Die Erfindung betrifft eine Kupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem getriebeseitig angeordneten Deckel und einem Betätigungsorgan, wie einer Tellerfeder, das zum ein- oder ausrückenden Betätigen einer Anpressplatte ausgelegt ist.

Ähnliche Kupplungen sind bereits aus der DE 10 201 1 086 009 A1 bekannt. Dort wird eine selbstnachstellende Kupplung mit einer Tellerfeder vorgestellt, die zwischen einem Verstellring und einer Sensorfeder angeordnet ist, wobei der Verstellring einen ersten Kontaktbereich aufweist, mit dem dieser zumindest bei entlasteter Tellerfeder in Kontakt mit der Tellerfeder steht, wobei der Verstellring zumindest einen zweiten Kontaktbereich umfasst, mit dem dieser bei Überschreiten eines ersten Ausrückweges mit der Tellerfeder in Kontakt zu bringen ist. Ferner wird in dieser Druckschrift die Verwendung einer Unterstützungsfeder offenbart. Ein Kupplungsdeckel geht nämlich in seinem radial inneren Bereich in Stege über, die einen Anschlagring bilden. Mit Hilfe von Zentrierbolzen ist der Federring an dem Kupplungsdeckel befestigt. Der Federring umfasst Zusatzfedern, die sich radial nach innen und axial in Richtung des Anschlagringes erstrecken. Die Zusatzfedern greifen dabei mit radial inneren Bereichen unter Tellerfederzungen.

Ähnlicher Stand der Technik ist auch aus der DE 10 201 1 084 840 A1 bekannt. Dort wird eine Reibungskupplungseinrichtung vorgestellt. Diese Reibungskupplungseinrichtung ist insbesondere für einen Antriebsstrang eines verbrennungskraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeuges vorgesehen, aufweisend eine zur Betätigung axial verlagerbarer Druckplatte, die von der Kraft einer Federeinrichtung beaufschlagt ist, wobei der Kraft der Federeinrichtung eine Betätigungskraft entgegenwirkt, und eine Kompensationsfedereinrichtung, deren Kraft eine Betätigung zumindest bereichsweise unterstützt, bei der die Kompensationsfedereinrichtung wenigstens eine als Teller- oder Hebelfeder ausgebildete Kompensationsfeder aufweist, um die Reibungskupplungseinrichtung baulich und/oder funktional zu verbessern.

Mit zunehmendem Verschleiß bei solchen Kupplungen steigt jedoch leider die Ausrückkraft. Die Ausrückkräfte sollen jedoch klein bleiben, was insbesondere bei großen Verschleißbereichen nicht immer erreichbar ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden und unter Nutzung einer sinnvollen Kennlinie die Ausrückkräfte zu steuern. Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Kupplung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Hilfsfeder kraftübertragend zwischen der Tellerfeder und dem Deckel angeordnet ist. Eine solche Hilfsfeder stellt eine Kennlinie zur Verfügung, über die die Ausrückkräfte gesteuert werden können.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.

Es ist von Vorteil, wenn die Hilfsfeder drehgelenkig an der Tellerfeder und/oder dem Deckel angebunden ist. Ein Verklemmen wird dadurch vermieden und über den gesamten Verstellbereich ein effizientes Funktionieren sichergestellt.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsfeder als Druckfeder ausgestaltet ist. Natürlich kann auch eine Zugfeder eingesetzt werden, wobei die Anbindung dann etwas trickreicher ausgestaltet sein sollte. Es ist zweckmäßig, wenn zum drehgelenkigen Anbinden der Hilfsfeder an der Tellerfeder oder den Deckel ein separates Koppelstück an der Hilfsfeder angreift. Insbesondere können zwei Koppelstücke an jeder Seite der Hilfsfeder eingesetzt werden, um eine Verbindung zur Tellerfeder einerseits und zum Deckel andererseits sicherzustellen. Auf diese Weise können unterschiedliche Dimensionen an Tellerfedern und Deckeln kombiniert werden. Eine höhere Variabilität als im Normalfall ist die Folge.

