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Die Erfindung betrifft eine Verschleißnachstelleinrichtung für ein fluidbetriebenes Betätigungssystem einer Reibkupplung, insbesondere für eine hydraulische Schaltkupplung eines Kraftfahrzeugs.
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Bei Reibkupplungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, werden zur lösbaren Kraftübertragung Reibbeläge verwendet, wodurch unter anderem ein geeigneter Reibkoeffizient erreicht wird und die Bauteile, die das reibschlüssig zu übertragende Drehmoment aufnehmen vor Verschleiß geschützt werden. Ein solcher Reibbelag kann und wird meist über die Lebensdauer einer Reibkupplung verschleißen, so dass die Dicke des Reibbelags abnimmt. Hierdurch ergibt sich für das Betätigungssystem der Reibkupplung ein verlängerter Betätigungsweg. Gerade bei fluidbetriebenen, zum Beispiel hydraulisch betätigten, Reibkupplungen ist dies nachteilig, weil die Zylinder für die Betätigungskolben länger ausgelegt werden müssen, als dies ohne Verschleiß notwendig wäre. Die zusätzliche Ausgleichslänge kann mitunter 30 % der technisch notwendigen Länge betragen. Das bedeutet nicht nur eine übermäßige Gesamtgröße, sondern auch zusätzliche hydraulische Flüssigkeit beziehungsweise einen größeren pneumatischen Drucktank. Für normal geschlossene Reibkupplungen sind zur Lösung sogenannte Schnüffelbohrungen beim Geberzylinder bekannt. Über diese Schnüffelbohrung kann bei einem Druckgefälle zwischen dem Geberzylinder und dem Nehmerzylinder infolge des Verschleißes ein Volumenausgleich stattfinden. Eine solche Lösung ist jedoch für normal geöffnete, also zugedrückte, Reibkupplungen ungeeignet, weil ein Anschlag für die Minimalposition benötigt wird.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Die Erfindung betrifft einen Verschleißnachstelleinrichtung für ein fluidbetriebenes Betätigungssystem einer Reibkupplung, welcher zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- – einen Zwischenzylinder, welcher kommunizierend zwischen einen Geberzylinder und einen Nehmerzylinder geschaltet ist;
- – einen schwimmenden Kolben, der in dem Zwischenzylinder angeordnet ist, so dass eine erste veränderliche Kammer zum Geberzylinder hin und eine zweite veränderliche Kammer zum Nehmerzylinder hin gebildet ist, und mittels einer Druckänderung im Geberzylinder oder im Nehmerzylinder im Zwischenzylinder hin und her bewegbar ist;
- – zumindest eine elastische Trenneinheit am Kolben, welche die erste Kammer und die zweite Kammer fluidisch trennt,
- – einen ersten Anschlag in der ersten Kammer und einen zweiten Anschlag in der zweiten Kammer, welche den Weg des schwimmenden Kolbens begrenzen; und
- – eine Überlaufeinrichtung, die, wenn sich der Kolben am zweiten Anschlag befindet, die Trennwirkung der zumindest einen Trenneinheit zumindest reduziert und so einen Druckausgleich zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer erlaubt.
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Die Verschleißnachstelleinrichtung ist dazu eingerichtet, eine Veränderung des Wegs des Geberzylinders bei Verschleiß des zumindest einen Reibbelags der Reibkupplung, in die das Betätigungssystem mit der Verschleißnachstelleinrichtung eingesetzt ist, (nahezu) vollständig auszugleichen. Hierzu weist die Verschleißnachstelleinrichtung einen Zwischenzylinder auf, der zwischen den Geberzylinder und den Nehmerzylinder geschaltet ist und eine erste Kammer und eine zweite Kammer umfasst, die mittels eines schwimmenden Kolbens voneinander getrennt sind. Im Normalbetrieb, das heißt im Neuzustand oder in einem eingeregelten Verschleißzustand, wird der Zunehmende Druck aus dem Geberzylinder infolge eines Einrückens des Geberkolbens auf die erste Kammer übertragen und verursacht eine Bewegung des schwimmenden Kolbens. Hierdurch wird wiederum der Druck in der zweiten Kammer erhöht, was eine Bewegung des Nehmerkolbens im Nehmerzylinder verursacht. Der Nehmerzylinder überträgt die Kraft auf eine Betätigungseinrichtung, zum Beispiel auf eine Tellerfeder, welche eine Anpressplatte gegen ihren Reibpartner mit dem dazwischen angeordneten Reibbelag presst. In diesem Zustand ist der mechanische Wirkzusammenhang unverändert. Der schwimmende Kolben selbst weißt in der Regel keine kraftübertragende mechanische Verbindung auf, das heißt er überträgt den Druck lediglich auf die benachbarten Kammern.
