DE10065355A1

DE10065355A1 - Elektromechanische Drehmomentregelung-Eleminierung Anschlaggeräusch

Info

Publication number: DE10065355A1
Application number: DE10065355A
Authority: DE
Inventors: Frank Nestler; Derek Wilson
Original assignee: GKN Automotive GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2020-12-28
Also published as: US20020088683A1; JP3571692B2; DE10065355C2; US6659250B2; JP2002262511A

Abstract

Verfahren zum Rückstellen einer elektromechanischen Axialverstellvorrichtung, insbesondere für Reibungskupplungen, wobei die Axialverstellvorrichtung folgendes umfaßt: DOLLAR A zwei auf einer gemeinsamen Achse zentrierte Stellringe, von denen einer axial abgestützt und der andere axial verschiebbar gelagert ist und von denen einer verdrehgesichert in einem Gehäuse gehalten und der andere drehend antreibbar ist. Die beiden Stellringe weisen jeweils auf ihren einander zugewandten Stirnflächen eine gleich große Mehrzahl von in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen auf. Die Rillen haben jeweils in Aufsicht auf die Stirnflächen in gleicher Umfangsrichtung ansteigende Tiefe. Jeweils Paare von Rillen in den beiden Stellringen nehmen eine Kugel auf. Der drehend antreibbare Stellring ist mit einem Elektromotor antriebsmäßig gekoppelt. Der axial verstellbare Stellring wird von Druckfedern in Richtung auf den axial abgestützten Stellring beaufschlagt. Beim Anlegen einer positiven Spannung an den Elektromotor (positive Bestromung) fährt die Axialverstellvorrichtung in eine Vorschubstellung, beim Trennen der Spannung vom Elektromotor (Stromlossetzen) läuft die Axialverstellvorrichtung in eine Ausgangsstellung zurück.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rückstellen einer elektromechanischen Axialverstellvorrichtung, insbesondere für Reibungskupplungen, wobei die Axialverstellvorrichtung folgen des umfaßt:
zwei auf einer gemeinsamen Achse zentrierte Stellringe, von denen einer axial abgestützt und der andere axial verschiebbar gelagert ist und von denen einer verdrehgesichert in einem Ge häuse gehalten und der andere drehend antreibbar ist,
die beiden Stellringe weisen jeweils auf ihren einander zuge wandten Stirnflächen eine gleich große Mehrzahl von in Um fangsrichtung verlaufenden Rillen auf,
die Rillen haben jeweils in Aufsicht auf die Stirnflächen in gleicher Umfangsrichtung ansteigende Tiefe,
jeweils Paare von Rillen in den beiden Stellringen nehmen eine Kugel auf,
der drehend antreibbare Stellring ist mit einem Elektromotor antriebsmäßig gekoppelt,
der axial verstellbare Stellring wird von Druckfedern in Rich tung auf den axial abgestützten Stellring beaufschlagt,
beim Anlegen einer positiven Spannung an den Elektromotor fährt die Axialverstellvorrichtung in eine Vorschubstellung,
beim Trennen der Spannung vom Elektromotor läuft die Axialver stellvorrichtung in eine Ausgangsstellung zurück.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektromechanische Axi alverstellvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Axialverstellvorrichtungen der genannten Art sind einfach auf gebaut, haben eine kompakte Bauweise und kurze Ansprechzeiten, wie sie z. B. für Reibungskupplungen in Sperrdifferentialen erforderlich sind. Anwendungen dieser als "Powr-Lok®" bezeich neten Verstellvorrichtungen sind in DE 39 20 861 C2, DE 39 15 959 C2, DE 39 09 112 C2, DE 38 15 225 C2 und DE 10 03 3482.2 beschrieben. Es ist dort bereits mehrfach darauf hingewiesen worden, daß zum Erreichen einer Kompatibilität der damit be stückten Sperrdifferentiale mit Fahrzeugen mit ABS-Systemen und/oder mit ESP-Systemen die Fähigkeit zur schnellen Rück stellung dieser Axialverstellvorrichtungen notwendig ist. Eine solche Rückstellung wird durch Rückstellfedern bewirkt, die entweder als Spiralfedern unmittelbar den verdrehten Stellring zurückdrehen und dadurch den axial verschobenen Stellring zu rückkommen lassen oder die als Axialfedern bei selbsthemmungs freien Rillenanordnungen den axial verschobenen Stellring zu rückdrücken und dadurch den verdrehten Stellring zurückdrehen.