Es ist auch von Vorteil, wenn das Koppelstück einen Führungsabschnitt, wie einen

Führungszapfen oder ein Führungsrohr aufweist, das in die Hilfsfeder zumindest abschnittsweise ragt und/oder einen beispielsweise in einer Transversalebene der Kupplung angeordneten Drehzapfen aufweist, der in einem beispielsweise einseitig offenen Haken oder in einem Loch an einem Lagerblock drehbar gelagert ist. Durch den einseitig offenen Haken wird die Montage erleichtert, wobei die Lagerblecheinhängung die Ausfallsicherheit erhöht. Der in die Hilfsfeder eingreifende Abschnitt vermeidet ein ungewolltes Ausknicken der Hilfsfeder, was zu einer robusteren Bauweise führt.

Es ist auch von Vorteil, wenn das Lagerblech oder der Haken form-, kraft- und/oder stoffschlüssig an der Tellerfeder, etwa im Bereich von durch sie gebildeten Zungen, oder an einem Deckel, etwa an seinem radial inneren Rand, angebracht/befestigt ist. Es können auch zwei Lagerbleche verwendet werden, wobei je ein Lagerblech pro Tellerfederzunge eingesetzt ist. Auch können zwei Haken eingesetzt werden, die gemeinsam zwischen zwei Tellerfederzungen an dem radial inneren Rand des Deckels angeordnet sind und dort axial und/oder radial abstehen. Es ist von Vorteil, wenn die Hilfsfeder und das als Tellerfeder ausgebildete Betätigungsorgan zueinander radial versetzte Drehpunkte aufweist.

Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Drehpunkte so versetzt sind, dass sie über den Verschleißweg und/oder entlang des Betätigungsweges unterschiedliche und unterschiedlich große Kräfte auf die Tellerfeder und damit auf das Ausrücklager aufbringen.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsfeder so zwischen das Betätigungsorgan und den Deckel eingesetzt ist, dass am Anfang des Betätigungsweges, etwa in beispielsweise komplett geschlossenem Zustand, eine„Normally- Closed' -Kupplung, die von der Hilfsfeder aufgebrachte Kraft einer auf das Betätigungsorgan wirkenden Ausrückkraft entgegenwirkt. Natürlich ist es möglich, auch vice versa die Hilfsfeder bei„Normally-Open"-Kupplungen einzusetzen. Aus der Ausrückkraft wird dann eine Einrückkraft.

Es ist von Vorteil, wenn eine Nachstelleinrichtung integriert ist. Diese Nachstelleinrichtung kann weggesteuert oder kraftgesteuert agieren. Es können also sogar solche Kupplungen realisiert werden, die kraft- oder weggesteuerte Nachstelleinrichtungen enthalten.

Wenn die Hilfsfeder zwischen zwei Zungen einer Tellerfeder eingebunden/angeordnet ist, so kann eine besonders kompakte Kupplung geschaffen werden.

Mit anderen Worten wird vorgeschlagen, eine Kupplung mit schraubenförmigen, auf Druck belasteten Zusatzfedern, die in radialer Richtung innerhalb einer Schwenklagerung angeordnet sind, und die ausgebildet sind, den Anstieg der Ausrückkraft über den Verschleißbereich zu verringern bzw. zu kompensieren, einzusetzen.

Jede der Schraubenfedern ist in radialer Richtung außen am Kupplungsdeckel und in radialer Richtung innen an einer entsprechenden Tellerfederzunge befestigt. Die Befestigung der Schraubenfeder umfasst eine Führung für die Schraubenfeder. Ferner umfasst die Befestigung eine drehbare Lagerung der Schraubenfeder sowohl am Kupplungsdeckel, als auch an der Tellerfederzunge. Die Drehachse verläuft dabei in Tangential- bzw. Umfangs- richtung der Kupplung.

