DE102011018319A1 - Nachstelleinrichtung für eine Reibungskupplung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Nachstelleinrichtung für eine Reibungskupplung, mit dessen Hilfe ein durch einen Verschleiß von Reibbelägen der Reibungskupplung verursachter erhöhter Hubweg einer Anpressplatte kompensiert werden kann.
- Reibungskupplungen können zum Ausgleich eines auftretenden Verschleißes von Reibbelägen mit einer kraftgesteuerten Nachstelleinrichtung versehen sein. Hier wird eine infolge eines Verschleißes ungünstige Entwicklung der Anpresskraft eines die Druckplatte der Reibungskupplung beaufschlagenden Hebelsystems, beispielsweise einer Tellerfeder, erfasst und abhängig von der Anpresskraft eine Nachstellung bewirkt. Alternativ kann ein bei einem Verschleiß der Reibbeläge der Kupplungsscheibe auftretender Fehlabstand zwischen dem Kupplungsgehäuse und dem Hebelsystem ermittelt und abhängig von dem Fehlabstand korrigiert werden. Zur Korrektur werden dabei zwischen der Druckplatte und dem Hebelsystem angeordnete Ausgleichsmittel wie Rampensysteme oder Gewinde verdreht.
- Aus
DE 10 2009 035 225 A1 ist eine Reibungskupplung mit einer weggesteuerten Nachstelleinrichtung bekannt, bei der eine sich in Abhängigkeit vom Abstand eines Hebelsystems und einer Anpressplatte axial verlagemde Klinke auf ein Ritzel einer an der Anpressplatte verdrehar aufgenommenen Spindel wirkt, wobei eine auf der Spindel aufgenommene Spindelmutter bei Verdrehung der Spindel einen zwischen der Anpressplatte und der Tellerfeder angeordneten Rampenring eines Rampensystems verdreht, wodurch der ursprüngliche Abstand des Hebelsystems zur Anpressplatte wieder hergestellt wird. Dabei gleitet während des Hubs einer Gegenplatte gegenüber der Anpressplatte die Klinke auf den Zähnen des Ritzels und rastet bei einem vorgegebenen Verschleiß in eine Zahnlücke zwischen zwei Zähnen ein. Die Klinke nimmt beim nächsten Öffnungsvorgang der Reibungskupplung das Ritzel formschlüssig mit und verdreht dabei das Ritzel und damit die Spindel, wodurch die Spindelmutter den Rampenring um einen entsprechenden Winkelbetrag verdreht und die Reibungskupplung damit nachstellt. - Es besteht ein ständiges Bedürfnis das Nachstellen der Reibungskupplung, ohne dass ein Verschleiß an den Reibbelägen aufgetreten ist, zu vermeiden.
- Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Nachstelleinrichtung für eine Reibungskupplung zu schaffen, die eine Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Nachstellen ermöglicht.
- Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüche angegeben.
- Die erfindungsgemäße Nachstelleinrichtung zur weggesteuerten Verschleißnachstellung für eine Reibungskupplung weist ein Ritzel zur Verdrehung einer Anpressplatte relativ zu einer Gegenplatte über ein Rampensystem zur axialen Verschiebung der Anpressplatte zur Gegenplatte in Abhängigkeit von einer relativen Verdrehung auf, eine an dem Umfang des Ritzels eingreifbare erste Klinke zum Verdrehen des Ritzels in eine erste Drehrichtung, eine an dem Umfang des Ritzels eingreifbare zweite Klinke zum Sperren des Ritzels entgegen der ersten Drehrichtung, und eine an dem Umfang des Ritzels eingreifbare dritte Klinke zum Sperren des Ritzels in Richtung der ersten Drehrichtung.
- Die weggesteuerte Verschleißnachstellung ist durch eine Drehung des Ritzels in eine erste Drehrichtung einleitbar. Das Ritzel ist über eine Welle mit einer Spindel verbunden, welche derart mit einer Anpressplatte verbunden ist, dass die Anpressplatte durch eine Drehung des Ritzel und der Spindel in eine Rotation bewegbar ist. Die Anpressplatte ist über ein Rampensystem mit einer Gegenplatte verbunden und ist relativ zu der Gegenplatte rotierbar ausgebildet. Eine Rotation der Anpressplatte führt über das Rampensystem zu einer Erhöhung des Abstandes zwischen der Anpressplatte und der Gegenplatte, wodurch eine im Wesentlichen maximal dem Verschleiß entsprechende axiale Nachstellbewegung der Verschleißnachstellung erfolgen kann. Das Ritzel ist durch die erste Klinke, eine sogenannte Antriebsklinke, betätigbar. Die erste Klinke ist geometrisch derart ausgebildet und angeordnet, dass durch eine Kombination einer Vorspannkraft und dem Verschleiß der Kupplungsscheibe die Verdrehung des Ritzels einleitbar ist. Die erste Klinke greift an dem Umfang des Ritzels ein, wobei das Ritzel beispielsweise radial außenseitig eine Profilierung in Form einer Verzahnung aufweisen kann, wobei die erste Klinke beispielsweise formschlüssig in die Verzahnung eingreifen kann. Durch das Eingreifen der ersten Klinke in das Ritzel ist nach einer Detektierung eines Verschleißes beim Einrücken der Kupplung das Ritzel zur Kompensierung des detektierten Verschleißes beim Ausrücken der Kupplung in eine erste Drehrichtung drehbar, insbesondere vordrehbar. Eine zweite Klinke ist derart ausgebildet und angeordnet, dass die zweite Klinke an dem Umfang des Ritzels eingreift und eine Drehbewegung des Ritzels in die erste Drehrichtung ermöglicht und eine Drehbewegung des Ritzels entgegen der ersten Drehrichtung sperrt. Das zweite Ritzel kann formschlüssig in die Verzahnung des Ritzels eingreifen und eine Rückdrehung des vorgedrehten Ritzels lösbar sperren und somit verhindern. Die zweite Klinke kann auf einer der Kupplungsscheibe abgewandten Seite der Anpressplatte angeordnet sein und mit der Anpressplatte verbunden sein. Eine dritte Klinke, welche in den Umfang des Ritzels eingreift, wirkt der zweiten Klinke entgegen. Die dritte Klinke ermöglicht eine Drehbewegung des Ritzels entgegen der ersten Drehrichtung und sperrt eine Drehbewegung des Ritzels in Richtung der ersten Drehbewegung, wobei die dritte Klinke derart ausgebildet ist, dass die Sperre des Ritzels lösbar ist. Durch die dritte Klinke kann insbesondere eine ungewollte Drehbewegung des Ritzels in die erste Drehrichtung verhindert werden, beispielsweise wenn bei ausgerückter Kupplung die Anpressplatte zu Axialschwingungen angeregt wird. Dadurch kann die Sicherung der Nachstelleinrichtung gegen ein ungewolltes Verstellen, insbesondere aufgrund von dynamischen Einflüssen, beispielsweise in Form von Schwingungen, außerhalb des definierten Ausrückwegs ermöglicht werden. Zudem kann eine einfachere robustere Konstruktion der Nachstelleinrichtung erreicht werden.