Axialverstellvorrichtungen der genannten Art, insbesondere solche, die durch verstärkte Rückstellfedern bzw. durch Schal tungsanordnungen zur Spannungsumkehr auf einen schnellen Rück lauf für ein schnelles Trennen der Reibungskupplung ausgelegt sind, erfahren am Ende des Rücklaufes einen harten Stoß auf grund des Anschlagens der Kugeln an den Rillenenden der Kugel rillen der Stellringe. Dieser Stoß ist derart heftig, daß er in Fahrzeugen als unzulässige Komfortbeeinträchtigung angese hen wird. Darüber hinaus führt er beim unvorbereiteten Fahrer zur Verunsicherung, da dieser den heftigen Stoß als Schadens fall deuten wird.

Hiervon ausgehend ist es notwendig, einen schnellen Rücklauf mit einem gedämpften Anschlagverhalten zu ermöglichen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß beim Rückstellen kurz vor Erreichen der Ausgangsstellung der Elektromotor zur Erzeugung eines Bremsmomentes kurzge schlossen wird. Ein arideres erfindungsgemäßes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß beim Rückstellen kurz vor Errei chen der Ausgangsstellung zur Erzeugung eines Bremsmomentes kurzzeitig eine positive Spannung am Elektromotor angelegt wird. Mit den hier angegebenen Mitteln wird somit am Ende des Rückstellvorganges kurz vor Erreichen der Endanschläge durch die Kugeln ein Verfahren zum elektrischen Abbremsen zur Anwen dung gebracht, das mit geringem zusätzlichen Schaltungsaufwand darzustellen ist, während die zugrundeliegende mechanische Konfiguration unverändert bleiben kann. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt einen Drehstellungssensor, der an einem der drehenden Teile, z. B. am ersten Stellring, in Position ge bracht wird und der kurz vor Erreichen der Endanschläge in den Kugelrillen durch die Kugeln den entsprechenden Schaltvorgang ansteuert, d. h. entweder eine Kurzschlußschaltung vornimmt oder eine positive Spannung aufschaltet. In einfacher Ausfüh rung kann statt berührungsloser Sensormittel auch die Verwen dung einfacher Schaltkontakte vorgesehen werden, die zunächst kurz vor Erreichen der Endanschläge die Kurzschlußschaltung bzw. die Spannungsaufschaltung bewirken und bei Erreichen der Endanschläge in den Kugelrillen durch die Kugeln den Elektro motor freischalten. Die genannten Mittel zur Dämpfung des An schlages bzw. zur Abbremsung des rücklaufenden Elektromotors stellen einen wesentlich geringeren Aufwand dar, als es mecha nische Bremsen und/oder Dämpfer erfordern würden.

Zur Beschleunigung des Rückstellvorganges ist es bereits ver sucht worden, den Elektromotor zum Rückstellen mit einer nega tiven Spannung zu beaufschlagen. Dieses Verfahren kann für be schleunigte Regelzyklen weiter verbessert werden durch die folgenden Schritte:
zum Rückstellen wird zunächst eine negative Spannung am Elek tromotor angelegt und
beim Erreichen der Leerlaufdrehzahl des Elektromotors wird der Elektromotor von der Spannung getrennt.

Durch die hiermit angegebene Regelstrategie kann ein erhebli cher Zeitgewinn gegenüber dem einfachen passiven Rücklaufen durch Federkraft erzielt werden, indem insbesondere in der Be schleunigungsphase die Federkraft durch den elektromotorischen Antrieb unterstützt wird. Ein Zeitgewinn ergibt sich aber überraschenderweise ebenfalls gegenüber einer dauernd aufge schalteten negativen Spannung während des Rücklaufens, die bei Überschreiten der Leerlaufdrehzahl durch die induzierte Gegen spannung in ihrer Wirkung konterkariert wird.

