DE3719399C2

DE3719399C2 - Einrichtung zur Betätigung einer gegen eine Federkraft ausrückbaren Reibungskupplung

Info

Publication number: DE3719399C2
Application number: DE19873719399
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl Ing Reinecke
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 1987-06-11
Filing date: 1987-06-11
Publication date: 1996-12-19
Anticipated expiration: 2007-06-12
Also published as: DE3719399A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Betäti gung einer gegen eine Federkraft ausrückbaren Reibungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1.

Bedingt durch die Beschaffenheit einer durch Feder kraft einrückbaren Reibungskupplung verändert sich bei einem Verschleiß des Reibbelages die Stellung des Ausrückelementes der Reibungskupplung relativ zu dem mit dem Ausrückelement in Eingriff befindlichen Betätigungsgestänge. Eine Kompensierung des Belag verschleißes bzw. die Konstanthaltung der Eingriffs verhältnisse der Reibungskupplung ist z. B. durch eine Längenänderung des Betätigungsgestänges bzw. durch eine Veränderung des Abstandes zwischen der Betätigungseinrichtung und dem Ausrückelement erreichbar.

Eine Einrichtung der eingangs genannten Art mit einer selbsttätigen Verkürzung des Betätigungsge stänges ist durch die DE-AS 12 26 375 bekannt.

Das Ausrücken der Kupplung erfolgt bei dieser Einrichtung erst nach Durchfahren eines Leerhubes des Betätigungsgestänges. Die erwähnte Verkürzung des Betätigungsgestänges erfolgt unter der Einwir kung der während des Ausrückhubes auf die Nachstell einrichtung wirkenden Kräfte. Nachteilig ist dabei, daß die Nachstellung nicht kontinuierlich erfolgt, sondern jeweils in relativ großen Nachstellsprüngen, da der kraftabhängig betätigte Nachstellmechanismus zwecks Nachstellung eine Rasteinrichtung überwinden muß. Die Rasteinrichtung stellt eine relativ aufwen dige und dennoch ungenaue Nachstelleinrichtung dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine druckmittelbetätigte Einrichtung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß ein Kompensieren des Belagverschleißes durch eine selbsttätige Längenänderung des Übertragungsmechanismus bei Auf rechterhaltung eines möglichst konstanten Druckkam mervolumens der druckmittelbetätigten Einrichtung während der gesamten Betriebsdauer erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch die Inte gration der Nachstelleinrichtung in den Übertra gungsmechanismus mit einfachen Mitteln eine relativ kurze Baulänge erreicht wird.

Die Erfindung hat weiterhin den Vorteil, daß der Abstand zwischen dem mit dem Ausrückelement der Reibungskupplung im Eingriff befindlichen Kolben stangenende und den Betätigungskolben der Betäti gungseinrichtung im Sinne einer Verlängerung oder Verkürzung dieses Abstandes, sich selbsttätig durch einfache mechanische Mittel justiert und dadurch der Betätigungskolben unabhängig vom Belagverschleiß der Reibungskupplung, immer die gleiche Nullstellung einnimmt, wodurch während der gesamten Betriebsdauer ein gleichbleibendes Totvolumen der Arbeitskammer des Zylinders erreicht wird. Hierdurch wird insbesondere bei druckluftbetätigten Einrichtungen ein gleichbleibendes Ansprechverhalten der Betätigungseinrichtung beim Ein- und Ausrücken der Reibungskupplung aufrecht erhalten.

Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß relativ große Einbautoleranzen zwischen der Betätigungs einrichtung und dem Ausrückelement selbsttätig ausgeglichen werden.

Aus dem DE-GM 17 88 233 ist eine selbsttätige Nachstell vorrichtung für hydraulisch betätigte Bremsen bekannt, die als Rollenklemmgesperre ausgebildet ist. Des weiteren ist aus der DE 27 58 365 A1 eine Kupplungsausrückvorrichtung mit Selbstnachstellung bekannt, die hierfür eine lösbare Einwegsperre vorsieht.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine durch Druckluft betätigbare Betätigungseinrichtung mit selbsttätiger Nachstel lung zur Betätigung einer Reibungskupplung.

Ein Zylinder (1) mit einem Druckluftanschluß (2) und einer Arbeitskammer (3) ist ortsfest gegenüber einem Ausrückelement (4) einer nicht näher dargestellten Reibungskupplung üblichen Wirkungsprinzips montiert. Zwischen der Arbeitskammer (3) und dem Ausrückele ment (4) befindet sich ein druckluftbetätigbarer Übertragungsmechanismus mit einem mit Druckluft beaufschlagbaren, in dem Zylinder (1) angeordneten Kolben (5) und eine Kolbenstange (9). Der Übertra gungsmechanismus (5, 9), kann gegen die Kraft einer an einem Zylinderdeckel (6) sich abstützenden Feder (7) einen Hub ausführen. Der Kolben (5) und die Kolbenstange (9) sind zur Längenveränderung des Übertragungsmechanismus (5, 9) gegeneinander längs bewegbar.