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Zur fluidischen Trennung, das heißt eine technisch ausreichende Dichtung der hydraulischen Flüssigkeit oder des pneumatischen Gases, der beiden Kammern seitlich des schwimmenden Kolbens ist zumindest eine elastische Trenneinheit vorgesehen. In der Regel umfasst die Trenneinheit zumindest zwei Axial(wellen)dichtungen mit Spreizlippe für jeweils eine Verfahrrichtung beziehungsweise für jeweils eine Druckbelastungsrichtung. Damit nun im Falle des Auftretens von Verschleiß und damit einer Verlängerung des Betätigungswegs des Nehmerkolbens der Geberkolben keine (andauernde) Verlängerung seines Einrückwegs vollziehen muss, kann über die Überlaufeinrichtung ein Volumenausgleich zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer um den schwimmenden Kolben stattfinden. Dies ist jedoch bei dieser Überlaufeinrichtung nur im eingerückten Zustand der Geberkolben und Nehmerkolben möglich. Damit wird eine Minimalposition des Geberkolbens und der Betätigungseinrichtung sichergestellt. Erzeugt wird der Überlauf, der einem Druckgefälle zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer folgt, durch das Aufheben der Trennungswirkung der elastischen Trenneinheit in der Position, in der der schwimmende Kolben beim zweiten Anschlag steht, bevorzugt in Kontakt mit dem zweiten Anschlag steht. In jeder anderen Position ist ein Überlauf (technisch) ausgeschlossen. Das heißt, es findet in allen anderen Zuständen allenfalls eine vernachlässigbare Leckage statt.
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Das Aufheben der Trennungswirkung der elastischen Trenneinheit kann durch eine geometrische Veränderung des Zwischenzylinders, eine definierte Drucküberlastung einer Dichtung durch das Fluid geberzylinderseitig, eine mechanische (elastische) Deformation der Trenneinheit oder ähnliches erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Verschleißnachstelleinrichtung, erlaubt die Überlaufeinrichtung einen Druckausgleich allein weggesteuert.
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Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform ist die Überlaufeinrichtung derart konzipiert, dass eine Aufhebung der Trennungswirkung der Trenneinheit nicht infolge von Druckschwankungen ausgelöst werden kann. Damit wird verhindert, dass bei hohen dynamischen Belastungen der Nehmerzylinder überlastet wird beziehungsweise der Reibbelag oder die nachgeschaltete Betätigungseinrichtung. Erreicht werden, kann dies beispielsweise, indem Dichtungen verwendet werden, die sich bei erhöhter Druckbelastung aufspreizen. Diese Funktion ist dann eventuell im Bereich des zweiten Anschlags aufgehoben. Bevorzugt aber ist die Trenneinheit parallel zu Spreizdichtungen am Umfang des schwimmenden Kolbens vorgesehen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Verschleißnachstelleinrichtung ist die Überlaufeinrichtung durch einen Schnüffeldurchlass im Kolben gebildet, welcher mittels der zumindest einen Trenneinheit normal verschlossen ist.