- In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Ritzel ein erstes Teilritzel mit einer ersten Verzahnung und ein zweites Teilritzel mit einer zweiten Verzahnung auf, wobei die erste Klinke und die zweite Klinke zum Eingreifen dem ersten Teilritzel zugeordnet sind, und die dritte Klinke zum Eingreifen dem zweiten Teilritzel zugeordnet ist. Das erste Teilritzel und das zweite Teilritzel können separate Bauteile sein, welche auf derselben Welle angeordnet sein können, um eine Drehbewegung in die erste Drehrichtung zu ermöglichen oder in beide Drehrichtungen zu sperren. Die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung können unterschiedlich ausgestaltet sein, beispielsweise um ein unterschiedliches Eingreifen der ersten, zweiten und/oder dritten Klinke zu ermöglichen. Die erste Klinke, die Antriebsklinke, und die zweite Klinke; eine erste Sperrklinke, können am Umfang des ersten Teilritzels in die erste Verzahnung eingreifen. Die dritte Klinke kann am Umfang des zweiten Teilritzels in die zweite Verzahnung eingreifen. Dadurch kann das erste Teilritzel zum Antrieb durch die erste Klinke, der Antriebsklinke, und zur Sicherung gegen ein Zurückdrehen durch die zweite Klinke, verwendet werden. Das zweite Teilritzel ist zur Sperrung einer Drehbewegung in die erste Drehrichtung gegen ein unbeabsichtigtes Nachstellen nach einem bestimmten Ausrückweg nutzbar.
- Vorzugsweise weist die erste Verzahnung eine erste Geometrie und die zweite Verzahnung eine zweite Geometrie auf, wobei die erste Geometrie der ersten Drehrichtung entgegen geneigt ist und die zweite Geometrie in Richtung der ersten Drehrichtung geneigt ist. Die erste Geometrie kann dabei in Form einer der ersten Drehrichtung entgegen geneigten Verzahnung ausgebildet sein. Dadurch wird ein formschlüssiges Eingreifen der ersten Klinke in die erste Verzahnung zum Verdrehen des Ritzels in die erste Drehrichtung ermöglicht, wobei gleichzeitig ein Abgleiten der ersten Klinke an der ersten Verzahnung bei einer Bewegung entgegen der ersten Drehrichtung vermieden werden kann. Hierdurch kann vermieden werden, dass die erste Klinke das Ritzel entgegen der ersten Drehrichtung zurückdrehen kann. Gleichzeitig ein formschlüssiges Eingreifen der zweiten Klinke in die erste Verzahnung zur Vermeidung einer Drehbewegung entgegen der ersten Drehrichtung ermöglicht, wobei die erste Geometrie der ersten Verzahnung derart ausgebildet ist, dass bei einer Drehbewegung in die erste Drehrichtung die Zähne der ersten Verzahnung ein Abgleiten der zweiten Klinke ermöglichen. Die zweite Geometrie der zweiten Verzahnung ist der ersten Geometrie der ersten Verzahnung entgegen gesetzt geneigt. Dadurch kann ein formschlüssiges Eingreifen der dritten Klinke in die zweite Verzahnung ermöglicht werden, wodurch die dritte Klinke eine wirksame lösbare Sperrung des zweiten Teilritzels, und dadurch des Ritzels, gegen ein Verdrehen in die erste Drehrichtung ermöglicht. Prinzipiell ist es möglich das erste Teilritzel und das zweite Teilritzel aus einem gemeinsamen Grundkörper beispielsweise durch Fräsen herzustellen. Durch die Ausgestaltung der Teilritzel als separate Teile ist es möglich, identisch geformte Teilritzel herzustellen, die lediglich in entgegengesetzt mit der gemeinsamen Welle verbunden werden können, um das Ritzel auszubilden. Die Herstellungskosten des Ritzels können dadurch signifikant reduziert werden. Durch eine von der Kreisform abweichende Nabe der Teilritzel können die Teilritzel auf korrespondierende Wellenteile der gemeinsamen Welle aufgesteckt werden, so dass eine unbeabsichtigte Fehlstellung in Umfangsrichtung vermieden werden kann.