Der Kolben (5) weist einen Schaft (8) auf, auf den die als Hohlkörper ausgebildete Kolbenstange (9) in Längsrichtung verschiebbar ist. Zwischen dem Kolben (5) und der Kolbenstange (9) ist eine Feder (10) angeordnet, die sich einerseits auf dem Kolben (5) und andererseits auf der Kolbenstange (9) abgestützt und deren Kraft in Längsrichtung auf die Kolbenstange (9) wirkt. Das dem Kolben (5) abgewandte Ende (22) der Kolbenstange (9) ist auf dem Ausrückelement (4) abgestützt.

Der Abstand zwischen dem Kolbenstangenende (22) und dem Kolben (5) ist veränderbar. Zwischen dem Kolben (5) bzw. seinem Schaft (8) und der Kolbenstange (9) sind Mittel vorgesehen, mit denen der Abstand zwischen dem Kolbenstangenende (22) und dem Betäti gungskolben (5) fixierbar ist. Bei einem Kolben mit geteilter Kolbenstange (9) können diese Mittel auch an der Kolbenstange (9) zwischen zwei gegenseitig verschiebbaren Teilen der Kolbenstange (9) vorgesehen sein.

Die Fixiermittel umfassen eine auf dem Kolben (5) befestigte Feder (23), die auf einem, dem Kolben (5) zugeordneten Anschlag (24) abgestützt ist und Klemmkörper (11), die durch die Feder (23) in Klemmrichtung zwischen eine konisch ausgebildete Fläche (12) des Kolbens (5) und die als Hohlstangen rohr ausgebildete Kolbenstange (9) gedrückt werden.

Die Mittel zur Fixierung des Abstandes bestehen aus einer Kupplung in der Art eines Klemmgesperres mit z. B. kugelförmig ausgebildeten Klemmkörpern (11) die sich unter der Kraft der als Tellerfeder ausgebil deten Feder (23) auf einer konisch ausgebildeten Fläche (12) des Kolbens (5) und der Innenwand (13) der Kolbenstange (9) abstützen, wenn sich das Klemmgesperre im Eingriff befindet, d. h., wenn die Kolbenstange (9) gegen eine Längsverschiebung relativ zum Kolben (5) fixiert ist.

Das Klemmgesperre ist durch im Kolben (5) angeordnete Entsperrungsmittel entsperrbar.

Ein den Kolben (5) in seiner Längsrichtung durchdrin gender Stößel (14) weist einen den Klemmkörpern (11) zugewandten Anschlag (15) und einen einer Stützfläche (16) des Kolbens (5) zugewandten Anschlag (17) auf. Zwischen einem Kopf (18) des Stößels (14) und dem Kolben (5) ist eine Feder (19) angeordnet mit deren Kraft der Stößel (14) gegen die Anschläge (16, 17) bewegbar ist, so daß der Anschlag (15) unbelastet und von den Klemmkörpern (11) gelöst ist.

Unter der Einwirkung einer auf den Kopf (18) des Stößels (14) gerichteten Stützkraft ist der Anschlag (15) in Richtung auf die Klemmkörper (11) bewegbar, derart, daß in einer vorgegebenen Stellung des Stößels (14) relativ zum Kolben (5) bzw. zur Kolben stange (9) die Verbindung des Klemmgesperres (11, 12, 13) entsperrt ist. Bei entsperrtem Klemmgesperre (11, 12, 13) sind der Kolben (5) und die Kolbenstange (9) auf ihrer gemeinsamen Längsachse gegeneinander verschiebbar.

Die Wirkungsweise der Betätigungseinrichtung ist wie folgt:

Die Abbildung zeigt die Betätigungseinrichtung in eingerücktem Zustand der Reibungskupplung. Der Druckluftanschluß (2) ist drucklos. Der Kolben (5) ist durch die Kraft der Feder (7) beaufschlagt und liegt in seiner Hubendstellung an einem Anschlag (20) des Zylinders (1) an. In dieser Hubendstellung des Kolbens (5) stützt sich der Kopf (18) des Stößels (14) am Boden (21) des Zylinders (1) ab, derart, daß die Klemmkörper (11) durch den Anschlag (15) in die Entsperrstellung des Klemmgesperres (11, 12, 13) bewegt sind. Die Kraft der Feder (23) wird durch die über den Kolben (5) und den Zylinderboden (21) auf den Stößel (14) wirkende Kraft der Feder (7) überwunden. Die Kolbenstange (9) nimmt eine Position relativ zum Kolben (5) ein, die durch die jeweilige Stellung des Ausrückelementes im eingerück tem Zustand der Reibungskupplung bestimmt ist.

Mit größer werdenden Belagverschleiß verändert sich der Abstand des Ausrückelementes (4) bzw. des Kolbenstangenendes (22) relativ zum Betätigungskolben (5). Es stellt sich eine Verkürzung des Abstandes zwischen dem Kolbenstangenende (22) und dem Kolben (5) ein.