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Bei dieser Ausführungsform ist ein Schnüffeldurchlass im schwimmenden Kolben vorgesehen, wie er als axial fixierte Einrichtung bereits bekannt ist. der Schnüffeldurchlass kann aber auch als eine normale Durchgangsbohrung ausgeformt sein, die für sich genommen keine oder nur geringe Drosseleffekte verursacht. In dem Schnüffeldurchlass ist die zumindest eine Trenneinheit beziehungsweise zumindest eine der Trenneinheiten des schwimmenden Kolbens angeordnet. Die Trenneinheit wird dabei elastisch vorgespannt, zum Beispiel mittels einer Druckfeder oder durch Verformung eines Formteils aus einem Elastomer, und wird dem Druckgefälle zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer im Normalzustand entgegenwirken, so dass (nahezu) kein Fluid durch den Schnüffeldurchlass hindurchtreten kann. Nur im Bereich des zweiten Anschlags kann die Trenneinheit derart elastisch verformt werden, dass ein Hindurchtreten des Fluids und damit ein Volumenausgleich stattfinden kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Verschleißnachstelleinrichtung ist die Überlaufeinrichtung durch einen Vorsprung beim zweiten Anschlag gebildet, wobei der Vorsprung dazu eingerichtet ist, während sich der Kolben am zweiten Anschlag befindet, auf die zumindest eine Trenneinheit eine Kraft auszuüben und dadurch die Dichtwirkung der betreffenden Trenneinheit aufzuheben.
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Mittels des Vorsprungs beim zweiten Anschlag kann auf einfache Weise weggesteuert ein Überlaufen erzielt werden. Ein solcher Vorsprung kann die zumindest eine Trenneinheit beziehungsweise zumindest eine der Trenneinheiten derart elastisch deformieren, dass ein Volumenausgleich infolge des Druckgefälles zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer stattfinden kann. Der Vorsprung ist zum Beispiel ein Stift, der auf eine Trenneinheit in einem Schnüffeldurchlass des schwimmenden Kolbens gemäß der obigen Beschreibung wirkt und diese dabei beispielsweise axial komprimiert und so die Dichtungsbereiche öffnet. Vorteil einer solchen Ausführungsform ist, dass es möglich ist, definiert im Zustand des Anliegens des schwimmenden Kolbens am zweiten Anschlag das Überlaufen zu ermöglichen und in allen anderen Zuständen sicherzustellen, dass ein Überlaufen (nahezu) unmöglich ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Verschleißnachstelleinrichtung ist die Überlaufeinrichtung durch eine Erweiterung der zweiten Kammer im Bereich des zweiten Anschlags gebildet, wobei die Erweiterung derart eingerichtet ist, dass die zumindest eine Trenneinheit des Kolbens in diesem Bereich eine zumindest reduzierte Dichtwirkung aufweist.
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Bei dieser alternativen oder ergänzenden Ausführungsform wird, insbesondere bei einer Axialdichtung, die Vorspannung, zum Beispiel der Dichtlippen, der zumindest einen Trenneinheit zwischen dem schwimmenden Kolben und der Wand des Zwischenzylinders im Bereich der Erweiterung vermindert oder sogar aufgehoben wird. Dadurch ist ein Überlaufen des Fluids möglich. Auch hier wird sichergestellt, dass ein Überlaufen nur im Bereich der Erweiterung stattfinden kann. Daher ist die Erweiterung bevorzugt so angeordnet, dass beispielsweise die Dichtlippen nur dann in der Erweiterung liegen, wenn sich der schwimmende Kolben beim zweiten Anschlag, bevorzugt in Kontakt mit dem zweiten Anschlag, befindet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Verschleißnachstelleinrichtung umfasst der Kolben eine zweireihige Dichtungsanordnung, die derart eingerichtet ist, dass im Betrieb eine, bevorzugt selbsttätige, Entlüftung ermöglicht ist.
