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Die Erfindung eine betrifft Reibungskupplung mit einer manuellen Verschleißnachstelleinrichtung, umfassend eine Anpressplatte und eine Gegenplatte, zwischen welchen eine Kupplungsscheibe angeordnet ist, wobei eine der Kupplungsscheibe abgewandte, Rampen aufweisende Seite der Anpressplatte mit einer Rampenvorrichtung der Verschleißnachstelleinrichtung im Eingriff steht und eine einen Fehlabstand zwischen Anpressplatte und Gegenplatte detektierende Verschleißdetektionseinrichtung der Verschleißnachstelleinrichtung ein mit der Rampeneinrichtung in einer Wirkverbindung stehendes Zwischenelement zur manuellen Verschleißnachstellung freigibt.
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Aus der
DE 10 2011 015 279 A1 ist eine Reibungskupplung mit einer manuell betätigbaren Nachstelleinrichtung zur Kompensation eines verschleißbedingten Fehlabstandes einer Anpressplatte zu einer Gegenplatte bekannt.
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Die deutsche, noch nicht veröffentlichte Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen
DE 10 2018 103 838.0 offenbart eine Nachstelleinrichtung für eine Reibungskupplung. Bei dieser Nachstelleinrichtung zur manuellen Kompensation eines verschleißbedingten Fehlabstandes einer Anpressplatte zu einer Gegenplatte einer Reibungskupplung ist in einem Halter eine drehbar gelagerte Spindel vorgesehen, wobei die Spindel in axialer Richtung verschiebbar in dem Halter geführt ist. Eine auf der Spindel aufgeschraubte Spindelmutter ist zum Verdrehen eines Rampenringes bei einer axialen Relativbewegung zum Halter vorgesehen. Eine Antriebsfeder zur Positionierung der Spindel in einer axialen Ausgangsposition ist so angeordnet, dass die Spindel gegen die Federkraft der Antriebsfeder relativ zum Halter axial verschiebbar ist. Darüber hinaus ist ein Sperrelement zum Blockieren einer axialen Relativbewegung der Spindel aus der Ausgangsposition vorgesehen, wobei ein Abstand des Sperrelementes in radialer Richtung der Spindel von dem verschleißbedingten Fehlabstand abhängt. Dabei wird durch einen Sensor sichergestellt, dass nur ab einer gewissen Größe eines real aufgetretenen Verschleißes ein manueller Antrieb der Spindel erfolgen kann. Die verschleißabhängige Entsperrung erfolgt dabei über eine einstufig wegabhängige Sensiereinrichtung. In einem optimalen Fall kann die Ansprechschwelle der Sperreinrichtung so abgestimmt sein, dass der maximal mögliche Verschleißbereich der Kupplungsdruckplatte ausgenutzt werden kann. Wird dann noch zu einem passenden Zeitpunkt die manuelle Nachstellung durchgeführt, kann eine maximale Verschleißkapazität der Kupplungsscheibe ausgenutzt werden.
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Dieser Ablauf kann allerdings im realen Betrieb kaum erreicht werden, da die Ansprechschwelle der Sperreinrichtung realistisch vor dem Ende des Verschleißbereiches der Kupplungsdruckplatte gelegt werden sollte. Darüber hinaus soll im Rahmen einer Fahrzeugwartung auch eine manuelle Verschleißnachstellung möglich sein, was aber durch die noch wirksame Sperreinrichtung verhindert wird. Deshalb ist der nutzbare Verschleißbereich sehr stark reduziert, so dass eine rechtzeitige Verschleißnachstellung der Kupplungsdruckplatte nach dem Entsperren der Verschleißnachstellung nicht erfolgen kann, sondern dass ein erneuter Zugriff in Form einer Wartungsmaßnahme erfolgen muss.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reibungskupplung mit einer manuellen Verschleißeinstelleinrichtung anzugeben, die eine kostengünstige, funktionssichere und bediensichere Lösung bei gleichzeitigem verringertem Bauraumbedarf ermöglicht.