Man könnte auch sagen, dass die Idee in der Einführung von Federn zwischen den

Tellerfederzungen besteht, um die Kennlinie der Ausrückkräfte zu steuern. Das System, umfassend drei um 120° versetzte Hilfsfedern, ist in zwei Positionen befestigt, nämlich auf dem Deckel und auf der Tellerfeder. Die Positionen der Befestigungspunkte haben einen Einfluss auf die zusätzliche Kraft der Feder. Die Hilfsfeder weist zwei Koppelstücke auf, die zusammen mit der Hilfsfeder ein Modul bilden. Dieses Modul ist zwischen dem Deckel und den Tellerfederzungen befestigt. Deckel- seitig ist die Feder mit einem oder mehreren Haken befestigt. Tellerfederseitig ist die Feder mit einer oder mehreren Laschen an den Tellerfederzungen angehängt. Das Modul liegt zwischen zwei Tellerfederzungen. Die Feder arbeitet mittig zwischen zwei Führungsrohr- oder Führungszapfenabschnitten.

Die Tellerfeder ist wie alle Standard-Kupplungen im Kontakt mit dem Deckel. Dieser Punkt ist der Umdrehungspunkt der Tellerfeder. Der Ausrücker / das Ausrücklager wird auf die Zungenspitze drücken, um die Tellerfeder zu drehen. Dies erlaubt den Abhub der Anpressplatte. Im eingekuppelten Zustand bei einer„Normally-Closed' -Kupplung drückt die Hilfsfeder auf die Tellerfederzungen. In diesem Zustand addiert sich diese Kraft auf die Ausrückkraft. Letztlich wirkt sie der Ausrückkraft entgegen. Diese Kraft ist Abhängigkeit von der Feder und auch der Einbaulage der Tellerfeder. Es ist sinnvoll, die Hilfsfeder so einzubauen, dass sie im eingekuppelten Zustand, also am Beginn der Betätigung, der Ausrückkraft entgegenwirkt. Dadurch wird eine stabile Position erreicht. Erst zeitlich später, beim Betätigung der Tellerfeder, durchläuft die Konstruktion eine unstabile Position.

Der Umdrehungspunkt der Feder ist die Befestigung am Deckel. Da die Feder, also die Hilfsfeder, mit Laschen an den Zungen der Tellerfeder befestigt ist, hängt die Bewegungskurve der Hilfskurve an drei Tellerfederzungenpositionen. Genauso ist die Federkraft der Hilfsfeder von der Zungenposition abhängig.

Beim Übergang vom eingekuppelten in den ausgekuppelten Zustand, also beim Auskuppeln der Kupplung, bringt die Hilfsfeder keine Kraft auf die Tellerfeder auf. Die drei relevanten Punkte, nämlich der Umdrehungspunkt der Tellerfeder, der Umdrehungspunkt der Hilfsfeder und der Befestigungspunkt der Hilfsfeder an den Zungen ist dabei gerade ausgerichtet, also in Flucht oder auf einer Linie im Längsschnitt betrachtet.

Im ausgekuppelten Zustand, nach dem vorher beschriebenen Schritt, ist der Abstand zwischen den beiden Bewegungskurven wieder größer. Die Hilfsfeder bringt dann eine zusätzliche Kraft auf und drückt auf die Zungen. Natürlich lässt sich das Prinzip auch umdrehen, so dass im Einkuppel- und im Auskuppelzustand die Hilfsfeder an der Tellerfeder zieht oder drückt. Dies erfordert jedoch eine entsprechende Anpassung der Konstruktion. Es ist möglich, dass die zusätzliche Kraft reduzierend auf die Ausrückkraft wirkt.

Eine Reduzierung der Ausrückkraft im ausgekuppelten Zustand ist dann als Vorteil festzustellen ist. Der Kennlinienverlauf der Hilfskraft der Hilfsfeder ist dabei abhängig von der Position der Befestigung der Feder am Deckel und von der Federfestigkeit / der Hilfsfeder- kennlinie. Der Verschleißbereich kann vergrößert werden.

