DE112020001887T5

DE112020001887T5 - Pneumatischer Kupplungssteller mit Selbsteinstellmechanismus

Info

Publication number: DE112020001887T5
Application number: DE112020001887.3T
Authority: DE
Inventors: Christer Kobbevik Oldeide
Original assignee: KA Group AG
Current assignee: KA Group AG
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2020-04-13
Publication date: 2021-12-23
Anticipated expiration: 2040-04-14
Also published as: DE112020001887B4; WO2020208611A1; CN113994116B; US11661978B2; US20220196086A1; CN113994116A

Abstract

Hierin wird ein pneumatischer Kupplungssteller beschrieben. Der pneumatische Kupplungssteller umfasst ein Kolbengehäuse und einen Kolben, der gleitfähig innerhalb des Kolbengehäuses aufgenommen ist und dazu ausgestaltet ist, um selektiv einen Kupplungszustand zwischen einem eingekuppelten Zustand und einem ausgekuppelten Zustand umzustellen. Der Kolben weist einen Selbsteinstellmechanismus auf, der dazu ausgestaltet ist, um eine axiale Länge des Kolbens einzustellen. Der Selbsteinstellmechanismus umfasst einen Positionsverriegelungsaufbau, der ein Verriegelungsteil und ein Positionierteil aufweist. Das Verriegelungsteil enthält eine Mehrzahl von Verriegelungsvorsprüngen, die entlang einer äußeren Oberfläche des Verriegelungsteils auf Abstand zueinander liegen. Das Positionierteil umfasst eine Mehrzahl von Positionierschlitzen, die auf Abstand entlang des Positionierteils liegen. Der Positionsverriegelungsaufbau ist zwischen einem entriegelten Zustand, in dem das Verriegelungsteil auf Abstand zu dem Positionierteil liegt, und einem verriegelten Zustand positionierbar, in dem wenigsten ein Verriegelungsvorsprung in einen entsprechenden Positionierschlitz eingeführt ist.

Description

Verweis auf eine verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der provisorischen US-Anmeldung Nr. 62/833556 , die am 12. April 2019 eingereicht worden ist und deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme vollständig und für alle Zwecke hierin aufgenommen wird.
Feld der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen pneumatischen Kupplungssteller und einen Selbsteinstellmechanismus zur Verwendung mit einem pneumatischen Kupplungssteller.
Hintergrund
Kraftfahrzeuge sind häufig mit einem Kupplungssteller ausgestattet, der mit einem Kupplungsaufbau verbunden ist. Der Kupplungsaufbau ist dazu ausgestaltet, um reibschlüssig gekoppelte Elemente selektiv zu trennen und um Energie aus einer Energiequelle, wie etwa einer Motorausgangswelle, auf eine Getriebeeingangswelle zu übertragen. Der Kupplungsaufbau ist dazu ausgestaltet, um sich zwischen einem eingekuppelten Zustand und einem ausgekuppelten Zustand zu bewegen. Der Kupplungsaufbau weist eine Kupplungsscheibe mit einer Reibungsoberfläche auf. Die Reibungsoberfläche der Kupplungsscheibe greift an einer Schwungscheibe an, die wirksam mit der Motorausgangswelle verbunden ist. Die Motorausgangswelle ist, wenn der Kupplungsaufbau im eingekuppelten Zustand ist, wirksam mit der Getriebeeingangswelle verbunden. Wenn der Kupplungsaufbau im ausgekuppelten Zustand ist, ist die Kupplungsscheibenreibungsoberfläche von der Schwungscheibe entkoppelt, so dass die Motorausgangswelle von der Getriebeeingangswelle wirksam entkoppelt ist.
Das selektive Einkuppeln und Auskuppeln des Kupplungsaufbaus kann durch den Kupplungssteller bewirkt werden. Der Kupplungssteller bewegt die Reibungsoberfläche der Kupplungsscheibe zwischen Einkupplung und Auskupplung mit der Schwungscheibe. Im Verlauf der Zeit ist die Reibungsoberfläche der Kupplungsscheibe Verschleiß ausgesetzt und wird dünner, was zu einer vergrößerten Stellstrecke für die Reibungsoberfläche der Kupplungsscheibe zu der Schwungscheibe führt.
Die vorliegende Erfindung ist auf eines oder mehrere der oben identifizierten Probleme gerichtet.
Zusammenfassung der Erfindung
Daher stellt die vorliegende Erfindung einen Einstellmechanismus bereit, um den während des Betriebs auftretenden Verschleiß der Kupplungsscheibenreibungsoberfläche automatisch zu kompensieren.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein pneumatischer Kupplungssteller bereitgestellt. Der pneumatische Kupplungssteller umfasst ein Kolbengehäuse und einen Kolben, der gleitfähig innerhalb des Kolbengehäuses aufgenommen ist und der dazu ausgestaltet ist, um selektiv einen Kupplungszustand zwischen einem eingekuppelten Zustand und einem ausgekuppelten Zustand umzustellen. Der Kolben weist einen Selbsteinstellmechanismus auf, der dazu ausgestaltet ist, um eine axiale Länge des Kolbens einzustellen. Der Selbsteinstellmechanismus umfasst einen Positionsverriegelungsaufbau, der ein Verriegelungselement und ein Positionierelement aufweist. Das Verriegelungselement weist eine Mehrzahl von Verriegelungsflanschen auf, die auf Abstand zueinander entlang einer Außenfläche des Verriegelungselements angeordnet sind. Das Positionierelement umfasst eine Mehrzahl von Positionierschlitzen, die auf Abstand zueinander entlang des Positionierelements liegen. Jeder Positionierschlitz ist dazu ausgestaltet, um einen Verriegelungsflansch darin aufzunehmen. Der Positionsverriegelungsaufbau ist zwischen einem entriegelten Zustand, in dem das Verriegelungselement auf Abstand zu dem Positionierelement liegt, und einem verriegelten Zustand beweglich, in dem wenigstens ein Verriegelungsflansch in einen entsprechenden Positionierschlitz eingeführt ist.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Betriebsverfahren eines pneumatischen Kupplungsstellers bereitgestellt, um einen Kupplungszustand selektiv zwischen einem eingekuppelten Zustand und einem ausgekuppelten Zustand umzustellen. Der pneumatische Kupplungssteller umfasst ein Kolbengehäuse und einen gleitfähig innerhalb des Kolbengehäuses aufgenommenen Kolben. Der Kolben weist einen Selbsteinstellmechanismus zum Einstellen einer axialen Länge des Kolbens auf. Der Selbsteinstellmechanismus umfasst einen Positionsverriegelungsaufbau. Das Verfahren beinhaltet, Druckluft in das Kolbengehäuse zu leiten, um zu bewirken, dass der Kolben sich aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung bewegt, und den Positionsverriegelungsaufbau in einen verriegelten Zustand zu bewegen, um eine axiale Länge des Kolbens zu fixieren, wenn der Kolben sich aus der ersten Stellung bewegt. Das Verfahren beinhaltet auch, Druckluft aus dem Kolbengehäuse abzulassen, um zu bewirken, dass der Kolben sich aus der zweiten Stellung in die erste Stellung bewegt, und den Positionsverriegelungsaufbau in einen unverriegelten Zustand zu bewegen, um die Einstellung der axialen Länge des Kolbens zu ermöglichen, wenn der Kolben sich auf die erste Stellung zu bewegt.
Figurenliste
Andere Merkmale, Vorteile und Details werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen ersichtlich, wobei die detaillierte Beschreibung sich auf die Zeichnungen bezieht, in denen:

1 eine perspektivische Ansicht eines pneumatischen Kupplungsstellers mit einem Selbsteinstellmechanismus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
2 und 3 teilweise Querschnittsansichten des in 1 gezeigten pneumatischen Kupplungsstellers sind,
4 eine teilweise Querschnittsansicht des in 1 gezeigten pneumatischen Kupplungsstellers ist, wobei sich der pneumatische Kupplungssteller in einer ausgestellten Stellung befindet,
5 eine teilweise Querschnittsansicht des in 1 gezeigten pneumatischen Kupplungsstellers im Querschnitt ist, wobei der pneumatische Kupplungssteller einer zurückgezogenen Stellung befindet,
6 und 7 perspektivische Ansichten eines Positionsverriegelungsaufbaus sind, der mit dem in den 1-5 gezeigten Selbsteinstellmechanismus gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann,
8 eine perspektivische Ansicht des in 6 gezeigten Positionsverriegelungsaufbaus ist, wobei sich der Positionsverriegelungsaufbau in einem unverriegelten Zustand befindet,
9 eine perspektivische Ansicht des in 6 gezeigten Positionsverriegelungsaufbaus ist, wobei der Positionsverriegelungsaufbau sich in einem verriegelten Zustand befindet, und
10 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Teils des in 6 gezeigte Positionsverriegelungsaufbaus ist.