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Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Verschleißdetektionseinrichtung ein Feststellelement aufweist, welches in Abhängigkeit des Fehlabstandes an einer ansteigenden Seite des Zwischenelementes angreift und ein verschleißabhängiger Anschlag des Zwischenelementes hinter einem Rampenanschlag der Rampenvorrichtung angeordnet ist, wobei zwischen dem verschleißabhängigen Anschlag des Zwischenelementes und der Rampenvorrichtung ein Vorspannelement eingespannt ist und ein manuelles Vortriebselement zur Verschleißnachstellung auf das Zwischenelement einwirkt. Eine solche Reibungskupplung hat den Vorteil, dass erst das Zwischenelement zur Verschleißnachstellung gelöst und anschließend das Rampensystem zur eigentlichen Verschleißnachstellung angetrieben wird. Somit ist eine zweistufige stufenlose Verschleißnachstelleinrichtung offenbart, bei welcher nur eine notwendige, den tatsächlich aufgetretenen Verschleiß entsprechende Größe manuell nachgestellt werden muss.
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Vorteilhafterweise ist der verschleißabhängige Anschlag des Zwischenelementes an einem spitz zulaufenden Ende des keilförmigen Zwischenelementes ausgebildet ist, wobei sich eine Position des Feststellelementes und somit des verschleißabhängigen Anschlages entlang der ansteigenden Seite des Zwischenelementes in Abhängigkeit von dem real auftretenden Fehlabstand von Anpressplatte und Gegenplatte verändern. Die Verschleißdetektionseinrichtung sensiert dabei den Weg zwischen der Anpressplatte, an welcher die Verschleißnachstellvorrichtung gelagert ist und der ortsfesten Gegenplatte der Reibungskupplung, wobei die Detektion des Fehlabstandes die Verschleißnachstellung auslöst.
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In einer Ausgestaltung ist die ansteigende Seite des Zwischenelementes stufenförmig ausgebildet. Die Verzahnung bietet dabei einen gestuften formschlüssigen Kontakt zwischen dem Feststellelement der Verschleißdetektionseinrichtung und dem Zwischenelement. Dadurch wird verhindert, dass durch einen massiven Antrieb des Zwischenteiles die Verschleißdetektionseinrichtung überbrückt werden kann, indem eine Sensorvorspannfeder durch die Keilwirkung überwunden wird.
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In einer Ausführungsform ist eine Rücklaufsperreinrichtung in der Verschleißnachstelleinrichtung integriert. Diese Rücklaufsperreinrichtung, die beispielsweise als Ratsche ausgebildet ist, verhindert ein Rücklaufen des Zwischenelementes.
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Vorteilhafterweise ist die Rücklaufsperreinrichtung an dem Zwischenelement ausgebildet. Das recht kräftig zwischen der Rampenvorrichtung und dem Zwischenelement ausgebildeten Vorspannelement verhindert ein Zurückdrehen der Rampenvorrichtung gegenüber dem Rücklauf-gesicherten Zwischenelement.
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In einer Variante ist die Rücklaufsperreinrichtung als Freilauf an einer auf der Anpressplatte aufliegenden Seite des Zwischenelementes ausgebildet.
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In einer Alternative ist die Rücklaufsperreinrichtung an dem manuellen Vortriebselement ausgebildet.
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In einer Ausgestaltung ist das manuelle Vortriebselement permanent an der Verschleißnachstelleinrichtung zum Eingriff an dem Zwischenelement verbaut. Somit entfällt das Erfordernis, ein geeignetes Element für den manuellen Vortrieb des Zwischenelementes bereitzustellen, wodurch auch die Gefahr einer Fehlbedienung verringert wird.
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Vorteilhafterweise ist ein Weganschlag zur Begrenzung eines manuellen Verschleißnachstellweges für das Zwischenelement ausgebildet. Dadurch wird ein Überschreiten eines maximalen Nachstellweges, der einer maximalen Verschleißreserve der Kupplungsscheibe entspricht, verhindert, indem der Verschiebeweg der Rampeneinrichtung durch den Weganschlag gegenüber der Anpressplatte begrenzt ist. Durch das Blockieren des manuellen Vortriebes durch den Weganschlag wird dem Bediener verdeutlicht, dass kein weiterer Nachstellweg realisiert werden kann.
