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Die Erfindung betrifft einen Zentralausrücker zur pneumatischen Betätigung einer Reibungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Rückstellwerkzeug.
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Aus der
DE 10 2019 204 349 A1 und der
DE 10 2019 204 360 A1 sind gattungsgemäße Zentralausrücker bekannt. Ein solcher pneumatischer Zentralausrücker umfasst einen Arbeitskolben sowie einen Zylinder, die axial beweglich zueinander ausgebildet sind. Über ein Ausrücklager wird eine axiale Relativbewegung des Arbeitskolbens gegenüber dem Zylinder an eine Reibungskupplung zum Öffnen und Schlie-ßen der Reibungskupplung übertragen. Der Arbeitskolben weist eine veränderliche axiale Wirklänge auf, die einen Verschleiß der Reibungskupplung kompensiert. Dazu weist der Arbeitskolben einen Druckkolben sowie einen Stellkolben auf, die über zwei einander gegenüberliegende und ineinandergreifende Rampenformationen axial abgestützt sind und in Abhängigkeit einer Relativdrehung der Rampenformationen zueinander eine veränderliche Wirklänge aufweisen. Die Rampenformationen sind über ein elastisches Element in Umfangsrichtung zueinander vorgespannt. Eine Sperreinrichtung ermöglicht oder sperrt eine Relativdrehung der Rampenformationen zueinander und stellt eine verschleißabhängige Nachstellung bereit.
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Aufgrund des Vorspannelements lässt sich eine eingetretene Veränderung der axialen Wirklänge nur zurückstellen indem der Zentralausrücker demontiert und in Ausgangszustand wieder zusammengebaut wird. Dies ist sehr aufwendig. Grundsätzlich kann ein solcher pneumatischer Zentralausrücker auch nach Verschleiß einer Reibungskupplung oder auch bei vorzeitigem Ausfall der Reibungskupplung noch weiter benutzt werden.
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Es ist daher Aufgabe einen Zentralausrücker sowie ein Rückstellwerkzeug bereitzustellen, die mit geringem Aufwand eine einfache Rückstellung des Arbeitskolbens auf eine axiale Wirklänge im Ausgangszustand ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Zentralausrücker gemäß dem Patentanspruch 1. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten erläutert.
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Der Zentralausrücker zur pneumatischen Betätigung einer Reibungskupplung umfasst einen Zylinder und einen Arbeitskolben, die axial beweglich zueinander ausgebildet sind und die gemeinsam einen veränderlichen Druckraum begrenzen. Der Arbeitskolben ist mit Vorteil innerhalb des Zylinders geführt, wobei Arbeitskolben und Zylinder über Dichtelemente gegeneinander abgedichtet sind. Die Dichtelemente sind in Aussparungen des Arbeitskolbens angeordnet. Günstigerweise sind Führungsbänder, die ein reibungsarmes Gleiten zwischen Zylinder und Arbeitskolben gewährleisten, in weiteren Aussparungen des Arbeitskolbens angeordnet. Die Dichtelemente und Aussparungen sind günstigerweise kreisförmig umlaufend ausgebildet. Ein pneumatischer Zentralausrücker ist günstigerweise zwischen einem Getriebe und einer Reibungskupplung angeordnet. Mit Vorteil umschließt der Zentralausrücker eine Getriebeeingangswelle.
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Des Weiteren umfasst der Zentralausrücker ein Ausrücklager. Das Ausrücklager ist an dem Arbeitskolben angeordnet und stellt eine Entkopplung des Zentralausrückers zur Reibungskupplung bereit, die drehbar gegenüber dem Zentralausrücker ist. Die Axialkraft zur Betätigung der Reibungskupplung erfolgt drehentkoppelt über das Ausrücklager.
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Der Arbeitskolben weist einen Druckkolben und einen Stellkolben auf, der über eine Nachstellvorrichtung axial verschiebbar gegenüber dem Druckkolben ausgebildet ist, sodass eine axiale Wirklänge des Arbeitskolbens veränderbar ist. Günstigerweise begrenzen der Druckkolben und der Zylinder den Druckraum. Mit Vorteil sind Dichtelemente und / oder Führungsbänder an dem Druckkolben angeordnet, insbesondere innerhalb entsprechender Aussparungen. Der Stellkolben weist dementsprechend eine von dem Verschleiß der Reibungskupplung abhängige Relativposition zu dem Druckkolben auf. Bei einem Betätigungsvorgang stützen sich der Stellkolben und der Druckkolben axial gegeneinander ab, sodass die axiale Wirklänge für den Betätigungsvorgang konstant ist. Die Axialkraft wird von dem Druckkolben über die Rampenformationen auf den Stellkolben und über das Ausrücklager auf die Reibungskupplung übertragen.