Eine geeignete Vorrichtung muß eine Spannungsumkehrschaltung für den Elektromotor und eine Motordrehzahlerfassungsschaltung für den Elektromotor umfassen, die miteinander über die Leer laufdrehzahl des Elektromotors derart logisch verschaltet sind, daß die Spannungsumkehrschaltung getrennt wird, wenn beim Rückstellen der Vorrichtung die Leerlaufdrehzahl des Elektromotors erreicht ist.

Um den Zeitpunkt des Unterbrechens der negativen Spannung am Elektromotor bestimmen zu können, sind entsprechende direkte Drehzahlüberwachungsmittel geeignet. Vereinfachend kann jedoch auch bei bekanntem dynamischen Verhalten der Axialverstellvorrichtung eine einfache Zeitschaltung das Aufschalten der nega tiven Spannung am Elektromotor zeitlich begrenzen.

Es findet vorzugsweise ein permanent erregter Gleichstrommotor Verwendung.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Axialverstellvorrichtung in einer ersten Axialansicht;

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 1 im Schnitt A-A;

Fig. 3 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 1 in axialer Gegenansicht zu Fig. 1;

Fig. 4 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 1 im Schnitt B-B;

Fig. 5 zeigt die Vorrichtung in der Darstellung nach Fig. 4, jedoch in Ansicht;

Fig. 6 zeigt einen drehend antreibbaren Stellring der Vorrichtung als Einzelheit in axialer Ansicht auf die Rillen;

Fig. 7 zeigt den Stellring nach Fig. 6 im Schnitt A-A;

Fig. 8 zeigt einen Zylinderschnitt durch eine Rille in Vergrößerung;

Fig. 9 zeigt die Einzelheit X aus Fig. 7;

Fig. 10 zeigt die Einzelheit Y aus Fig. 7;

Fig. 11 zeigt den Stellring nach Fig. 6 in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 12 zeigt den zweiten Stellring der Vorrichtung nach Fig. 1 in Aufsicht auf die Stirnfläche mit den Rillen;

Fig. 13 zeigt den Stellring nach Fig. 12 im Schnitt A-A;

Fig. 14 zeigt einen Zylinderschnitt durch eine Rille in Vergrößerung;

Fig. 15 zeigt den Schnitt B-B aus Fig. 12;

Fig. 16 zeigt den Stellring nach Fig. 12 in perspekti vischer Schrägansicht;

Fig. 17 zeigt eine erfindungsgemäße Stellvorrichtung in Verwendung mit einem Differentialgetriebe in einem Teilschnitt;

Fig. 18 zeigt eine Anordnung nach Fig. 17 im Axialschnitt;

Fig. 19 zeigt verschiedene Kenngrößen bei einer optimierten Freischaltstrategie;

Fig. 20 zeigt den Drehmomentverläuffür die erfindungsgemäße Freischaltstrategie in Verbindung mit bekannten Strategien;

Fig. 21 zeigt die Motordrehzahl über der Zeit für die erfindungsgemäße Freischaltstrategie nach Fig. 20 im Vergleich mit Strategien nach dem Stand der Technik;

Fig. 22 zeigt die Kennlinien für den Drehmomentverlauf und für die Motordrehzahl über der Zeit für eine erfindungsgemäße Abbremsstrategie.

