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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigte Lamellenkupplung
mit einem Kupplungsaußenteil,
einem Kupplungsinnenteil, einem aus abwechselnd mit dem Kupplungsinnenteil und
dem Kupplungsaußenteil
drehfest verbundenen Lamellen zusammengesetzten Lamellenpaket und einem
auf das Lamellenpaket wirkenden, verschiebbar gelagerten Druckkolben,
wobei auf der von dem Lamellenpaket abgewandten Seite des Druckkolbens
ein über
einen Druckerzeuger mit Druckfluid beschickbarer Arbeitsraum ausgebildet
ist.
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Lamellenkupplungen
dieser Art sind bekannt und werden auch als Lamellenkupplung mit
hydraulischer Einrückung
bezeichnet. Derartige Kupplungen werden beispielsweise im Antriebsstrang
von Kraftfahrzeugen, als Getriebekupplungen oder in sonstigen Anwendungsbereichen
verwendet, in denen eine zuschaltbare Kraftübertragung gesteuert werden
soll. Werden derartige Kupplungen im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen
dazu verwendet, unter dem Kommando einer Fahrdynamikregelung die
Verteilung eines Antriebsdrehmoments auf zwei Räder einer Achse oder auf zwei
angetriebene Achsen zu steuern, so ist hohe Präzision und gutes dynamisches
Verhalten über
die gesamte Lebensdauer erforderlich. Ein Betriebspunkt, an dem
Präzision
besonders wichtig ist, ist beim Schließen der Kupplung derjenige,
in dem die Lamellen einander berühren
und Drehmoment zu übertragen
beginnen. Bevor dieser Punkt erreicht ist, wird nur das so genannte
Lüftspiel überwunden.
In diesem Punkt hatte die Kraft/Weg-Kennlinie der Kupplung einen
Knick. Beim Durchfahren des Luftspiels ist sie sehr flach und anschließend sehr
steil. Daher muss dieser Punkt unabhängig vom Verschleiß genau
festliegen.
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Allerdings
besteht ein Zielkonflikt zwischen einerseits einem kleinen Grundmoment,
welches ein großes
Lüftspiel
erfordert, und andererseits gutem dynamischen Verhalten. Bei Auftreten
von Verschleiß soll
sich das Lüftspiel
und damit die Zeit zu dessen Durchfahren nicht vergrößern, da
sich andernfalls das dynamische Verhalten der Kupplung fühlbar verschlechtern
würde.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kupplung der eingangs genannten
Art so auszubilden, dass auch bei auftretendem Verschleiß das Lüftspiel
konstant bleibt, so dass ein präzises
Anfahren der Stellung beginnender Momentenübertragung bei unverändertem
Zeitverhalten über
die ganze Lebensdauer der Kupplung gewährleistet ist.
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Ausgehend
von einer Kupplung der eingangs genannten Art wird dies erfindungsgemäß dadurch
erreicht, dass zur Verschleißnachstellung
in dem Arbeitsraum zwischen dem Druckerzeuger und dem Druckkolben
ein Nachstellkolben vorgesehen ist, der zwischen einer der Ausrückposition
der Lamellenkupplung entsprechenden Endstellung und einer der Einrückposition
der Lamellenkupplung entsprechenden Einrückstellung verschiebbar ist
und den Arbeitsraum in einem druckerzeugerseitig gelegenen Steuerraum
und einen druckkolbenseitig gelegenen Druckraum trennt, dass in
einer Wand des Arbeitsraums zumindest eine Steueröffnung vorgesehen
ist, über
die Druckfluid von dem Steuerraum an dem Nachstellkolben vorbei
zu dem Druckraum strömen
kann, wenn der Nachstellkolben aufgrund Verschleiß über die
Einrückstellung
hinaus verschoben wird, um im Steuerraum und im Druckraum ein Druckgleichgewicht
einzustellen, und dass der Nachstellkolben beim Überfahren der Einrückstellung
entgegen seiner Bewegungsrichtung mit einer Vorspannung beaufschlagt
ist, durch die bei Erreichen des Druckgleichgewichts der Nachstellkolben
in die Einrückstellung
zurückbewegt
wird.