Die bei konventionellen Kupplungen bekannten Nachteile werden abgestellt oder zumindest gemindert. Insbesondere können die Ausrückkräfte immer größer werden, so dass die Kunden immer mehr Verschleißreserve zur Verfügung gestellt bekommen. All dies lässt sich nun einfacher realisieren. Durch den Einsatz eines zusätzlichen Moduls zwischen den Tellerfederzungen wird nämlich die Ausrückkraft reduzierbar.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher beschrieben, wobei ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen

Fig. 1 einen Ausschnitt auf eine erfindungsgemäße Kupplung im Bereich eines vorteilhaften eingesetzten Hilfsfeder-Moduls zwischen den Tellerfederzungen und dem Deckel,

Fig. 2 eine Vergrößerung des Bereichs II aus Fig. 1 ,

Fig. 3 die Position der Drehungspunkte der Tellerfeder und der Hilfsfeder in einer

Längsschnittdarstellung,

Fig. 4 den eingekuppelten Zustand der Kupplung,

Fig. 5 den Übergangszustand vom eingekuppelten zum ausgekuppelten Zustand der Kupplung,

Fig. 6 den ausgekuppelten Zustand, Fig. 7 eine Vergrößerung des Bereiches VII aus Fig. 4, Fig. 8 eine Vergrößerung des Bereiches VIII aus Fig. 6, Fig. 9 eine Federkennlinie der Hilfsfeder, und

Fig. 10 die aus der Federkennlinie der Hilfsfeder und der Tellerfederkennlinie resultierende Summenkurve in einem Kraft-Weg-Diagramm.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist ein Abschnitt einer erfindungsgemäßen Kupplung 1 dargestellt. Diese Kupplung ist Teil eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wie eines PKW's, eines LKW's, eines Busses oder eines anderen Nutzfahrzeuges. Die Kupplung 1 kann eine kraft- oder weggesteuerte Nachstelleinrichtung aufweisen, insbesondere eine mit einem Verstellring, der mit rampenartigen Elementen zusammenwirkt. Auch kann eine Sensorfeder enthalten sein. Die Kupplung 1 weist eine nicht dargestellte Anpressplatte auf, welche an einer Kupplungsscheibe angebrachte Reibbeläge zwischen der Anpressplatte und einem Gegendrückelement, wie einer Gegendruckplatte oder einem Schwungrad, festklemmen kann.

Eine Hilfsfeder 2, die Teil eines Hilfsfedermoduls 3 ist, ist zwischen einem Deckel /

Kupplungsdeckel 4 und einem Betätigungsorgan 5, das als Tellerfeder 6 ausgestaltet ist, eingebunden. Dazu ist ein Haken 7 und ein Lagerblech 8 vorgesehen. Um genau zu sein, sind zwei Haken 7 und zwei Lagerbleche 8 vorgesehen. Je ein Lagerblech 8 ist an einer Zunge 9 der Tellerfeder 6 angeordnet. Die Zungen 9 sind radial nach innen abstehende federelastische Elemente der Tellerfeder 6. Das Hilfsfedermodul 3 ist in Umfangsrichtung zwischen den beiden Zungen 9, in einem Zwischenraum 10 vorhanden. Zwei Haken 7 ragen von einem Anschlussblech 1 1 ab, welches an einem radial inneren Rand 12 des Deckels 4 einstückig angebunden ist. Auch die Lagerbleche 8 sind integrale Bestandteile der Tellerfeder 6, genauso wie die Haken 7 und das Anschlussblech 1 1 integrale Bestandteile des Deckels 4 sind. Der Deckel 4 und die Tellerfeder 6 sind spanlos hergestellte, etwa tiefgezogene, Stahlblechbauteile.