Die Fig. 1 bis 5 werden weitgehend gemeinsam beschrieben. Ein Elektromotor 11 ist mit einer ersten Flanschplatte 12 an einem Lagerblock 13 angeschraubt, der eine zweite Flanschplat te 14 bildet. In dem Lagerblock 13 ist eine Verlängerung der Motorwelle 15 gelagert, die ein erstes Ritzel 16 trägt. In dem Lagerblock 13 ist weiterhin eine Nebenwelle 17 gelagert, die ein weiteres Ritzel 18 trägt, das mit dem Ritzel 16 kämmt und zur Bildung einer Untersetzungsstufe ein weiteres Ritzel 19 trägt. Der Lagerblock 13 ist über den Lagerflansch 14 z. B. an einem Getriebegehäuse zu befestigen. Mit paralleler Achse zur Motorachse ist eine Lagerhülse 21 mit einer Flanschplatte 22 gezeigt, die in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert sein kann. Auf der Lagerhülse 21 ist ein erster Stellring 23 mit tels eines Radiallagers 24 gelagert. Der Stellring 23 umfaßt ein Zahnsegment 25. Das Ritzel 19 der Nebenwelle 17 ist im Verzahnungseingriff mit dem Zahnsegment 25 des ersten Stell rings 23. Parallel zum ersten Stellring 23 liegt ein weiterer Stellring 26, der mit einer Haltenase 27 mit dem Getriebege häuse in verdrehfestem Eingriff sein kann. Zwischen den Stell ringen 23, 26 befinden sich eine Mehrzahl von in einem Käfig 28 gehaltenen Kugeln 29, mittels derer der zweite Stellring 26 auf dem ersten Stellring 23 zentriert ist. Der erste Stellring 23 stützt sich über ein Axiallager 31 an einer Scheibe 32 ab, die mit einem Sicherungsring 33 auf der Lagerhülse 21 festge legt ist. Der zweite Stellring stützt sich über ein Axiallager 34 an einer Druckplatte 35 ab, die über Tellerfederpakete 36 in der Flanschplatte 22 gehalten ist. Die Druckplatte 35 wirkt gleichzeitig auf Druckbolzen 37, die die Flanschplatte 22 durchdringen, ein. Kugelrillen in den Stellringen 23, 26, die die Kugeln 29 halten, sind als über dem Umfang entgegengesetzt steigende Rampen ausgeführt. Am Elektromotor sind Kabelan schlüsse 38, 39 erkennbar. Ein Antreiben des Elektromotors 11 verdreht das Zahnsegment 25 und damit den ersten Stellring 23 gegenüber dem zweiten über die Haltenase 27 mit dem Getriebe gehäuse in Eingriff befindlichen Stellring 26, der hierdurch gegen die Rückstellkraft der Tellerfedern 36 axial verschoben wird und damit die Druckbolzen 37 beaufschlagt. Zur Funktion der Stellringe ergibt sich näheres aus den folgenden Zeichnun gen.

Die Fig. 6 bis 11 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Der erste Stellring 23 mit dem Zahnsegment 25 zeigt in seiner einen Stirnfläche fünf mit einem Teilungswinkel von 72° auf dem Umfang verteilte Kugelrillen 41 von jeweils 58° Umfangs länge. Wie in Fig. 8 dargestellt ist, haben die Kugelrillen über ihrer Umfangserstreckung einen Steigungswinkel von 1,5° und damit eine veränderliche Tiefe zwischen zwei Anschlägen 42 und 43 für die Kugeln 29. In der geschnitten dargestellten Ku gelrille ist die Kugel in ihren zwei Anschlagpositionen strichpunktiert gezeigt.

Die Fig. 12 bis 16 werden nachstehend gemeinsam beschrie ben. Der zweite Stellring 26 weist in seiner Stirnfläche fünf Kugelrillen 44 auf, die mit einem Teilungswinkel von 72° über dem Umfang verteilt sind und eine Umfangslänge von 58° haben. Die Haltenase 27 mit einer Führungsnut 47 ist besonders be zeichnet. Die Kugelrillen haben, wie in Fig. 14 im einzelnen erkennbar ist, über dem Umfang eine veränderliche Tiefe auf grund eines Steigungswinkels von 1,5° und weisen zwei Anschlä ge 45, 46 für die Kugeln 29 auf. Eine Kugel ist in ihren zwei Anschlagspositionen strichpunktiert dargestellt.

Die Steigungen der Kugelrillen 44 im zweiten Stellring 26 ha ben den gleichen Steigungssinn wie die Steigungen der Kugel rillen 41 im ersten Stellring 23. Da die Stellringe 23, 26 mit den die Kugelrillen 41, 44 enthaltenden Stirnflächen zueinan der weisend montiert sind, läßt ein Relativverdrehung der bei den Stellringe zueinander eine Kugel 29 in beiden Kugelrillen 41, 44 gleichzeitig aufsteigend oder in beiden Kugelrillen 41, 44 gleichzeitig absteigend abrollen. Der Käfig hält die Kugeln in untereinander übereinstimmenden Positionen in den Kugelril len. Eine Relativverdrehung der beiden Stellringe 23, 26 zu einander in einer ersten Richtung drückt diese damit auseinan der, während eine Relativverdrehung in die entgegengesetzte Richtung diese sich aneinander annähern läßt. Ersteres wird ausschließlich durch ein Antreiben des Elektromotors bewirkt; letzteres wird insbesondere durch die Rückstellkraft der Tel lerfedern 36 veranlaßt.