- Besonders bevorzugt weist die Nachstelleinrichtung einen Kupplungsdeckel auf, wobei die zweite Klinke ist mit der Anpressplatte und die dritte Klinke mit dem Kupplungsdeckel verbunden. Die dritte Klinke kann dabei um eine Achse drehbar und/oder kippbar an der der Anpressplatte zugewandten Seite des Kupplungsdeckels angeordnet und/oder gelagert sein. Die dritte Klinke kann ein erstes, von der Lagerung einem Betätigungshebel zugewandtes Ende aufweisen und ein zweites, von der Lagerung dem Ritzel zugewandtes Ende aufweisen, wobei das zweite Ende am Umfang des Ritzels, insbesondere am Umfang des zweiten Teilritzels formschlüssig eingreifen kann. Der Kupplungsdeckel ermöglicht die ortsfeste Anordnung der Lagerung der dritten Klinke, wodurch eine Bewegung der dritten Klinke mittels eines Hebels, beispielsweise eine Kippbewegung, zur lösbaren Sperre des Ritzels gegen eine Drehbewegung in die erste Drehrichtung ermöglicht wird.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass an dem Kupplungsdeckel eine Tellerfeder angeordnet ist, wobei die dritte Klinke durch die Tellerfeder bewegbar ist. Die Tellerfeder kann mittels einer Halterung Anpressplattenseitig an dem Kupplungsdeckel angeordnet sein. Die Tellerfeder weist einen Kraftrand auf, welcher nach einem definierten Ausrückweg die dritte Klinke an dem ersten Ende kontaktiert. Dadurch kann die Tellerfeder als Hebel zur Betätigung der dritten Klinke genutzt werden, wodurch die Bewegung der dritten Klinke mit der Ausrückbewegung der Nachstelleinrichtung synchronisierbar ist. Dadurch kann ein Lösen der Sperre der dritten Klinke mit einer Drehbewegung des Ritzels in die erste Drehrichtung durch die erste Klinke synchronisiert werden, wodurch beispielsweise eine gekoppelte Bewegung der ersten Klinke und der dritten Klinke ermöglicht werden kann.
- Insbesondere weisen die zweite Klinke und die dritte Klinke jeweils mindestens zwei Klinkenelemente auf, welche über ein gemeinsames Bodenstück verbunden sind. Die zweite Klinke und die dritte Klinke können jeweils mehrere, gestuft angeordnete, nacheinander in Reihe geschaltete Klinkenelemente aufweisen, wobei die Stufung geringer als die Teilung des jeweiligen Ritzelelementes ist, wobei die Klinkenelemente unterschiedliche Längen aufweisen können, wodurch die Klinkenelemente nacheinander in die erste oder zweite Verzahnung eingreifen können. Dadurch kann die Sperrgenauigkeit der zweiten und der dritten Klinke erhöht werden, und eine Sperrung in Schritten ermöglichen werden, welche kleiner sind als die Teilungen der Verzahnungen des ersten und zweiten Teilritzels. Die Mehrzahl von Klinkenelementen, insbesondere sämtliche Klinken, können mit einem gemeinsamen Bodenstück verbunden sein, wobei insbesondere das Bodenstück und die Klinken einstückig ausgebildet sind. Die Klinken können dadurch aus einem gemeinsamen Blech ausgestanzt und nachfolgend spanlos umgeformt werden, wobei die einzelnen Klinken durch Längsschlitze voneinander getrennt sein können. Zur Erzielung einer gewünschten Elastizität der Klinken können die Klinken zumindest teilweise gehärtet sein. Durch das gemeinsame Bodenstück ist die Ausrichtung und die Länge der jeweiligen Klinken relativ zueinander automatisch vorgegeben, so dass eine Ausrichtung und Einstellung der Klinken relativ zueinander während der Montage eingespart werden kann.
- Vorzugsweise weist das erste Teilritzel ein erstes Ritzelelement und ein zweites Ritzelelement auf, wobei das erste Ritzelelement und das zweite Ritzelelement als separate Teile ausgebildet sind, wobei das erste Ritzelelement und das zweite Ritzelelement mit einer gemeinsamen Welle verbunden sind. Die erste Klinke kann beispielsweise ein Klinkenelement aufweisen und auf das erste Ritzelelement des ersten Teilritzels wirken. Die zweite Klinke kann beispielsweise mehrere Klinkenzungen aufweisen, welche auf das zweite Ritzelelement des ersten Teilritzels wirken, wodurch die Sperrgenauigkeit der zweiten Klinke erhöht werden kann. Durch das eine Klinkenelement der ersten Klinke kann beispielsweise die Breite des ersten Ritzelelementes im Wesentlichen 1/3 der Breite des ersten Teilritzels betragen, und die Breite des zweiten Ritzelelementes kann beispielsweise im Wesentlichen 2/3 der Breite des ersten Teilritzels betragen. Dadurch können bei gleichem Bauraum ein zweigeteiltes ersten Teilritzel auf derselben Welle angeordnet werden, wodurch der ersten Klinke und der zweiten Klinke Ritzelelemente aus unterschiedlichen Werkstoffen zugeordnet werden können, die beispielsweise die Übertragung eine hohen Zustellkraft der ersten Klinke ermöglichen und gleichzeitig ein widerstandarmes Gleiten der zweiten Klinke bei einer Drehbewegung in die erste Drehrichtung, wodurch ein unbeabsichtigtes Sperren der Nachstellung durch die zweite Klinke aufgrund erhöhter Reibungskräfte an dem Ritzel vermieden werden kann.
