exzessiv dargestellt sind. Tatsächlich finden die Nachstellungen in verhältnismäßig kleinen Schritten statt, wobei auch die Betriebs- bzw. Nachstellpunkte infolge von im Gesamtsystem Kupplung vorhandenen Hystereseeffekten und Störkräften, z. B. aufgrund von Vibrationen, gewissen Variationen unterliegen, also innerhalb einer bestimmten Bandbreite vorhanden sind.

Das Diagramm gemäß Figur 7 basiert auf der Annahme, dass beim Schließen der Reibungskupplung 2 ein gewisser Verschleiß an den Reibbelägen 14 erfolgt ist. Dadurch vergrößert sich der Verschwenkwinkel des Hebelelementes 5 um einen Betrag, der abhängig ist von diesem Verschleiß. Dies ist daran ersichtlich, dass in Figur 7 der Einrückweg 102a gegenüber dem Einrückweg 102 gemäß Figur 3 größer ist, und zwar im Idealfall um den zumindest an den Reibbelägen 14 aufgetretenen Verschleiß. Unter der Annahme, dass die Federeigen-

schaften der Belagfederung 17 gleich geblieben sind, ist der Teilbereich 108a, über den diese Belagfederung 17 wirksam ist, mit dem Teilbereich 108 bezüglich seiner Größe gleich. Aufgrund des Verschleißes ist jedoch der Teilbereich 105a zwischen dem Weg 110, ab dem die Wirkung der Belagfederung 17 beim öffnen der Kupplung 2 nicht mehr auf die Druckscheibe 4 vorhanden ist und dem Weg 111 , der der Einbaulage des Hebelelementes 5 bei geöffneter Kupplung 2 entspricht, vergrößert worden. Wie in Zusammenhang mit den Figuren 3 und 7 erkennbar ist, bewirkt diese Zunahme des Weges 105a, dass die zum Verschwenken des Hebelelementes 5 im Bereich der Hebelspitzen 6 einzubringende Haltekraft beim öffnen der Kupplung 2 um eine bestimmte Wegstrecke 112a größer ist als die über diese Wegstrecke 112a dann vorhandene resultierende Kraft (bzw. der Kraftverlauf), welche das Hebelelement 5 axial in Richtung der ringförmigen Abstützung 11 beaufschlagt. Die sich durch die überschneidung der beiden Kennlinien 106 und 100 ergebende Fläche ist in Figur 7 schraffiert.

Aufgrund der bei Verschleiß an den Reibbelägen 14 auftretenden Kräfteverhältnisse wird beim öffnen der Reibungskupplung 2 das Hebelelement 5 zunächst um die ringförmige Abstützung 11 nach Art eines einarmigen Hebels entgegen der Pfeilrichtung 27 in Figur 1 verschwenkt, und zwar so lange, bis der in Figur 7 mit 113 gekennzeichnete Punkt erreicht ist. Bei Fortsetzung der Schwenkbewegung des Hebelelementes 5 in öffnungsrichtung verschwenkt sich nun das Hebelelement 5 nach Art eines zweiarmigen Hebels um die ringförmige Abstützung 31. Diese Verschwenkung ist darauf zurückzuführen, dass die in Richtung des Pfeils 27 auf das Hebelelement 5 einwirkende axiale Kraft, welche insbesondere durch die im Bereich der Hebelzungen 6 eingeleitete Betätigungskraft erzeugt wird, größer ist als die resultierende Abstützkraft für das Hebelelement 5, welche dem Pfeil 27 entgegengerichtet ist. Diese Verschwenkung des Hebelelements 5 um die ringförmige Abstützung 31 hält zumindest annähernd so lange an, bis bei überschreitung des Punktes 114 die resultierende, auf das Hebelelement 5 einwirkende, axiale Abstützkraft entgegen dem Pfeil 27 größer wird als die zum Verformen bzw. Abstützen des Hebelelementes 5 im Bereich der Hebelzungen 6 benötigte Kraft.