Die Fig. 17 und 18 werden nachfolgend gemeinsam beschrie ben. Eine Verstellvorrichtung der vorgenannten Art ist an ei nem Differentialgetriebe installiert, das ein Getriebegehäuse 51 aufweist. Die Lagerhülse 21' ist in diesem Fall einstückig mit einem Differentialkorb 52 ausgebildet, der im Differenti algetriebe über Wälzlager 53, 54 drehbar gelagert ist. Im Dif ferentialkorb 52 sind zwei Achswellen 55, 56 gelagert, die Ke gelräder 57, 58 tragen. Die Kegelräder sind mit Ausgleichske gelrädern 59, 60 im Eingriff. Eine Reibungskupplung 61 umfaßt erste Reiblamellen 63, die drehfest mit einer Hülse 62 verbun den sind, die auf der Achswelle 55 festgelegt ist, sowie zwei te Reiblamellen 64, die mit dem Differentialkorb 52 drehfest verbunden sind. Die Reibungskupplung 61 ist zwischen einer axialverschieblichen Druckplatte 65 und einem im Differential korb 52 festliegenden Stützkörper 66 angeordnet. Die Druck platte 65 ist unmittelbar durch die Druckbolzen 37' beaufschlagbar, die bei einer Verdrehung des ersten Stellrings 23' gegenüber dem zweiten Stellring 26' verschoben werden. Der zweite Stellring 26' ist über in Haltenasen 27 eingreifende Stifte 67, 68 drehfest gehalten, die im Differentialgetriebe gehäuse 51 festgelegt sind. Durch Verdrehen des Stellrings 23 in eine erste Richtung wird die Reibungskupplung 61 geschlos sen, so daß das Differentialgetriebe eine Sperrwirkung entfal tet, während durch Rückdrehen des Stellrings 23 ein Freistel len der Reibungskupplung 61 bewirkt wird, so daß das Differen tialgetriebe wieder zum offenen Differential wird.

In Fig. 19 ist der vorstehend genannte Vorgang des Freischal tens einer Reibungskupplung anhand verschiedener Kenngrößen auf einer Zeitachse dargestellt. Es sind dies das von der Rei bungskupplung übertragbare Drehmoment (transmitted torque), der Strom (current) im Elektromotor und dessen Drehgeschwin digkeit (rotational speed rotor). Im Bereich negativer Zeiten ist der Zustand der Verstellvorrichtung in der äußersten Vor schubstellung dargestellt. Von der Zeit 0,0 beginnend wird die Verstellvorrichtung schnellstmöglich und unter Vermeidung von Anschlagstößen in die Ausgangsstellung zurückgefahren. Im Be reich der negativen Zeiten ist der Strom pulsweitenmoduliert mit Rechtecksprüngen zwischen 0 und ca. 25 A charakterisiert. Das von der Reibungskupplung übertragbare Drehmoment liegt konstant bei nahezu 2000 Nm. Die Motordrehzahl des Elektromo tors schwankt mit der Frequenz der Pulsweitenmodulation nahe um 0.

Zur Zeit 0,0 wird der Elektromotor negativ bestromt (Active Disconnection), wodurch die Motordrehzahl auf negative rück drehende Werte hochläuft und das übertragbare Drehmoment durch Öffnen der Reibungskupplung abnimmt. Nach einer Zeit von ca. 0,01 Sekunden wird der Strom ausgeschaltet, so daß bei der Zeit von 0, 015 Sekunden der Strom im Elektromotor 0 wird. Das Abschalten des Stroms (Passive Disconnection) ist so gewählt, daß der Elektromotor etwa nach dieser Zeit mit ca. 200 rad/sek seine Nenndrehzahl erreicht, so daß die Drehzahl danach durch die Einwirkung der Tellerfedern weiter rücklaufend ansteigen kann, ohne daß dieses Ansteigen durch die Induzierung einer Gegenspannung im Elektromotor abgebremst wird. Das übertragba re Drehmoment fällt hierbei bis zu einer Zeit von 0,095 Sekun den weiter ab. Bei dieser Zeit wird der Elektromotor kurzge schlossen (short circuit), so daß ein Kurzschlußstrom inner halb kürzester Zeit einen Wert von ca. 45 A erreicht. Hier durch wird die Drehzahl des Motors bis zur Zeit von 0,14 Se kunden wieder auf 0 abgebremst, wobei ein nur geringes Über schwingen erfolgt. Das übertragbare Drehmoment hat bereits vorher den Wert 0 erreicht. Aufgrund des elektromotorischen Abbremsvorganges ist der Anschlag der Kugeln in den Rillenan schlägen vollkommen stoßfrei.