11 eine Teilansicht eines Kupplungsaufbaus mit einem pneumatischen Kupplungssteller in einem eingekuppelten Zustand ist, wenn ein Kolbenaufbau sich in einer ersten Stellung befindet,
12 eine Teilansicht eines Kupplungsaufbaus mit einem pneumatischen Kupplungssteller in einem ausgekuppelten Zustand ist, wenn ein Kolbenaufbau sich in einer zweiten Stellung befindet,
13 eine Teilansicht des pneumatischen Kupplungsstellers mit einem Selbsteinstellmechanismus im Querschnitt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
14 eine Teilansicht des pneumatischen Kupplungsstellers aus 13 mit dem Selbsteinstellmechanismus vor dem Einstellen ist,
15 eine perspektivische Ansicht des pneumatischen Kupplungsstellers aus 13 mit dem Selbsteinstellmechanismus nach dem Einstellen und vor Betätigung des pneumatischen Kupplungsstellers ist,
16 eine Teilansicht des pneumatischen Kupplungsstellers aus 13 im Querschnitt mit dem Selbsteinstellmechanismus nach Einstellen und nach Betätigung des pneumatischen Kupplungsstellers ist,
17 eine Teilansicht des pneumatischen Kupplungsstellers aus 13 mit dem Selbsteinstellmechanismus vor dem Einstellen im Querschnitt ist,
18-21 perspektivische Ansichten eines Positionsverriegelungsaufbaus gemäß Ausführungsformen der Erfindung sind, der mit dem in 13-17 gezeigten Selbsteinstellmechanismus verwendet werden kann,
22 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Bereichs des in 18 gezeigten Positionsverriegelungsaufbaus ist, wobei der Positionsverriegelungsaufbau in einem unverriegelten Zustand ist,
23 eine perspektivische Ansicht des in 22 gezeigten Positionsverriegelungsaufbaus ist, wobei der Positionsverriegelungsaufbau in einem verriegelten Zustand ist,
24 eine andere vergrößerte perspektivische Ansicht eines Bereichs des in 18 gezeigten Positionsverriegelungsaufbaus ist, wobei der Positionsverriegelungsaufbau in einem unverriegelten Zustand ist,
25 eine perspektivische Ansicht des in 24 gezeigten Positionsverriegelungsaufbaus ist, wobei der Positionsverriegelungsaufbau in einem verriegelten Zustand ist,
26 eine perspektivische Ansicht einer Positionierungsplatte ist, die mit dem in 18 gezeigten Positionsverriegelungsaufbau verwendet werden kann, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
27 eine perspektivische Ansicht einer Verriegelungsplatte ist, die mit dem in 18 gezeigten Positionsverriegelungsaufbau verwendet werden kann, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen nicht einschränken. Es ist so zu verstehen, dass durchgängig in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen dieselben oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen.
Die illustrierten Ausführungsformen beschreiben einen Selbsteinstellmechanismus für einen Kupplungssteller, der das Problem der fortschreitenden Nachstellung wegen Kupplungsverschleißes löst, indem die Betätigung in dem Kupplungssteller nachgestellt wird. Es wird keine Reibung benötigt, um die Position zu halten, es besteht vollständige Widerstandsfähigkeit gegenüber Schmierung und Temperatur. In einer Ausführungsform ist der Selbsteinstellmechanismus ausgestaltet als eine geneigte, abgestufte Rampe, wobei die Einstellung stattfindet, wenn Druck auf den Kolben ausgeübt wird und die Torsions-/Kompressions-Feder komprimiert wird, bis die Rampen sich treffen. Die Haltefunktion umfasst ein Feld von gestauchten Stufen auf der Rampe, die dem Kolben am nächsten ist, und diese Stufen greifen mit der gegenüberliegenden Rampe ein, die entsprechende Ausschnitte aufweist, um die Position sowohl bezüglich Drehung als auch bezüglich linearer Bewegung zwischen dem Kolben und der Kupplungslagerung festzulegen. Die Freigabe- und Einstellfunktion ist gegeben, wenn der Kolben entspannt ist und die Torsions-/Kompressions-Feder die Rampen auseinander zieht/dreht. Das Nachstellen ist durch Kupplungsverschleiß bedingt. Eine lineare/rotatorische Bewegung bewegt die Rampe mit den Ausnehmungen näher zu dem Kolben und sorgt daher zu allen Zeiten für die gleiche nominelle Distanz, über die der Kolben bewegt werden muss.
1-10 illustrieren einen pneumatischen Kupplungssteller 10 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der illustrierten Ausführungsform umfasst der pneumatische Kupplungssteller 10 ein Kolbengehäuse 12, einen Pneumatikzylinder 14, einen Kolben 16, der darin gleitfähig aufgenommen ist, um eine Kammer zu definieren, die selektiv mit einer Druckfluidquelle (nicht gezeigt) durch eine Öffnung in der Zylinderendwand verbindbar ist, um Unterdrucksetzung der Kammer und Druckablass aus der Kammer zu ermöglichen, indem Druckfluid zugeführt oder abgelassen wird. Beispielsweise wird, wenn die Kammer unter Druck gesetzt wird, der Kolben 16 entlang einer Kolbenachse 18 in einer ersten Richtung 20 (in 4 gezeigt) bewegt und wird, wenn Druck aus der Kammer abgelassen wird, entlang der Kolbenachse 18 in eine entgegengesetzte zweite Richtung 22 (in 5 gezeigt) bewegt. Der Kolben 16 umfasst einen Kolbenaufbau 24, eine röhrenförmige, axiale Verlängerung 26, die von dem Kolbenaufbau 24 nach außen verläuft, und ein Einbauelement 28, das in einem Endbereich der röhrenförmigen Verlängerung 26 angeordnet ist. Das Einbauelement 28 ist in dem Endbereich der röhrenförmigen Verlängerung 26 so gehalten, das jegliche Drehbewegung des Einbauelements verhindert ist, wohingegen eine axiale Bewegung in der axialen Richtung der röhrenförmigen Verlängerung 26 möglich ist. Das Einbauelement 28 wirkt auf eine Schubstange 30, die bis zur Fahrzeugkupplung reicht.
Ein Selbsteinstellmechanismus 32 ist zwischen dem Kolbenaufbau 24 und dem Einbauelement 28 gekoppelt, um einen axialen Abstand zwischen dem Kolbenaufbau 24 und dem Einbauelement 28 einzustellen. In der illustrierten Ausführungsform umfasst der Selbsteinstellmechanismus 32 einen Positionsverriegelungsaufbau 34, ein röhrenförmiges Positionierteil 36, eine Gewindespindel 38 und eine Vorspannfeder 40. Der Positionsverriegelungsaufbau 34 ist innerhalb einer Kammer 42 positioniert, die innerhalb des Kolbenaufbaus 24 definiert ist. Das röhrenförmige Positionierteil 36 ist mit dem Positionsverriegelungsaufbau 34 gekoppelt und definiert einen Hohlraum, der so bemessen und so geformt ist, um die röhrenförmige Verlängerung 26 darin aufzunehmen, so dass das röhrenförmige Positionierteil 36 um eine radiale äußere Oberfläche der röhrenförmigen Verlängerung 26 angeordnet ist. Das röhrenförmige Positionierteil 36 weist eine Mehrzahl von Positionierflanschen 44 auf, die so bemessen und geformt sind, um in Kontakt mit einer fixierten Innenwand 46 zu kommen, die innerhalb des Kolbengehäuses 12 liegt. Die Gewindespindel 38 ist mit dem Positionsverriegelungsaufbau 34 gekoppelt und befindet sich innerhalb der axialen, röhrenförmigen Verlängerung 26. Die Gewindespindel 38 verläuft von dem Positionsverriegelungsaufbau 34 nach außen und reicht in eine mit einem Gewinde versehene Kammer 48 des Einbauelements 28. Die Vorspannfeder 40 befindet sich innerhalb der röhrenförmigen Verlängerung 26 und ist dazu ausgestaltet, um das Einbauelement 28 und die Schubstange 30 weg von dem Kolbenaufbau 24 vorzuspannen. Ein beispielhafter pneumatischer Kupplungssteller, der mit dem Selbsteinstellmechanismus 32 verwendet werden kann, ist in der internationalen Patentanmeldung WO 2012/119612 mit dem Titel „Self-Adjusting Clutch Actuator for Operating a Vehicle Clutch“ beschrieben, die durch Bezugnahme hiermit in Gänze hierin aufgenommen ist.
Mit Bezug auf 6-10 umfasst der Positionsverriegelungsaufbau 34 in der illustrierten Ausführungsform ein Positionierteil 50 mit einem Positionierring 52 und ein Verriegelungsteil 54 mit einer Verriegelungsscheibe 56. Der Positionierring 52 ist zwischen der Verriegelungsscheibe 56 und der röhrenförmigen Verlängerung 26 (in 5 gezeigt) angeordnet. Der Positionierring 52 weist eine Mehrzahl von Positionierschlitzen 58 auf, die entlang einer radialen Innenfläche des Positionierrings 52 definiert sind. Die Mehrzahl von Positionierschlitzen 58 sind um den Umfang der radialen Innenfläche auf Abstand zueinander verteilt. In der illustrierten Ausführungsform ist der Positionierring 52 fest mit dem röhrenförmigen Positionierteil 36 (in 5 gezeigt) verbunden, um eine Drehung des Positionierrings 52 um die Kolbenachse 18 zu verhindern. In einer anderen Ausführungsform ist der Positionierring 52 fest mit dem Kolbenaufbau 24 (in 5 gezeigt) um eine Drehung des Positionierrings 52 um die Kolbenachse 18 zu verhindern.