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Vorteilhafterweise ist der Weganschlag als oberste Stufe der stufenförmig ansteigenden Seite des Verschiebeelementes ausgebildet.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zwei davon sollen anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
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Es zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Reibungskupplung mit einer manuellen Verschleißnachstelleinrichtung,
- 2 eine Prinzipdarstellung des Ausführungsbeispiels gemäß 1,
- 3 ein Ausführungsbeispiel eines Funktionsablaufes der manuellen Verschleißnachstellung der Reibungskupplung gemäß 1,
- 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Reibungskupplung mit einer manuellen Verschleißnachstelleinrichtung,
- 5 eine Prinzipdarstellung des zweiten Ausführungsbeispieles gemäß 4,
- 6 ein Ausführungsbeispiel des Funktionsablaufs der manuellen Verschleißnachstellfunktion der Reibungskupplung gemäß 4,
- 7 ein Ausführungsbeispiel der Reibungskupplung zur Begrenzung eines maximalen Nachstellweges,
- 8 ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Anordnung einer Verschleißdetektionseinrichtung,
- 9 ein zweites Ausführungsbeispiel für die Anordnung der Verschleißdetektionseinrichtung.
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In 1 ist ein Ausschnitt aus einer Reibungskupplung 1 mit einer Verschleißnachstelleinrichtung 2 dargestellt. Die Reibungskupplung 1 weist eine feststehende Gegenplatte 3 auf, welche parallel zu einer Anpressplatte 4 angeordnet ist. Zwischen der Gegenplatte 3 und der Anpressplatte 4 ist eine Kupplungsscheibe 5 angeordnet, die beidseitig mit Reibbelägen 6 belegt ist. Bei der Betätigung der Reibungskupplung 1 kommt es zu einem Abrieb der Reibbeläge 6. Um ein ordnungsgemäßes Funktionieren der Reibungskupplung 1 auch mit zunehmendem AIter zu gewährleisten, ist eine manuelle Verschleißnachstelleinrichtung 2 vorgesehen. Diese manuelle Verschleißnachstelleinrichtung 2 weist eine Verschleißdetektionseinrichtung 7 auf, welche den Abstand zwischen der Anpressplatte 4 und der Gegenplatte 3 detektiert. Diese Verschleißdetektionseinrichtung 7 blockiert mit einem Feststellelement 8 ein Zwischenelement 9, das mit einem verschleißabhängigen Anschlag 10 an seiner, der Verschleißdetektionseinrichtung 7 abgewandten Seite einen Rampenanschlag 11 eines Rampenringes 12 hinter greift. Der Rampenring 12 steht in Kontakt mit ihm zugewandten Rampen 13 der Anpressplatte 4. Zwischen dem verschleißabhängigen Anschlag 10 des Zwischenelementes 9 und dem Rampenring 12 ist ein Vorspannelement in Form einer Vortriebsfeder 14 angeordnet.
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Das Zwischenelement 9 weist in Richtung der Verschleißdetektionseinrichtung 7 einen stufenförmigen Anstieg 15 auf, in welchen die Verschleißdetektionseinrichtung 7 mit dem Feststellelement 8 in Abhängigkeit des Abstandes zwischen Anpressplatte 4 und Gegenplatte 3 eingreift. Ist der Fehlabstand zwischen Gegenplatte 3 und Anpressplatte 4 noch sehr gering, so nimmt die Verschleißdetektionseinrichtung 7 eine Position in der Verzahnung des Anstiegs 15 ein, bei welcher gewährleistet wird, dass der verschleißabhängige Anschlag 10 des Zwischenelementes 9 und der Rampenanschlag 11 des Rampenringes 12 aneinander liegen. Ein Vortriebselement 16, welches durch eine durch die Anpressplatte 4 gebildete Halterung 17 temporär an dem Zwischenelement 9 angreift, wird zur manuellen Verschleißnachstellung genutzt.