- In einer besonders bevorzugten Ausführungsform unterscheiden sich das erste Ritzelelement und das zweite Ritzelelement bezüglich der Anzahl an Zähnen und/oder der Zahnweite zwischen zwei nachfolgenden Zähnen und/oder des Außendurchmessers. Dies ermöglicht eine zusätzliche Verfeinerung der Auflösung des Ritzels. Durch eine geeignete Wahl der entsprechenden Parameter kann sichergestellt werden, dass über den Umfang des Ritzels, insbesondere des ersten Ritzelelementes und des zweiten Ritzelelementes, die bereitgestellte Auflösung im Wesentlichen konstant ist. Die Teilung zweiten Ritzelelementes kann geringer sein als die Teilung des ersten Ritzelelementes, wobei die erste Klinke in das erste Ritzelelement eingreifen kann und die zweite Klinke in das zweite Ritzelelement. Das erste Ritzelelement kann beispielsweise eine auf die erste Klinke, die Antriebsklinke, abgestimmt Verzahnung und Zahnkontur aufweisen, dass die erste Klinke optimal eingreifen kann. Die Verzahnung des ersten Ritzelelementes kann eine Zahnweite von beispielsweise 1.2 mm aufweisen. Das zweite Ritzelelement, welches auf den Eingriff der zweiten Klinke angepasst ist, kann eine kleinere Zahnweite, beispielsweise von 0,6 mm, aufweisen. Dadurch kann die Nachstellgenauigkeit beispielsweise mit 8 Klinkenelementen auf 0.075 mm, um im Wesentlichen 25%, verbessert werden. Durch Verwendung eines zweiteiligen ersten Teilritzels, insbesondere durch die kleinere Teilung des zweiten Ritzelelementes, kann die Nachstellgenauigkeit erhöht und/oder die Anzahl der Sperrklinkenzungen verringert werden.
- Besonders bevorzugt ist die zweite Klinke an dem Umfang des ersten Ritzelelementes und an dem Umfang des zweiten Ritzelelementes eingreifbar ausgestaltet. Die zweite Klinke ist derart ausgebildet, dass die zweite Klinke auf das erste Ritzelelement und das zweite Ritzelelement wirken kann, wobei die zweite Klinke sich vorzugsweise über die Breite des ersten Klinkenelementes und des zweiten Klinkenelementes entlang der gemeinsamen Welle, entlang der ganzen Breite des ersten Teilritzels, erstreckt. Die zweite Klinke kann mehrere Klinkenelemente aufweisen, wobei die Klinkenelemente zum Eingreifen auf das erste Klinkenelement und das zweite Klinkenelement abgestimmt sein können. Dadurch kann zum Sperren einer Drehbewegung entgegen der ersten Drehrichtung durch die zweite Klinke das erste Klinkenelement und das zweite Klinkenelement genutzt werden. Dabei kann beispielsweise die Zahnweite des ersten Ritzelelementes doppelt so groß sein wie die Zahnweite des zweiten Ritzelelementes. Durch Verwendung eines zweiteiligen ersten Teilritzels, wobei die erste Klinke auf die Verzahnung des ersten Ritzelelementes und zweite Klinke auf die Verzahnung des zweiten Ritzelelementes und gleichzeitig auf die Verzahnung des ersten Ritzelelementes angepasst ist, kann die Abstufung in der das Teilritzel, und damit das Ritzel, gesperrt werden kann verringert werden und somit die Nachstellgenauigkeit der weggesteuert selbstnachstellenden Kupplung verbessert werden.
- Die Erfindung betrifft ferner eine Reibungskupplung mit einer relativ zu einer Gegenplatte axial bewegbaren Anpressplatte zum Verpressen von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe und einer Nachstelleinrichtung zum Ausgleich eines durch Verschleiß der Reibbeläge bedingten veränderten Hubwegs der Anpressplatte relativ zur Gegenplatte, wobei die Nachstelleinrichtung wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Zusätzlich ist ein von der Nachstelleinrchtung betätigbares Rampensystem zur axialen Verschiebung der Anpressplatte relativ zur Gegenplatte in Abhängigkeit von einer relativen Verdrehung der Anpressplatte zur Gegenplatte vorgesehen. Durch die dritte Klinke kann insbesondere eine ungewollte Drehbewegung des Ritzels in die erste Drehrichtung verhindert werden, beispielsweise wenn bei ausgerückter Kupplung die Anpressplatte zu Axialschwingungen angeregt wird. Dadurch kann die Sicherung der Nachstelleinrichtung gegen ein ungewolltes Verstellen, insbesondere aufgrund von dynamischen Einflüssen außerhalb des definierten Ausrückwegs ermöglicht werden. Das Ritzel kann mit einer Spindel verbunden sein, wobei eine auf der Spindel aufgenommene Spindelmutter bei Verdrehung der Spindel einen zwischen der Anpressplatte und einem Betätigungssystem angeordneten Rampenring des Rampensystems verdreht, wodurch der ursprüngliche Abstand des Hebelsystems zur Anpressplatte wieder hergestellt werden kann. Das Betätigungssystem kann insbesondere einen als Tellerfeder ausgestalteten Hebel zum axialen Bewegen der Anpressplatte aufweisen. Dabei gleitet während des Hubs der Gegenplatte gegenüber der Anpressplatte die erste Klinke auf den Zähnen des Ritzels und rastet bei einem vorgegebenen Verschleiß in eine Zahnlücke zwischen zwei Zähnen ein. Die erste Klinke nimmt beim nächsten Öffnungsvorgang der Reibungskupplung das Ritzel formschlüssig mit und verdreht dabei das Ritzel und damit die Spindel, wodurch die Spindelmutter den Rampenring um einen entsprechenden Winkelbetrag verdreht und die Reibungskupplung damit nachstellt.