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Mit
der Erfindung wird erreicht, dass das Lüftspiel, das durch den Abstand
zwischen der Endstellung und der Einrückstellung des Nachstellkolbens
definiert ist, auch bei auftretendem Verschleiß konstant bleibt. Bei auftretendem
Verschleiß wird
der Druckkolben über
die ursprünglich
eingestellte Einrückposition
hinaus verschoben, wodurch auch der Nachstellkolben über seine
Einrückstellung
hinaus bewegt wird. Erfindungsgemäß strömt in diesem Zustand Druckfluid
von dem Steuerraum durch die Steueröffnung in den Druckraum, bis
sich beiderseits des Nachstellkolbens, d. h. im Steuerraum und im Druckraum,
ein Druckgleichgewicht einstellt. Aufgrund des eingestellten Druckgleichgewichts
ist der Nachstellkolben über
die entgegen seiner Einrückrichtung
anliegende Vorspannung wieder in Richtung der Einrückstellung
verschiebbar, ohne dass dadurch der Druckkolben aus seiner Einrückposition,
in der die Lamellen der Kupplung von der Druckplatte mit vollem
Druck beaufschlagt werden, zurückgeführt wird.
Nachdem der Nachstellkolben seine Einrückstellung wieder erreicht
hat, wird ein Durchströmen der
Steueröffnung
wieder unterbunden, so dass die nun im Druckraum enthaltende Menge
an Druckfluid gegenüber
der ursprünglichen
Menge vergrößert ist. Dies
bedeutet, dass sowohl die Anfangs- wie auch die Endposition des
Druckkolbens, die der Ausrückposition
bzw. der Einrückposition
der Lamellenkupplung entsprechen, gegenüber seinen ursprünglichen Anfangs- und Endpositionen
um den Verschleißweg in
Richtung zum Lamellenpakte nachgestellt sind, wobei jedoch gleichzeitig
aufgrund der unveränderten
Endstellung und Einrückstellung
des Nachstellkolbens das Lüftspiel
und damit das dynamische Verhalten der Kupplung unverändert ist.
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Nach
einer vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung ist der Druckraum durch den Nachstellkolben druckfest
gegenüber
dem Steuerraum abgedichtet, solang sich der Nachstellkolben zwischen seiner
Endstellung und seiner Einrückstellung
befindet. Dadurch wird verhindert, dass Druckfluid von dem Steuerraum
in den Druckraum oder umgekehrt gelangen kann, solange kein Verschleiß an den
Lamellen auftritt.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist die Verbindung von dem Steuerraum zu der Steueröffnung durch
den Nachstellkolben unterbrochen, solange sich der Nachstellkolben
zwischen seiner Endstellung und seiner Einrückstellung befindet. Erfindungsgemäß kann somit
der Nachstellkolben direkt die Steueröffnung abschotten, indem beispielsweise
die Steueröffnung
von dem Nachstellkolben überdeckt
wird oder der Nachstellkolben in der Einrückstellung so positioniert
ist, dass sich beispielsweise eine Kolbendichtung des Nachstellkolbens
unmittelbar vor dem Beginn der Steueröffnung befindet. Grundsätzlich ist
es auch denkbar, dass durch den Nachstellkolben eine indirekte Unterbrechung
der Steueröffnung
erfolgt, solange sich der Nachstellkolben zwischen seiner Endstellung
und seiner Einrückstellung
befindet. Dies könnte
beispielsweise durch einen entsprechenden Positionsschalter zur
Bestimmung der Position des Nachstellkolbens und ein von diesem
angesteuertes Steuerventil zum Schließen der Steueröffnung erfolgen.