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Die Nachstellvorrichtung weist eine erste Rampenformation und eine zweite Rampenformation auf, die in Abhängigkeit eines Relativdrehwinkels eine axiale Wirklänge des Arbeitskolbens verändern. Die erste Rampenformation ist mit Vorteil drehfest mit dem Stellkolben verbunden. Beispielsweise ist die erste Rampenformation einteilig durch den Stellkolben ausgebildet oder durch erste Rampenelemente ausgebildet, die drehfest oder fest mit dem Stellkolben verbunden sind. Bei einer Rampenformation handelt es sich um mehrere Rampensegmente, die in Umfangsrichtung umlaufend zueinander angeordnet sind. Mit besonderem Vorteil ist eine Rampenformation durch mehrere in Umfangsrichtung umlaufende und kreisförmig geschlossene Rampensegmente ausgebildet. Ein Rampensegment stellt hierbei eine rampenförmig ansteigende Kontaktfläche bereite, die zum Anlagekontakt mit einem korrespondierenden Rampensegment ausgebildet ist. Die zweite Rampenformation ist beispielsweise einteilig durch einen Stellring oder durch mehrere zweite Rampenelemente, die fest oder drehfest an einem Stellring befestigt sind, ausgebildet. Die zweite Rampenformation ist über den Stellring drehbar gegenüber der ersten Rampenformation ausgebildet. Die erste Rampenformation und die zweite Rampenformation sind vorzugsweise korrespondierend zueinander ausgebildet, wobei mit jedem Rampensegment der ersten Rampenformation ein Rampensegment der zweiten Rampenformation korrespondiert. Dementsprechend liegen die miteinander korrespondierenden Rampensegmente aneinander an, wobei eine Relativdrehung zu einer axialen Verlängerung oder Verkürzung der Wirklänge des Arbeitskolbens führt. Die ersten Rampenelemente werden auch als stellkolbenseitige Rampenelement und die zweiten Rampenelemente als druckkolbenseitige Rampenelemente bezeichnet.
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Des Weiteren ist eine Sperreinrichtung ausgebildet die relative Drehbewegung freizugeben oder zu sperren. Die Sperreinrichtung sperrt eine Relativdrehung der Rampenformationen zueinander. Dadurch wird bei einem Betätigungsvorgang eine Relativdrehung der Rampenformationen verhindert. Mit besonderem Vorteil sind die Rampenformationen zudem selbsthemmend ausgebildet. Das bedeutet, dass bereits bei einer axial wirkenden Kraft der Rampenformationen aufeinander zu eine Relativdrehung gehemmt oder gesperrt ist. Die Sperreinrichtung sperrt die Rampenformationen auch im Ruhezustand des Zentralausrückers gegeneinander. Die Sperre ist vorzugsweise mechanisch ausgeführt, beispielsweise durch eine Verzahnung. Die Sperreinrichtung wirkt günstigerweise mit einem Anschlag zusammen, der die Sperreinrichtung bei Bedarf löst und einen Nachstellvorgang ermöglicht. Dies erfolgt derart, dass durch den Anschlag die Verzahnung bei entsprechend aufgetretenem Verschleiß gelöst wird, sodass eine Relativdrehung zwischen der ersten Rampenformation und der zweiten Rampenformation ermöglicht wird. Mit Vorteil ist ein Vorspannelement ausgebildet, welches die erste Rampenformation und die zweite Rampenformation in Umfangsrichtung zueinander vorspannt. Dadurch erfolgt beim Öffnen der Sperreinrichtung eine Relativdrehung zwischen der ersten Rampenformation und der zweiten Rampenformation. Die Nachstellvorrichtung gleicht dadurch den aufgetretenen Verschleiß aus. Die Sperreinrichtung schließt wieder sobald die axiale Wirklänge des Arbeitskolbens ausreichend nachgestellt ist. Mit ansteigendem Verschleiß wird die Nachstellvorrichtung erneut ausgelöst. Das Vorspannelement ist vorzugsweise als Bogenfeder ausgebildet.
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Ebenso weist der Stellkolben eine Aussparung zum Durchgriff eines Rückstellwerkzeugs auf, welches zur Rückstellung einer erfolgten Relativdrehung der ersten Rampenformation zu der zweiten Rampenformation ausgebildet ist. Die erste Rampenformation und die zweite Rampenformation stellen über die Lebensdauer der Reibungskupplung eine Relativdrehung zwischen einem Ausgangszustand und einem Endzustand bereit. Die Rückstellung erfolgt, indem das Rückstellwerkzeug eine Relativdrehung des Stellrings in einen Ausgangszustand zurückstellt. Die Aussparung innerhalb des Stellkolbens ermöglicht dabei einen Durchgriff des Rückstellwerkzeugs durch den Stellkolben hindurch. Dadurch kann das Rückstellwerkzeug an dem Stellring zur Rückstellung in Kontakt treten bzw. angreifen.
