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Die Erfindung betrifft eine Nachstelleinrichtung zur weggesteuerten Verschleißnachstellung für eine Reibungskupplung mit
- – einem Doppelritzel zur Verstellung einer Anpressplatte relativ zu einer Gegenplatte, wobei das Doppelritzel aus einem ersten Teilritzel mit einer ersten Verzahnung und einem zweiten Teilritzel mit einer zweiten Verzahnung gebildet ist, und mit
- – einer an einem Umfang des Doppelritzels eingreifbaren Klinkenzunge einer Antriebsklinke zum Verdrehen des Doppelritzels.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Reibungskupplung mit einer derartigen Nachstelleinrichtung.
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Nachstelleinrichtungen zur weggesteuerten Verschleißnachstellung für Reibungskupplungen sind aus dem Stand der Technik zum Automobilbau bereits bekannt. Der Abstand einer Druckplatte und einer Gegenplatte werden im Laufe der Betriebsdauer fortwährend detektiert und, sofern ein Verschleiß festgestellt wird, der vergrößerte Hubweg reduziert. Eine derartige Nachstelleinrichtung weist ein Doppelritzel mit Spindel auf, wobei das Doppelritzel aufgrund des vergrößerten Plattenabstandes von einer Antriebsklinke Betätigungsenergie aufnimmt. Diese Betätigungsenergie wird aus dem Kupplungsvorgang geschöpft und veranlasst das Doppelritzel, die Energie auf eine drehfest mit dem Doppelritzel verbundene Spindel zu übertragen, die einen Mitnehmer derartig bewegt, dass ein Nachstellring, meist mit einer Rampenanordnung, den Abstand zwischen der Druckplatte und der Gegenplatte korrigiert.
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Aus
DE 10 2009 055 894 A1 ist eine selbstnachstellende Reibungskupplung bekannt, bei der eine am Kupplungsdeckel befestigte Antriebsklinke derart mit einem Doppelritzel wechselwirkt, dass das Doppelritzel bei einem detektierten, verschleißbedingten Abstand der Platten gedreht wird. Die Anpassung des Plattenabstandes kann nur schrittweise erfolgen, wobei die Einzelschritte durch den Verzahnungsabstand des Doppelritzels festgelegt sind. Zur Minimierung der Schrittweite schlägt die genannte Schrift vor, an der Antriebsklinke zwei Klinkenzungen mit unterschiedlicher Länge auszubilden, sodass die beiden Zungenenden jeweils alternierend mit einem Zahn der Doppelritzelverzahnung wechselwirken können.
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Jedoch hat sich gezeigt, dass die Klinkenzunge, die sich gerade mit der Doppelritzelverzahnung in einem Formschluss befindet, zwar die Hauptwirkung auf den Kupplungspunkt erzielt, aber die andere Klinkenzunge nach wie vor auf den Kupplungspunkt wirken kann. Dies kann beispielsweise darin begründet liegen, dass das Zungenende einen Reibschluss mit einer Zahnflanke des Doppelritzels eingeht und so eine nachteilige Wirkung zeigt.
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Aus
DE 10 2011 101 557 A1 ist eine Nachstelleinrichtung für eine Reibungskupplung bekannt, bei der eine Antriebsklinke zwei Klinkenzungen aufweist, die gleich lang sind. Das zugehörige Doppelritzel weist unterschiedliche Verzahnungen für die jeweiligen Klinkenzungen auf, beziehungsweise besteht aus zwei Teilritzeln. Auch hier wird eine höhere Auflösung ermöglicht ohne eine kleine, präzisionsträchtige Verzahnung einsetzen zu müssen. Außerdem ist aufgrund des Relativversatzes der beiden eingesetzten Verzahnungen nunmehr eine Wechselwirkung der nicht verrasteten Klinkenzunge weitgehend minimiert. Von daher ist der Kupplungspunkt deutlich besser kontrollierbar.
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Im Automobilbau und insbesondere im Kupplungsbau wird die Funktionsoptimierung immer weiter vorangetrieben, sodass eine fortwährende Verbesserung der Reibungskupplungen mit Nachstelleinrichtung gefragt ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Nachstelleinrichtung für eine Reibungskupplung zu schaffen, die bei einer hohen Nachstellauflösung, beziehungsweise bei einer geringen Nachstellschrittweite, eine optimale Kontrolle des Kuppelpunktes ermöglicht.