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Bevorzugt
ist der Druckraum durch den Druckkolben druckfest gegenüber dem
auf der druckraumseitig abgewandten Seite des Druckkolbens liegenden
Bereich abgedichtet. Dadurch wird verhindert, dass druckkolbenseitig
Druckfluid aus dem Druckraum entweichen kann. Durch die beidseitige druckfeste
Abdichtung des Druckraums mittels des Druckkolbens bzw. des Nachstellkolbens
ist gewährleistet,
dass die Fluidmenge innerhalb des Druckraums auch beim Bewegen des
Druckkolbens immer konstant ist, solange sich der Nachstellkolben
zwischen seiner Endstellung und seiner Einrückstellung befindet.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Steueröffnung
als insbesondere in axialer Richtung verlaufender Steuerkanal in
der Wand des Arbeitsraums ausgebildet. Der Steuerkanal kann dabei
sowohl als geschlossener Steuerkanal mit Ein- und Austrittsöffnung wie
auch als Rinne ausgebildet sein. Durch die Ausbildung als insbesondere
in axialer Richtung verlaufender Steuerkanal ist gewährleistet,
dass durch die verbleibende Innenwandfläche des Arbeitsraums der Nachstellkolben
sicher in seiner Bewegung geführt
wird. Grundsätzlich
kann die Steueröffnung
auch durch eine entsprechende Aufweitung des Arbeitsraums realisiert
sein, wenn die Führung
des Nachstellkolbens durch andere Mittel, beispielsweise durch einen entsprechenden
Führungsschaft
gewährleistet
ist. Sind mehr als eine Steueröffnung
vorgesehen, so können
diese insbesondere symmetrisch über
den Umfang der Wand des Arbeitsraums verteilt angeordnet sein.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
zur Erzeugung der Vorspannung ein insbesondere ortsfestes Federelement vorgesehen.
Es kann sich dabei beispielsweise um eine Druckfeder handeln, gegen
die die Vorderseite des Nachstellkolbens bei einer Bewegung in Einrückrichtung
aufläuft.
Grundsätzlich
kann das Federelement auch an der dem Druckraum zugewandten Seite
des Druckkolbens befestigt sein und sich mit diesem mitbewegen.
Es ist lediglich sicherzustellen, dass auch bei vollständig eingerücktem Druckkolben der über seine
Einrückstellung
hinaus verschobenen Nachstellkolben nach Erzeugung des Druckgleichgewichts
von dem. Federelement wieder bis zu seiner Einrückstellung zurück geschoben
werden kann. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechend lange
Ausbildung des Federelements erreicht werden.
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Vorteilhaft
bildet das Federelement einen Endanschlag für den Nachstellkolben in Einrückrichtung.
Auf diese Weise wird eine Begrenzung der Verschiebung des Nachstellkolbens über seine
Einrückstellung
hinaus erreicht, so dass nach Erzeugen des Druckgleichgewichts im
Steuerraum oder Druckraum der Nachstellkolben um einen relativ geringen
Weg zu seiner Einführstellung
zurück
verschoben werden muss, so dass die Rückführzeit entsprechend minimiert
wird.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
der Arbeitsraum als einheitlicher Raum ausgebildet. Nachstellkolben
und Druckkolben befinden sich in diesem Fall beide hintereinander
liegend, bevorzugt konzentrisch zueinander verschiebbar innerhalb
des Arbeitsraums. Dadurch wird eine besonders kompakte Ausbildung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ermöglicht.
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Es
ist jedoch auch möglich,
dass der Arbeitsraum durch zwei voneinander getrennte Arbeitsraumabschnitte
gebildet wird, die über
zumindest eine Verbindungsleitung miteinander in Fluidverbindung
stehen. In diesem Fall sind bevorzugt der Druckkolben in dem einen
und der Nachstellkolben in dem anderen Arbeitsraumabschnitt verschiebbar
gelagert. Durch diese getrennte Ausbildung kann entsprechenden Platzanforderungen
Rechnung getragen werden.
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Der
Druckerzeuger kann als hydraulische oder elektrisch angetriebene
Pumpe oder als sonstige Druckerzeugungseinheit ausgebildet sein,
mit der die erforderlichen Drücke
erzeugt werden können.