Die Verriegelungsscheibe 56 weist eine Mehrzahl von Verriegelungsvorsprüngen 60 auf, die von einer äußeren Oberfläche der Verriegelungsscheibe 56 nach außen und in Richtung auf den Positionierring 52 zu verlaufen. Die Mehrzahl von Verriegelungsvorsprüngen 60 liegen auf Abstand um den Umfang der Verriegelungsscheibe 56 herum und sind jeweils so bemessen und so geformt, dass sie innerhalb jeder der Positionierschlitze 58 aufgenommen werden können. In einer Ausführungsform ist die Anzahl von Positionierschlitzen 58, die innerhalb des Positionierrings 42 definiert sind, größer als die Anzahl der Verriegelungsvorsprünge 60, die die Verriegelungsscheibe 56 aufweist. In anderen Ausführungsformen kann die Anzahl der Positionierschlitzen 58 kleiner oder gleich der Anzahl von Verriegelungsvorsprüngen 60 sein.
Der Positionsverriegelungsaufbau 34 ist zwischen einem verriegelten Zustand 62 (in 9 gezeigt) und einem entriegelten Zustand 64 (in 8 gezeigt) positionierbar. Im verriegelten Zustand 62 ist jeder Verriegelungsvorsprung 60 in einem entsprechenden Positionierungschlitz 58 (in 10 gezeigt) eingeführt, so dass die Verriegelungsvorsprünge 60 in Kontakt mit inneren Oberflächen der entsprechenden Positionierschlitze 58 sind, um die Verriegelungsscheibe 56 mit dem Positionierring 52 zu koppeln, um eine Drehung der Verriegelungsschreibe 56 in Bezug auf den Positionierring 52 zu verhindern. Im entriegelten Zustand 64 befindet sich die Verriegelungsscheibe 56 in axialer Richtung auf Abstand zu dem Positionierring 52, um es der Verriegelungsscheibe 56 zu ermöglichen, sich in Bezug auf den Positionierring 52 um die Kolbenachse 18 (in 6 gezeigt) zu drehen.
Die Fahrzeugkupplung ist normalerweise in ihre eingekuppelte Stellung vorgespannt. Die auf die Kupplung wirkende Vorspannkraft, die sie in ihre normalerweise eingekuppelte Stellung drückt, wirkt, über die Schubstange 30 und das Einbauteil 28, auf den Kolben 16, so dass Druckablassen aus der Kammer des Pneumatikzylinders 14 bewirkt, dass die Vorspannkraft der Kupplung die Schubstange 30 und den Kolben 16 in die zweite Richtung 22 bewegt, so dass der Kolben 16 seine Endanschlagsposition erreicht, in der die Vorspannkraft von der Fahrzeugkupplung und eine erste, zwischen dem Einbauteil 28 und dem Kolbenaufbau 24 wirkende Vorspannkraft 40 im Gleichgewicht sind. Unterdrucksetzen der Kammer des Pneumatikzylinders 14 bewirkt, dass der Kolben 16 die Schubstange 30 in die erste Richtung 20 bewegt, um die Kupplung auszukoppeln. Im Verlauf der Zeit kann Verschließ an der Kupplungsscheibe eine größere Bewegungsdistanz erforderlich machen, um die Schubstange 30 und den Kolben 16 in die zweite Richtung 22 zu bewegen, so dass die Kupplung mit dem Kolben 16 positioniert in seiner Endanschlagsstellung eingekuppelt ist. Der Selbsteinstellmechanismus 32 fungiert dazu, die axiale Länge des Kolbens 16 zu reduzieren, indem der axiale Abstand zwischen dem Einbauteil 28 und dem Kolbenaufbau 24 reduziert wird.
Wenn beispielsweise im Betrieb die Kammer des Pneumatikzylinders 14 unter Überdruck gesetzt wird, um zu bewirken, dass der Kolben 16 die Schubstange 30 in die erste Richtung 20 bewegt, bewegt der Kolbenaufbau 24 die Verriegelungsscheibe 56 zum Eingriff mit dem Positionierring 52, um den Positionsverriegelungsaufbau 34 in den verriegelten Zustand 62 zu versetzen, während der Kolben 16 sich in die erste Richtung 20 bewegt. Wenn die Kammer des Pneumatikzylinders 14 entlüftet wird, um zu bewirken, dass der Kolben 16 sich in die zweite Richtung 22 bewirkt, kontaktiert das röhrenförmige Positionierteil 36 die feststehende Innenwand 46, um weitere axiale Bewegung des Positionierrings 52 in die zweite Richtung 22 zu verhindern. Wenn der Positionierring 52 sich in einer feststehenden axialen Stellung befindet, fährt die Schubstange 30 fort, das Einbauteil 28, die Gewindespindel 28, die Verriegelungsscheibe 56 und den Kolbenaufbau 24 entlang der Kolbenachse in die zweite Richtung 22 zu bewegen. Wenn die Verriegelungsscheibe 46 fortfährt, sich in die zweite Richtung zu bewegen, entkoppelt die Verriegelungsscheibe 56 von dem Positionierring 52 und der Positionsverriegelungsaufbau 34 wird in den entriegelten Zustand 64 versetzt. Wenn der Positionsverriegelungsaufbau 34 im entriegelten Zustand ist, können die Verriegelungsschreibe 56 und die Gewindespindel 58 sich um die Kolbenachse 18 drehen. Wenn der Kolbenaufbau 24 die Endanschlagsstellung erreicht, fährt das Einbauteil 28 fort, sich in die zweite Richtung 22 zu bewegen, was bewirkt, dass die Gewindespindel 38 und die Verriegelungsschreibe 56 sich um die Kolbenachse 18 drehen, was das Einbauteil 28 in die Lage versetzt, sich axial auf den Kolbenaufbau 24 zu zu bewegen, um die axiale Länge des Kolbens 16 zu reduzieren und die Bewegungsdistanz zu erhöhen, die benötigt wird, um den Kolben 16 zu bewegen, um die Kupplung einkuppeln zu können. Wenn die Kammer des Pneumatikzylinders 14 unter Überdruck gesetzt wird, bewegt sich der Kolbenaufbau 24 in die erste Richtung 20, was bewirkt, dass die Verriegelungsschreibe 56 mit dem Positionierring 52 eingreift, um den Positionsverriegelungsaufbau 34 in dem verriegelten Zustand 62 zu betreiben und um eine Drehung der Gewindespindel 38 zu verhindern, um die axiale Länge des Kolbens 16 zu fixieren, während der Kolben 16 betrieben wird, um die Kupplung auszukuppeln.
In einigen Ausführungsformen umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben des pneumatischen Kupplungsstellers 10, um selektiv einen Kupplungszustand zwischen einem eingekuppelten und einem ausgekuppelten Zustand umzustellen. Das Verfahren beinhaltet, Druckluft in das Kolbengehäuse 12 einzuleiten, um den Kolben 16 zu veranlassen, sich in die erste Richtung 20 aus einer ersten Stellung 66 (in 5 gezeigt) in eine zweite Stellung 68 (in 4 gezeigt) zu bewegen, und den Positionsverriegelungsaufbau 34 in den verriegelten Zustand 62 zu bewegen, um die axiale Länge des Kolbens 16 zu fixieren, wenn sich der Kolben 16 aus der ersten Stellung 66 bewegt. Das Verfahren beinhaltet auch, Druckluft aus dem Kolbengehäuse 12 abzulassen, um den Kolben 16 dazu zu veranlassen, sich in die zweite Richtung 22 aus der zweiten Stellung 68 in die erste Stellung 66 zu bewegen, und den Positionsverriegelungsaufbau 34 in den entriegelten Zustand 62 zu bewegen, um die Einstellung der Länge des Kolbens 16 zu ermöglichen, wenn der Kolben 16 sich zu der ersten Stellung 66 hin bewegt.