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Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine Nachstelleinrichtung zur weggesteuerten Verschleißnachstellung für eine Reibungskupplung gemäß Patentanspruch 1, sowie durch eine Reibungskupplung gemäß Patentanspruch 10. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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Ein Formschluss der Abschlusskante der Klinkenzunge wird alternierend mit der ersten Verzahnung und der zweiten Verzahnung hergestellt. Über die Betriebsdauer der Nachstelleinrichtung wird die Abschlusskante aufgrund von sich ausbreitenden Abriebbereichen fortwährend geformt. Vorteilhaft ist aber, dass die Klinkenzunge und insbesondere die gesamte Antriebsklinke stabiler ausgeführt werden kann. Eine höhere Stabilität ist beispielsweise durch ein stärkeres Ausgangswerkstück erzielbar, welches auch eine höhere Steifigkeit aufweist.
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Die erste und/oder zweite Verzahnung des jeweiligen Teilritzels kann beispielsweise als eine radialsymmetrische Verzahnung ausgeführt werden oder als eine Verzahnung mit unterschiedlich ansteigenden Zahnkanten. Damit wird gewährleistet, dass die Abschlusskante in einer Umfangsrichtung leichter über die Zähne der jeweiligen Verzahnung rutschen kann und in Gegenrichtung ein Aufrutschen auf die Zahnkrone verhindert wird. Daher erfolgt die Verschleißnachstellung ausschließlich in einer Richtung.
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Bei der ersten und zweiten Verzahnung kann es sich um gleiche Verzahnungen handeln, die im Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine hohe Nachstellauflösung erreicht, die einer hohen Auflösung des Nachstellweges der Druckplatte entspricht. Dennoch können die erste und zweite Verzahnung der beiden Teilritzel größer und damit weniger präzise ausgeführt werden.
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Vorteilhafterweise kann die Ausbildung einer Klinkenzunge, insbesondere deren Abschlusskante, derart breit erfolgen, sodass eine erhöhte Steifigkeit erzielt wird. Damit wird auch sichergestellt, dass bei der weggesteuerten Nachstellung nur ein geringer Wegverlust in Kauf genommen werden muss. Zudem lässt sich eine Antriebsklinke mit ausschließlich einer Klinkenzunge vorteilhaft fertigen. Es ist keine Schlitzung zwischen zwei Klinkenzungen herzustellen und es ist auch nicht erforderlich, eine entsprechende Toleranz zwischen den beiden Zungenenden einzuhalten. Ferner ist das Problem einer Schieflage der Antriebsklinke gegenüber den Verzahnungen des Doppelritzels deutlich entschärft, zumal kaum Negativwirkungen von Fertigungs-, Montage- oder Positionsabweichungen und Verformungen während der Nachstellung auftreten.
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Vorteilhafterweise kann die Abschlusskante eine Bogenform oder Keilform aufweisen, sodass näherungsweise nur der äußerste Endpunkt der Klinkenzunge Kontakt zu einer der beiden Verzahnungen aufnimmt. Auch bei einer Beugung der Klinkenzunge wird diese Eigenschaft erhalten. Somit tritt keine nachteilige Veränderung der wirksamen Abstände des Klinkenzungenendes zum Zahn der ersten oder zweiten Verzahnung auf, womit der Kuppelpunkt unabhängig von der aktuellen Hubwegkorrektur durch die Nachstelleinrichtung kontrollierbar bleibt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die die erste Verzahnung des ersten Teilritzels im Bezug zur zweiten Verzahnung des zweiten Teilritzels in Umfangsrichtung versetzt. Auf diese Weise kann die Nachstellauflösung erhöht werden ohne eine kleinzahnige Verzahnung einsetzen zu müssen. Außerdem ist es möglich, dass die erste Verzahnung zur zweiten Verzahnung in Umfangsrichtung derart versetzt ist, dass die Nachstellschritte trotz alternierender Verzahnungswechselwirkung der Klinkenzunge, gleich groß sind. Denkbar ist auch, eine unterschiedliche Zahnanzahl der beiden Verzahnungen vorzusehen, sodass ungleiche Nachstellschritte erzielt werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung gleiche oder annähernd gleiche Zahnabstände auf. Aufgrund der in Umfangsrichtung versetzten Anordnung der jeweiligen Zähne stellt sich im Laufe eines Nachstellschrittes eine verschleißbedingte Position der Anpressplatte ein, die alternierend von einem Zahn der ersten Verzahnung und einem Zahn der zweiten Verzahnung definiert ist. Um äquidistante Positionen der Anpressplatte zu definieren, müssen