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Mittels der zweireihigen Dichtungsanordnung, die bevorzugt die zumindest eine Trenneinheit bildet, ist auch eine Entlüftung möglich. Dies ist vorteilhaft, weil gerade bei einem Überlaufen hydraulischer Flüssigkeiten Gaseinschlüsse auftreten können, die zu einem ungewünschten Hystereseverhalten des Betätigungsvorgangs führen können. Die Entlüftung ist beispielsweise wie folgt eingerichtet: Die zweireihige Dichtungsanordnung wird in der Stellung am zweiten Anschlag über eine Erweiterung geführt, wobei eines der beiden Dichtungselemente mit der Wandung im Zwischenzylinder in dichtendem Kontakt bleibt. Durch die Entlastung des anderen Dichtungselements oder der anderen Dichtungselemente im Bereich der (teilweisen) Erweiterung beziehungsweise im dem zweiten Anschlag zugewandten Bereich, kann nun ein (komprimiertes) Gas austreten, insbesondere Luft. Ganz besonders vorteilhaft ist die Entlüftung im Schwerefeld der Erde oben angeordnet, so dass das Austreten des Gases unterstützt wird. Weiterhin ist vorteilhaft eine weitere Entlüftung beim ersten Anschlag vorgesehen, bei der besonders bevorzugt eben nur das Dichtungselement (teilweise) entlastet wird, welches bei der zweiten Entlüftung am zweiten Anschlag belastet geblieben ist. Das andere Dichtungselement bleibt beziehungsweise die anderen Dichtungselemente bleiben in dichtendem Kontakt, so dass Gaseinschlüsse im dem ersten Anschlag zugewandten Bereich abgegeben werden können.
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Verschleißnachstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kolben eine Positionsmesseinrichtung umfasst, bevorzugt einen Magneten.
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Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist es mittels der Positionsmesseinrichtung möglich, die aktuelle Position oder die Positionsänderung des schwimmenden Kolbens festzustellen. Besonders bevorzugt ist die Positionsmesseinrichtung am schwimmenden Kolben passiv, das heißt ohne Versorgung zum Beispiel mit elektrischer Spannung. Besonders eignet sich dafür ein Magnet, dessen Magnetfeldlage, zum Beispiel induktiv, ermittelt werden kann und somit direkt auf die Position des schwimmenden Kolbens geschlossen werden kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird auch eine Reibkupplung mit einer Rotationsachse zum lösbaren Verbinden einer Abtriebswelle mit einem Antriebsstrang vorgeschlagen, welche zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- – zumindest ein Reibpaket mit zumindest einer Anpressplatte und zumindest einer korrespondierenden Reibscheibe, über die im angepressten Zustand ein Drehmoment übertragbar ist und wobei zumindest ein verschleißbarer Reibbelag zwischen der Anpressplatte und der zumindest einen korrespondierenden Reibscheibe angeordnet ist;
- – zumindest ein fluidbetriebenes Betätigungssystem, das zumindest einen Verschleißnachstelleinrichtung gemäß der obigen Beschreibung umfasst, zum Betätigen des zumindest einen Reibpakets.
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Die Reibkupplung ist dazu eingerichtet, ein Drehmoment lösbar von einer Abtriebswelle auf einen Antriebsstrang und umgekehrt zu bewerkstelligen. Dies wird in der Regel über das zumindest eine Reibpaket erreicht, welches eine axial verschiebliche, in der Regel mit der Abtriebswelle rotationsfeste, Anpressplatte aufweist, die gegen zumindest eine korrespondierende Reibscheibe pressbar ist. Infolge der Anpresskraft ergibt sich eine Reibkraft über die Reibfläche, die multipliziert mit dem mittleren Radius der Reibfläche ein übertragbares Drehmoment ergibt. Aufgrund des Einrückvorgangs mit, mitunter hoher Relativgeschwindigkeit zwischen der Anpressplatte und der zumindest einen Reibscheibe, sowie aufgrund eines mitunter hohen (einseitig anliegenden) Drehmoments kann ein Reibbelag zwischen der Anpressplatte und der zumindest einen Reibscheibe verschlissen werden, das heißt in seiner Dicke abnehmen. Um den Nachteil eines sich verlängernden Betätigungswegs zumindest teilweise zu Umgehen, ist es vorteilhaft ein Betätigungssystem mit einer Verschleißnachstelleinrichtung gemäß der obigen Beschreibung einzusetzen. Insbesondere für zugedrückte hydraulische betätigte Reibkupplungen ist diese Verschleißnachstelleinrichtung vorteilhaft, weil auf eine bis zu 30 % verlängerte Ausführung des Geberzylinders zum Ausgleichen des Verschleißes verzichtet werden kann. Im Gegenteil kann ein Geberzylinder eingesetzt werden, der (fast) nur die Länge für den Neuzustand des zumindest einen Reibbelags aufweist.