Die Hilfsfeder 2 ist auf zwei Koppelstücke 13 gesteckt. Ein erstes Ende 14 der Hilfsfeder 2 ist auf einem Führungszapfen 15 des einen Koppelstückes 13 gesteckt, wobei ein zweites Ende 16 der Hilfsfeder 2 auf einen Führungszapfen 15 des anderen Koppelstückes 13 gesteckt ist. Die Hilfsfeder 2 ist als Schraubenfeder, insbesondere als Schraubenzugfeder oder als Schraubendruckfeder, ausgestaltet. Im vorliegenden Fall ist eine Ausgestaltung als Schraubenzugfeder gewählt. Der radial innere, von einem ersten Umdrehungspunkt 17 angeordnete zweite Umdrehungspunkt 18 der Hilfsfeder 2 ist in Axialrichtung gesehen näher am Getriebe als am Motor angeordnet. Die beiden Umdrehungspunkte 17 und 18 sind im eingekuppelten Zustand nicht in der selben Transversalebene gelegen. Sie sind im ausgekuppelten Zustand ebenfalls nicht in derselben Transversalebene gelegen. Lediglich beim Übergang zwischen dem eingekuppelten Zustand in den ausgekuppelten Zustand können sie in derselben Transversalebene liegen und/oder zumindest bei einer Schnittbetrachtung auf einer Linie liegen, wobei der Schnitt entlang der Längsachse der Kupplung 1 verläuft. Dies ist besonders gut in den Figuren 3 bis 6 in Zusammenschau zu erkennen.

In Fig. 3 ist beispielsweise auch ein„Umdrehungspunkt" des als Tellerfeder 6 ausgebildeten Betätigungsorgans 5 zu erkennen. Die Kraft des Ausrückers, beispielsweise durch Kontakt mit einem Ausrücklager zum Auskuppeln, wird durch den Pfeil 20 symbolisiert. Die Richtung der Entspannung der Hilfsfeder 2 beim Auskuppeln ist mit dem Pfeil 21 symbolisiert. Mit einem Pfeil 22 ist die Umdrehung der Tellerfeder beim Auskuppeln symbolisiert. Dabei stecken Drehzapfen 23 in den Haken 7. Die Drehzapfen 23 des anderen Koppelstücks 13 stecken in den Lagerblechen 8, nämlich in Löchern 24. Die Lagerbleche 8 dienen also der Befestigung der Hilfsfeder 6.

In den Figuren 4 bis 6 sowie 7 und 8 ist der zeitliche Übergang von einem eingekuppelten zu einem ausgekuppelten Zustand dargestellt. Dabei symbolisiert die gestrichelt dargestellte Kurve 25 die Bewegungskurve der Tellerfederzungen 9, wohingegen die gestrichelt dargestellte Kurve 26 die theoretische Bewegungskurve des tellerfederzungennächsten Endes der Hilfsfeder 2 symbolisiert. Eine Anpressplatte ist durch das Element 27 angedeutet. In den Figuren 9 und 10 ist die Federkennlinie der Hilfsfeder mit der Linie 28 gekennzeichnet. Die Federkennlinie der Tellerfeder ist mit der Linie 29 gekennzeichnet. Die resultierende (Sum- men-)Federkennlinie ist mit dem Bezugszeichen 30 markiert.

Auf der Abszisse ist der Weg eingetragen, wobei auf der Ordinate die Kraft eingetragen ist.

Es sei darauf hingewiesen, dass der Fahrzeug 15 auch als Führungsabschnitt bezeichnet werden kann.

Bezugszeichenliste Kupplung

Hilfsfeder

Hilfsfedermodul

Deckel/Kupplungsdeckel

Betätigungsorgan

Tellerfeder

Haken

Lagerblech

Zunge

Zwischenraum

Anschlussblech

radial innerer Rand des Deckels

Koppelstück

erstes Ende der Hilfsfeder

Führungszapfen/Führungsabschnitt

zweites Ende der Hilfsfeder

erster Umdrehungspunkt der Hilfsfeder zweiter Umdrehungspunkt der Hilfsfeder Umdrehungspunkt der Tellerfeder

Kraft des Ausrückers zum Auskuppeln

Entspannung der Hilfsfeder beim Auskuppeln Umdrehung der Hilfsfeder beim Auskuppeln Drehzapfen Loch

Kurve/Bewegungskurve der Tellerfederzungen Kurve/Bewegungskurve der Hilfsfeder Anpressplatte

Hilfsfederkennlinie

Tellerfederkennlinie

resultierende (Summen-)Federkennlinie