- Das Betätigungssystem kann als ein Hebelsystem ausgestaltet sein, wobei unter einem Hebelsystem insbesondere eine Hebeleinrichtung zu verstehen ist, die sich unter Ausbildung eines in einer beispielsweise gezogenen Reibungskupplung einarmigen Hebels oder in einer gedrückten Reibungskupplung zweiarmigen Hebels an dem Kupplungsgehäuse abstützt, wobei der Hebel gegen das Gehäuse axial mittels eines oder mehrerer Energiespeicher verspannt ist, um eine Anpresskraft gegenüber der Anpressplatte aufbringen zu können, wodurch diese unter Ausbildung eines Reibeingriffs mit den Reibbelägen einer Kupplungsscheibe mit einer Gegenplatte, die als Einmassenschwungrad oder als Sekundärteil eines Zweimassenschwungrads ausgebildet sein kann, axial verspannt wird. Vorzugsweise kann das Hebelsystem als Tellerfeder ausgebildet sein, die mittels eines radial äußeren Kraftrands als Energiespeicher dient und radial innen mittels Tellerfederzungen von dem Betätigungssystem axial betätigt wird, indem dieses die Tellerfederzungen zum Öffnen der Reibungskupplung gegen sich zieht. Zur Rückstellung der Anpressplatte während eines Ausrückvorgangs mit nachlassender Anpresskraft sind zwischen dem Kupplungsgehäuse und der Anpressplatte axial der Anpresskraft entgegenwirkende Energiespeicher wie Blattfedern vorgesehen, die die Anpressplatte in Richtung Kupplungsgehäuse bei nachlassender Anpresskraft während des Ausrückvorgangs der Reibungskupplung verlagern. Ein Teil der Rückstellkraft dieser Energiespeicher kann vorzugsweise zur Nachstellung der Reibungskupplung verwendet werden, wobei diese entsprechend für diesen Vorgang dimensioniert sind.
- Die Nachstelleinrichtung kann eine Verdreheinrichtung steuern, die auf der Anpressplatte aufgenommen sein kann, beispielsweise kann eine Blechhalterung mit der Anpressplatte vernietet sein, mittels derer die Verdreheinrichtung aufgenommen ist. Die Verdreheinrichtung kann in der Weise ausgestaltet sein, dass eine axial auf die Verdreheinrichtung übertragene Kraft mittels eines Getriebes in eine in Umfangsrichtung auf das Rampensystem wirkende Kraft umgelenkt wird. Vorteilhafterweise kann die Verdreheinrichtung eine verdrehbar auf der Anpressplatte aufgenommene Spindel sein, die von dem Ritzel angetrieben wird und eine Spindelmutter aufnimmt, die in ein ringförmig ausgestaltetes Rampensystem formschlüssig eingreift. Das Rampensystem kann dabei beispielsweise ein Rampenring mit axial ausgebildeten, über den Umfang verteilten Rampen sein, der mit an der Anpressplatte korrespondierend angeformten oder angebrachten Gegenrampen in Wechselwirkung tritt, so dass die axiale Höhe bei Verdrehung der Rampen in Richtung der gegenläufigen Rampensteigungen von Rampenring und Gegenrampen zunimmt. Der Rampenring kann für einen formschlüssigen Eingriff der Spindelmutter eine der Anzahl von Eingriffsmitteln entsprechende Anzahl von Ausnehmungen aufweisen, mit denen die Eingriffsmittel einen Formschluss bilden. Dabei können die Eingriffsmittel an der Spindelmutter vorgesehene, beispielsweise aus dem Material dieser ausgeformte, kalottenartige, ballige oder ähnlich geformte Profile sein, die in die Ausnehmungen verschwenkbar eingreifen, so dass sich bei einer linearen Verlagerung der Spindelmutter entlang der Spindel die Profile der von diesen in einem Kreisbogen verdrehten Ausnehmungen entsprechend in den Ausnehmungen verschwenken beziehungsweise mit einem Radialspiel in den Ausnehmungen verlagern können. Dabei können die Profile einen Außenradius aufweisen, der an eine kreisbogenförmige Ausbildung der Ausnehmungen und an die relative Verdrehung von Spindelmutter und Rampenring angepasst sind, so dass sich diese gegeneinander ohne Spiel bei einem Nachstellvorgang verdrehen. Es hat sich gezeigt, dass zwei mit zwei Profilen in Wechselwirkung tretende Ausnehmungen vorteilhaft sein können, wobei die Profile auch an dem Rampenring und die Ausnehmungen an der Spindelmutter vorgesehen sein können. Es versteht sich, dass die Spindelmutter auf der Spindel gegen Verdrehung gesichert verlagert wird. Die Steigung des Gewindes der Spindel und der Spindelmutter sind so ausgebildet, dass die Verdreheinrichtung selbsthemmend wirkt. Andererseits kann die Steigung des Gewindes an den gewünschten Verdrehwinkel des Rampenrings angepasst werden, um den dieser bei einem Nachstellvorgang verdreht werden soll.
- Zur Steuerung der Verdrehung durch die Nachstelleinrichtung treten die Nachstelleinrichtung und die Verdreheinrichtung im Nachstellfall formschlüssig miteinander in Wechselwirkung. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Nachstelleinrichtung am Kupplungsgehäuse befestigt ist, so dass während der Montage das Kupplungsgehäuse mit Hebelsystem und Nachstelleinrichtung und die Anpressplatte mit Rampensystem als voneinander unabhängige Module teilmontiert werden können. Das Ritzel weist ein Umfangsprofil auf, beispielsweise am Außenumfang oder einem axial abgesetzten kleineren Radius über den Umfang verteilte Zähne, die zur besseren Ausbildung eines Formschlusses mit der Nachstelleinrichtung sägezahnartig von der Anpressplatte wegweisend ausgebildet sein können.
- Das Außenprofil des Ritzels kann als Außenverzahnung mit einer vorgegebenen Zahnweite ausgebildet werden. Die Zahnweite oder eine vergleichbare Profilierung kann dabei als Teilungseinheit der Teilung so vorgegeben werden, dass diese größer als der Sensierabstand ist. Dies bedeutet, dass bei einer Verlagerung der ersten Klinke um den Sensierabstand das Ritzel zwar von dem jeweils aktuell in die Teilung eingreifenden Klinkenelement im Verschleißfall um den Sensierabstand mitgenommen wird, die Größe der Verdrehung jedoch weniger als eine Teilungseinheit betragen kann und von der Anzahl der auf einen Sensierabstand aufgeteilten Klinkenelementen, die jeweils mit demselben Zahn oder Profilelement des Außenprofils über nacheinander folgende Nachstellzyklen einen Formschluss bilden, abhängen kann. Daraus ergibt sich, dass ein Klinkenabstand zwischen einem Eingriffsbereich der längeren Klinkenelemente und einem Eingriffsbereich der kürzeren Klinkenelemente kleiner als der Sensierabstand ist. Beispielsweise ist dann der Klinkenelementabstand kleiner als die Zahnweite zwischen zwei Zähnen, bei vorzugsweise zwei verwendeten Klinkenelementen im Wesentlichen die Hälfte und bei Verwendung von mehr als zwei Klinkenelementen um den entsprechenden Nenner der Anzahl kleiner als die Hälfte der Zahnweite.
- Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert. Es zeigen:
-
1 : eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Nachstelleinrichtung; -
2 : eine schematische Seitenansicht eines ersten Teilritzels und eines zweiten Teilritzels für die in1 dargestellte Nachstelleinrichtung; -
3 : eine schematische Seitenansicht eines ersten Teilritzels; -
4 : eine schematische Seitenansicht eines zweiten Teilritzels mit einer dritten, nicht sperrenden Klinke; -
5 : eine schematische Seitenansicht eines zweiten Teilritzels mit einer dritten, sperrenden Klinke; -
6 : eine schematische Ansicht einer Nachstelleinrichtung mit einem zweiteiligen ersten Teilritzel; -
7 : eine schematische Ansicht der Nachstelleinrichtung in6 mit einer zweiten Klinke, welche sich entlang des ersten Teilritzels erstreckt; -
8 : eine erste schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten zweiten Klinke; -
9 : eine weitere schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten zweiten Klinke; -
10 : eine schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten zweiten Klinke; -
11 : eine weitere schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten Klinke; -
12 : eine weitere schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten Klinke; -
13 : eine weitere schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten Klinke; -
14 : eine weitere schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten Klinke; -
15 : eine weitere schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten Klinke; -
16 : eine weitere schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten Klinke; -
17 : eine weitere schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten Klinke; -
18 : eine weitere schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten Klinke; -
19 : eine weitere schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten Klinke; -
20 : eine weitere schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten Klinke; -
21 : eine weitere schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten Klinke; -
22 : eine weitere schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten Klinke; -
23 : eine weitere schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten Klinke; -
24 : eine weitere schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten Klinke; -
25 : eine weitere schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten Klinke; -
26 : eine weitere schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten Klinke; und -
27 : eine weitere schematische Ansicht des Eingriffs der in7 gezeigten Klinke. - Die in
1 dargestellte Nachstelleinrichtung10 weist ein Ritzel12 auf, welches an einer Spindelwelle14 angeordnet ist, wobei die Spindelwelle14 an einer Anpressplatte16 angeordnet ist, und über das Ritzel12 drehbar ist. Durch einen Drehbewegung der Spindelwelle14 ist eine Spindelmutter18 , welche auf der Spindelwelle14 angeordnet und mit einem Rampensystem20 verbunden ist, in axialer Richtung entlang der Spindelwelle14 bewegbar. Die axiale Bewegung der Spindelmutter18 versetzt das Rampensystem20 in eine Rotationsbewegung, wodurch über die Rampen der Abstand zwischen der Anpressplatte16 und einer Gegenplatte (nicht dargestellt) vergrößerbar ist. Dadurch kann ein Verschleiß der Kupplung in axialer Richtung durch ein Nachstellen ausgeglichen werden. - Wie in
2 dargestellt kann das Ritzel12 aus einem ersten Teilritzel22 und einem zweiten Teilritzel24 ausgebildet sein. Das erste Teilritzel22 weist eine erste Verzahnung26 und das zweite Teilritzel24 eine zweite Verzahnung28 auf, wobei die Verzahnungen26 ,28 dieselbe Zahnweite aufweisen. Die Teilritzel22 ,24 können auf derselben Welle14 der Spindel verdrehfest angeordnet sein und jeweils eine unrund ausgestaltete Nabe30 zur Aufnahme der Spindelwelle14 aufweisen. - In
3 ist ein auf der Spindelwelle14 angeordnetes erstes Teilritzel22 dargestellt, wobei die erste Verzahnung26 eine erste Geometrie32 aufweist, welche entgegen einer ersten Drehrichtung34 des ersten Teilritzels22 und der Spindelwelle14 geneigt ist. In die erste Verzahnung26 am Umfang des ersten Teilritzels22 greift eine erste Klinke36 ein, welche in axialer Richtung (nach oben) ausrückbar befestigt ist, wodurch die erste Klinke36 relativ zu dem ersten Teilritzel22 bewegbar ist. Bei entsprechendem Verschleiß kann die Ausrückung der ersten Klinke36 derart groß sein, dass die erste Klinke36 in die erste Verzahnung26 einrastet und bei einer Rückbewegung das erste Teilritzel22 , und damit das Ritzel12 und die Spindelwelle14 , in die erste Drehrichtung34 dreht. Dadurch kann das Rampensystem20 in eine Rotation versetzt werden und eine axiale Nachstellung der Kupplung erfolgen. Weiterhin greift in das erste Teilritzel22 eine zweite Klinke38 ein, welche an der Anpressplatte16 angeordnet ist. Die zweite Klinke38 greift derart in das erste Teilritzel22 ein, dass eine Drehbewegung entgegen der ersten Drehrichtung34 gesperrt ist. - Das zweite Teilritzel