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Kraftfahrzeug aufweisend eine Antriebseinheit mit einer Abtriebswelle, einen Antriebsstrang und eine Reibkupplung gemäß obiger Beschreibung.
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Die meisten Kraftfahrzeuge weisen heutzutage einen Frontantrieb auf und ordnen daher bevorzugt die Antriebseinheit, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine oder ein Elektromotor, vor der Fahrerkabine und quer zur Hauptfahrrichtung an. Der Bauraum ist gerade bei einer solchen Anordnung besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, eine Reibkupplung kleiner Baugröße zu verwenden.
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Verschärft wird die Bauraumsituation bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Aggregate in einem Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner. Mit einer Reibkupplung gemäß der obigen Beschreibung und einer entsprechenden Verschleißnachstelleinrichtung ist es möglich die Gesamtgröße der Reibkupplung gering zu halten und zugleich den Komfort für den Fahrer hoch zu halten, indem der Verschleiß (nahezu) ohne Einfluss auf den Kupplungspunkt bleibt. Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht, Leistung eingeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beispielsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen Fox oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo Mito, Volkswagen Polo, Ford Fiesta oder Renault Clio.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird auch ein Verfahren zum Ausgleichen einer Zunahme eines Betätigungswegs eines fluidbetriebenen Betätigungssystems infolge von Verschleiß zumindest eines Reibbelags einer Reibkupplung, aufweisend zumindest die folgenden Schritte:
- – Einrücken eines Geberzylinders zum Betätigen eines Nehmerzylinders und damit Erhöhen des Drucks in einer ersten Kammer;
- – Bewegen eines schwimmenden Kolbens, welcher die erste Kammer von einer zweiten Kammer trennt, infolge des geberseitig erhöhten Druckes in der ersten Kammer in Richtung des Nehmerzylinders und damit Erhöhen des Drucks in der zweiten Kammer;
- – Bewegen des Nehmerzylinders in Richtung des zumindest einen Reibbelags infolge des geberseitig erhöhten Druckes in der zweiten Kammer;
- – bei Verschleiß des zumindest einen Reibbelags und daher notwendiger Zunahme e ines Wegs Führen des schwimmenden Kolbens bis zu einem zweiten Anschlag und Ausführen eines Druckausgleichs von der ersten Kammer auf die zweite Kammer mittels einer Überlaufeinrichtung und damit Führen des Nehmerzylinders in Richtung des zumindest einen Reibbelags bis die Zunahme des Wegs ausgeglichen ist;
- – ohne Verschleiß und in jeder anderen Position des schwimmenden Kolbens Unterbinden eines Druckausgleichs zwischen der ersten Kammer und zweiten Kammer.
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Mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren wird ermöglicht, dass eine Nachstellung, die infolge von Verschleiß notwendig ist, ohne vergrößerten Geberzylinder durchgeführt werden kann. Zugleich wird sichergestellt, dass ein Volumenausgleich zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer nur dann stattfinden kann, wenn eine Zunahme des Einrückwegs des Nehmerzylinders stattfindet beziehungsweise stattgefunden hat. Darüber hinaus wird sichergestellt, dass der Nehmerzylinder beim Ausrückvorgang in einer Minimalposition verbleibt und ein Volumenausgleich ausgeschlossen ist. Die einzelnen Schritte stehen dabei in einem derartigen Wirkzusammenhang, dass das Betätigen des Geberzylinders alle weiteren Schritte bedingt.
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Besonders bevorzugt wird das Verfahren mit einer Verschleißnachstelleinrichtung gemäß obiger Beschreibung durchgeführt.
