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Die Erfindung betrifft eine Nachstelleinrichtung für eine Reibungskupplung, mit deren Hilfe ein durch einen Verschleiß von Reibbelägen der Reibungskupplung verursachter erhöhter Hubweg einer Anpressplatte kompensiert werden kann.
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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.
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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 verlagernde Klinke auf ein Ritzel einer an der Anpressplatte verdrehbar 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.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis die Nachstellgenauigkeit der Reibkupplung zu verbessern.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Nachstelleinrichtung für eine Reibungskupplung zu schaffen, die eine verbesserte Nachstellgenauigkeit ermöglicht.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüche angegeben.
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Die erfindungsgemäße Nachstelleinrichtung zur weggesteuerten Verschleißnachstellung für eine Reibungskupplung weist eine Verstelleinheit mit einer in einer Halterung gelagerten Spindel und einem mit der Spindel verbundenen 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, und einer an dem Umfang des Ritzels eingreifbaren Antriebsklinke zum Verdrehen des Ritzels in eine erste Drehrichtung. Erfindungsgemäß ist ein die Verstelleinheit kontaktierendes Sperrelement zum reibschlüssigen Sperren der Verstelleinheit, insbesondere des Ritzels, vorgesehen.
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Die weggesteuerte Verschleißnachstellung ist durch eine Drehung des Ritzels in eine erste Drehrichtung einleitbar. Das Ritzel ist als Teil der Verstelleinheit über eine Welle drehfest 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 eine sogenannte Antriebsklinke betätigbar. Die Antriebsklinke ist geometrisch derart ausgebildet und angeordnet, dass durch eine Kombination einer Vorspannkraft und dem Verschleiß der Kupplungsscheibe die Verdrehung des Ritzels einleitbar ist. Die Antriebsklinke greift an dem Umfang des Ritzels ein, wobei das Ritzel beispielsweise radial außenseitig eine Profilierung in Form einer Verzahnung aufweisen kann, wobei die Antriebsklinke beispielsweise formschlüssig in die Verzahnung eingreifen kann. Durch das Eingreifen der Antriebsklinke 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. Zur Vermeidung einer unbeabsichtigten Verstellung der Nachstelleinrichtung, insbesondere des Ritzels, ist ein Sperrelement zum reibschlüssigen Sperren vorgesehen, welches die Verstelleinheit kontaktiert. Durch die reibschlüssige Sperrung der Verstelleinheit, insbesondere des Ritzels, ist ein Verdrehen in die erste Drehrichtung und entgegen der ersten Drehrichtung sperrbar. Die Sperrung kann durch Aufbringen einer Kraft auf das Ritzel, beispielsweise durch die Antriebsklinke, welche größer als die durch das Sperrelement wirkende Reibkraft ist, überwunden werden, wodurch beispielsweise eine Nachstellung des Verschleißes ermöglicht werden kann. Die Sperrung erfolgt unabhängig von der Ausgestaltung der Verzahnung des Ritzels, insbesondere der Ritzelzahnweite und den Abmessungen des Ritzels, wodurch eine deutliche Verringerung der Sperrweite ermöglicht werden kann. Dadurch kann ein stufenloses Sperren des Ritzels in im Wesentlichen jeder Position ermöglicht werden, wodurch ein Nachstellen des Verschleißes in kleineren und genaueren Schritten erfolgen kann. Somit kann die Nachstellgenauigkeit der Nachstelleinrichtung, insbesondere für eine weggesteuert nachstellende Kupplung, deutlich verbessert werden. Die reibschlüssige Sperre ist beispielsweise derart an der Verstelleinheit anordbar, dass durch das Sperrelement kein Rückstellmoment auf das Ritzel wirkt, beispielsweise wenn die von dem Sperrelement auf das Ritzel übertragene Normalkraft in Richtung der Drehachse des Ritzels wirkt. Dies ermöglicht das Sperrelement zusätzlich zu bekannten Sperrklinken anzuwenden, da diese durch das fehlende Rückstellmoment nicht in ihrer Funktion beeinträchtigt werden hätten.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Sperrelement an dem Umfang des Ritzels kontaktierbar zum reibschlüssigen Sperren des Ritzels angeordnet. Das Sperrelement kann derart ausgebildet und angeordnet sein, dass das Sperrelement das Ritzel an seinem Umfang, insbesondere einer Profilierung, beispielsweise einer Verzahnung, kontaktiert. Das Sperrelement kann vorgespannt sein und eine Normalkraft auf das Ritzel übertragen, wobei die resultierende Reibkraft über die Reibungskoeffizienten der ausgewählten Materialkombinationen einstellbar ist. Bei einer Rotation des Ritzels erfolgt eine Relativbewegung zwischen dem Sperrelement und den Zähnen der Verzahnung des Ritzels. Dies kann eine stetige Reinigung der Kontaktfläche des Sperrelementes durch die Verzahnung, insbesondere die Zähne, des Ritzel ermöglichen, wodurch der Reibwert des Reibkontaktes im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. Dies ermöglicht eine zuverlässige stufenlose Sperre des Ritzels. Durch die selbstreinigende Ausgestaltung des Reibkontaktes kann insbesondere unter schwierigen Bedingungen mit starker Verschmutzung eine zuverlässige stufenlose Sperre und damit eine zuverlässige stufenlose Nachstelleinrichtung gewährleistet werden, wodurch die Nachstellgenauigkeit der weggesteuert selbstnachstellenden Kupplung deutlich verbessert werden kann.