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Zur Rückstellung wird zunächst das Rückstellwerkzeug an dem Zentralausrücker angeordnet und ausgerichtet. Sodann wird die Sperrvorrichtung entsperrt. Dies kann beispielsweise durch ein Zusammendrücken des Zentralausrückers erfolgen, beispielsweise durch das Drücken auf den Stellkolben, der den Druckkolben in Anlagekontakt beziehungsweise Maximalauslage zu dem Zylinder bringt und dadurch die Sperrvorrichtung öffnet. Die erste Rampenformation und die zweite Rampenformation lassen sich in diesem Zustand gegeneinander drehen. Das Rückstellwerkzeug greift an dem Stellring an und dreht diesen in eine Ausgangsposition zurück. Die Rückstellung erfolgt entgegen der Kraft des Vorspannelements in Umfangsrichtung.
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Sofern die Aussparung von dem Ausrücklager überdeckt wird ist dieses zu Anfang der Rückstellung zu demontieren und zum Abschluss der Rückstellung wieder zu montieren.
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Im Weiteren werden vorteilhafte Ausführungsvarianten des Zentralausrückers erläutert.
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Mit besonderem Vorteil erstreckt sich die Aussparung in Umfangsrichtung.
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Die Rückstellung erfolgt durch Drehen des Rückstellwerkzeugs. Eine Ausführung der Aussparung entlang einer Kreisbahn, oder in Umfangsrichtung ist somit besonders vorteilhaft. Günstigerweise erstreckt sich die Aussparung in Umfangsrichtung zwischen 40 Grad und 120 Grad. Die Aussparung ist vorzugsweise kreisbahnförmig ausgebildet bzw. verläuft entlang einer Kreisbahn.
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Mit besonderem Vorteil ist ein Rückstelleingriffsabschnitt zum Eingriff des Rückstellwerkzeugs fest oder drehfest mit einer der Rampenformationen verbunden.
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Dabei ist der Rückstelleingriffsabschnitt günstigerweise mit der zweiten Rampenformation fest oder drehfest verbunden. Der Rückstelleingriffsabschnitt ist ausgebildet mit einem Rückstellstift des Rückstellwerkzeugs in Anlagekontakt zu treten. Insbesondere greift der Rückstellstift in den Rückstelleingriffsabschnitt ein. Über den Rückstellstift wird eine Kraft in Umfangsrichtung zur Rückstellung der Relativdrehung der beiden Rampenformationen bereitgestellt. Der Rückstelleingriffsabschnitt ist vorzugsweise an dem Stellring befestigt oder einteilig durch den Stellring ausgebildet.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass der Rückstelleingriffsabschnitt derart ausgebildet ist, dass dieser über den gesamten Relativdrehwinkel zwischen erster Rampenformation und zweiter Rampenformation mit der Aussparung korrespondiert.
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Mit anderen Worten entspricht die Erstreckung der Aussparung in Umfangsrichtung zumindest dem maximalen Relativdrehwinkel zwischen den beiden Rampenformationen. Dementsprechend kann das Rückstellwerkzeug bei jeder Relativposition der beiden Rampenformationen in den Rückstelleingriffsabschnitt eingreifen und somit die aufgetretene Relativdrehung zurückgestellt werden.
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Die Aussparung ist mit Vorteil radial auf Höhe des Ausrücklagers ausgebildet. Es wird weiter vorgeschlagen, dass das Ausrücklager die Aussparung in radialer Richtung teilweise oder vollständig überlappt. Dadurch ist die Aussparung teilweise oder vollständig abgedeckt, sodass ein Eindringen von Schmutz durch das davor angeordnete Ausrücklager verringert wird. Die Rückstellung erfolgt sodann nach Demontage des Ausrücklagers.
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Mit Vorteil ist die Aussparung mit einem Deckelement verschlossen. Dieses Deckelement weist vorzugsweise eine zur Aussparung korrespondierende Form auf und ist abdichtend in die Aussparung eingesetzt. Das Deckelement ist mit Vorteil elastisch ausgebildet und kann zur Rückstellung aus der Aussparung entfernt und anschließend wiedereingesetzt werden. Dadurch wird ein Eindringen von Schmutz effektiv verhindert.
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Die Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Rückstellwerkzeug zur Rückstellung einer Nachstellvorrichtung eines Zentralausrückers nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder einer der vorhergehenden Ausführungen zu dem Zentralausrücker. In den abhängigen Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausführungsvarianten erläutert.