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Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
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1: einen Zwischenzylinder;
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2: eine Ausführungsform eines schwimmenden Kolbens;
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3: eine Verschleißnachstelleinrichtung im Schnitt;
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4: eine Verschleißnachstelleinrichtung in Schnüffelstellung;
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5: eine weitere Ausführungsform eines schwimmenden Kolbens;
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6: eine weitere Verschleißnachstelleinrichtung im Schnitt;
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7: eine weitere Verschleißnachstelleinrichtung in Schnüffelstellung;
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8: eine weitere Ausführungsform eines schwimmenden Kolbens;
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9: eine weitere Ausführungsform eines schwimmenden Kolbens;
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10: eine weitere Verschleißnachstelleinrichtung im Schnitt;
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11: eine weitere Verschleißnachstelleinrichtung in Schnüffelstellung;
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12: ein Betätigungssystem mit neuem Reibbelag mit geöffneter Reibkupplung;
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13: ein Betätigungssystem mit neuem Reibbelag mit geschlossener Reibkupplung;
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14: ein Betätigungssystem mit neuem Reibbelag mit wieder geöffneter Reibkupplung;
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15: ein Betätigungssystem mit reduziertem Reibbelag mit geöffneter Reibkupplung;
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16: ein Betätigungssystem mit reduziertem Reibbelag mit nicht vollständig geschlossener Reibkupplung;
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17: ein Betätigungssystem mit reduziertem Reibbelag mit geschlossener Reibkupplung;
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18: ein Betätigungssystem mit reduziertem Reibbelag mit wieder geöffneter Reibkupplung;
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19: ein Betätigungssystem mit reduziertem Reibbelag mit nachgefülltem Geberzylinder;
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20: ein Betätigungssystem mit reduziertem Reibbelag mit geschlossener Reibkupplung; und
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21: ein Kraftfahrzeug mit einer Reibkupplung.
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In 1 ist ein Zwischenzylinder 4 in räumlicher Außenansicht gezeigt. Ein derartiger Zwischenzylinder 4 ist leicht in ein konventionelles Betätigungssystem 1 (hier nicht dargestellt) integrierbar.
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In 2 ist eine erste Ausführungsform eines schwimmenden Kolbens 7 gezeigt, welcher einen Schnüffeldurchlass 15 aufweist. Dieser Schnüffeldurchlass 15 ist im Normalzustand durch eine elastische Trenneinheit 10 gesperrt.
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In 3 ist eine Verschleißnachstelleinrichtung 1 im Schnitt gezeigt, die einen schwimmenden Kolben 7 wie in 2 aufweist, der entlang des Wegs 13 im Zwischenzylinder hin un her bewegbar ist und sich am ersten Anschlag 11 befindet (siehe 4), so dass die zweite Kammer 9 maximal groß ist. Solange die elastische Trenneinheit 10 nicht mit einem Vorsprung 16 beim zweiten Anschlag 12 in Kontakt steht, sind die erste Kammer 8 (siehe 4) und die zweite Kammer 9 fluidisch getrennt.
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In 4 ist die Verschleißnachstelleinrichtung 1 wie in 3 gezeigt, wobei sich der schwimmende Kolben 7 in Schnüffelstellung befindet. Das heißt, die elastische Trenneinheit 10 wird infolge des Drucks in der ersten Kammer 8, die nun maximal groß ist, gegen den Vorsprung 16 gedrückt, so dass die erste Kammer 8 und die zweite Kammer 9 (siehe 3) nicht mehr fluidisch getrennt sind und ein Überlaufen durch diese Überlaufeinrichtung 14 ermöglicht ist. Der Weg 13 (siehe 3) ist dabei derart eingerichtet, dass der schwimmende Kolben 7 im Normalbetrieb, also einem verschleißlosen Betätigungshub, vom ersten Anschlag 11 nicht bis zum zweiten Anschlag 12 (siehe 3) bewegt wird und somit die Überlaufeinrichtung 14 geschlossen bleibt.
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In 5 ist eine weitere Ausführungsform eines schwimmenden Kolbens 7 gezeigt, bei dem zwei zweireihige Dichtungsanordnung 18 zum Entlüften vorgesehen sind. Zumindest eine dieser zweireihigen Dichtungsanordnungen 18 bildet dabei die elastische Trenneinheit 10.
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In 6 ist eine weitere Verschleißnachstelleinrichtung 1 im Schnitt gezeigt, die sich von der Darstellung in 3 lediglich darin unterscheidet, dass ein schwimmender Kolben 7 wie in 5 vorgesehen ist und eine Erweiterung 17 beim zweiten Anschlag 12 in der zweiten Kammer 9 vorgesehen ist.