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Vorzugsweise weist das Ritzel zumindest teilweise einen zylindrischen Teilbereich auf, wobei das Sperrelement zum reibschlüssigen Sperren des Ritzels dem zylindrischen Teilbereich zugeordnet ist. Das Ritzel kann beispielsweise einen abgedrehten Teilbereich mit einer verzahnungsfreien Umfangsfläche aufweisen, welcher unmittelbar neben der Verzahnung des Ritzels ausgebildet sein kann. Durch die im Wesentlichen zylindrische Kontaktfläche des zylindrischen Teilbereiches ist der Durchmesser bei einer Rotation des Ritzels im Wesentlichen unverändert, wodurch im Betrieb der Reibkontakt zwischen dem Sperrelement und dem Ritzel verbessert werden kann. Durch die räumliche Anordnung der zylindrischen Fläche neben der Verzahnung des Ritzels ist das Sperrelement beispielsweise in eine konstruktiv bereits bestehende Sperre mit Sperrklinken integrierbar und kann kostengünstig zugerüstet werden.
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Besonders bevorzugt ist der zylindrische Teilbereich des Ritzels als separates Zylinderbauteil ausgebildet ist, wobei das Ritzel und das Zylinderbauteil mit einer gemeinsamen Welle verbunden sind. Das Zylinderbauteil kann als separates Bauteil verdrehfest mit der Spindelwelle verbunden sein, wodurch eine axiale Beabstandung des Ritzels und des Zylinderbauteils zur reibschlüssigen Kontaktierung des Sperrelementes ermöglicht werden kann. Dies ermöglicht eine Verbesserte Nutzung des Bauraumes, da das Sperrelement nicht zwingend neben dem Ritzel angeordnet werden muss.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Sperrelement stirnseitig an dem Ritzel kontaktierbar zum reibschlüssigen Sperren des Ritzels angeordnet ist. Das Sperrelement kann eine im Wesentlichen kreisförmige Stirnfläche des Ritzels reibschlüssig kontaktieren. Durch eine stirnseitige reibschlüssige Kontaktierung des Ritzels mittels des Sperrelementes kann die Nutzung des vorhandenen Bauraumes verbessert werden.
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Insbesondere ist das Sperrelement an dem Umfang der Spindel kontaktierbar zum reibschlüssigen Sperren der Spindel angeordnet ist. Die Spindel kann zur reibschlüssigen Kontaktierung des Sperrelementes gewindefreie Bereiche aufweisen, beispielsweise als Fortsatz der Gewindespindel in axialer Richtung. Das Sperrelement kann die Spindel reibschlüssig im Bereich des Spindelgewindes kontaktieren, wobei der Reibkontakt des Sperrelementes durch das Spindelgewinde im Betrieb reinigbar ist.
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Vorzugsweise ist das Sperrelement in Form einer Reiblasche ausgebildet. Die Reiblasche kann zungenförmig ausgebildet sein, und beispielsweise kontaktseitenendig eine Abwinkelung aufweisen, um beispielsweise einen im Wesentlichen linienförmigen reibschlüssigen Kontakt zu ermöglichen. Das Sperrelement kann elastisch verformbar ausgebildet sein, wodurch mittels Vorspannung eine Anpresskraft zur Erzeugung einer Normalkraft in dem Reibkontakt ermöglicht werden kann. Die Reibkraft zum reibschlüssigen Sperren ist in Abhängigkeit der gewählten Materialien und deren Reibkoeffizienten einstellbar.
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Besonders bevorzugt ist das Sperrelement einstückig mit der Halterung ausgebildet. Die Halterung insbesondere für die Spindel kann beispielsweise als Blechteil, beispielsweise als Stanzblechteil, ausgebildet sein. Die einstückige Ausgestaltung des Sperrelementes mit der Halterung würde eine kostengünstige Herstellung des Sperrelementes ermöglichen und zudem die Montage vereinfachen.