In Fig. 20 ist der Drehmomentverlauf der Reibungskupplung (Transmitted Torque) über der Zeitachse als Folge des erfin dungsgemäßen Unterbrechens der Negativbestromung (active "Op timum") im Vergleich mit einer dauernden Negativbestromung (active "Standard") und dem Zurücklaufen ausschließlich unter Federkraft (Passive) dargestellt. Hierbei wird das Zurücklau fen unter Federkraft mit "passive" bezeichnet, das erkennbar den langsamsten Abbau des übertragbaren Drehmomentes bewirkt. Mit "active Standard" wird eine dauernd negative Bestromung des Elektromotors bezeichnet, die durch die Induzierung einer Innenspannung ab ca. 0,04 Sekunden zu einem deutlich verlang samten Abbau des übertragbaren Drehmoments führt, während mit "active Optimum" eine negative Bestromung angedeutet ist, die bereits bei Erreichen der Leerlaufdrehzahl nach ca. 0,04 Se kunden wieder unterbrochen wird, so daß ein schnellstmöglicher Abstieg des übertragbaren Drehmomentes erfolgt.

In Fig. 21 sind für die drei im Zusammenhang mit Fig. 20 be schriebenen Freischaltungsarten die Verläufe der Rückstell drehzahlen des Elektromotors (Rotational Speed Rotor) über der Zeitachse gezeigt. Die zeitliche Spreizung der Drehzahlanstie ge ist hierbei ursachlich für die vorgenannten Drehmomentab fälle, wobei sich die Drehzahl 0 bei Erreichen der Endanschlä ge der Kugelrillen einstellt. Dies findet bei der dauernden Negativbestromung (active Standard) am spätesten und insbeson dere deutlich später statt als bei dem freien Rücklauf (passi ve), während das kurze negative Bestromen ("active Optimum") gemäß der erfindungsgemäßen Verfahrensart zum schnellsten Er reichen des Anschlages führt, das durch den Nulldurchgang der Drehzahlkurve bei gleichzeitigem Überschwingen charakterisiert ist. Dieses Überschwingen bezeichnet Rückdrehen des Motors in folge eines stoßartigen Rückfederns am Endanschlag der Kugel rillen.

In Fig. 22 sind zwei den Fig. 20 und 21, nämlich Darstel lung des übertragbaren Drehmomentes (Transmitted Torque) und Darstellung der Motordrehzahl bei Rückstellung (Rotational Speed Rotor), für einen weiteren vorteilhaften Steuerungsvor gang gezeigt, der sich unmittelbar vor dem Erreichen der End anschläge der Kugelrillen durch die Kugeln abspielt.

Mit den Kurven "active" ist der Verlauf von Drehmoment und Drehzahl als Folge des kurzen negativen Bestromens gemäß der Verfahrensart "active Optimum" nach den Fig. 20 und 21 wie dergegeben. Hierbei ist gemäß der Kurve "active" das steile Abfallen der rückdrehenden negativen Motordrehzahl auf 0 und das Überschwingen auf eine deutlich positive Drehzahl beim harten Anschlagen der Kugeln in den Kugelrillen erkennbar. Mit der Kurve "active with short circuit" ist der Verlauf von Drehmoment und Drehzahl unter Einwirkung eines kurz vor Errei chen dieses Anschlages erfolgenden Kurzschließens des Elektro motors gezeigt, mit dem ein rechtzeitiges Abbremsen des Motors bewirkt wird, so daß die Drehzahl praktisch stoßfrei auf 0 zu rückgeführt wird. Das unerwünschte harte Anschlagen der Kugeln am Ende der Kugelrillen wird hiermit vermieden.