Das Verfahren kann auch beinhalten, die Verriegelungsschreibe 56 in Kontakt mit dem Positionierring 52 zu bewegen, um den Positionsverriegelungsaufbau 34 in den verriegelten Zustand 62 zu stellen, und die Verriegelungsscheibe 56 weg von dem Positionierring 52 zu bewegen, um den Positionsverriegelungsaufbau 34 in den entriegelten Zustand 62 zu stellen. Das Verfahren kann auch beinhalten, wenigstens einen Verriegelungsvorsprung 60 in einen entsprechenden Positionierschlitz 58 zu bewegen, um den Positionsverriegelungsaufbau 34 in den verriegelten Zustand 62 zu stellen. Das Verfahren kann auch beinhalten, die Verriegelungsschreibe 56 in Bezug auf den Positionierring 52 zu drehen, während der Kolben 16 sich zu der ersten Stellung 66 hin bewegt. Das Verfahren kann auch beinhalten, die Verriegelungsscheibe 56 und die Gewindespindel 38 in Bezug auf das Einbauteil 28 zu drehen, während der Kolben 16 sich zu der ersten Stellung 66 hin bewegt, um die axiale Länge des Kolbens 16 einzustellen.
Mit Bezug auf die 11-27 sind Fahrzeuge üblicherweise mit einem Kupplungsaufbau 100 versehen, um rotierende Komponenten oder Wellen selektiv miteinander zu verbinden. Der Kupplungsaufbau 100 umfasst eine Kupplung 102, die selektiv an einem Schwungrad 104 angreift, um die rotierenden Komponenten selektiv miteinander zu verbunden oder voneinander zu lösen. Die Kupplung 102 weist eine Kupplungsschreibe 106 auf, die eine Reibungsoberfläche hat und die mit einer Getriebeeingangswelle 108 verbunden ist. Die Kupplungsscheibe 106 dreht sich mit der Getriebeeingangswelle 108 und ist dazu ausgestaltet, axial entlang der Getriebeeingangswelle 108 zu gleiten. Die Reibungsoberfläche der Kupplungsscheibe 106 wird durch einen Membranfeder 110 über eine Druckplatte 112 gegen eine Oberfläche des Schwungrades 104 gedrückt.
Die Membranfeder 110 ist schwenkbar an einer Kupplungsabdeckung 114 montiert, die die Kupplung 102, die Membranfeder 110, die Druckplatte 112 wie auch andere Komponenten aufnimmt. Die Membranfeder 110 ist dazu ausgestaltet, so dass eine axiale Kraft, die durch ein Drucklager 116 auf die Membranfeder 110 bewirkt wird, die Druckplatte 112 zu der Kupplungsscheibe 106 hin bewegt, um die Reibungsoberfläche an der Oberfläche des Schwungrades 104 angreifen zu lassen, wenn ein Kolbenaufbau des pneumatischen Kupplungsstellers in einer ersten Stellung ist, wie in 11 gezeigt. Die Membranfeder 110 ist dazu ausgestaltet, so dass eine axiale Kraft, die über den Kolbenaufbau des pneumatischen Kupplungsstellers, wenn er sie aus der ersten Stellung in die zweite Stellung bewegt, ausgeübt wird, die Membranfeder 110 bewegt, um die Druckplatte 112 und letztlich die Reibungsoberfläche der Kupplungsscheibe 106 weg von der Oberfläche des Schwungrades zu bewegen, um den Kupplungsaufbau 100 auszukuppeln, wie in 12 gezeigt.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine andere Ausführungsform eines pneumatischen Kupplungsstellers 10 in 13-27 illustriert. In 13 ist eine Ansicht des pneumatischen Kupplungsstellers 10 teilweise im Querschnitt gezeigt. Der pneumatische Kupplungssteller 10 ist dazu ausgestaltet, selektiv den Zustand der Kupplung 102 des Kupplungsaufbaus 100, der betriebsmäßig mit dem pneumatischen Kupplungssteller 10 verbunden ist, zwischen einem eingekuppelten Zustand einem ausgekuppelten Zustand umzustellen. Der pneumatische Kupplungssteller 10 umfasst einen Gehäuseaufbau 160, einen Lageraufbau 162, einen Kolbenaufbau 164 und einen Selbsteinstellmechanismus 166.
Der Gehäuseaufbau 160 ist in Umgangsrichtung um die Getriebeeingangswelle 108 herum angeordnet und ist als ein ringförmiges Gehäuse gestaltet. Der Gehäuseaufbau 160 umfasst ein erstes Gehäuseteil 170 und ein zweites Gehäuseteil 172. Das erste Gehäuseteil 170 ist wenigstens teilweise innerhalb des zweiten Gehäuseteils 172 aufgenommen.
Das erste Gehäuseteil 170 umfasst eine Basis 180, eine erste Ringwand 182 und eine Mittelsäule 184. Die erste Ringwand 182 geht von der Basis 180 aus und ist im Wesentlichen senkrecht dazu angeordnet. Die erste Ringwand 182 hat eine Innenfläche 190 und eine Außenfläche 192.
Die Mittelsäule 184 verläuft von der Basis 180 axial und ist auf Abstand zu der ersten Ringwand 182. Die Mittelsäule 184 verläuft von der Basis 180 zum und durch das zweite Gehäuseteil 172. Die Mittelsäule 184 ist im Wesentlichen konzentrisch mit der ersten Ringwand 182 angeordnet und hat eine Mittelsäuleninnenfläche 200 und eine Mittelsäulenaußenfläche 202. Die Mittelsäuleninnenfläche 200 definiert eine Bohrung, in der Getriebeeingangswelle 108 aufgenommen ist.
Die Mittelsäule 184 definiert eine Rampe 204, die nahe an dem Ausgangsende 206 der Mittelsäule 184 angeordnet ist. Die Rampe 204 ist relative zu einer Achse 208 der Getriebeeingangswelle 108 geneigt. Die Rampe 204 ist auf der Mittelsäulenaußenfläche 202 definiert.
Das zweite Gehäuseteil 172 umfasst eine äußere Ringwand 210, eine Erweiterungswand 212, eine innere Ringwand 214 und eine Schulter 216. Die äußere Ringwand 210 hat eine zweite Ringwandinnenfläche 220 und eine zweite Ringwandaußenfläche 222. Die zweite Ringwandinnenfläche 220 ist nahe an der Außenfläche 192 angeordnet und dieser zugewandt.
Die Erweiterungswand 212 verbindet die äußere Ringwand 210 und die innere Ringwand 214. Die Erweiterungswand 212 ist im Wesentlichen senkrecht zu der äußeren Ringwand 210 angeordnet und verläuft im Wesentlichen parallel zu der Basis 180. Die Erweiterungswand 212 umfasst eine Erweiterungswandinnenfläche 230 und eine Erweiterungswandaußenfläche 232.
Die innere Ringwand 214 verläuft von der Erweiterungswand 212 und ist im Wesentlichen senkrecht dazu angeordnet. Die innere Ringwand 214 ist im Wesentlichen parallel zu der äußeren Ringwand 210 angeordnet und hat eine dritte Ringwandinnenfläche 240 und eine dritte Ringwandaußenfläche 242. Die zweite Ringwandinnenfläche 220, die Erweiterungswandinnenfläche 230 und die dritte Ringwandinnenfläche 240 definieren einen ringförmigen Hohlraum 244. In wenigstens einer Ausführungsform hat der ringförmige Hohlraum 244 eine Größe, um die erste Ringwand 182 wenigstens teilweise aufzunehmen.
Die Schulter 216 verläuft von der inneren Ringwand 214 radial nach innen auf die Mittelsäule 184 zu. Die Schulter 216 ist im Wesentlichen senkrecht zu der inneren Ringwand 214 angeordnet und ist im Wesentlichen parallel zu der Erweiterungswand 212 angeordnet. Die Schulter 216 hat eine erste Schulteroberfläche 250 und eine zweite Schulteroberfläche 252. Die erste Schulteroberfläche 250 weist von der Basis 180 weg. Die zweite Schulteroberfläche 252 ist der Basis 180 zugewandt.
Der Lageraufbau 162 ist wenigstens teilweise innerhalb des Gehäuseaufbaus 116 aufgenommen und ist um die Mittelsäule 184 angeordnet. Der Lageraufbau 162 umfasst einen Lagerträger 260 und ein Lager 262.
Der Lagerträger 260 ist gleitfähig um die Mittelsäule 184 angeordnet. Der Lagerträger 260 ist gleitfähig um die Mittelsäulenaußenfläche 202 angeordnet. Der Lagerträger 260 gleitet entlang der Mittelsäulenaußenfläche 202 in Reaktion auf Bewegung des Kolbenaufbaus 164 oder in Reaktion auf die Anwendung einer Kraft oder Last auf den Lageraufbau 162 durch die Membranfeder 110.
Der Lagerträger 260 umfasst einen ersten Lagerträgerbereich 270 und einen zweiten Lagerträgerbereich 272. Der erste Lagerträgerbereich 270 ist radial zwischen der Mittelsäule 184 und dem Lageraufbau 162 angeordnet und ist im Wesentlichen parallel zu der Mittelsäule 184 angeordnet. Der erste Lagerträgerbereich 270 umfasst einen Vorsprung 274, der radial nach innen auf die Achse 208 der Getriebeeingangswelle 108 zu verläuft. Der Vorsprung 274 ist dazu ausgestaltet, an der Rampe 204 anzugreifen und die Drehung des Kolbenaufbaus 164 relativ zu wenigstens einem von dem zweiten Gehäuseteil 172 und dem Lageraufbau 162 zu ermöglichen.