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Druckkolben
und/oder Nachstellkolben können
als Zylinderkolben oder als Ringkolben ausgebildet sein oder eine
sonstige geeignete Kolbenform besitzen, mit denen die entsprechenden
Drücke über das
Druckfluid an die Lamellen der Lamellenkupplung übertragen werden können.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher
erläutert;
in diesen zeigen:
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1 einen
schematischen Längsschnitt durch
eine gattungsgemäße Lamellenkupplung,
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2 einen
stark schematisierten Längsschnitt
durch eine erste Ausführungsform
der Erfindung,
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3 einen
stark schematisierten Längsschnitt
durch eine zweite Ausführungsform
der Erfindung,
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4 einen
Querschnitt gemäß der Linie A-A
aus 2,
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5 die
Ausführungsform
nach 2 mit dem Nachstellkolben in der Einrückstellung,
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6 die
Ausführungsform
nach 3 mit dem Nachstellkolben in der Einrückstellung,
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7 die
Ausführungsform
nach 2, wobei der Nachstellkolben über die Einrückstellung
hinaus verschoben ist und
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8 die
Ausführungsform
nach 3, wobei der Nachrückkolben über die Einrückstellung
hinaus verschoben ist.
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1 zeigt
eine Lamellenkupplung, wie sie als Basis für die Erfindung Verwendung
finden kann. Grundsätzlich
ist die Erfindung nicht auf eine Lamellenkupplung gemäß der Darstellung
nach 1 eingeschränkt,
sondern kann auf beliebige andere Ausführungen von Lamellenkupplungen
angewendet werden.
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Die
Lamellenkupplung nach 1 umfasst eine Primärwelle 1,
mit der ein Kupplungsaußenteil 2 drehfest
verbunden ist. Weiterhin ist eine Sekundärwelle 3 dargestellt,
die mit einem Kupplungsinnenteil 4 drehfest verbunden ist.
Zwischen dem Kupplungsaußenteil 2 und
dem Kupplungsinnenteil 4 ist ein Lamellenpaket 5 angeordnet,
welches in bekannter Weise aus abwechselnd mit dem Kupplungsaußenteil 2 und
dem Kupplungsinnenteil 4 drehfest verbundenen Lamellen
oder Scheiben besteht.
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Beabstandet
von dem Lamellenpaket 5 ist eine Druckplatte 6 angeordnet,
durch die das Lamellenpaket 5 mit dem Kupplungsinnenteil 4 als
Widerlager gegen die Kraft von Druckfedern 7 (Luftfedern) zusammengepresst
werden kann. Grundsätzlich können die
Druckfedern 7 auch entfallen, wenn das Ausrücken der
Lamellenkupplung auf andere Weise, beispielsweise durch passives
oder aktives Zurückführen der
Druckplatte 6 gewährleistet
ist. Auch eine Druckplatte ist je nach Aufbau der Kupplung nicht
unbedingt erforderlich.
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Weiterhin
ist ein Gehäuse 8 vorgesehen,
das stationär
oder rotierend ausgebildet sein kann und in dem zur Betätigung der
Kupplung ein Arbeitsraum 9 ausgebildet ist, der über eine
Verbindungsleitung 10 mit Druckfluid versorgt werden kann.
Der Arbeitsraum 9 kann dabei wie in
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1 dargestellt
ringförmig
oder auch beispielsweise zylindrisch ausgebildet sein.