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Das Rückstellwerkzeug umfasst einen Zentrierungsabschnitt zur zentrierten Positionierung des Rückstellwerkzeugs an dem Zentralausrücker. Dieser Zentrierungsabschnitt ist beispielsweise hülsenförmig ausgebildet. Mit Vorteil ist der hülsenförmige Zentrierungsabschnitt zur Aufnahme innerhalb eines Führungsrohrs des Zylinders vorgesehen. Dadurch wird eine zentrierte Anordnung des Rückstellwerkzeugs an dem pneumatischen Zentralausrücker ermöglicht. Zudem wird durch die rotationssymmetrische Form eine Führung für die Drehbewegung bei dem Rückstellvorgang bereitgestellt. Dadurch ist eine einfache und geführte Rückdrehung bzw. Rückstellung der Rampenformationen möglich.
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Des Weiteren umfasst das Rückstellwerkzeug einen Rückstellstift zum Durchgriff durch einen Stellkolben und zum Eingriff in einen Rückstelleingriffsabschnitt. Der Rückstellstift dient der Kraftübertragung auf eine der Rampenformationen, um ein Rückdrehen oder Rückstellen zu bewirken. Der Rückstellstift ist ausgebildet einen kraftschlüssigen Anlagekontakt mit dem Rückstelleingriffsabschnitt bereitzustellen. Eine Drehbewegung des Rückstellwerkzeugs bewirkt über den Rückstellstift eine Kraftübertragung auf die entsprechende Rampenformation. Dadurch lassen sich die beiden Rampenformationen mithilfe des Rückstellwerkezugs gegeneinander drehen und in deren Ausgangsposition zurückstellen.
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Mithilfe des Rückstellewerkzeugs ist ein Rückstellen der Nachstellvorrichtung des Zentralausrückers ohne vollständige Montage möglich. In besonders einfacher Art und Weise wird beispielsweise ein Ausrücklager demontiert, das Rückstellwerkzeug angesetzt und die Sperrvorrichtung gelöst. Die Sperrvorrichtung lässt sich durch eine axiale Kraft auf den Stellkolben oder den Druckkolben, insbesondere dem Arbeitskolben, lösen. Bei gelöster Sperrvorrichtung ist die Rampenformation freigegeben und durch Drehbewegung des Rückstellewerkzeugs wird eine Rückstellung bewirkt. Ist der Ausgangszustand der Relativdrehung zwischen den beiden Rampenformationen erreicht wird die Sperrvorrichtung wieder gesperrt. Dies erfolgt durch verringert der axialen Kraft. Nach Montage des Ausrücklagers ist der Zentralausrücker wieder einsatzfähig.
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Günstigerweise umfasst das Rückstellwerkzeug einen Handgriff oder mehrere Handgriffe, die eine einfache Relativdrehung des Rückstellwerkzeugs von Hand ermöglichen. Mit besonderem Vorteil ist der Rückstellgriff an einem Hebelarm befestigt. Dadurch verringert sich die benötigte Drehkraft auf das Rückstellwerkzeug, wodurch eine leichtere Rückstellung ermöglicht wird.
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Im Weiteren sind vorteilhafte Ausführungsvarianten des Rückstellwerkzeugs erläutert.
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Es wird vorgeschlagen, dass der Zentrierungsabschnitt hülsenförmig ausgebildet ist.
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Die hülsenförmige Ausführung des Zentrierungsabschnitts ermöglicht einerseits eine großflächige und gleichmäßige zentrierte Anordnung innerhalb des Führungsrohrs des Zylinders. Zudem korrespondiert die Hülsenform mit dem Führungsrohr, sodass die Drehbewegung des Rückstellwerkzeugs gegenüber dem Zentralausrücker geführt ist.
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Mit besonderem Vorteil umfasst das Rückstellwerkzeug einen Druckabschnitt, der ausgebildet ist mit dem Druckkolben in Anlagekontakt zu treten, um diesen axial vorzuspannen und dadurch die Sperreinrichtung zu öffnen.
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Dieser Druckabschnitt tritt in direkten Anlagekontakt mit dem Druckkolben. Dadurch wird die axiale Kraft zum Entsperren der Sperrvorrichtung über das Rückstellwerkzeug aufgebracht. Ein gesondertes axiales Vorspannen und Entriegeln der Sperrvorrichtung werden dadurch unnötig. Gegebenenfalls ist der Druckabschnitt über ein Lager, insbesondere ein Wälzlager, gegenüber dem Hauptkörper des Rückstellwerkzeugs entkoppelt. Dadurch wird der benötigte Kraftaufwand in Umfangsrichtung wesentlich verrichtet. Alternativ zu dem Lager ist an dem axialen und druckkolbenseitigen Ende des Druckabschnitts vorzugsweise eine Gleitscheibe angeordnet oder befestigt. Die Gleitscheibe tritt in Anlagekontakt mit dem Druckkolben und stellt eine axiale Kraftübertragung bereit, wobei zugleich eine gleitende Drehbewegung gegenüber dem Druckkolben ermöglicht wird.