24 ist in4 und5 dargestellt, wobei die zweite Verzahnung28 eine zweite Geometrie40 aufweist, welche in Richtung der ersten Drehrichtung34 des zweiten Teilritzels24 und der Spindelwelle14 geneigt ist. In die zweite Verzahnung28 am Umfang des zweiten Teilritzels24 greift eine dritte Klinke42 ein. Die Dritte Klinke42 ist kipphebelartig mit einer im Wesentlichen mittig angeordneten Lagerung ausgebildet, wobei ein erstes Ende der dritten Klinke42 einem Hebelelement zugewandt ist und ein zweites Ende dem zweiten Teilritzel24 zugewandt ist. Die dritte Klinke42 ist kippbar an einem Kupplungsdeckel44 gelagert und über einen Kraftrand einer Tellerfeder46 kontaktierbar und dadurch bewegbar. in4 kontaktiert die Tellerfeder46 das Rampensystem20 , welches an der Anpressplatte16 angeordnet ist, wodurch die dritte Klinke42 nicht mit der Tellerfeder46 in Kontakt ist und dadurch in eine Nicht-Eingriffs Position verschwenkbar ist, wodurch das zweite Teilritzel24 in Richtung der ersten Drehrichtung34 drehbar ist und nicht durch die dritte Klinke42 gesperrt ist. Dadurch kann ein drehen des zweiten Teilritzels24 und des Ritzels12 erfolgen, wodurch die Nachstellung der Kupplung ermöglicht werden kann. In5 ist die dritte Klinke42 in einer Sperrposition im Eingriff mit der zweiten Verzahnung28 des zweiten Teilritzels24 , wodurch eine Drehbewegung des Ritzels12 und der Spindelwelle14 in Richtung der ersten Drehrichtung34 gesperrt ist. Die dritte Klinke ist an ihrem ersten Ende durch die Tellerfeder46 kontaktiert und wird durch diese an ihrem ersten Ende in Richtung des Kupplungsdeckels44 gepresst, wodurch das zweite Ende der dritten Klinke42 in die zweite Verzahnung28 des zweiten Teilritzels24 eingreift. - Ein erstes Teilritzel
22 mit einem ersten Ritzelelement48 und einem zweiten Ritzelelement50 ist in6 und7 dargestellt. Dem ersten Ritzelement48 ist die erste Klinke36 , die Antriebsklinke, zugeordnet und dem zweiten Ritzelement50 ist die zweite Klinke38 zugeordnet. Die erste Klinke36 weist dabei ein Klinkenelement52 auf, wobei die zweite Klinke38 vier Klinkenelemente52 aufweist, welche in das zweite Ritzelelement50 eingreifen. Die Ritzelelemente48 ,50 weisen eine unterschiedliche Verzahnung auf, wobei das zweite Ritzelelement50 eine feinere Verzahnung aufweist als das erste Ritzelelement48 , wodurch die Sperrgenauigkeit der zweiten Klinke38 verbessert werden kann. Die Klinkenelemente52 der zweiten Klinke38 sind an einer gemeinsamen Bodenstück54 ausgebildet. In7 weist die zweite Klinke38 eine größere Breite auf als und erstreckt sich über die gesamte Breite des ersten Teilritzels22 , also des ersten und des zweiten Ritzelelementes48 ,50 . Die zweite Klinke38 weist sechs Klinkenelemente54 auf, wobei vier Klinkenelemente54 in das zweite Ritzelelement50 eingreifen und zwei Klinkenelemente54 in das erste Klinkenelement48 eingreifen. Durch die Erhöhung der Anzahl der Klinkenelemente54 und die Kontaktierung des ersten und des zweiten Ritzelelementes48 ,50 kann die Abstufung der Sperre erhöht werden. - Eine weitere Ausführungsform des ersten Teilritzels
22 mit einem ersten Ritzelelement48 und einem zweiten Ritzelelement50 zeigt8 . Die zweite Klinke38 erstreckt sich über die gesamte Breite des ersten und des zweiten Ritzelelementes48 ,50 und weist zwölf Klinkenelemente54 auf. Die Klinkenelemente54 weisen eine Nummerierung von 1a, 1b, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10a und 10b auf. Die Klinkenelemente54 der Nummern 1a, 1b, 10a und 10b greifen in das erste Ritzelelement48 ein. Die Klinkenelemente54 der Nummern 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 greifen in das zweite Ritzelement50 ein. Das erste Ritzelelement48 weist eine Zahnweite ZWA auf, welche die doppelte Zahnweite des zweiten Ritzelelementes50 ZWB ist. Die Längen der Klinkenelemente54 sind in Richtung der Ritzelelemente48 ,50 unterschiedlich ausgebildet, wobei die Klinkenelemente54 der Nummern 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 jeweils stirnseitig, eingriffsseitig einen Abstand und damit eine Sperrweite von einem Zehntel der Zahnweite ZWB aufweisen. Die Klinkenelemente54 der Nummern 1a, 1b, 10a und 10b weisen jeweils stirnseitig, eingriffsseitig einen Abstand und damit eine Sperrweite von der Zahnweite ZWB auf. Dabei kann bei einer Drehbewegung des ersten Teilritzels22 jeweils ein Klinkenelement in eines der Ritzelelemente48 ,50 eingreifen, wodurch die Abstufung der Sperrung verfeinert werden kann, wobei die Reihenfolge der Eingriffe der Klinkenelemente54 der zweiten Klinke38 beispielsweise 1a – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 – 7 – 8 – 9 – 10a – 1b – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 – 7 – 8 – 9 – 10b sein kann. Die Zahnweite des ersten Ritzelelementes48 ist doppelt so groß ist wie die des zweiten Ritzelelementes50 , wodurch können mit den vier zusätzlichen, dem ersten Ritzelelement48 zugeordneten Klinkenelementen54 zwei weitere Sperrpositionen realisiert werden können. Hierbei sind die Sperrposition auf dem ersten Ritzelelement48 um die Zahnweite des zweiten Ritzelelementes50 versetzt wiederholt angebracht – Klinkenelemente1a ,1b sowie10a ,10b . Somit kann zu den acht, dem zweiten Ritzelelement50 zugeordneten Klinkenelementen54 und eine korrespondierenden Sperrweite von 1/8 der Zahnweite des zweiten Ritzelelement50 mit zwölf Klinkenelementen54 eine Sperrweite von 1/10 der Zahnweite des zweiten Ritzelelementes50 realisiert werden, welches einer Verbesserung der Sperrgenauigkeit von 20% entspricht. - In