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Eine Prinzipdarstellung des Ausführungsbeispieles gemäß 1 ist in 2 gezeigt. Das Rampensystem, welches aus der Rampen 13 tragenden Anpressplatte 4 und der Rampenvorrichtung 12 gebildet ist, greift an der Vortriebsfeder 14 an, die wiederum auf das Zwischenelement 9 der Verschleißdetektionseinrichtung 7 einwirkt, wobei die Position der Verschleißdetektionseinrichtung 7 dem vorhandenen Verschleißweg zwischen Anpressplatte 4 und Gegenplatte 3 entspricht. An dem Zwischenelement 9 kann temporär das Vortriebselement 16 zur manuellen Verschleißnachstellung angreifen. Um zu verhindern, dass das Zwischenelement 9 seine einmal eingenommene Position verlässt, ist an dem Zwischenelement 9 eine Rücklaufsperre 17 in Form einer Ratsche angeordnet, die der Anpressplatte 4 zugewandt ist, wobei die Anpressplatte 4 eine Ausnehmung 18 aufweist, in die die Ratschenvorsprünge eingreifen und somit das Zwischenelement 9 in seiner Position halten.
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Die Funktionsweise der Reibungskupplung 1 gemäß 1 soll anhand von 3 näher erläutert werden. 3a zeigt dabei die Verschleißnachstelleinrichtung 2 ohne Verschleiß. Dabei sperrt das Feststellelement 8 der Verschleißdetektionseinrichtung 7 das Zwischenelement 9, so dass dieses nicht durch einen manuellen Vortrieb voran bewegt werden kann. Der verschleißabhängige Anschlag 10 des Zwischenelementes 9 steht dabei in unmittelbarem Kontakt mit dem Rampenanschlag 11 des Rampenringes 12. Nur wenn der verschleißabhängige Anschlag 10 des Zwischenelementes 9 eine jeweilige Zahnhöhe des stufenweisen Anstieges 15 überschreitet, kann das Zwischenelement 9 passend voran bewegt werden. Die Vortriebsfeder 14 zwischen Rampenring 12 und Zwischenelement 9 ist so kräftig, dass ein Zurückdrehen des Rampenringes 12 gegenüber dem Rücklauf-gesicherten Zwischenelement 9 sicher verhindert wird. Die Tendenz zur Vortriebsbewegung des Rampenringes 12 durch die Vortriebsfeder 14 wird durch das Zwischenelement 9 gestoppt. Auch das Zwischenelement 9 kann sich durch die Anschlagwirkung des Feststellelementes 8 der Verschleißdetektionseinrichtung 7 nicht uneingeschränkt voran bewegen. Der Rampenring 12 ist in beide Drehrichtungen gesichert, so dass dieser keine ungewollte Nach- oder Rückstellbewegung bei geschlossener oder geöffneter Reibungskupplung 1 ausführen kann.
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Gemäß 3b ist ein ausreichender realer Verschleiß durch die Verschleißdetektionseinrichtung 7 detektiert worden, wodurch der verschleißabhängige Anschlag 10 des Zwischenelementes 9 in eine andere Verzahnung des stufenlosen Anstieges 15 des Zwischenelementes 9 eingreift. Dadurch entsteht ein Spalt 19 des verschleißabhängigen Anschlages 10 des Zwischenelementes 9 zum Rampenanschlag 11. Die Sperrwirkung der Verschleißdetektionseinrichtung 7 ist aufgehoben, so dass ein manueller Vortrieb möglich wird. Als Vortriebselement 16 kann eine Normschraube eingesetzt werden. Um eine Fehlbedienung durch nicht unterwiesenes Personal einzuschränken, kann beispielsweise eine spezielle Schraubenform, Extragewindeform, Linksgewinde und ähnliches vorgesehen werden. Durch die Betätigung des manuellen Vortriebselementes 16 wird das Zwischenelement 9 voran bewegt, da der verschleißabhängige Anschlag 10 des Zwischenelementes 9 einen Verschiebeweg s freigibt. Bei diesem Antrieb wird die Vortriebsfeder 14 durch den verschleißabhängigen Anschlag 10 des Zwischenelementes 9 weiter gespannt und eine Entfernung zwischen dem verschleißabhängigen Anschlag 10 des Zwischenelement 9 und dem Rampenanschlag 11 des Rampenringes 12 wird um eine passende Distanz einstellt, wodurch der Spalt 19 entsteht. Durch den manuellen Zugriff ist es auch möglich, dass nicht der vollständige Verschiebeweg des Zwischenelementes 9 ausgenutzt wird. Wenn anschließend das manuelle Vortriebselement 16 entfernt wird, ist durch den Freilauf 17 eine Rückbewegung des Zwischenelementes 9 sicher verhindert.