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In
Richtung der Druckplatte 6 und damit zum Lamellenpaket 5 hin
ist der Arbeitsraum 9 durch einen Druckkolben 11 abgeschlossen,
der gemäß 1 ringförmig aber
grundsätzlich
auch beispielsweise zylindrisch ausgebildet sein kann. Weiterhin sind
zwischen dem Gehäuse 8 und
dem Druckkolben 11 Dichtungen 12 vorgesehen, durch
die der Arbeitsraum 9 gegenüber der Umgebung druckfest
abgedichtet wird. Die Dichtungen können dabei wie in 1 an
dem Gehäuse 8 oder
wie in den übrigen
Figuren an dem Druckkolben 11 festgelegt sein. Die Kraftübertragung
zwischen dem Druckkolben 11 und der Druckplatte 6 erfolgt
beispielsweise über
ein axiales Nadellager 13, das je nach Ausführung der Kupplung
auch entfallen kann.
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Über die
Zufuhr von Druckfluid durch die Verbindungsleitung 10 in
den Arbeitsraum 9 kann der Druckkolben 11 von
einer linken Endposition (Ausrückposition),
in der die Druckplatte 6 von dem Lamellenpaket 5 um
das so genannte Lüftspiel
beabstandet ist, in eine rechte Endposition (Einrückposition)
verschoben werden, in der die Lamellen des Lamellenpaketes 5 durch
die mit Druck anliegende Druckplatte 6 zusammengepresst
werden.
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Aufgrund
von Verschleiß der
Lamellen des Lamellenpakets 5 verschiebt sich diese Einrückposition
im Laufe der Zeit in Einrückrichtung
(nach rechts in 1) so dass das Lüftspiel
bei unveränderter Ausrückposition
größer wird.
Um die damit verbundenen dynamischen Nachteile zu vermeiden, wird
mit der Erfindung auch die Ausrückposition
automatisch um den gleichen Betrag in Einrückrichtung verstellt, so dass
das Lüftspiel
auch bei Verschleiß des
Lamellenpakets 5 konstant bleibt.
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Dieser
Verschleißausgleich
wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 2 bis 8 näher beschrieben.
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In 2 ist
in stark vereinfachter Form im rechten Bereich das Gehäuse 8 mit
dem Druckkolben 11 und dem Arbeitsraum 9 dargestellt.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
umfasst der Arbeitsraum 9 dabei einen innerhalb des Gehäuses 8 angeordneten
und von dem Druckkolben 11 begrenzten Arbeitsraumabschnitt 14 sowie
einen über
die Verbindungsleitung 10 mit dem Arbeitsraumabschnitt 14 verbundenen
weiteren Arbeitsraumabschnitt 15, der in einem Zwischengehäuse 16 ausgebildet
ist.
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In
dem Arbeitsraumabschnitt 15, der beispielsweise einen zylindrischen
Querschnitt besitzen kann, ist ein Nachstellkolben 17 verschiebbar
angeordnet, der über
eine Dichtung 18 gegenüber
der Innenwand des Arbeitsraumabschnitts 15 abgedichtet ist.
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Der
Arbeitsraum 9 ist über
eine weitere Verbindungsleitung 19 mit einem Druckerzeuger 20 verbunden,
durch den Fluid unter Druck in den Arbeitsraum 9 zuführbar ist.
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Durch
den Nachstellkolben 17 wird der Arbeitsraum 9 in
einen druckerzeugerseitig angeordneten Steuerraum 21 sowie
einen zwischen dem Nachstellkolben 17 und dem Druckkolben 11 angeordneten
Druckraum 22 aufgeteilt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 wird
dabei der Druckraum 22 durch zwei voneinander getrennte
Druckraumabschnitte 23, 24 gebildet, die über die
Verbindungsleitung 10 miteinander verbunden sind.
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Der
Arbeitsraumabschnitt 15 besitzt an seinem druckerzeugerseitig
gelegenen Ende einen Endanschlag 25 für den Nachstellkolben 17 sowie
an seinem entgegengesetzten Ende einen federnden Endanschlag, der
als Druckfeder 26 ausgebildet und an einer Stirnwand 30 des
Zwischengehäuses 16 befestigt
ist. Weiterhin sind in der Wand des Arbeitsraumabschnitts 15 in
radialer Richtung verlaufende Kanäle 27 vorgesehen,
die über
Steueröffnungen 28 in
den Arbeitsraumabschnitt 15 münden und in Richtung zum Endanschlag 25 hin
jeweils durch eine Steuerkante 29 begrenzt werden.