9 bis27 sind die Eingriffe der einzelnen Klinkenelemente54 der zweiten Klinke38 in die Ritzelelemente48 ,50 in der Reihenfolge der Eingriffe 1a – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 – 7 – 8 – 9 – 10a – 1b – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 – 7 – 8 – 9 – 10b dargestellt. - Bezugszeichenliste
-
- 10
- Nachstelleinrichtung
- 12
- Ritzel
- 14
- Spindelwelle
- 16
- Anpressplatte
- 18
- Spindelmutter
- 20
- Rampensystem
- 22
- erstes Teilritzel
- 24
- zweites Teilritzel
- 26
- erste Verzahnung
- 28
- zweite Verzahnung
- 30
- Nabe
- 32
- erste Geometrie
- 34
- erste Drehrichtung
- 36
- erste Klinke
- 38
- zweite Klinke
- 40
- zweite Geometrie
- 42
- dritte Klinke
- 44
- Kupplungsdeckel
- 46
- Tellerfeder
- 48
- erstes Ritzelelement
- 50
- zweites Ritzelelement
- 52
- Klinkenelement
- 54
- Bodenstück
- ZWA
- Zahnweite erstes Ritzelelement
- ZWB
- Zahnweite zweites Ritzelelement
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102009035225 A1 [0003]
Claims (10)
- Nachstelleinrichtung zur weggesteuerten Verschleißnachstellung für eine Reibungskupplung, mit einem Ritzel (
12 ) zur Verdrehung einer Anpressplatte (16 ) relativ zu einer Gegenplatte über ein Rampensystem (20 ) zur axialen Verschiebung der Anpressplatte (16 ) zur Gegenplatte in Abhängigkeit von einer relativen Verdrehung, einer an dem Umfang des Ritzels (12 ) eingreifbaren ersten Klinke (36 ) zum Verdrehen des Ritzels (12 ) in eine erste Drehrichtung (34 ), einer an dem Umfang des Ritzels (12 ) eingreifbaren zweiten Klinke (38 ) zum Sperren des Ritzels (12 ) entgegen der ersten Drehrichtung (34 ), und einer an dem Umfang des Ritzels (12 ) eingreifbaren dritten Klinke (42 ) zum Sperren des Ritzels (12 ) in Richtung der ersten Drehrichtung (34 ). - Nachstelleichrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ritzel (
12 ) ein erstes Teilritzel (22 ) mit einer ersten Verzahnung (26 ) und ein zweites Teilritzel (24 ) mit einer zweiten Verzahnung (28 ) aufweist, wobei die erste Klinke (36 ) und die zweite Klinke (38 ) zum Eingreifen dem ersten Teilritzel (22 ) zugeordnet sind, und die dritte Klinke (42 ) zum Eingreifen dem zweiten Teilritzel (24 ) zugeordnet ist. - Nachstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verzahnung (
26 ) eine erste Geometrie (32 ) und die zweite Verzahnung (28 ) eine zweite Geometrie (40 ) aufweist, wobei die erste Geometrie (32 ) der ersten Drehrichtung (34 ) entgegen geneigt ist und die zweite Geometrie (40 ) in Richtung der ersten Drehrichtung (34 ) geneigt ist. - Nachstelleichrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Nachstelleinrichtung (
10 ) einen Kupplungsdeckel (44 ) aufweist, wobei die zweite Klinke (38 ) mit der Anpressplatte (16 ) und die dritte Klinke (42 ) mit dem Kupplungsdeckel (44 ) verbunden ist. - Nachstelleichrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kupplungsdeckel (
44 ) eine Tellerfeder (46 ) angeordnet ist, wobei die dritte Klinke (42 ) durch die Tellerfeder (46 ) bewegbar ist. - Nachstelleichrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Klinke (
38 ) und die dritte Klinke (42 ) jeweils mindestens zwei Klinkenelemente (54 ) aufweisen, welche über ein gemeinsames Bodenstück (54 ) verbunden sind. - Nachstelleichrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilritzel (
22 ) ein erstes Ritzelelement (48 ) und ein zweites Ritzelelement (50 ) aufweist, wobei das erste Ritzelelement (48 ) und das zweite Ritzelelement (50 ) als separate Teile ausgebildet sind, wobei das erste Ritzelelement (48 ) und das zweite Ritzelelement (50 ) mit einer gemeinsamen Welle (14 ) verbunden sind. - Nachstelleichrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ritzelelement (
48 ) und das zweite Ritzelelement (50 ) sich bezüglich der Anzahl an Zähnen und/oder der Zahnweite zwischen zwei nachfolgenden Zähnen und/oder des Außendurchmessers unterscheiden. - Nachstelleichrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Klinke (
38 ) an dem Umfang des ersten Ritzelelementes (48 ) und an dem Umfang des zweiten Ritzelelementes (50 ) eingreifbar ausgestaltet ist. - Reibungskupplung mit einer relativ zu einer Gegenplatte axial bewegbaren Anpressplatte (
16 ) zum Verpressen von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe, einer Nachstelleinrichtung (10 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Ausgleich eines durch Verschleiß der Reibbeläge bedingten veränderten Hubwegs der Anpressplatte (16 ) relativ zur Gegenplatte, und einem von der Nachstelleinrichtung (10 ) betätigbaren Rampensystem (20 ) zur axialen Verschiebung der Anpressplatte (16 ) relativ zur Gegenplatte in Abhängigkeit von einer relativen Verdrehung der Anpressplatte (16 ) zur Gegenplatte.
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DE201110018319 Withdrawn DE102011018319A1 (de) | 2011-04-20 | 2011-04-20 | Nachstelleinrichtung für eine Reibungskupplung |
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-
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- 2011-04-20 DE DE201110018319 patent/DE102011018319A1/de not_active Withdrawn
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