beide Verzahnungen auch gleiche Zahnabstände aufweisen. Bei geringeren Präzisionsanforderungen ist es ausreichend, wenn ein Zahn der ersten Verzahnung, bezogen auf eine Umfangsrichtung, mittig zwischen zwei benachbarten Zähnen der zweiten Verzahnung angeordnet ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind das erste Teilritzel und das zweite Teilritzel materialschlüssig oder formschlüssig miteinander verbunden. Damit ergibt sich ein Herstellungsvorteil, der bei der Verwendung von Standardritzeln entsteht, wobei zwei dieser Standardritzel als Teilritzel in Umfangsrichtung versetzt zueinander gefügt, geschweißt oder anderweitig materialschlüssig miteinander verbunden sind. Denkbar ist auch, dass die beiden Teilritzel in Axialrichtung formschlüssig miteinander, beispielsweise über Zapfen oder dergleichen, verbindbar sind. Alternativ kann das Doppelritzel das erste Teilritzel und das zweite Teilritzel aufweisen und damit einstückig ausgeführt sein. Dies führt zwar zu einem höheren Herstellungsaufwand, lässt aber den Versatz in Umfangsrichtung konstant, sodass dieser nicht beim Einbau oder bei einer Reparatur verändert werden kann. Somit wäre eine potentielle Fehlerquelle ausgeschaltet.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform nimmt ein die Abschlusskante aufweisendes Klinkenzungenende der Antriebsklinke eine windschiefe Stellung zur übrigen Klinkenzunge ein. Die windschiefe Stellung des Zungenendes bewirkt, dass eine Schieflage oder Positionsabweichung der Klinkenzunge vorteilhaft kompensiert werden kann. Außerdem ist ein Feststecken des Klinkenzungenendes leicht vermeidbar. Die windschiefe Stellung des Zungenendes wird beispielsweise durch eine Biegung der Klinkenzunge hervorgerufen, wobei der Biegefalz weder ausschließlich quer noch ausschließlich längs der Klinkenzunge verläuft, sondern im Wesentlichen diagonal in Bezug zur Klinkenzunge angeordnet ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Antriebsklinke einen senkrecht zur Klinkenzunge angeordneten Befestigungsbereich auf. Damit ist der Befestigungsbereich geeignet beispielsweise an einem Kupplungsdeckel oder einem anderen im Wesentlichen radial extendierenden Bauteil der Reibungskupplung befestigt zu werden. Es besteht ein Herstellungsvorteil darin, dass der Befestigungsbereich leicht zugänglich angeordnet werden kann und mittels einer großen Palette von Befestigungsmitteln, wie zum Beispiel Nieten oder Schrauben, befestigbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Abschlusskante zumindest teilweise von einem ersten Abriebbereich und einem zweiten Abriebbereich gebildet, wobei der erste Abriebbereich der ersten Verzahnung und der zweite Abriebbereich der zweiten Verzahnung zugeordnet ist. Da die Klinkenzunge von beiden Verzahnungen durch regelmäßige mechanische Wechselwirkung abgenutzt wird, kann durch die Gestaltung des jeweiligen Abriebbereiches der Verschleiß der Klinkenzunge über die Lebensdauer der Reibungskupplung kontrolliert werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Klinkenzunge eine gewisse Dicke aufweist und/oder aus einem entsprechend harten Material besteht und/oder gehärtet ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Klinkenzunge die einzige für das Doppelritzel vorgesehene Klinkenzunge der Antriebsklinke. Damit ergibt sich ein Herstellungsvorteil, weil zahlreiche Herstellungsschritte eingespart werden können. Außerdem wird die Wirkung der Klinkenzunge auf die nicht im Formschluss befindliche Verzahnung dadurch entscheidend minimiert.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Zungenende in Bezug zur übrigen Klinkenzunge verjüngt. Das verjüngte Zungenende verbessert die Knicksicherheit bei der gewünschten Antriebsbelastung ohne das erforderliche Biegevermögen radial zum Teilritzel oder zum Doppelritzel hin zu vernachlässigen.
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Dank der Erfindung ist nun eine vorteilhafte Reibungskupplung herstellbar, die eine relativ zu einer Gegenplatte axial bewegbare Anpressplatte zum Verpressen von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe aufweist und ferner eine Nachstelleinrichtung zum Ausgleich eines durch Verschleiß der Reibbeläge bedingten veränderten Hubweg der Anpressplatte relativ zur Gegenplatte aufweist. Beispielsweise weist die Nachstelleinrichtung dazu ein Rampensystem zur axialen Nachstellung der Anpressplatte relativ zur Gegenplatte in Abhängigkeit vom Verschleiß der Reibbeläge auf.