Der zweite Lagerträgerbereich 272 geht von dem ersten Lagerträgerbereich 270 aus. Der zweite Lagerträgerbereich 272 verläuft ausgehend von dem ersten Lagerträgerbereich 270 zu der inneren Ringwand 214 hin. Der zweite Lagerträgerbereich 272 ist radial innerhalb und benachbart zu der Schulter 216 angeordnet.
Das Lager 262 wird drehbar durch den Lagerträger 260 gelagert. Das Lager 262 ist auf dem zweiten Lagerträgerbereich 272 angeordnet. In wenigstens einer Ausführungsform ist ein Element 276 zwischen dem zweiten Lagerträgerbereich 272 und dem Lager 262 angeordnet. Das Element 276 ist wenigstens teilweise um das Lager 262 herum angeordnet.
Das Lager 262 kann als Ausrücklager ausgestaltet sein. Das Lager 262 kann eine innere Lagerlaufbahn und eine äußere Lagerlaufbahn aufweisen, wobei wenigstens ein rollendes Element zwischen der inneren Lagerlaufbahn und der äußeren Lagerlaufban angeordnet ist.
Der Kolbenaufbau 164 ist gleitfähig innerhalb des ersten Gehäuseteils 170 aufgenommen. Der Kolbenaufbau 164 ist dazu ausgestaltet, um selektiv einen Kupplungszustand einer Kupplung, die an dem Lageraufbau 162 anliegt, zwischen einem eingekuppelten Zustand und einem ausgekuppelten Zustand umzustellen. Der Kolbenaufbau 164 ist zwischen einer ersten Stellung 163 (in 15 gezeigt) und einer zweiten Stellung 165 (in 16 gezeigt) in Reaktion auf die Anwendung von Druckluft aus einer Pneumatikquelle beweglich. Die erste Stellung 163 des Kolbenaufbaus 164 kann dem eingekuppelten Zustand der Kupplung 102 des Kupplungsaufbaus 100 entsprechen. Die zweite Stellung 165 des Kolbenaufbaus 164 kann dem ausgekuppelten Zustand der Kupplung 102 des Kupplungsaufbaus 100 entsprechen.
Der Kolbenaufbau 164 umfasst einen Kolbenkopf 280 und einen Verlängerungsteil 282. Der Kolbenkopf 280 ist benachbart zu der Basis 180 angeordnet, wenn sich der Kolbenaufbau 164 in der ersten Stellung 163 befindet. Druckluft, die dem pneumatischen Kupplungssteller 10 zugeführt wird, bewegt den Kolbenaufbau 164 aus der ersten Stellung 163 zu der zweiten Stellung 165 hin. Eine Bodenfläche 286 des Kolbenkopfes 280 liegt auf Abstand zu der Basis 180, wenn der Kolbenaufbau 164 sich in der zweiten Stellung 165 befindet. Die Bodenfläche des Kolbenkopfes 280, die Basis 180 und die Innenfläche 190 definieren ein Volumen 288, das Druckluft aufnimmt. Das Ablassen oder Evakuieren von Druckluft aus dem Volumen 288 ermöglicht es dem Kolbenaufbau 164, sich aus der zweiten Stellung zu der ersten Stellung hin zu bewegen, wie in 13 bezeigt.
Der Verlängerungsteil 282 verläuft axial von dem Kolbenkopf 280 zu dem Lageraufbau 162 hin. Wenigstens ein Bereich des Verlängerungsteils 282 ist zwischen dem Lagerträger 260 und der Mittelsäule 184 angeordnet. Der Verlängerungsteil 282 ist um die Mittelsäule 184 herum angeordnet. Der Verlängerungsteil 282 ist dazu ausgestaltet, um an der Mittelsäulenaußenfläche 202 anzuliegen.
In wenigstens einer Ausführungsform verläuft ein Vorspannelement 284 zwischen dem Kolbenkopf 280 und dem Lagerträger 260. Das Vorspannelement 284 ist dazu ausgestaltet, an dem Kolbenkopf 280 und dem zweiten Lagerträgerbereich 272 anzuliegen, um eine Vorspannung auf wenigstens einen von dem Kolbenaufbau 164 und dem Lageraufbau 162 auszuüben.
Ein Teil des Kupplungsaufbaus 100, wie etwa die Membranfeder 110, ist dazu ausgestaltet, an dem Lageraufbau 162 anzuliegen. Die Membranfeder 110 arbeitet in der Weise, um in Reaktion auf die Betätigung des pneumatischen Kupplungsstellers 10 durch die Bewegung des Kolbenaufbaus 164 zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung den Kupplungsaufbau einzukuppeln und/oder auszukuppeln. Die Kupplung 102 umfasst eine Kupplungsscheibe 106, die eine Reibungsoberfläche hat, welche während des Betriebes zum selektiven Einkuppeln oder Auskuppeln des Kupplungsaufbaus 100 Verschleiß ausgesetzt sein kann. Wenn die Reibungsoberfläche der Kupplungsscheibe 106 der Kupplung 102 Verschleiß erfahren hat, muss der Kolbenaufbau 164 eine größere Distanz zwischen der zweiten Stellung (ausgekuppelter Kupplungsaufbau) und der ersten Stellung (eingekuppelter Kupplungsaufbau) durchlaufen, um es der Kupplungsscheibe 106 nach Verschleiß zu ermöglichen, in Anlage an die Oberfläche der Schwungscheibe 104 zu kommen. Als Versuch, diese Schwierigkeiten zu überwinden, wird der Selbsteinstellmechanismus 166 bereitgestellt, um eine axiale Distanz zwischen dem Lageraufbau 162 und dem Kolbenaufbau 164 einzustellen, um die Bewegungsdistanz des Kolbenaufbaus 164, wenn er sich von der zweiten Stellung in die erste Stellung bewegt, zu erhöhen, um es der Kupplungsscheibe 106 zu ermöglichen, an der Oberfläche der Schwungscheibe 104 anzugreifen, wenn die Reibungsoberfläche der Kupplungsscheibe 106 während des Betriebs Verschleiß ausgesetzt war. Der Selbsteinstellmechanismus 166 ist dazu ausgestaltet, eine Druckkraft zwischen dem Kolbenaufbau und dem Lageraufbau 162 aufzubringen, um eine vorgegebene Distanz dazwischen aufrechtzuerhalten oder eine Distanz dazwischen einzustellen.
Mit Bezug auf 13, 14 und 17 umfasst der Selbsteinstellmechanismus 166 ein erstes Einstellteil 290 und ein zweites Einstellteil 292. Das erste Einstellteil 290 ist um den Lagerträger 260 herum angeordnet. Das erste Einstellteil 290 ist an der Schulter 216 und dem Lagerträger 260 angeordnet oder berührt diese. Genauer gesagt ist das erste Einstellteil 290 an der zweiten Schulteroberfläche 252 und dem zweiten Lagerträgerbereich 272 angeordnet oder berührt diese.
Das erste Einstellteil 290 umfasst eine Mehrzahl von Einstellflächen 300. Die Mehrzahl von Einstellflächen 300 sind dem Kolbenkopf 280 zugewandt und sind als eine geneigte, abgestufte Rampe gestaltet. Die Mehrzahl von Einstellflächen 300 sind in einer ersten Richtung geneigt.
Das zweite Einstellteil 292 ist an dem Kolbenkopf 280 angeordnet oder liegt daran an. Das zweite Einstellteil 292 ist ringförmig um das Verlängerungsteil 282 angeordnet und umfasst eine Mehrzahl von zweiten Einstellflächen 302. Die Mehrzahl von zweiten Einstellflächen 302 ist dem Lagerträger 260 des Lageraufbaus 162 zugewandt. Die Mehrzahl von zweiten Einstellflächen 302 ist der Mehrzahl von ersten Einstellflächen 300 zugewandt. Die Mehrzahl von zweiten Einstellflächen 302 sind als geneigte, abgestufte Rampe ausgestaltet, die komplementär zu der geneigten, abgestuften Rampe der Mehrzahl von ersten Einstellflächen 300 ist. Die Mehrzahl von zweiten Einstellflächen 302 ist in eine zweite Richtung geneigt, die gegenüber der ersten Richtung angeordnet ist.
Die Mehrzahl von ersten Einstellflächen 300 und die Mehrzahl von zweiten Einstellflächen 302 sind jeweils in einem Winkel geneigt, der im Wesentlichen ähnlich dem Winkel der Rampe 204 ist.
Ein Teil der Kupplung 102, wie etwa die Membranfeder 110, ist dazu ausgestaltet, um an dem Lageraufbau 162 anzuliegen. Die Membranfeder 110 kann eine Vorspannung oder Kraft auf den Lageraufbau 162 ausüben, so dass der Vorsprung 274 in Anlage an die Rampe 204 kommt und sich daran entlang bewegt.