Während der vorerwähnten Betätigungsphase, in der das Hebelelement 5 nach Art eines zweiarmigen Hebels um die ringförmige Abstützung 31 verschwenkt wird, wird der Nachstellring 13 entlastet, so dass dieser der Schwenkbewegung der äußeren Ausleger 29 bzw. des äußeren Bereiches des Hebelelementes 5 folgen kann. Dadurch ergibt sich zumindest eine gewisse Nachstellung des an den Reibbelägen 14 aufgetretenen Verschleißes. Die Größe der Nachstellung ist abhängig von den am Hebelelement 5 vorhandenen Hebelverhältnissen, die

vorgegeben sind durch die Durchmesser der ringförmige Abstützung 11 , der ringförmigen Abstützung 31 und des ringförmigen Beaufschlagungsbereiches 32. Die axiale Nachstellung der Abstützung 11 kann größer sein als der aufgetretene axiale Verschleiß an den Reibbelägen 14.

Die vorerwähnten Hebelverhältnisse sowie die auf das Hebelelement 5 einwirkenden, die Verschwenkung und Verlagerung desselben bestimmenden Kräfte und die Federeigenschaften des Hebelelementes 5 sind vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt, dass über die Lebensdauer der Reibungskupplung 2, im geöffneten Zustand derselben, die Zungenspitzen 6 eine praktisch gleich bleibende axiale Stellung besitzen. Dies bedingt, dass, obwohl die Zungenspitzen 6 in Bezug auf das Kupplungsgehäuse 3 eine praktisch konstante axiale Lage beibehalten, der äußere Bereich (im Bereich der ringförmigen Abstützung 11) des Hebelelementes 5 axial verlagert werden muss. Dies ist erforderlich, um zu gewährleisten, dass trotz des an den Reibbelägen 14 auftretenden Verschleißes und der damit verbundenen axialen Verlagerung der Druckscheibe 4 der zum Schließen der Reibungskupplung notwendige Betätigungsweg im Bereich der Hebelspitzen 6 zumindest annähernd konstant bleibt. Aufgrund der bei der Konstruktion gemäß Figur 1 vorhandenen Kinematik bzw. Verschwenkverhältnisse für das Hebelelement 5 ist der hierfür erforderliche axiale Nachstellweg im Bereich der ringförmigen Abstützung 11 größer als der axiale Verschleißbetrag an den Reibbelägen 14, und zwar entsprechend den vorhandenen Hebelverhältnissen. Diese Hebelverhältnisse sind hauptsächlich bestimmt durch den Abstand zwischen der ringförmigen Abstützung 11 und dem Beaufschlagungsdurchmesser 32 einerseits und den radialen Abstand zwischen der ringförmigen Abstützung 31 und dem Beaufschlagungsdurchmesser 32 anderseits. Die Vorgabe, wonach die Hebelspitzen 6 über die Lebensdauer der Reibungskupplung eine zumindest konstante axiale Lage beibehalten sollen, bedingt, dass das Hebelelement 5 seinen Verspannungszu- stand zumindest bei geöffneter Reibungskupplung 2 verändert, was durch entsprechende Nachstellung der ringförmigen Abstützung 11 erfolgt. Diese Veränderung bedingt auch eine Veränderung des Verspannungszustandes der Federelemente 10 und 21 bei geöffneter Reibungskupplung. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich diese Federelemente 10 und 21 entweder mittelbar oder unmittelbar an dem Hebelelement 5 axial abstützen, welches seinerseits eine sich über die Lebensdauer der Reibungskupplung verändernde, verspannte Position einnimmt.