Bezugszeichenliste

11

Motor

12

Motorflansch (

2

Loch)

13

Lagerblock

14

Lagerflansch (

4

Loch)

15

Motorwelle

16

Ritzel (

15

)

17

Nebenwelle

18

Ritzel (

17

)

19

Ritzel (

17

)

20

-

21

Lagerhülse

22

Flanschplatte

23

erster Stellring

24

Radiallager

25

Zahnsegment

26

zweiter Stellring

27

Haltenase

28

Käfig

29

Kugeln

30

-

31

Axiallager

32

Scheibe

33

Sicherungsring

34

Axiallager

35

Druckplatte

36

Tellerfeder

37

Druckbolzen

38

Kabel

39

Kabel

40

-

41

Kugelrille

42

Anschlag

43

Anschlag

44

Kugelrille

45

Anschlag

46

Anschlag

47

Führungsnut

51

Differentialgetriebegehäuse

52

Differentialkorb

53

Wälzläger

54

Wälzläger

55

Achswelle

56

Achswelle

57

Kegelrad

58

Kegelrad

59

Ausgleichskegelrad

60

Ausgleichskegelrad

61

Reiblamellenanordnung

62

Hülse

63

Reiblamellen

64

Reiblamellen

65

Druckplatte

66

Stützkörper

67

Stift

68

Stift

Claims

1. Verfahren zum Rückstellen einer elektromechanischen Axial verstellvorrichtung, insbesondere für Reibungskupplungen, wobei die Axialverstellvorrichtung folgendes umfaßt:
zwei auf einer gemeinsamen Achse zentrierte Stellringe (23, 26),
von denen einer axial abgestützt und der andere axial ver schiebbar gelagert ist und von denen einer verdrehgesi chert in einem Gehäuse gehalten und der andere drehend an treibbar ist,
die beiden Stellringe (23, 26) weisen jeweils auf ihren einander zugewandten Stirnflächen eine gleich große Mehr zahl von in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen (41, 44) auf,
die Rillen (41, 44) haben jeweils in Aufsicht auf die Stirnflächen in gleicher Umfangsrichtung ansteigende Tie fe,
jeweils Paare von Rillen (41, 44) in den beiden Stellrin gen (23, 26) nehmen eine Kugel (29) auf,
der drehend antreibbare Stellring (23) ist mit einem Elek tromotor (11) antriebsmäßig gekoppelt,
der axial verstellbare Stellring (26) wird von Druckfedern (37) in Richtung auf den axial abgestützten Stellring (23) beaufschlagt,
beim Anlegen einer positiven Spannung an den Elektromotor (11) (positive Bestromung) fährt die Axialverstellvorrich tung in eine Vorschubstellung,
beim Trennen der Spannung vom Elektromotor (11) (Stromlos setzen) läuft die Axialverstellvorrichtung in eine Aus gangsstellung zurück,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Rückstellen kurz vor Erreichen der Ausgangsstel lung der Elektromotor (11) zur Erzeugung eines Bremsmomen tes kurzgeschlossen wird (Kurzschlußstrom).

2. Verfahren zum Rückstellen einer elektromechanischen Axial verstellvorrichtung, insbesondere für Reibungskupplungen, wobei die Axialverstellvorrichtung folgendes umfaßt:
zwei auf einer gemeinsamen Achse zentrierte Stellringe (23, 26),
von denen einer axial abgestützt und der andere axial ver schiebbar gelagert ist und von denen einer verdrehgesi chert in einem Gehäuse gehalten und der andere drehend an treibbar ist,
die beiden Stellringe (23, 26) weisen jeweils auf ihren einander zugewandten Stirnflächen eine gleich große Mehr zahl von in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen (41, 44) auf,
die Rillen (41, 44) haben jeweils in Aufsicht auf die Stirnflächen in gleicher Umfangsrichtung ansteigende Tie fe,
jeweils Paare von Rillen (41, 44) in den beiden Stellrin gen (23, 26) nehmen eine Kugel (29) auf,
der drehend antreibbare Stellring (23) ist mit einem Elek tromotor (11) antriebsmäßig gekoppelt,
der axial verstellbare Stellring (26) wird von Druckfedern (37) in Richtung auf den axial abgestützten Stellring (23) beaufschlagt,
beim Anlegen einer positiven Spannung an den Elektromotor (11) (positive Bestromung) fährt die Axialverstellvor richtung in eine Vorschubstellung,
beim Trennen der Spannung vom Elektromotor (11) (Stromlos setzen) läuft die Axialverstellvorrichtung in eine Aus gangsstellung zurück,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Rückstellen kurz vor Erreichen der Ausgangsstel lung am Elektromotor (11) zur Erzeugung eines Bremsmomen tes kurzzeitig eine positive Spannung angelegt wird (posi tive Bestromung).