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Das
Ausführungsbeispiel
nach 3 entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach 2,
so dass für
gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Im
Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel
nach 2 ist in 3 der Arbeitsraum 9 nicht
zweiteilig, sondern einteilig ausgebildet, so dass der Arbeitsraum 9 sowie die
Arbeitsraumabschnitte 14 und 15 zusammenfallen.
Die druckkolbenseitige Stirnwand 30 entfällt bei dieser
Ausführungsform,
so dass die Druckfeder 26 durch geeignete, in 3 nicht
näher dargestellte Mittel
in ihrer in 3 dargestellten Position gehalten und
im Falle einer Druckbeaufschlagung abgestützt wird. Beispielsweise können im
Arbeitsraum 9 entsprechende Verstrebungen vorgesehen sein,
an denen die Druckfeder 26 befestigt ist. Es ist jedoch
auch möglich,
dass die Druckfeder 26 an der dem Druckraum 22 zugewandten
Seite des Druckkolbens 11 befestigt und zusammen mit diesem
verschiebbar ist.
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In
dem in 4 dargestellten Querschnitt ist zu erkennen, dass
in der Wand des Arbeitsraums 9 vier Kanäle 27 ausgebildet
sind. Jeder der Kanäle 27 ist
als rinnenförmiger
Kanal ausgebildet und erstreckt sich im Wesentlichen in axialer
Richtung. Die Kanäle 27 sind
zum Arbeitsraum 9 hin über
ihre gesamte Länge
geöffnet
und bilden Steueröffnungen 28.
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Grundsätzlich können die
Kanäle 27 auch eine
andere Querschnittsform besitzen und gleichmäßig oder ungleichmäßig über den
Umfang des Arbeitsraums 9 angeordnet sein. Auch die Anzahl
der Kanäle 27 kann
von der Anzahl in 4 sowohl nach oben als auch
nach unten abweichen. Die Arbeitskanäle 27 können weiterhin
als geschlossene Kanäle ausgebildet
sein, die über
die Steueröffnungen 28 mit dem
Arbeitsraum 9 verbunden sind.
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Die
Funktionsweise der Ausführungsbeispiele
nach den 2 und 3 ist identisch,
so dass diese nachfolgend gemeinsam beschrieben wird.
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Befindet
sich der Nachstellkolben 17 in seiner in den 2 und 3 gezeigten
Endstellung, in der er an dem Endanschlag 25 anliegt, so
entspricht dies der Ausrückposition
der Lamellenkupplung. In dieser Position sind die Lamellen des Lamellenpakets 5 voneinander
getrennt und die Druckplatte 6 befindet sich in einem vordefinierten
Abstand, dem so genannten Lüftspiel,
zu dem Lamellenpaket 5. Der Druckraum 22 ist dabei
vollständig
mit einer seinem Volumen entsprechenden Menge von Druckfluid gefüllt. Auch
der Steuerraum 21 ist in entsprechender Weise mit Druckfluid
befüllt.
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Zum
Einrücken
der Kupplung wird über
den Druckerzeuger 20 zusätzliches Druckfluid durch die Verbindungsleitung 19 in
den Steuerraum 21 eingebracht, wodurch der Nachstellkolben 17 aus
seiner in den 2 und 3 gezeigten
Endstellung in die in den 5 und 6 gezeigte
Einrückstellung
verschoben wird. Das vom Druckerzeuger 20 in den Steuerraum 21 eingebrachte
zusätzliche
Druckfluid kann dabei nicht von dem Steuerraum 21 in den Druckraum 22 strömen, da
der Steuerraum 21 und der Druckraum 22 durch die
Dichtungen 18 des Nachstellkolbens 17 druckfest
voneinander abgedichtet sind.