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Mit besonderem Vorteil ist der Druckabschnitt hülsenförmig ausgebildet.
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Die Hülsenform ist besonders vorteilhaft, da diese zur der Kontaktfläche des Druckkolbens korrespondiert. Dadurch wird eine gleichmäßige Kraftübertragung ermöglicht.
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Der pneumatische Zentralausrücker und das Rückstellwerkzeug werden im Weiteren beispielhaft und ausführlich anhand mehrerer Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 einen pneumatischen Zentralausrücker mit einem Rückstellwerkzeug im Querschnitt;
- 2 einen Stellkolben des pneumatischen Zentralausrückers in perspektivischer Frontdarstellung;
- 3 den Stellkolben aus 2 in einer perspektivischen Rückansicht;
- 4 eine perspektivische Darstellung des Zentralausrückers mit einem Rückstellwerkzeug;
- 5 perspektivische Schnittdarstellung eines Rückstellstifts und des Rückstelleingriffsabschnitts;
- 6 den pneumatischen Zentralausrücker aus 1 mit einem anderen Rückstellwerkzeug.
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In der 1 ist ein pneumatischer Zentralausrücker 10 sowie ein Rückstellwerkzeug 12 im Querschnitt in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Ein solcher Zentralausrücker 10 wird in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens verwendet. Ein solcher Zentralausrücker 10 ist üblicherweise zwischen einem Getriebe und einer Reibungskupplung angeordnet und dient der Betätigung einer Reibungskupplung.
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Der Zentralausrücker 10 umfasst einen Zylinder 14 sowie einen Arbeitskolben 16, die gemeinsam einen Druckraum 18 begrenzen. Der Arbeitskolben 16 umfasst eine Nachstellvorrichtung 20, die sich in Abhängigkeit des aufgetretenen Verschleißes der Reibungskupplung selbsttätig nachstellt. Dadurch weist der Druckraum 18 jederzeit ein besonders geringes Totvolumen auf, sodass eine schnellere und genauere Betätigung der Reibungskupplung erfolgen kann. Des Weiteren umfasst der Zentralausrücker ein Ausrücklager, welches jedoch hier nicht dargestellt ist.
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Das Rückstellwerkzeug 12 ist ausgebildet die aufgetretene Verschleißnachstellung in einen Ausgangszustand zurückzustellen. Im Weiteren werden nun zunächst die einzelnen Komponenten des pneumatischen Zentralausrückers 10 und sodann das Rückstellwerkzeug 12 im Detail erläutert.
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Der Zylinder 14 ist durch einen Zylindertopf 14a und ein Führungsrohr 14b ausgebildet. Der Zylindertopf 14a und das Führungsrohr 14b sind fest miteinander verbunden, beispielsweise durch Verschweißen. Der Arbeitskolben 16 ist axial beweglich zu dem Zylinder 14 ausgebildet. Die axiale Relativbewegung des Arbeitskolbens wird durch ein Befüllen des Druckraums 18 mit einem Druckmedium, hierbei Luft, bewirkt. Zur Abdichtung des Druckraums sind an dem Arbeitskolben 16, insbesondere an dem Stellkolben des Arbeitskolbens 16, mehrere Dichtungen in kreisförmig umlaufenden Aussparungen ausgeführt. Die Dichtungen dichten den Druckraum nach außen hin ab. Zudem sind an dem Arbeitskolben 16, insbesondere an dem Druckkolben mehrere Führungsbänder mit entsprechenden Aussparungen ausgebildet, um eine möglichst reibungsfreie und verschleißarme axiale Relativbewegung bereitzustellen.
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Der Arbeitskolben 16 umfasst einen Druckkolben 22, einen Stellkolben 24, einen Stellring 26, ein erstes Vorspannelement 28, ein Führungsblech 30, ein zweites Vorspannelement 32, eine Distanzscheibe 34, eine Sperrvorrichtung 50, einen Betätigungskolben 36 sowie ein drittes Vorspannelement 38. Des Weiteren weist die pneumatische Betätigungseinrichtung auch einen Positionssensor 52 auf. Die axiale Wirklänge des Arbeitskolbens 16 ist über die Nachstellvorrichtung 20 veränderbar. Die Veränderung der axialen Wirklänge wird durch eine axiale Relativbewegung zwischen dem Druckkolben und dem Stellkolben bereitgestellt. Die Nachstellvorrichtung ist derart ausgebildet, dass diese eine Relativposition zwischen dem Druckkolben und dem Stellkolben einrichtet und bei einem Betätigungsvorgang diese axiale Wirklänge beibehält.