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Interessanterweise stellen sich Bauraumvorteile ein, zumal die Antriebsklinke mit einer einzigen Klinkenzunge ausgeführt ist, wobei nichtsdestoweniger windschiefe Biegestellen in Verbindung mit einem Doppelritzel genutzt werden können, wobei das Doppelritzel ein aus zwei Teilritzeln gebildetes Doppelritzel ist.
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Vorteilhafterweise ist die Abschlusskante der Klinkenzunge so geformt, dass die jeweils vorgesehenen Abriebbereiche in Bezug zu den beiden Verzahnungen des ersten Teilritzels und des zweiten Teilritzels nicht oder zumindest nicht wesentlich variieren. Damit hat auch die Antriebsklinkenbeugung über die Lebensdauer zwischen Neuzustand und Endzustand keine negative Auswirkung auf die Nachstelleinrichtung.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungen und Weiterbildungen der Erfindung werden in der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen angegeben. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele weiter beschrieben und erläutert. Gleiche Bezugszeichen in unterschiedlichen Figuren beziehen sich auf gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigen:
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1 eine Antriebsklinke mit einer einzigen Klinkenzunge, im alternierenden Eingriff mit einem der beiden Teilritzel des Doppelritzels,
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2 die Antriebsklinke aus 1 mit schematisch abgebildetem Doppelritzel,
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3 eine Nachstelleinrichtung zur weggesteuerten Verschleißnachstellung einer Reibungskupplung basierend auf einem Doppelritzel,
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4 die Antriebsklinke und das Doppelritzel aus 1 in Axialrichtung zur Kupplungsdrehachse, und
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5 eine Baugruppe einer Reibungskupplung mit Nachstelleinrichtung zur weggesteuerten Verschleißnachstellung.
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1 zeigt eine Antriebsklinke 10 mit einer in Axialrichtung gerichteten Klinkenzunge 11, die eine Biegung 12 aufweist, wobei ein Klinkenzungenende 13 sowohl zur Spindel 17 als auch zur Achse der Reibungskupplung weder senkrecht noch parallel verläuft. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Klinkenzungenende 13 eine windschiefe Anordnung zur übrigen Klinkenzunge 11 einnimmt, um eine Verklemmung mit dem Doppelritzel 14 zu verhindern und die Herstellung der Nachstelleinrichtung zu vereinfachen.
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Die Klinkenzunge 11 greift mit dem Klinkenzungenende 13 in das Doppelritzel 14 ein, wobei das Doppelritzel 14 als ein Doppelritzel ausgeführt ist, welches aus dem ersten Teilritzel 15 und dem zweiten Teilritzel 16 gebildet ist. Beide Teilritzel 15, 16 treten alternierend mit der Abschlusskante 19 des windschiefen Klinkenzungenendes 13 in Wechselwirkung, wobei unter der Wechselwirkung ein Formschluss in eine der beiden Umfangsrichtungen zu verstehen ist.
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Das Spindelachsenende 18 kann zur Lagerung der Spindel 17 und des Doppelritzels 14 verwendet werden. Die Antriebsklinke 10 kann beispielsweise an einem Kupplungsdeckel befestigt werden oder an einem Element, welches am Kupplungsdeckel, der nicht abgebildet ist, befestigt ist.
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2 zeigt die Antriebsklinke 10 aus 1 mit deren Klinkenzunge 11, wobei das Doppelritzel 14 schematisch angedeutet ist, um zu verdeutlichen, dass der erste Zahnabstand 24 und der zweite Zahnabstand 25 des ersten Teilritzels 15 beziehungsweise des zweiten Teilritzels 16 gleich groß sind. Zudem sind die erste Verzahnung 26 und die zweite Verzahnung 27 derart in Umfangsrichtung zueinander versetzt, dass stets gleich große Nachstellschritte mit der Länge des halben Zahnabstands 24, 25 gewährleistet sind.
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3 zeigt einen Ausschnitt aus einer Baugruppe einer Reibungskupplung mit einer Nachstelleinrichtung zur weggesteuerten Verschleißnachstellung, wobei das Doppelritzel 31 dazu vorgesehen ist, die in der Halterung 30 drehbar befestige Spindel 37 anzutreiben, womit das Eingriffselement 32 entlang der Spindel 37 in Richtung des Doppelritzels 31 wandert. Dabei nimmt das Eingriffselement 32 den Nachstellring 33 in Richtung der Nachstellrichtung 34 mit. Die Verstellung des Nachstellrings 33 in Nachstellrichtung 34 bewirkt in Verbindung mit einem nicht abgebildeten Rampensystem, dass die Anpressplatte 22 in Bezug zum Kupplungsdeckel und auch in Bezug zur Gegenplatte eine verschleißkorrigierte Position einnimmt. Die Wirkung der nicht abgebildeten Antriebsklinke 10 wird durch die Antriebsrichtung 36 als Pfeil veranschaulicht.