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Rückstellen spätestens mit Erreichen der Aus gangsstellung der Axialverstellvorrichtung die Kurzschluß schaltung bzw. die positive Spannungsverbindung am Elek tromotor (11) aufgehoben/getrennt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Schritte:
zum Rückstellen wird zunächst eine negative Spannung am Elektromotor (11) angelegt (negative Bestromung) und beim Erreichen der Leerlaufdrehzahl des Elektromotors wird der Elektromotor (11) von der Spannung getrennt (Stromlos setzen).

5. Elektromechanische Axialverstellvorrichtung, insbesondere für Reibungskupplungen, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Axialverstell vorrichtung folgendes umfaßt:
zwei auf einer gemeinsamen Achse zentrierte Stellringe (23, 26),
von denen einer axial abgestützt und der andere axial ver schiebbar gelagert ist und von denen einer verdrehgesi chert in einem Gehäuse gehalten und der andere drehend an treibbar ist,
die beiden Stellringe (23, 26) weisen jeweils auf ihren einander zugewandten Stirnflächen eine gleich große Mehr zahl von in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen (41, 44) auf,
die Rillen (41, 44) haben jeweils in Aufsicht auf die Stirnflächen in gleicher Umfangsrichtung ansteigende Tie fe,
jeweils Paare von Rillen (41, 44) in den beiden Stellrin gen (23, 26) nehmen eine Kugel (29) auf,
der drehend antreibbare Stellring (23) ist mit einem Elek tromotor (11) antriebsmäßig gekoppelt,
der axial verstellbare Stellring (26) wird von Druckfedern (37) in Richtung auf den axial abgestützten Stellring (23) beaufschlagt,
gekennzeichnet durch
einen Drehstellungsaufnehmer an einem drehenden Teil der Axialverstellvorrichtung zur Ansteuerung einer Kurzschluß schaltanordnung für den Elektromotor (Kurzschlußstrom).

6. Axialverstellvorrichtung, insbesondere für Reibungskupp lungen, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Axialverstellvorrichtung fol gendes umfaßt,
zwei auf einer gemeinsamen Achse zentrierte Stellringe (23, 26) von denen einer axial abgestützt und der andere axial verschiebbar gelagert ist und von denen einer ver drehgesichert in einem Gehäuse gehalten und der ändere drehend antreibbar ist,
die beiden Stellringe (23, 26) weisen jeweils auf ihren einander zugewandten Stirnflächen eine gleich große Mehr zahl von in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen (41, 44) auf,
die Rillen (41, 44) haben jeweils in Aufsicht auf die Stirnflächen in gleicher Umfangsrichtung ansteigende Tie fe,
jeweils Paare von Rillen (41, 44) in den beiden Stellrin gen (23, 26) nehmen eine Kugel (29) auf,
der drehend antreibbare Stellring (23) ist mit einem Elek tromotor (11) antriebsmäßig gekoppelt,
der axial verstellbare Stellring (26) wird von Druckfedern (37) in Richtung auf den axial abgestützten Stellring (23) beaufschlagt,
gekennzeichnet durch
einen Drehstellungsaufnehmer an einem der drehenden Teile der Axialverstellvorrichtung zur Ansteuerung der Span nungsverbindung für den Elektromotor (positive Bestro mung).

7. Axialverstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen Drehstellungsaufnehmer zur Unterbrechung der Span nungsverbindungs- bzw. Kurzschlußschaltungen des Elektro motors bei Erreichen eines Drehanschlages der Axialver stellvorrichtung in der Ausgangsstellung.

8. Axialverstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Spannungsumkehrschaltung für den Elektromotor (nega tive Bestromung) und eine Motordrehzahlerfassung für den Elektromotor.