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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 Nachstelleinrichtung betätigbares Rampensystem zur axialen Verschiebung der Anpressplatte relativ zur Gegenplatte in Abhängigkeit von einer relativen Verdrehung der Anpressplatte zur Gegenplatte vorgesehen. Durch Verwendung einer reibschlüssigen Sperre in Form eines Reibkontaktes, insbesondere eines sich selbst von Verschmutzung befreienden Reibkontakts, kann eine im Wesentlichen stufenlose Sperre des Ritzel ermöglicht werden, wodurch die Nachstellgenauigkeit der weggesteuert selbstnachstellenden Kupplung deutlich verbessert werden kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert. Es zeigen:
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1: eine schematische perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Nachstelleinrichtung;
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2: eine schematische Schnittansicht der in 1 gezeigten Nachstelleinrichtung entlang einer Linie A-A;
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3: eine schematische perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Nachstelleinrichtung mit einer zylindrischen Kontaktfläche;
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4: eine schematische Schnittansicht der in 3 dargestellten Nachstelleinrichtung entlang einer Linie A-A;
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5: eine perspektivische Ansicht einer Halterung der in 3 dargestellte Nachstelleinrichtung.
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Die in 1 dargestellte Nachstelleinrichtung 10 weist eine Verstelleinheit 12 auf, mit einem Ritzel 14, welches drehfest an einer Spindelwelle 16 angeordnet ist, wobei die Spindelwelle 16 in einer Halterung 18 drehbar aufgenommen ist, und über das Ritzel 14 antreibbar ist. Durch einen Drehbewegung der Spindelwelle 16 ist eine Spindelmutter 18, welche auf der Spindelwelle 16 angeordnet und mit einem Rampensystem (nicht dargestellt) verbunden ist, in axialer Richtung entlang der Spindelwelle 16 bewegbar. Die axiale Bewegung der Spindelmutter 20 versetzt das Rampensystem in eine Rotationsbewegung, wodurch über die Rampen der Abstand zwischen der Anpressplatte und einer Gegenplatte (nicht dargestellt) veränderbar ist. Das Ritzel 14 ist gegen ein Zurückdrehen durch Sperrklinken 22 im Wesentlichen formschlüssig sperrbar, wobei die Sperrklinken 22, insbesondere eine Sperrklinke 22, formschlüssig in die Verzahnung 26 des Ritzels 14 eingreifen kann. Die Halterung 18 (vgl. auch 5) weist ein Sperrelement 24 auf, welches einstückig mit der Halterung 18 und in Form einer Reiblasche 24 ausgebildet ist, die im ersten Ausführungsbeispiel der Nachstelleinrichtung 10 insbesondere reibschlüssig, ggf. auch formschlüssig, auf das Ritzel 14 wirkt.
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Das Sperrelement 24 in 2 ist in einem montierten Zustand zwischen der Halterung 18 und dem Ritzel 14 angeordnet und kontaktiert das Ritzel 14 an der, der Halterung 18 zugewandten Seite reibschlüssig umfänglich an der Verzahnung 26. Das Sperrelement 24 ist derart an dem Ritzel 14 angeordnet, dass die Normalkraft, welche durch das Sperrelement 24 auf die Verzahnung 26 des Ritzels 14 wirkt, im Wesentlichen in Richtung der Drehachse des Ritzels 14 und der Spindel 16 wirkt, wodurch keine Rückstellmomente erzeugt werden. Dies ermöglicht ein stufenloses Sperren des Ritzels 14 in jeder Position. Die Sperrklinken 22 sichern das Ritzel 14 zusätzlich durch einen formschlüssigen Eingriff in die Verzahnung 26 gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen entgegen einer ersten Drehrichtung 30.
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In 3 ist eine Verstelleinheit 12 mit einer in einer Halterung 18 aufgenommenen Spindel 16 dargestellt, wobei auf der Spindel 16 eine Spindelmutter 20 angeordnet ist. Mit der Spindel 16 ist ein Ritzel 14 mit eine zylindrischen Teilbereich 28 drehfest verbunden. Das Ritzel 14 ist gegen unbeabsichtigtes Verdrehen mittels Sperrklinken 22 sperrbar, wobei die Sperrklinken 22 im Wesentlichen formschlüssig in die Verzahnung 26 des Ritzels 14 eingreifbar ausgestaltet sind. Das Sperrelement 24 (4) kontaktiert im zweiten Ausführungsbeispiel der Nachstelleinrichtung 10 den zylindrischen Teilbereich 28 des Ritzels 14 reibschlüssig, wodurch eine stufenlose Sperrbarkeit des Ritzels 14 ermöglicht werden kann. Die Sperrklinken 22 sind verkürzt dargestellt, da der Schnitt A-A neben den Sperrklinken 22 durch den zylindrischen Teilbereich 28 des Ritzels 14 verläuft. Die Halterung 18 der in 3 dargestellten Nachstelleinrichtung 10 ist in 5 separat dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Nachstelleinrichtung
- 12
- Verstelleinheit
- 14
- Ritzel
- 16
- Spindel
- 18
- Halterung
- 20
- Spindelmutter
- 22
- Sperrklinken
- 24
- Sperrelement
- 26
- Verzahnung
- 28
- zylindrischer Teilbereich
- 30
- erste Drehrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009035225 A1 [0003]