Das Ausrücken der Reibungskupplung erfolgt durch Beaufschlagung des Kolbens (5) mit Druckluft. Durch einen Hub des Betätigungskolbens (5) gegen die Feder (7) wird die am Kopf (18) wirkende Stützkraft wirkungslos, so daß der Stößel (14) durch die Kraft der Feder (19) in eine Stellung bewegt wird, in der der Anschlag (15) die Klemmkörper (11) nicht mehr berührt. Unter der Einwirkung der Feder (23) werden dann die Klemmkörper (11) in die Klemmposition gedrückt, wodurch die Kolbenstange (9) und der Kolben (5) gegeneinander in axialer Richtung fixiert sind.

Die Betätigungseinrichtung läßt eine Verkürzung oder Verlängerung des Abstandes zwischen dem Ausrückele ment (4) und dem Betätigungskolben (5) zu. Dadurch werden relativ große Einbautoleranzen zwischen der Betätigungseinrichtung und dem Ausrückelement (4) der Reibungskupplung, sowie Hubänderungen durch Verschleiß selbsttätig ausgeglichen.

Im eingerückten Zustand der Reibungskupplung wirkt auf das Ausrückelement (4) nur die relativ geringe Rückstellkraft der Feder (10) die die Kolbenstange (9) gegen das Ausrückelement (4) hält.

Claims

1. Einrichtung zur Betätigung einer gegen eine Federkraft ausrückbaren Reibungskupplung mit folgenden Merkmalen:

a) es ist ein druckmittelbetätigbarer Übertragungsmechanismus vorgesehen mit einem vom Druckmittel beaufschlagbaren, in einem Zylinder angeordneten Kolben und einer Kolbenstange;
b) der Übertragungsmechanismus ist zwischen einer von dem Kolben begrenz ten Druckmittelkammer und einem außerhalb der Druckmittelkammer ange ordneten Ausrückelement zum Ausrücken der Reibungskupplung angeordnet;
c) der Übertragungsmechanismus hat wenigstens zwei gegeneinander längsbe wegbare Teile zur Längenveränderung des Übertragungsmechanismus;
d) der Abstand zwischen dem dem Kolben abgewandten Ende der Kolbenstange und dem Kolben ist veränderbar;
e) der Übertragungsmechanismus ist gegen eine Längenveränderung beim Aus rücken der Reibungskupplung fixiert;

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

f) zwischen dem Kolben (5) und der Kolbenstange (9) bzw. an der Kolbenstange (9) sind Mittel vorgesehen, mit denen der Abstand zwischen dem dem Kolben (5) abgewandten Ende (22) der Kolbenstange (9) und dem Kolben (5) durch rein mechanische Mittel automatisch fixierbar ist;
g) die Fixiermittel sind als Klemmsperre mit Klemmkörpern (11) ausgebildet, die im eingerückten Zustand des Klemmgesperres durch eine Feder (23) in Klemmposition gehalten werden;
h) es sind Entsperrmittel zum Entsperren der Fixiermittel vorgesehen, die beim Einrücken der Reibungskupplung, spätestens jedoch kurz vor oder beim Er reichen der Ausgangsposition des Kolbens (5) automatisch betätigbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Klemmgesperre in der Art einer Reibungskupplung ausgebildet ist und Klemmkörper (11) aufweist, über die der Kolben (5) mit der Kolbenstange (9) gegen eine Längs verschiebung fest verbindbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) bzw. die Kolbenstange (9) im Wirkbereich der Klemmkörper (11) eine konisch ausgebildete Fläche (12) aufweist.

4. Einrichtung nach wenigstens einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (11) kugelförmig ausgebildet sind.

5. Einrichtung nach wenigstens einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entsperrmittel aus einem im Kolben (5) angeordneten und auf der Längsachse des Kolbens (5) längsverschieblichen Stößel (14) mit einem mit dem Stößel (14) längsverschieblichen Anschlag (15) bestehen, durch die die Fixier mittel beim Einrücken der Reibungskupplung, spätestens jedoch kurz vor oder beim Erreichen der Ausgangsposition des Kolbens (5) entsperr bar sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Der Stößel (14) weist an seinen den Fixiermitteln abgewandten Ende einen Stößelkopf (18) auf;
b) der Stößel (14) ist durch die Kraft einer an dem Stößelkopf (18) einerseits und an dem den Fixiermitteln abgewandten Boden (21) des Kolbens (5) andererseits sich abstützenden Feder (19) in eine die Entsperrmittel von den Fixiermitteln trennende Position bewegbar.

7. Einrichtung nach wenigstens einem der vorher gehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:

a) Die Fixiermittel weisen eine auf dem Kolben (5) angeordnete Feder (23) auf, die an einem, dem Kolben (5) zugeordneten Anschlag (24) einerseits und an den Klemmkörpern (11) andererseits abgestützt ist.

8. Einrichtung nach wenigstens einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungsmechanismus durch Druckluft betätigbar ist.