Mit Bezug auf 13 und 14 dreht die relative Bewegung zwischen dem Vorsprung 274 und der Rampe 204 den Kolbenaufbau 164 relativ zu dem Lageraufbau 162. Außerdem dreht die relative Bewegung zwischen dem Vorsprung 274 und der Rampe 204 den Kolbenaufbau 164 relativ zu dem zweiten Gehäuseteil 172, so dass das zweite Einstellteil 292 sich relativ zu dem ersten Einstellteil 290 dreht.
Das zweite Einstellteil 292 dreht sich relativ zu dem ersten Einstellteil 290 wenigstens bis ein erster Teil der Mehrzahl von Einstellflächen 300 in Anlage an einen zweiten Teil der Mehrzahl von zweiten Einstellflächen 302 kommt.
Mit Bezug auf 15-17 bewegt der Kolbenaufbau 164, wenn dem pneumatischen Kupplungssteller 10 Druckluft zugeführt wird, aus der ersten Stellung in Richtung auf die zweite Stellung zu, um die Kupplung 102 auszukuppeln. Während der Kolbenaufbau 164 sich zu dem Lageraufbau 162 hin bewegt, kommt ein erster Teil der Mehrzahl von ersten Einstellflächen 300 in Anlage an den zweiten Teil der Mehrzahl von zweiten Einstellflächen 302. Der Eingriff zwischen der Mehrzahl von ersten Einstellflächen und der Mehrzahl von zweiten Einstellflächen 302 erhält einen Abstand zwischen dem Kolbenaufbau 164 und dem Lageraufbau 162 oder stellt diesen ein, um innerhalb eines vorgegebenen Abstands zu sein. Ein Schleppmoment von dem Lageraufbau kann sicherstellen, dass ein Einstellteil der Mehrzahl von ersten Einstellflächen 300 an einem Einstellteil der zweiten Mehrzahl von Einstellflächen 302 an einer höchsten Position angreift, so dass das Totvolumen minimal ist.
Mit Bezug auf 18-27 umfasst der Selbsteinstellmechanismus 166 in einigen Ausführungsformen den Positionsverriegelungsaufbau 34, der dazu ausgestaltet ist, um das erste Einstellteil 290 mit dem zweiten Einstellteil 292 zu koppeln, wenn der Kolbenaufbau 164 sich zu dem Lageraufbau 162 hin bewegt. In der illustrierten Ausführungsform umfasst das Einstellteil 290 eine Mehrzahl von geneigten äußeren Flächen 312, die zu dem zweiten Einstellteil 292 hin ausgedehnt sind. Der Selbsteinstellmechanismus 166 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Einstellteilen 292, die ringförmig um das Verlängerungsteil 282 angeordnet sind. Jedes zweite Einstellteil 292 ist in Bezug auf eine entsprechende erste geneigte äußere Oberfläche 312 orientiert und umfasst eine zweite geneigte äußere Oberfläche 314, die auf das erste Einstellteil 290 zu verläuft. Jede zweite geneigte äußere Oberfläche 314 entspricht einer ersten geneigten äußeren Oberfläche 312 und ist in einer gegenüberliegend, zugewandten Beziehung mit der entsprechenden ersten geneigten äußeren Oberfläche 312 orientiert. In einer Ausführungsform umfasst ein oder mehrere zweite Einstellteile 292, einen Trägerflansch 316, der mit einer radial äußeren Oberfläche des zweiten Einstellteils 292 verbunden ist. Der Trägerflansch 316 verläuft auf das erste Einstellteil 290 zu und ist dazu ausgestaltet, eine radial äußere Oberfläche des ersten Einstellteils 290 zu kontaktieren, um die Aufrechterhaltung einer axialen Orientierung des ersten Einstellteils 290 entlang der Achse 208 der Getriebeeingangswelle 108 zu erleichtern.
Der Positionsverriegelungsaufbau 34 umfasst ein oder mehrere Positionierteile 50 und ein oder mehrere Verriegelungsteile 54. In der dargestellten Ausführungsform umfasst jedes Positionierteil 50 eine Positionierplatte 318, und jedes Verriegelungsteil 54 umfasst eine Verriegelungsplatte 320. Der Positionsverriegelungsaufbau 34 enthält eine Mehrzahl von Positionierteilen 50 und eine Mehrzahl von entsprechenden Verriegelungsteilen 54, so dass der Positionsverriegelungsaufbau 34 eine Mehrzahl von Positionierplatten 318 und eine Mehrzahl von Verriegelungsplatten 320 umfasst. Jede Positionierplatte 318 ist mit einer entsprechenden ersten geneigten äußeren Oberfläche 312 verbunden und weist einen Positionierplattenkörper 322 (in 26 gezeigt) auf, der eine äußere Oberfläche hat, die zwischen einem ersten Ende 324 und einem gegenüberliegenden zweiten Ende 326 verläuft. Der Positionierplattenkörper 322 hat eine bogenförmige Querschnittsform, um die Kupplung der Positionierplatte 318 mit der entsprechenden ersten geneigten äußeren Oberfläche 312 zu erleichtern, so dass die Positionierplatte 318 um den Lagerträger 260 herum angeordnet ist.
Die Positionierplatte 318 hat einen ersten Positionierfortsatz 328, der vom ersten Ende 324 aus nach außen verläuft, und einen zweiten Positionierfortsatz 330, der vom zweiten Ende 326 aus nach außen verläuft. Die ersten und zweiten Positionierfortsätze 328, 330 enthalten jeweils eine Öffnung, die eine solche Größe und Form hat, um ein Befestigungselement dort hindurch verlaufend aufzunehmen, um die Kopplung der Positionierplatte 318 an dem ersten Einstellteil 290 zu ermöglichen. In einer Ausführungsform sind die ersten und zweiten Positionierfortsätze 328, 330 schräg in Bezug auf den Positionierplattenkörper 322 orientiert.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Positionierplatte 318 eine Mehrzahl von Positionierschlitzen 58, die durch die Positionierplatte 318 hindurch verlaufen. Die Mehrzahl von Positionierschlitzen 58 sind auf Abstand zueinander entlang der äußeren Oberfläche des Positionierplattenkörpers 322 zwischen dem ersten Ende 324 und dem zweiten Ende 326 angeordnet.
Jede Verriegelungsplatte 320 ist mit einem entsprechenden zweiten Einstellteil 292 verbunden und hat einen Verriegelungsplattenkörper 334 (in 27 gezeigt), der entlang der entsprechenden zweiten geneigten äußeren Oberfläche 314 ausgedehnt ist. Der Verriegelungsplattenkörper 334 hat eine äußere Oberfläche, die zwischen einem ersten Ende 336 und einem gegenüberliegenden zweiten Ende 338 verläuft, und hat eine bogenförmige Querschnittsform, um die Kopplung der Verriegelungsplatte 320 an dem entsprechenden zweiten Einstellteil 292 zu ermöglichen, so dass die Verriegelungsplatte 320 um das Verlängerungsteil 282 herum angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsform hat jeder Verriegelungsplattenkörper 334 eine Länge, die kleiner ist als die Länge des entsprechenden Positionierplattenkörpers 322.
Die Verriegelungsplatte 320 weist einen Montageflansch 340 auf, der von dem ersten 336 nach außen verläuft und unter einem Winkel schräg in Bezug auf den Verriegelungsplattenkörper 334 orientiert ist. Der Montageflansch 340 ist benachbart einer vorderen Oberfläche 342 (in 18 gezeigt) des entsprechenden zweiten Einstellteils 292 positioniert und hat eine Öffnung, die eine solche Größe und Form hat, um ein Befestigungselement dort hindurch verlaufend aufzunehmen, um die Kopplung der Verriegelungsplatte 320 mit dem entsprechenden zweiten Einstellsteil 292 zu ermöglichen. Das zweite Ende der Verriegelungsplatte 334 weist ebenfalls eine Öffnung auf, die eine Größe und eine Form hat, um ein Befestigungselement aufzunehmen, um die Verbindung der Verriegelungsplatte 320 mit dem entsprechenden zweiten Einstellteil 292 zu ermöglichen.