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In 7 ist die Verschleißnachstelleinrichtung 1 von 6 in Schnüffelstellung gezeigt, wobei die elastische Trenneinheit 10 mit der Erweiterung 17 eine Überlaufeinrichtung 14 bildet.
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In 8 ist eine weitere Ausführungsform eines schwimmenden Kolbens 7 gezeigt, der ebenfalls eine Mehrzahl zweireihiger Dichtungsanordnungen 18 aufweist, von denen zumindest eine die elastische Trenneinheit 10 bildet. Weiterhin umfasst der schwimmende Kolben 7 eine Positionsmesseinrichtung 19, hier einen Magneten. Dieser schwimmende Kolben 7 ist einem Zwischenzylinder 4 nach der Art in den 6 und 7 einsetzbar.
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In 9 ist noch eine weitere Ausführungsform eines schwimmenden Kolbens 7 gezeigt, bei dem Dichtungslippen die elastische Trenneinheit 10 bilden.
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In 10 ist eine weitere Verschleißnachstelleinrichtung 1 im Schnitt gezeigt, die mit der Verschleißnachstelleinrichtung 1 wie in den 6 und 7 weitestgehend identisch ist. Hier erstreckt sich aber die Erweiterung 17 weiter über die elastische Trenneinheit 10, so dass die derart gebildete Überlaufeinrichtung 14 zudem druckabhängig gesteuert ist. In der hier gezeigten Stellung kann Luft über die erste Entlüftung 37 in Richtung ersten Anschlag 11 über die elastische Trenneinheit 10 entweichen. Hingegen kann keine Luft in Richtung des zweiten Anschlags 12 entweichen, weil die Dichtungselemente außerhalb der ersten Entlüftung 37 weiterhin dichten.
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In 11 ist die Verschleißnachstelleinrichtung 1 von 10 in Schnüffelstellung gezeigt, so dass die Überlaufeinrichtung 14 im Zusammenspiel der elastischen Trenneinheit 10 und der Erweiterung 17 gebildet ist. Darüber hinaus kann die Erweiterung 17 als Entlüftung eingerichtet sein, bei der ein Lufteinschluss in dieser Stellung in den Bereich der Erweiterung 17 abgegeben werden kann. Hingegen kann die Luft nicht in Richtung des ersten Anschlags 11 entweichen.
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In den 12 bis 20 ist ein Betätigungssystem 2 gezeigt, bei denen die Schritte des Verfahrens mit einer Verschleißnachstelleinrichtung nach der obigen Beschreibung dargestellt sind. Die einzelnen Komponenten sind nur jeweils in den 12 und 18 vollständig bezeichnet, um die Übersichtlichkeit zu verbessern.
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In 12 ist eine Reibkupplung 3 mit einem Reibpaket 23, bestehend aus einer Gegenplatte 32, einer Reibscheibe 25 mit Reibbelag 26 und aus einer Anpressplatte 24 gezeigt, wobei das Reibpaket 23 über einen Nehmerkolben 35 in einem Nehmerzylinder 6 verpressbar ist. Hier befindet sich der Reibbelag 26 im Neuzustand und das Reibpaket 23 ist geöffnet. Rechts im Bild ist der Geberkolben 34 im Geberzylinder 5 mit konventionellen Steuerungselementen und Aggregaten gezeigt, wobei der Geberkolben 34 das Einrücken des Nehmerkolbens 35 vorgibt. Dazwischen ist eine Verschleißnachstelleinrichtung 1 geschaltet, die einen Zwischenkolben 4 und einen schwimmenden Kolben 7 mit einer schematisch skizzierten Überlaufeinrichtung 14 dargestellt ist.
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In 13 ist nun durch Einrücken des Geberkolbens 34 der schwimmende Kolben 7 vorgerückt, wobei die Überlaufeinrichtung 14 aber aufgrund der Stellung des schwimmenden Kolbens 7 im Zwischenzylinder 4 geschlossen bleibt. Dadurch wird der Nehmerkolben 35 eingerückt, so dass die Anpressplatte vollständig zur Drehmomentübertragung 24 mit dem Reibbelag 26 verpresst ist.