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Der Druckkolben und der Stellkolben sind über eine Nut 24a sowie eine Passfeder 40, die in einer Nut 22a des Druckkolbens 22 angeordnet ist, drehfest zueinander ausgebildet. Zur Veränderung der axialen Wirklänge ist stellkolbenseitig eine erste Rampenformation 42 und druckkolbenseitig eine zweite Rampenformation 44 ausgebildet. Eine solche Rampenformation umfasst mehrere in Umfangsrichtung auf demselben Teilkreis angeordnete Rampensegmente. In diesem Beispiel handelt es sich um drei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Rampensegmente. Die erste Rampenformation 42 und die zweite Rampenformation 44 sind zueinander korrespondierend ausgebildet. Dementsprechend stellen die miteinander korrespondierenden Kontaktflächen der Rampensegmente einen flächigen Anlagekontakt bereit. Die erste Rampenformation ist durch mehrere Rampenelemente 46 ausgebildet, die fest mit dem Stellkolben 24 verbunden sind. Der Stellring 26 bildet einteilig die zweite Rampenformation 44 aus. Die Rampenelemente 46 beziehungsweise die erste Rampenformation 42 kann in einer anderen Variante auch einteilig durch den Stellkolben 24 ausgebildet sein.
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Bei einer Relativdrehung des Stellrings 26 gegenüber dem Stellkolben 24 verschiebt sich die Position des Stellkolbens 24 in axialer Richtung. Dementsprechend ändert sich auch die Wirklänge des Arbeitskolbens 16.
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Die erste Rampenformation 42 und die zweite Rampenformation 44 sind in Umfangsrichtung über das erste Vorspannelement 28 gegeneinander vorgespannt. Das erste Vorspannelement 28 ist einerseits an dem Stellring 26 befestigt und andererseits an dem Druckkolben 22. Durch die drehfeste Verbindung zwischen Druckkolben 22 und Stellkolben 24 stützt sich das erste Vorspannelement 28 zumindest mittelbar an dem Stellkolben 24 ab. Das erste Vorspannelement 28 ist als Bogenfeder ausgebildet, welche in Umfangsrichtung nach radial innen durch ein Führungsblech 30 gestützt wird. Dieses Führungsblech bildet im Wesentlichen eine hülsenförmige Unterstützung aus. Das Führungsblech 30 ist radial innerhalb des ersten Vorspannelements angeordnet. Das erste Vorspannelement 28 stützt sich radial innen an dem Führungsblech 30 ab.
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Zur definierten Nachstellung der axialen Wirklänge des Arbeitskolbens 16 ist eine Sperrvorrichtung 50 ausgebildet. Die Baugruppe der Sperrvorrichtung umfasst eine Sperrverzahnung mit einem ersten Zahnring und einem zweiten Zahnring. Der erste Zahnring und der zweite Zahnring sind in den Figuren nicht dargestellt, da diese sich lediglich über einen Teil des Umfangs erstrecken und deshalb in der Schnittdarstellung deshalb nicht auftauchen. Der erste Zahnring ist fest mit dem Stellring verbunden, wobei der zweite Zahnring fest mit dem Betätigungskolben 36 verbunden ist. Der erste und der zweite Zahnring überlappen sich in Umfangsrichtung und sind auf demselben Teilkreis angeordnet. Die beiden Zahnringe treten zur Bereitstellung einer Sperrung über deren Zähne in axialen Eingriff. Durch axiale Relativbewegung der beiden Zahnringe voneinander weg und durch Abheben der Zähne voneinander kann diese Sperrung aufgehoben werden. Die Sperrverzahnung kann somit geöffnet und geschlossen werden. Der zweite Zahnring ist über den Betätigungskolben 36 drehfest mit dem Druckkolben und somit auch drehfest mit dem Stellkolben 24 verbunden. Dementsprechend ist bei geschlossener Sperrverzahnung eine drehfeste Verbindung zwischen dem Stellring 26 und dem Stellkolben 24, also der ersten Rampenformation 42 und der zweiten Rampenformation 44 bereitgestellt. In diesem Zustand ist keine Relativdrehung zwischen den Rampenformationen möglich.
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Der Betätigungskolben 36 wirkt zur Betätigung beziehungsweise zum Öffnen der Sperrvorrichtung 50 mit einem Anschlag 14c des Zylinders 14 zusammen. Mit auftretendem Verschleiß bewirkt die Membranfeder der Reibungskupplung eine weitere Rückstellung des Arbeitskolbens 16 in axialer Richtung. Dadurch wird der Druckraum weiter verkleinert und der Betätigungskolben 36 kommt an dem Anschlag 14c des Zylinders 14 zur Anlage. Der Druckkolben und auch der Stellring 26 bewegen sich zusammen mit dem ersten Zahnring in axialer Richtung weiter. Der Betätigungskolben 36 ist zusammen mit dem zweiten Zahnring jedoch durch den Anschlag 14c gesperrt. Dementsprechend hebt sich der erste Zahnring von dem zweiten Zahnring ab, wodurch die Sperrvorrichtung 50 geöffnet und eine Relativdrehung zwischen dem Stellring 26 und dem Stellkolben 24 freigegeben wird. Das erste Vorspannelement 28 sorgt über die umfangsmäßige Vorspannung für eine Relativdrehung zwischen der ersten Rampenformation 42 und der zweiten Rampenformation 44. In diesem Fall verringert sich dadurch die axiale Wirklänge des Arbeitskolbens. Durch die Verringerung der Wirklänge wird die Sperrverzahnung geschlossen.