Die Verriegelungsplatte 320 hat eine Mehrzahl von Verriegelungsvorsprüngen 60, die von der äußeren Oberfläche des Verriegelungsplattenkörpers 334 nach außen und zu einer entsprechenden Positionierplatte 318 hin vorstehen. Die mehreren Verriegelungsvorsprünge 60 sind entlang der äußeren Oberfläche des Verriegelungsplattenkörpers 334 auf Abstand zueinander zwischen dem ersten Ende 336 und dem zweiten Ende 338 angeordnet.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat jeder Positionierschlitz 58 eine solche Größe und eine solche Form, um darin einen Verriegelungsvorsprung 60 aufzunehmen, um die Kopplung des ersten Einstellteils 290 mit jedem der zweiten Einstellteile 292 zu ermöglichen, wenn der Kolbenaufbau 164 sich auf den Lageraufbau 162 zu bewegt. Der Positionsverriegelungsaufbau 34 ist zwischen einem verriegelten Zustand 62 (in 23 und 25 gezeigt), in dem wenigstens ein Verriegelungsvorsprung 60 in einen entsprechenden Positionierschlitz 58 eingeführt ist, und einem entriegelten Zustand 64 (in 22 und 24 gezeigt) positionierbar, in dem das Verriegelungsteil 54 auf einem Abstand zu dem Positionierteil 60 liegt. Wenn beispielsweise, wie in 23 und 25 gezeigt, dem pneumatischen Kupplungssteller 10 Druckluft zugeführt wird, bewegt sich der Kolbenaufbau 164 aus der ersten Stellung auf den Lageraufbau 162 zu, was bewirkt, dass die Verriegelungsplatte 320 von jedem zweiten Einstellteil 292 mit der entsprechenden Positionierplatte 318 des ersten Einstellteils 290 in einem verriegelten Zustand 62 eingreift. Wenn die Verriegelungsplatte 320 mit der Positionierplatte 318 in dem verriegelten Zustand 62 eingreift, sind ein oder mehrere der Verriegelungsvorsprünge 60 der Verriegelungsplatte 320 in einen oder mehrere entsprechende Positionierschlitze 58 eingeführt, so dass die Verriegelungsvorsprünge 60 eine innere Oberfläche des Positionierschlitzes 58 kontaktieren, um die Verriegelungsplatte 320 mit der Positionierplatte 318 zu koppeln, um eine Drehung des Kolbenaufbaus 164 in Bezug auf den Lageraufbau 162 zu verhindern.
Das Entlüften oder Ablassen von Druckluft aus dem pneumatischen Kupplungssteller 10 ermöglicht es dem Kolbenaufbau 164, sich aus der zweiten Stellung in Richtung der ersten Stellung zu bewegen, und ermöglicht es dem Vorspannelement 284, den Kolbenaufbau 164 von dem Lageraufbau 162 weg zu bewegen. Wenn der Kolbenaufbau 164 sich von dem Lageraufbau 162 weg bewegt, kommt jede Verriegelungsplatte 320 außer Eingriff mit der entsprechenden Positionierplatte 318 und bewegt sich zu einem entriegelten Zustand 64. Im entriegelten Zustand 64 befindet sich jede Verriegelungsplatte 320 in einem axialen Abstand zu der entsprechenden Positionierplatte 318, um es dem Kolbenaufbau 164 zu ermöglichen, sich in Bezug auf den Lageraufbau 162 zu drehen, um eine axiale Distanz 352 (in 18 und 20 gezeigt) zwischen dem Kolbenaufbau 164 und dem Lageraufbau 162 einzustellen. Zum Beispiel ist, wie in 18 gezeigt, während einer Anfangsphase des Betriebs des Kupplungsaufbaus 100 das erste Einstellteil 290 in Bezug auf das zweite Einstellteil 292 so orientiert, dass der pneumatische Kupplungssteller 10 eine erste axiale Distanz definiert zwischen dem Kolbenaufbau 164 und dem Lageraufbau 162 hat. Im Verlaufe der Zeit, wenn die Reibungsoberfläche der Kupplungsscheibe 106 Verschleiß erfahren hat, dreht sich der Kolbenaufbau 164 in Bezug auf den Lageraufbau 162, um die Orientierung des ersten Einstellteils 290 mit Bezug auf die zweiten Einstellteile 292 einzustellen, so dass der pneumatische Kupplungssteller 10 eine zweite axiale Distanz 356 (in 20 gezeigt) aufweist, die kleiner als die erste axiale Distanz 354 ist, um die grö-ßere, von dem Lageraufbau 162 benötigte Distanz zu ermöglichen, um die verschlissene Kupplungsschreibe 106 in die Lage zu versetzen, an der Oberfläche des Schwungrads 104 anzugreifen.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben des pneumatischen Kupplungsstellers 10, um einen Kupplungszustand zwischen einem eingekuppelten Zustand und einem ausgekuppelten Zustand umzustellen. Das Verfahren beinhaltet, Druckluft in den Kolbengehäuseaufbau 160 zu leiten, um den Kolbenaufbau 164 dazu zu veranlassen, sich aus einer ersten Stellung 163 (in 15 gezeigt) in eine zweite Stellung 165 (in 16 gezeigt) zu bewegen, und den Positionsverriegelungsaufbau 34 in einen verriegelten Zustand zu bewegen, um eine axiale Länge des Kolbenaufbaus 164 zu fixieren, während der Kolbenaufbau 164 sich aus der ersten Stellung 163 heraus bewegt. Das Verfahren beinhaltet auch, Druckluft aus dem Kolbengehäuseaufbau 160 abzulassen, um zu bewirken, dass der Kolbenaufbau 164 sich aus der zweiten Stellung 165 in die erste Stellung 163 bewegt, und den Positionsverriegelungsaufbau 34 in einen entriegelten Zustand 62 zu bewegen, um die Einstellung der axialen Länge des Kolbenaufbaus 164 zu ermöglichen, während der Kolbenaufbau 164 sich zu der ersten Stellung 163 hin bewegt. Das Verfahren kann auch beinhalten, das Verriegelungsteil 54 in Kontakt mit dem Positionierteil 50 zu bringen, um den Positionsverriegelungsaufbau 34 in den verriegelten Zustand 62 zu bewegen, und das Verriegelungsteil 54 weg von dem Positionierteil 50 zu bewegen, um den Positionsverriegelungsaufbau 34 in den entriegelten Zustand 62 zu bewegen. Das Verfahren kann auch beinhalten, wenigstens einen Verriegelungsvorsprung 60 in einen entsprechenden Positionierschlitz 58 einzuführen, um den Positionsverriegelungsaufbau 34 in den verriegelten Zustand zu bewegen. Das Verfahren kann auch beinhalten, den Lageraufbau 162 weg von dem Kolbenaufbau 164 zu bewegen, um die axiale Länge des Kolbens einzustellen, während der Kolben sich zu der ersten Stellung 163 hin bewegt. Das Verfahren kann auch beinhalten, den Lageraufbau 162 in Bezug auf den Kolbenaufbau 164 zu drehen, während der Kolbenaufbau 164 sich zu der ersten Stellung 163 hin bewegt.
Während die Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist dies von Fachleuten so zu verstehen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und Elemente davon durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Außerdem können viele Modifikationen der Lehren der Erfindung vorgenommen werden, um sich einer bestimmten Situation oder einem bestimmten Material anzupassen, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Daher ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die bestimmten offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass die Erfindung aller Ausführungsformen umfassen soll, die in den Umfang der Anmeldung fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62/833556 [0001]
WO 2012/119612 [0013]

Claims

Pneumatischer Kupplungssteller mit: einem Kolbengehäuse und einem Kolben, der gleitfähig innerhalb des Kolbengehäuses aufgenommen ist und der dazu ausgestaltet ist, um selektiv einen Kupplungszustand zwischen einem eingekuppelten Zustand und eine ausgekuppelten Zustand umzustellen, wobei der Kolben einen Selbsteinstellmechanismus hat, der dazu ausgestaltet ist, um eine axiale Länge des Kolbens mit dem Selbsteinstellmechanismus einschließlich eines Positionsverriegelungsaufbaus einzustellen, wobei der Positionsverriegelungsaufbau ein Verriegelungsteil hat, das eine Mehrzahl von Verriegelungsvorsprüngen auf Abstand zueinander entlang einer äußeren Oberfläche des Verriegelungsteils aufweist, und einem Positionierteil mit einer Mehrzahl von Positionierschlitzen, die auf Abstand zueinander entlang des Positionierteils verteilt sind, wobei jeder Positionierschlitz dazu ausgestaltet ist, um einen Verriegelungsvorsprung darin aufzunehmen, wobei der Positionsverriegelungsaufbau zwischen einem entriegelten Zustand, in dem das Verriegelungsteil auf Abstand zu dem Positionierteil liegt, und einem verriegelten Zustand positionierbar ist, in dem wenigstens ein Verriegelungsvorsprung in einen entsprechenden Positionierschlitz eingeführt ist.
Pneumatischer Kupplungssteller gemäß Anspruch 1, wobei das Verriegelungsteil weiter eine Verriegelungsscheibe aufweist, die die Mehrzahl von Verriegelungsvorsprüngen enthält, die von einer äußeren Oberfläche der Verriegelungsscheibe nach außen vorstehen.
Pneumatischer Kupplungssteller gemäß Anspruch 2, wobei die mehreren Verriegelungsvorsprünge entlang eines Umfangs der Verriegelungsscheibe voneinander beabstandet sind.
Pneumatischer Kupplungssteller gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei das Positionierteil weiter einen Positionierring hat, der die Mehrzahl von Positionierschlitzen aufweist.
Pneumatischer Kupplungssteller gemäß Anspruch 4, wobei die Mehrzahl von Positionierschlitzen entlang einer radial inneren Oberfläche des Positionierrings definiert sind.