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4 zeigt die Antriebsklinke 10 zusammen mit der Spindel 17 und dem Doppelritzel 14 aus 1 aus einer Axialrichtung der Reibungskupplung. Es ist zu erkennen, dass die windschiefe Klinkenzunge 11 beziehungsweise deren windschiefes Zungenende 13 eine angewinkelte Position der Antriebsklinke 10 in Bezug zum Doppelritzel 14 nach sich zieht. Der Befestigungsbereich 41 kann beispielsweise an einem Kupplungsdeckel befestigt werden, indem durch die Bohrungen 40 Schrauben oder Nieten eingeführt und am Kupplungsdeckel befestigt werden.
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5 zeigt eine Baugruppe einer Reibungskupplung mit Kupplungsdeckel 50 und mit Nachstelleinrichtung, wobei der Kupplungsdeckel 50 an einer Stelle zur Veranschaulichung derart ausgeschnitten ist, dass die Antriebsklinke 10, die sich über die Klinkenzunge 11 mit beiden Teilritzeln 15, 16 des Doppelritzels 14 im Eingriff befindet, vollständig zu sehen ist. Vorteilhafterweise ist der Befestigungsbereich 41 derart außenseitig am Kupplungsdeckel 50 befestigt, sodass eine Anbringung der Nieten 53 überhaupt kein Problem darstellt. Außerdem ist die Klinkenzunge 11 derart geformt, dass diese von außen durch den Kupplungsdeckel 50 durch eine Öffnung eingeführt werden kann nachdem das Doppelritzel 14 an der Anpressplatte 22 installiert worden ist.
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Die Tellerfeder 51 ist in bekannter Weise beim Kuppelvorgang gegenüber den Blattfedern 52 beaufschlagt, sodass das bekannte Kuppelverhalten mit dem gewünschten Kuppelpunkt entsteht. Dieser Kuppelpunkt wird auch durch die fortwährende weggesteuerte Verschleißnachstellung nicht negativ beeinflusst.
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Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Nachstelleinrichtung zur weggesteuerten Verschleißnachstellung für eine Reibungskupplung
- – mit einem Doppelritzel 14, 31 zur Verstellung einer Anpressplatte 22 relativ zu einer Gegenplatte, wobei das Doppelritzel 14, 31 aus einem ersten Teilritzel 15 mit einer ersten Verzahnung 26 und einem zweiten Teilritzel 16 mit einer zweiten Verzahnung 27 gebildet ist, und mit
- – einer an einem Umfang des Doppelritzels 14, 31 eingreifbaren Klinkenzunge 11 einer Antriebsklinke 10 zum Verdrehen des Doppelritzels 14, 31. Zur Vermeidung von Schieflagen der Antriebsklinke und zur Erzielung einer vorteilhaften Steifigkeit der Antriebsklinke wird vorgeschlagen, dass die Klinkenzunge 11 eine Abschlusskante 19 aufweist und die Abschlusskante 19 sowohl zum Eingriff in die erste Verzahnung 26 als auch zum Eingriff in die zweite Verzahnung 27 vorgesehen ist. Es ergibt sich ein erheblicher Herstellungsvorteil, zumal keine Schlitzung zwischen zwei Klinkenzungen hergestellt werden muss und die erforderliche Toleranz dazu eingehalten werden muss.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Antriebsklinke
- 11
- Klinkenzunge
- 12
- Biegung
- 13
- windschiefes Zungenende
- 14
- Doppelritzel
- 15
- erstes Teilritzel
- 16
- zweites Teilritzel
- 17
- Spindel
- 18
- Spindelachsenende
- 19
- Abschlusskante
- 20
- erster Abriebbereich
- 21
- zweiter Abriebbereich
- 22
- Anpressplatte
- 23
- Nachstelleinrichtung
- 24
- erster Zahnabstand
- 25
- zweiter Zahnabstand
- 26
- erste Verzahnung
- 27
- zweite Verzahnung
- 30
- Halterung der Nachstelleinrichtung
- 31
- Doppelritzel
- 32
- Eingriffselement
- 33
- Nachstellring
- 34
- Nachstellrichtung
- 35
- Drehrichtung der Spindel
- 36
- Antriebsrichtung
- 37
- Spindel
- 40
- Bohrung
- 41
- Befestigungsbereich
- 50
- Kupplungsdeckel
- 51
- Tellerfeder
- 52
- Blattfeder
- 53
- Niet