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Der Betätigungskolben 36 ist über eine entsprechende Verzahnung gegenüber dem Druckkolben 22 drehfest ausgebildet, kann sich jedoch in axialer Richtung gegenüber diesem verlagern. Der Betätigungskolben 36 ist durch das dritte Vorspannelement 38 gegenüber dem Zylinder 14 und dem Druckkolben 22 in axialer Richtung vorgespannt. Zudem stellt das dritte Vorspannelement 38 in Form einer Schraubenfeder eine axiale Vorspannung des Stellkolbens 24 auf eine Membranfeder einer Reibungskupplung bereit. Zur Sicherstellung eines Eingriffs der Sperrverzahnung ist ein zweites Vorspannelement 32 in Form einer Wellenfeder zwischen dem Druckkolben 22 und dem Stellring 26 angeordnet. Dadurch wird der Stellring und auch der erste Zahnring in axialer Richtung zu dem Betätigungskolben hin beziehungsweise auf den zweiten Zahnring gedrückt. Radial innerhalb des zweiten Vorspannelements ist eine Distanzscheibe 34 ausgebildet, die eine übermäßige Kompression und dadurch eine auftretende Beschädigung der Wellfeder 32 verhindert. In einer alternativen Variante kann das zweite Vorspannelement 32 auch zwischen dem Zylinder 14 und dem Druckkolben 22 angeordnet sein.
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Die Nachstellvorrichtung 20 ist somit derart ausgebildet, dass bei auftretendem Verschleiß eine axiale Wirklänge des Kolbens automatisch nachgestellt wird. Aufgrund der umfangsmäßigen Vorspannung des Stellrings 26 gegenüber dem Stellkolben 24 ist eine selbsttätige Rückstellung der Nachstellvorrichtung 20 ausgeschlossen. Mit dem Ende der Lebensdauer einer Reibungskupplung ist ein solcher pneumatischer Zentralausrücker jedoch üblicherweise weiterhin voll funktionsfähig und kann noch weiter benutzt werden.
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Eine Rückstellung der Nachstellvorrichtung 20 erfolgt über ein Rückstellwerkzeug 12. Hierfür ist an dem Stellkolben 24 eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Aussparung 24b ausgebildet. Diese Aussparung 24b ermöglicht einen Durchgriff des Rückstellwerkzeugs 12 durch den Stellkolben 24 und somit in den Innenraum des Arbeitskolbens 16. Die Aussparung 24b erstreckt sich in Umfangsrichtung derart weit, dass diese einem Stellweg oder Stellwinkel des Stellrings 26 gegenüber dem Stellkolben 24 entspricht. Der Stellwinkel kann auch als maximaler Relativdrehwinkel zwischen den beiden Rampenformationen bezeichnet werden. Zudem weist der Stellring 26 einen Rückstelleingriffsabschnitt 26a auf. Dieser Rückstelleingriffsabschnitt 26a stellt einen Kontaktbereich für das Rückstellwerkzeug 12 bereit. In 5 ist zu erkennen, dass an dem Rückstelleingriffsabschnitt 26a zudem auch das erste Vorspannelement 28 angeordnet ist. Ein Rückstellstift 12a des Rückstellwerkzeugs 12 greift durch die Aussparung 24b hindurch in den Rückstelleingriffsabschnitt 26a ein. Durch Bewegung des Rückstellstifts 12a entlang der Kreisbahn wird die Relativdrehung des Stellrings 26 wieder in eine Ausgangsposition zurückgedreht. Zur Rückstellung ist es erforderlich die Sperrvorrichtung zu lösen. Dies kann beispielsweise durch zusammendrücken erfolgen, insbesondere durch eine axiale Kraft auf den Arbeitskolben zu dem Zylinder hin.