Pneumatischer Kupplungssteller nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4, wobei der Kolben weiterhin aufweist: einen Kolbenaufbau, eine axiale, röhrenförmige Verlängerung, die von dem Kolbenaufbau ausgehend entlang einer ersten Achse verläuft, und ein Einbauteil, das innerhalb eines Endbereichs der röhrenförmigen Verlängerung angeordnet ist, und wobei der Selbsteinstellmechanismus zwischen dem Kolbenaufbau und dem Einbauteil gekoppelt ist, um einen axialen Abstand zwischen dem Kolbenaufbau und dem Einbauteil einzustellen.
Pneumatischer Kupplungssteller gemäß Anspruch 6, wobei der Selbsteinstellmechanismus weiter aufweist: den Positionsverriegelungsaufbau positioniert innerhalb einer in dem Kolbenaufbau definierten Kammer, und eine Gewindespindel, die von dem Positionsverriegelungsaufbau vorsteht, wobei die Gewindespindel in einen mit einem Innengewinde versehenen Hohlraum des Einbauteils verläuft, so dass eine Drehung der Gewindespindel eine Bewegung des Einbauteils entlang der ersten Achse bewirkt, wobei der Positionsverriegelungsaufbau die Drehung der Gewindespindel, wenn der Positionsverriegelungsaufbau im verriegelten Zustand ist, verhindert.
Pneumatischer Kupplungssteller gemäß Anspruch 1, wobei der Selbsteinstellmechanismus weiter eine Mehrzahl von Verriegelungsteilen aufweist, wobei jedes Verriegelungsteil eine Verriegelungsplatte aufweist, wobei die Mehrzahl von Verriegelungsvorsprüngen von einer äußeren Oberfläche der Verriegelungsplatte nach außen vorsteht.
Pneumatischer Kupplungssteller gemäß Anspruch 1 oder 8, wobei der Selbsteinstellmechanismus weiter eine Mehrzahl von Positionierteilen aufweist, wobei jedes Positionierteil eine Positionierplatte aufweist, wobei die Mehrzahl von Positionierschlitzen durch die Positionierplatte verläuft.
Pneumatischer Kupplungssteller gemäß einem der Ansprüche 1, 8 und 9, wobei der Kolben weiter aufweist: einen Lageraufbau und einen Kolbenaufbau einschließlich eines Kolbenkopfes und eines Verlängerungsteils, das von dem Kolbenkopf ausgehend auf den Lageraufbau zu verläuft, und wobei der Selbsteinstellmechanismus mit dem Kolbenaufbau und dem Lageraufbau gekoppelt ist, um einen axialen Abstand zwischen dem Kolbenaufbau und dem Lageraufbau einzustellen.
Pneumatischer Kupplungssteller gemäß Anspruch 10, wobei der Selbsteinstellmechanismus ferner ein erstes Einstellteil aufweist, das um den Lageraufbau herum angeordnet ist, wobei das erste Einstellteil eine Mehrzahl von ersten geneigten Oberflächen hat, wobei jede Positionierplatte mit einer entsprechenden ersten geneigten Oberfläche verbunden ist.
Pneumatischer Kupplungssteller gemäß Anspruch 11, wobei der Selbsteinstellmechanismus weiter eine Mehrzahl von zweiten Einstellteilen hat, die ringförmig um das Verlängerungsteil herum angeordnet sind, wobei jedes zweite Einstellteil weiter eine zweite geneigte Oberfläche aufweist, die auf das erste Einstellteil zu verläuft und in einer gegenüberliegend zugewandten Beziehung mit einer entsprechenden ersten geneigten Oberfläche orientiert ist, und wobei die Verriegelungsplatte mit einem entsprechenden zweiten Einstellteil gekoppelt.
Pneumatischer Kupplungssteller gemäß einem der Ansprüche 10, 11 und 12, wobei der Kolbenaufbau dazu ausgestaltet ist, um sich in Bezug auf den Lageraufbau zu drehen, wobei der Positionsverriegelungsaufbau eine Drehung des Kolbenaufbaus in Bezug auf den Lageraufbau verhindert, wenn der Positionsverriegelungsaufbau im verriegelten Zustand ist.
Verfahren zum Betreiben eines pneumatischen Kupplungsstellers, um selektiv einen Kupplungszustand zwischen einem eingekuppelten Zustand und einem ausgekuppelten Zustand umzustellen, wobei der pneumatische Kupplungssteller ein Kolbengehäuse und einen gleitfähig in dem Kolbengehäuse aufgenommenen Kolben aufweist, wobei der Kolben einen Selbsteinstellmechanismus zum Einstellen einer axialen Länge des Kolbens hat, wobei der Selbsteinstellmechanismus weiter einen Positionsverriegelungsaufbau aufweist, wobei das Verfahren die Schritte beinhaltet: Leiten von Druckluft in das Kolbengehäuse, um den Kolben dazu zu veranlassen, sich aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung zu bewegen, Bewegen des Positionsverriegelungsaufbaus in einen verriegelten Zustand, um eine axiale Länge des Kolbens zu fixieren, während der Kolben sich von der ersten Stellung weg bewegt, Ablassen von Druckluft aus dem Kolbengehäuse, um zu bewirken, dass der Kolben sich aus der zweiten Stellung in die erste Stellung bewegt, und Bewegen des Positionsverriegelungsaufbaus in einen entriegelten Zustand, um die Einstellung der axialen Länge des Kolbens zu ermöglichen, während der Kolben sich zu der ersten Stellung hin bewegt.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Positionsverriegelungsaufbau weiter eine Verriegelungsscheibe und einen Positionierring aufweist, wobei das Verfahren weiter die Schritte beinhaltet: in Kontakt Bringen der Verriegelungsscheibe mit dem Positionierring, um den Positionsverriegelungsaufbau in den verriegelten Zustand zu bewegen, und Bewegen der Verriegelungsscheibe weg von dem Positionierring, um den Positionsverriegelungsaufbau in den entriegelten Zustand zu bewegen.
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei die Verriegelungsscheibe weiter eine Mehrzahl von Verriegelungsvorsprüngen aufweist und der Positionierring weiter eine Mehrzahl von Positionierschlitzen aufweist, wobei das Verfahren den Schritt beinhaltet: Einführen von wenigstens einem Verriegelungsflansch in einen entsprechenden Positionierschlitz, um den Verriegelungsaufbau in den verriegelten Zustand zu bewegen.
Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16, bei dem weiter die Verriegelungsscheibe in Bezug auf den Positionierring gedreht wird, während der Kolben sich auf die erste Stellung zu bewegt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15, 16 und 17, wobei der Kolben weiter einen Kolbenaufbau, eine axiale, röhrenförmige Verlängerung, die von dem Kolbenaufbau ausgeht, und ein Einbauteil aufweist, das innerhalb eines Endbereichs der röhrenförmigen Verlängerung angeordnet ist, wobei der Selbsteinstellmechanismus weiter eine Verriegelungsscheibe, die innerhalb des Kolbenaufbaus angeordnet ist, und eine Gewindespindel aufweist, die von der Verriegelungsscheibe ausgeht und in einen mit einem Gewinde versehenen inneren Hohlraum des Einbauteils verläuft, wobei das Verfahren weiter den Schritt aufweist: Drehen der Verriegelungsscheibe und der Gewindespindel in Bezug auf das Einbauteil, während der Kolben sich auf die erste Stellung zu bewegt, um die axiale Länge des Kolbens einzustellen.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei der Positionsverriegelungsaufbau weiter ein Verriegelungsteil und ein Positionierteil aufweist, wobei das Verfahren die Schritte beinhaltet, das Verriegelungsteil in Kontakt mit dem Positionierteil zu bringen, um den Positionsverriegelungsaufbau in den verriegelten Zustand zu bewegen, und das Verriegelungsteil von dem Positionierteil weg zu bewegen, um den Positionsverriegelungsaufbau in den entriegelten Zustand zu bewegen.
Verfahren gemäß Anspruch 19, wobei das Verriegelungsteil weiter eine Mehrzahl von Verriegelungsvorsprüngen und das Positionierteil weiter eine Mehrzahl von Positionierschlitzen aufweist, wobei das Verfahren weiter den Schritt beinhaltet, wenigstens einen Verriegelungsflansch in einen entsprechenden Positionierschlitz einzuführen, um den Positionsverriegelungsaufbau in den verriegelten Zustand zu bewegen.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14, 19 und 20, wobei der Kolben weiter einen Lageraufbau und einen Kolbenaufbau aufweist, wobei das Verfahren weiter den Schritt beinhaltet, den Lageraufbau weg von dem Kolbenaufbau zu bewegen, um die axiale Länge des Kolbens einzustellen, während der Kolben sich auf die erste Stellung zu bewegt.
Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei das Positionierteil mit dem Lageraufbau gekoppelt ist und das Verriegelungsteil mit dem Kolbenaufbau gekoppelt ist, wobei das Verfahren weiter den Schritt beinhaltet, den Lageraufbau in Bezug auf den Kolbenaufbau zu drehen, während der Kolben sich auf die erste Stellung zubewegt.