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In 3c wurde das Zwischenelement 9 durch das manuelle Vortriebselement 16 voran bewegt und die Vortriebsfeder 14 zwischen dem Zwischenelement 9 und dem Rampenring 12 ist gespannt. Der verschleißabhängige Anschlag10 des Zwischenelements 9 ist zum Rampenanschlag 11 des Rampenring 12 um eine passende Distanz, d.h. einen Spalt 19 entfernt. Da die Reibungskupplung 1 im vorgegebenen Fall ausgerückt ist und hierbei die Klemmkraft der Reibungskupplung 1 auf den Rampenring 12 soweit verringert ist, dass keine Anpresskraft Fanpress mehr an diesem anliegt, wird der Rampenring 12 durch die ausreichende Vorspannung der Vortriebsfeder 14 und den Spalt 19 des Rampenanschlages 11 des Rampenringes 12 zum verschleißabhängigen Anschlag 10 voran bewegt, wodurch die Verschleißnachstellung realisiert ist. Durch die Rampenform steigt der Rampenring 12 in axialer Richtung an und eine Nockenhöhe, die eine Auflage einer nicht weiter dargestellten Tellerfeder der Reibungskupplung 1 bildet, wird so verändert, dass der Verschleiß der Kupplungsscheibe 5 kompensiert wird. Die manuelle Nachstellfunktion der Reibungskupplung 1 ist komplett abgeschlossen und der normale Betrieb des Antriebsstranges ist wieder möglich.
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In 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Reibungskupplung 1 mit einer manuellen Verschleißnachstelleinrichtung 2 dargestellt, bei welchem das manuelle Vortriebselement 16 permanent in der Verschleißnachstelleinrichtung 2 verbaut ist. Dabei ist das manuelle Vortriebselement 16 in dem Zwischenelement 9 oberhalb der Verschleißdetektionseinrichtung 7 geführt und stützt sich gegenüber einem Vorsprung 20 der Anpressplatte 4 ab. Das manuelle Vortriebselement 16 weist dabei selbst eine Rücklaufsperrfunktion, beispielsweise eine Selbsthemmung durch eine entsprechende Gewindesteigung, auf. Die Rücklaufsperrfunktion für das Zwischenelement 9 ist somit gegeben und es werden keine weiteren Bauteile hierfür erforderlich. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass in dem manuellen Vortriebselement 16 einen zusätzlichen Freilauf zur Rücklaufsicherung vorgesehen ist.
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Das Prinzip des Ausführungsbeispieles nach 4 ist in 5 dargestellt. Dabei liegt der von der Anpressplatte 4 und dem Rampenring 12 gebildete Rampenmechanismus an der Vortriebsfeder 14 an, welche von dem Zwischenelement 9 der Verschleißdetektionseinrichtung 7 gespannt wird. Das manuelle Vortriebselement 16 ist hierbei Bestandteil der Verschleißdetektionseinrichtung 7.