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Das Rückstellwerkzeug 12 ist unter anderem in der 4 sowie der 1 gut erkennbar dargestellt. Das Rückstellwerkzeug 12 umfasst eine scheibenförmige Grundplatte 12b. Ausgehend von dieser Grundplatte 12b erstreckt sich der Rückstellstift 12a in axialer Richtung. Des Weiteren erstreckt sich in axialer Richtung ausgehend von der Grundplatte 12b ein Zentrierungsabschnitt 12c in Form einer Hülse. Der Zentrierungsabschnitt 12c ist einteilig mit der Grundplatte 12b ausgebildet. Der Rückstellstift 12a ist über eine Verschraubung mit der Grundplatte 12b verbunden. Der Zentrierungsabschnitt 12c korrespondiert mit dem Führungsrohr 14b des Zylinders 14. Dadurch wird eine zentrische Positionierung des Rückstellwerkzeugs an dem Zentralausrücker 10 ermöglicht. Bei einer Relativdrehung des Rückstellwerkzeugs 12 gegenüber dem Zentralausrücker 10 folgt der Rückstellstift 12a einer Kreisbahn. Das Rückstellwerkzeug 12 weist zudem zwei Griffe 14d auf, die zur Krafteinleitung während des Rückstellvorgangs ausgebildet sind.
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Eine Rückstellung eines pneumatischen Zentralausrückers 10 erfolgt wie im Weiteren beschrieben. Das Ausrücklager, welches in den Figuren nicht dargestellt ist, wird von dem Arbeitskolben 16 entfernt. Dadurch wird die Aussparung 24b freigelegt. Die Aussparung 24b ist hierbei auf einem selben Teilkreis wie das Ausrücklager angeordnet und wird durch das Ausrücklager verdeckt. Das Rückstellwerkzeug 12 wird an dem Zentralausrücker 10 angeordnet. Dementsprechend greift der Rückstellstift 12a durch die Aussparung 24b hindurch und in den Rückstelleingriffsabschnitt 26a ein. Der Zentrierungsabschnitt 12c greift in das Führungsrohr ein. Sodann wird der Arbeitskolben 16 in axialer Richtung vorgespannt, um den Betätigungskolben 36 gegenüber dem Anschlag 14c zu betätigen, sodass die Sperrverzahnung freigegeben wird. Dies kann beispielsweise durch händisches Zusammendrücken des Zentralausrückers 10 erreicht werden. In diesem entsperrten Zustand wird mit Hilfe des Rückstellwerkzeugs 12 der Stellring 26 in eine Ausgangsposition zurückgedreht. Die axiale Kompression des Arbeitskolbens wird nun gelöst, sodass die Sperrverzahnung wieder in Eingriff tritt. Nun wird das Rückstellwerkzeug 12 entfernt und das Ausrücklager wieder montiert. Der Zentralausrücker 10 ist nun bereit mit einer neuen Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung zusammenzuarbeiten.
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Eine weitere Variante des Rückstellwerkzeugs 12 ist in der 6 dargestellt. Dieses Rückstellwerkzeug umfasst zusätzlich einen Druckabschnitt, der sich axial an dem Arbeitskolben abstützt. Bei einem Rückstellvorgang entfällt somit ein händisches zusammendrücken des Zentralausrückers 10. Dieses erfolgt durch axiales Aufdrücken des Rückstellwerkzeugs. Dementsprechend wird durch Drücken und Drehen des Rückstellwerkzeugs einerseits die Sperrverzahnung gelöst und andererseits der Stellring 26 in seine Ausgangsposition zurückgedreht. Wie in 6 zu erkennen ist, ist der Druckabschnitt 12e hülsenförmig ausgebildet. Insbesondere ist der Druckabschnitt 12e radial außerhalb des Zentrierungsabschnitts angeordnet. Der Druckabschnitt steht hierbei in Anlagekontakt mit dem Druckkolben 22.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zentralausrücker
- 12
- Rückstellwerkzeug
- 12a
- Rückstellstift
- 12b
- Grundplatte
- 12c
- Zentrierungsabschnitt
- 12d
- Griff
- 12e
- Druckabschnitt
- 14
- Zylinder
- 14a
- Zylindertopf
- 14b
- Führungsrohr
- 14c
- Anschlag
- 16
- Arbeitskolben
- 18
- Druckraum
- 20
- Nachstellvorrichtung
- 22
- Druckkolben
- 22a
- Nut
- 24
- Stellkolben
- 24a
- Nut
- 24b
- Aussparung
- 26
- Stellring
- 26a
- Rückstelleingriffsabschnitt
- 28
- erstes Vorspannelement (Bogenfeder)
- 30
- Führungsblech
- 32
- zweites Vorspannelement (Wellfeder)
- 34
- Distanzscheibe
- 36
- Betätigungskolben
- 38
- drittes Vorspannelement (Schraubenfeder)
- 40
- Passfeder
- 42
- erste Rampenformation
- 44
- zweite Rampenformation
- 46
- Rampenelemente
- 50
- Sperrvorrichtung
- 52
- Positionssensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019204349 A1 [0002]
- DE 102019204360 A1 [0002]