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Das
Verschieben des Steuerkolbens 17 bewirkt, dass das im Arbeitsraumabschnitt 15 vorhandene
Druckfluid über
die Verbindungsleitung 10 zu dem Arbeitsraumabschnitt 14 gefördert wird,
so dass der Druckkolben 11 in Richtung des Lamellenpakets 5 verschoben
wird. Bei der Ausführungsform
nach 3 erfolgt die Verschiebung des Druckkolbens 11 in
entsprechender Weise durch entsprechende Verschiebung des im einteiligen
Druckraum 22 enthaltenen Druckfluids.
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Die
Menge des Druckfluids im Druckraum 22 ist so bemessen,
dass sich der Druckkolben 11 in einer der Einrückposition
der Lamellenkupplung entsprechenden Position befindet, wenn der
Nachstellkolben 17 die in den 5 und 6 dargestellte Einrückstellung
einnimmt. In dieser Einrückstellung befindet
sich die Dichtung 18 des Nachstellkolbens 17 genau
an oder kurz vor den Steuerkanten 29 der Steueröffnungen 28.
Der Verschiebeweg des Nachstellkolbens 17 von seiner in
den 2 und 3 gezeigten Endstellung bis
zu seiner in den 5 und 6 gezeigten
Einrückstellung
entspricht somit genau dem Lüftspiel 31 der
Kupplung.
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Wird
die Kupplung wieder gelöst,
so wird der Druckkolben 11 durch die Druckfeder 7 wieder
in seine Ausrückposition
entsprechend den 2 und 3 zurück verschoben. Über das
in dem Druckraum 22 enthaltene Druckfluid wird diese Bewegung auf
den Nachstellkolben 17 übertragen,
so dass dieser wieder in seine in den 2 und 3 dargestellte
Endstellung verschoben wird. Um das Entkuppeln zu beschleunigen,
kann der Druckerzeuger 20 auch einen negativen Druck, d.
h. eine entsprechende Saugkraft erzeugen.
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Tritt
im Laufe der Zeit ein Verschleiß an
den Lamellen des Lamellenpakets 5 auf, durch den die Lamellen
eine verringerte Dicke besitzen, so wird die Einrückposition
der Kupplung in Richtung zum Lamellenpaket 5 hin, d. h.
in den Figuren nach rechts verschoben. Um ein vollständiges Einrücken und eine
entsprechende Kraftübertragung
zu gewährleisten,
muss daher der Druckkolben 11 weiter nach rechts bewegt
werden als in den 5 und 6 dargestellt.
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Eine
entsprechende weitere Verschiebung des Druckkolbens 11 ist
in den 7 und 8 gezeigt. Um den Verschleiß der Lamellen
auszugleichen, wird entsprechend mehr Druckfluid von dem Druckerzeuger 20 in
den Steuerraum 21 gefördert,
so dass der Nachstellkolben 17 über die Steuerkante 29 hinweg
verschoben wird. Sobald der Nachstellkolben 17 seine Einrückstellung überfährt, werden
die Steueröffnungen 28 von
der Dichtung 18 freigegeben, so dass der Steuerraum 21 und
der Druckraum 22 über die
Steueröffnungen 28 und
die Kanäle 27 miteinander
in Fluidverbindung stehen, wie es durch Pfeile 32 angedeutet
ist.
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Das
von dem Druckerzeuger 20 in den Steuerraum 21 geförderte Druckfluid
kann durch die Steueröffnungen 28 und
die Kanäle 27 somit
entlang der Pfeile 32 an dem Nachstellkolben 17 vorbei
in den Druckraum 22 hineinströmen, so dass der Druckkolben 11 zum
Ausgleich des Verschleißes
weiter nach rechts verschoben wird, bis die Lamellen des Lamellenpakets 5 über die
Druckplatte 6 wieder vollständig zusammengepresst werden
und die Kupplung vollständig
eingerückt
ist.