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Die Funktionsweise des Ausführungsbeispiels gemäß 4 und 5 ist in 6 gezeigt, wo ebenfalls in den drei Schritten 6a, 6b und 6c der gesamte Verschleißnachstellvorgang gezeigt ist, der analog den Funktionsweisen des Ausführungsbeispiels gemäß 3 erfolgt. Der einzige Unterschied ist, dass das manuelle Vortriebselement 16 nicht erst eingefügt werden bzw. entfernt werden muss. Weiterhin ist auf eine Rücklaufsperreinrichtung 17 für das Zwischenelement 9 verzichtbar, wenn das Vortriebselement 16 eine eigene Rücklaufsperre aufweist.
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Um das Überschreiten einer maximalen Nachstellweite, welche die maximale Verschleißreserve der Kupplungsscheibe 5 darstellt, zu verhindern, kann beispielsweise der Verschiebeweg s des Rampenringes 12 durch einen Anschlag gegenüber der Anpressplatte 4 begrenzt werden. Dies verhindert aber nicht, dass eine weitere manuelle Nachstelloperation stattfinden kann. Diese würde dann aber nicht durch eine Rampenringverschiebung zu einer Kompensation abgeschlossen werden, weshalb keine vollständige Nachstellung des realen Verschleißes erfolgen kann. Um eine solche Situation zu verhindern, weist gemäß 7 das Zwischenelement 9 einen Weganschlag 21 für die Begrenzung des maximalen Nachstellweges auf. Durch Blockierung des minimalen Vortriebs, welches sich in einem Wegstopp oder einem Momentenanstieg bei der Bewegung des manuellen Vortriebselementes 16 bemerkbar macht, wird ein Ende des Verschiebeweges des Zwischenelementes 9 erkannt und damit realisiert, dass kein weiterer Nachstellweg gegeben ist. Der Weganschlag 21 des Zwischenelementes 9 kann dabei in der höchsten Stufe des stufenförmigen Anstieges 15 des Zwischenelementes 9 ausgebildet sein und/oder dem Freilauf 17 an der Unterseite des Zwischenelementes 9 vorgelagert sein, welcher an einer Ausnehmung 18 der Anpressplatte 4 endet.
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Zwei alternative Möglichkeiten zur Anordnung der Verschleißdetektionseinrichtung 7 sind in den 8 und 9 dargestellt, bei welchen die Verschleißdetektionseinrichtung 8 an einem Kupplungsdeckel 22 gelagert ist (8). Alternativ ist die Verschleißdetektionseinrichtung 7, wie bekannt, an der Anpressplatte 4 gelagert, wobei ein Kontaktteller 23 am Kupplungsdeckel 22 befestigt ist. Der Kupplungsdeckel 22 wird dabei als ortsfest betrachtet.
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Die vorgeschlagene Lösung wird nur aktiv, wenn auch wirklich ein realer Verschleiß vorhanden ist. Ist kein Verschleiß aufgetreten, wird nicht nachgestellt. Der manuelle Vortriebsvorgang der Verschleißnachstellung lässt sich durch eine Weg- und/oder Momentenüberwachung funktionssicher ausführen. Die Teile der Verschleißnachstelleinrichtung 2 sind funktionssicher und kostengünstig zu fertigen und zu montieren, wobei ein Bauraumaufwand für den Nachstellantrieb gering ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reibungskupplung
- 2
- Verschleißnachstelleinrichtung
- 3
- Gegenplatte
- 4
- Anpressplatte
- 5
- Kupplungsscheibe
- 6
- Reibbelag
- 7
- Verschleißdetektionseinrichtung
- 8
- Feststellelement
- 9
- Zwischenelement
- 10
- verschleißabhängiger Anschlag
- 11
- Rampenanschlag
- 12
- Rampenring
- 13
- Rampen
- 14
- Vortriebsfeder
- 15
- Stufenförmiger Anstieg
- 16
- Vortriebselement
- 17
- Rücklaufsperreinrichtung
- 18
- Ausnehmung
- 19
- Spalt
- 20
- Vorsprung
- 21
- Weganschlag
- 22
- Kupplungsdeckel
- 23
- Kontaktteller
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011015279 A1 [0002]
- DE 102018103838 [0003]