Die vorerwähnten Veränderungen im Verspannungszustand zumindest der Federelemente 10 und 21 sowie des Hebelelementes 5 bedingen, dass sich das Hebelelement 5 über die Le-

bensdauer der Reibungskupplung um einen bestimmten Betrag entspannt, wohingegen die Federelemente 10 und 21 eine Zunahme ihrer Verspannung erfahren. Letzteres bedeutet, dass, wie dies in Zusammenhang mit den verschiedenen Diagrammen gemäß den Figuren 3 bis 7 erkennbar ist, die zumindest von den Federelementen 10 und 21 erzeugte, resultierende Abstützkraft für das Hebelelement 5 mit zunehmendem Verschleiß an den Reibbelägen 14 abnimmt. Auch der zum Verschwenken des Hebelelementes 5 im Bereich der Hebelspitzen 6 erforderliche Kraftverlauf nimmt durch die erwähnte Entspannung des Hebelelementes 5 ab.

Die Federkennlinien der einzelnen Elemente, insbesondere der Bauteile 5, 10 und 21 sind derart ausgelegt, dass trotz der vorerwähnten Verlagerungen bzw. Veränderungen der Betriebspunkte bzw. der Arbeitsbereiche dieser Federelemente, das vor beschriebene Nachstellprinzip aufgrund der vorhandenen Kräfteverhältnisse über die Lebensdauer der Reibungskupplung erhalten bleibt.

Durch entsprechende Auslegung, zumindest der Federelemente 10 und 21 , kann auch ein resultierender Kraftverlauf erzeugt werden, der zumindest über den axialen Nachstellweg der Druckscheibe 4 zum Ausgleich des Reibbelagverschleißes eine im Wesentlichen konstante Kraft aufweist. Ein solcher Kraftverlaufabschnitt ist im Wesentlichen parallel zur Abszisse. Bei einer derartigen Auslegung kann die dann erfolgende axiale Verlagerung des Hebelelementes 5 derart stattfinden, dass das Hebelelement 5, zumindest im eingerückten Zustand der Kupplung 2 und ggf. auch im ausgerückten Zustand der Kupplung 2, jeweils eine konstante Konizität besitzt.

In Figur 8 ist ein Doppelkupplungsaggregat 201 dargestellt, welches zwei Reibungskupplungen 202 und 203 besitzt, die beidseits einer als Gegendruckscheibe ausgebildeten Platte 204 angeordnet sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Reibungskupplung 203 bezüglich der funktionellen Anordnung der einzelnen Bauteile derart ausgebildet, wie dies in Zusammenhang mit den vorangegangenen Figuren beschrieben wurde,

Bezuqszeichenliste

1 Kupplungsaggregat

2 Reibungskupplung

3 Gehäuse

4 Druckscheibe

5 Hebelelement

6 Innere Spitzen

7 Hebel

8 Betätigungselement

9 Gehäuseboden

10 Federelemente

11 ringförmige Abstützung

12 Nachstellring

13 Nachstelleinrichtung

14 Reibbeläge

15 Kupplungsscheibe

16 Gegendruckplatte

17 Belagfederung

18 Rampen

19 Gegenrampen

20 Federn

21 Federelement

22 ringförmiger Grundkörper

23 Ausleger

24 Ausleger

25 Abstandsbolzen

26 Nocken

27 Pfeil

28 geschlossener Grundbereich

29 Ausleger

30 Ausleger

31 ringförmige Abstützung

32 ringförmiger Beaufschlagungsbereich

100 Linie - Axialkraft zur Konizitätsveränderung

101 Betriebspunkt

102 Schließweg 102a Einrückweg

103 Kraftverlauf

104 strichlierte Linie - axiale Spreizkraft

105 Teilbereich 105a Teilbereich

106 Linie - resultierender Kraftverlauf

107 Regelpunkt

108 zweiter Teilbereich 108a Teilbereich

109 Linienabschnitt

110 Weg

111 Weg

112

112a Wegstrecke

113 Verschwenkung

114 Punkt

120 Federcharakteristik

121 Kraftmaximum

122 Kraftminimum

123 linearer Bereich

124 Verspannungszustand

125 Verspannungszustand

140 Federkennlinie

141 Betriebspunkt

142 Betriebspunkt

151 Kennlinienpunkt

152 Kennlinienpunkt

153 ansteigender Kennlinienpunkt

154 ansteigender Kennlinienpunkt