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Solange
sich der Druckkolben 11 in Bewegung befindet, ist der im
Steuerraum 21 vorherrschende Druck größer als der Druck im Druckraum 22,
so dass auch der Nachstellkolben 17 nach rechts verschoben
wird. Der Nachstellkolben 17 läuft dabei gegen die Druckfeder 26 an
und wird von dieser unter Vorspannung in der in den 7 und 8 dargestellten
Position gehalten.
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Sobald
der Druckkolben 11 nach Überwindung des zusätzlichen,
durch den Verschleiß erzeugten
Verschiebeweges seine Einrückposition
eingenommen hat, entsteht innerhalb des Druckfluids beiderseits
des Nachstellkolbens 17 ein Druckgleichgewicht, so dass
der Druckkolben 17 nun aufgrund der auf ihn einwirkenden
Federkraft der Druckfeder 26 entgegen der Einrückrichtung
zurückgeschoben wird,
bis er wieder seine in den 5 und 6 dargestellte
Einrückstellung
erreicht hat. Diese Rückstellung
des Nachstellkolbens 17 erfolgt dabei ohne eine entsprechende
Rückstellung
des Druckkolbens 11, so dass nach Einnahme der Einrückstellung durch
den Nachstellkolben 17 im Druckraum 22 nun eine
erhöhte
Fluidmenge enthalten ist, durch die der durch den Verschleiß vergrößerte Weg
des Druckkolbens 11 kompensiert ist. Da in der in den 5 und 6 dargestellten
Einrückstellung
des Nachstellkolbens 17 sowie in jeder Position zwischen
dieser Einrückstellung
und der Endstellung des Nachstellkolbens 17 gemäß den 2 und 3 der
Steuerraum 21 von dem Druckraum 22 über die
Dichtung 18 druckfest abgetrennt ist, verbleibt diese erhöhte Fluidmenge
innerhalb des Druckraums 22, so dass die Verschleißnachstellung
dauerhaft wirkt.
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Zum
Entkuppeln wird der Druck vom Druckerzeuger 20 abgebaut,
wodurch der Nachstellkolben 17 wieder in seine in den 2 und 3 dargestellte
Endstellung verbracht wird. Der Verschiebeweg des Nachstellkolbens 17 ist
dabei wieder identisch dem ursprünglichen
Lüftspiel 31.
Beim Ausrücken
der Kupplung wird auch der Druckkolben 11 über die
gleiche Weglänge
wie bei unverschlissener Kupplung bewegt, da der Verschiebeweg des
Druckkolbens 11 direkt von dem Verschiebeweg des Nachstellkolbens 17 abhängig ist.
Durch die erhöhte Druckfluidmenge
im Druckraum 22 sind somit lediglich die Positionen des
Druckkolbens 11 in der Einrück- sowie der Ausrückposition
der Kupplung nach rechts verscho ben, der Abstand zwischen diesen beiden
Positionen bleibt jedoch unverändert,
so dass das Lüftspiel
auch bei auftretendem Verschleiß der Kupplung
nicht vergrößert wird.
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- 1
- Primärwelle
- 2
- Kupplungsaußenteil
- 3
- Sekundärwelle
- 4
- Kupplungsinnenteil
- 5
- Lamellenpaket
- 6
- Druckplatte
- 7
- Druckfeder
- 8
- Gehäuse
- 9
- Arbeitsraum
- 10
- Verbindungsleitung
- 11
- Druckkolben
- 12
- Dichtungen
- 13
- Nadellager
- 14
- Arbeitsraumabschnitt
- 15
- Arbeitsraumabschnitt
- 16
- Zwischengehäuse
- 17
- Nachstellkolben
- 18
- Dichtung
- 19
- weitere
Verbindungsleitung
- 20
- Druckerzeuger
- 21
- Steuerraum
- 22
- Druckraum
- 23
- Druckraumabschnitt
- 24
- Druckraumabschnitt
- 25
- Endanschlag
- 26
- Druckfeder
- 27
- Kanäle
- 28
- Steueröffnungen
- 29
- Steuerkante
- 30
- Stirnwand
- 31
- Lüftspiel
- 32
- Pfeile