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In 14 ist das Betätigungssystem wieder voll ausgerückt.
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In 15 weist der Reibbelag 26 nun Verschleiß 33 auf, dessen Auswirkung sich in den folgenden Figuren zeigen wird.
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In 16 wird der Geberkolben 34 wieder eingerückt, wie auch in 13. Nun ist aber infolge des Verschleißes 33 die Anpressplatte 24 nicht (vollständig) mit dem Reibbelag 26 verpresst, so dass der Druck im Nehmerzylinder 6 geringer ist als das in 13 der Fall ist. Deshalb wird der schwimmende Kolben 7 im Zwischenzylinder 4 in die Schnüffelstellung verbracht und die Überlaufeinrichtung 14 wird (teilweise) geöffnet.
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In 17 findet der Volumenausgleich durch die geöffnete Überlaufeinrichtung 14 statt, bis die Anpressplatte 24 vollständig mit dem Reibbelag 26 zur Drehmomentübertragung verpresst ist.
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In 18 wird die Reibkupplung 3 wieder gelöst, wobei sich nun der Nehmerkolben 35 dauerhaft in einer weiter eingerückten Position befindet. Die Überlaufeinrichtung 14 ist wieder geschlossen.
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In 19 ist gezeigt, wie die Volumenabnahme im Geberzylinder aus dem Reservoir ausgeglichen wird, so dass der Geberkolben keinen veränderten Hub ausführen muss.
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In 20 ist dann die Reibkupplung 3 wieder geschlossen, wobei sich der schwimmende Kolben 7 im Normalzustand befindet und die Überlaufeinrichtung 14 geschlossen bleibt wie in 13, weil der Druck im Nehmerzylinder 6 wieder normal ist.
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In 21 ist ein Kraftfahrzeug 27 mit einer vor einer Fahrerkabine 29 und mit ihrer Motorachse 31 quer zur Längsachse 30 des Kraftfahrzeugs 27 angeordnete Antriebseinheit 28 aufweist, die hier als Verbrennungskraftmaschine dargestellt ist. Die Antriebseinehit 28 ist mittels ihrer Abtriebswelle 21 über eine Reibkupplung 3 lösbar mit einem hier rein schematisch dargestellten Antriebsstrang 22 verbindbar. Die Rotationsachse 20 der Reibkupplung 3 ist dabei mit der Motorachse 31 in Flucht.
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Mit der hier vorgeschlagenen Verschleißnachstelleinrichtung ist es mit einfachen Mitteln möglich den Verschleiß eines Reibbelags auch für eine normal offene Reibkupplung für den Geberzylinder selbsttätig zu kompensieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verschleißnachstelleinrichtung
- 2
- Betätigungssystem
- 3
- Reibkupplung
- 4
- Zwischenzylinder
- 5
- Geberzylinder
- 6
- Nehmerzylinder
- 7
- schwimmender Kolben
- 8
- erste veränderliche Kammer
- 9
- zweite veränderliche Kammer
- 10
- elastische Trenneinheit
- 11
- erster Anschlag
- 12
- zweiter Anschlag
- 13
- Weg
- 14
- Überlaufeinrichtung
- 15
- Schnüffeldurchlass
- 16
- Vorsprung
- 17
- Erweiterung
- 18
- zweireihige Dichtungsanordnung
- 19
- Positionsmesseinrichtung
- 20
- Rotationsachse
- 21
- Abtriebswelle
- 22
- Antriebsstrang
- 23
- Reibpaket
- 24
- Anpressplatte
- 25
- Reibscheibe
- 26
- Reibbelag
- 27
- Kraftfahrzeug
- 28
- Antriebseinheit
- 29
- Fahrerkabine
- 30
- Längsachse
- 31
- Motorachse
- 32
- Gegenplatte
- 33
- Verschleiß
- 34
- Geberkolben
- 35
- Nehmerkolben
- 36
- Reservoir
- 37
- erste Entlüftung
