DE3719400C2 - Einrichtung zur Betätigung einer gegen eine Federkraft ausrückbaren Reibungskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Betätigung einer gegen eine Federkraft aus­ rückbaren Reibungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bedingt durch die Beschaffenheit einer gegen eine Federkraft ausrückbaren Reibungs­ kupplung verändert sich bei einem Verschleiß des Reibbelages die Stellung des Aus­ rückelementes der Reibungskupplung relativ zu dem mit dem Ausrückelement in Eingriff befindlichen Betätigungsgestänge. Eine Kompensierung des Belagverschleißes bzw. die Konstanthaltung der Eingriffsverhältnisse der Reibungskupplung ist z. B. durch eine Ver­ kürzung des Betätigungsgestänges bzw. durch eine Verringerung des Abstandes zwi­ schen der Betätigungseinrichtung und dem Ausrückelement erreichbar.

Eine Einrichtung der eingangs genannten Art mit einer selbsttätigen Verkürzung des Betätigungsgestänges ist durch die DE-AS 12 26 375 bekannt. Das Ausrücken der Kupplung erfolgt bei dieser Einrichtung erst nach Durchfahren eines Leerhubes des Be­ tätigungsgestänges. Die erwähnte Verkürzung des Betätigungsgestänges erfolgt unter der Einwirkung der während des Ausrückhubes auf die Nachstelleinrichtung wirkenden Kräfte. Nachteilig ist dabei, daß die Nachstellung nicht kontinuierlich erfolgt, sondern jeweils in relativ großen Nachstellsprüngen, da der kraftabhängig betätigte Nachstellme­ chanismus zwecks Nachstellung eine Rasteinrichtung überwinden muß.

Die Rasteinrichtung stellt eine relativ aufwendige und dennoch ungenaue Nachstellein­ richtung dar.

Aus der DE-AS 21 40 516 ist eine gattungsgemäße Einrichtung bekannt, bei der eine selbsttätige Nachstellung kontinuierlich erfolgt. Die dort angegebene Einrichtung hat allerdings eine relativ große Baulänge und ist zudem kompliziert aufgebaut, da eine relativ große Anzahl von Einzelteilen erforderlich ist. So sind beispielsweise drei Reibungskupplungen (dort mit a-a, b-b und c-c bezeichnet) erforderlich.

Wegen der großen Baulänge kann die dortige Einrichtung nicht sehr vielseitig eingesetzt werden. Aufgrund der großen Anzahl von Einzelteilen ist die dortige Einrichtung auf­ wendig und teuer herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine druckmittelbetätigte Einrichtung der zu­ vor erwähnten Art, bei der ein Kompensieren des Belagverschleißes durch eine selbsttä­ tige Längenänderung des Übertragungsmechanismus erfolgt, so auszubilden, daß bei Aufrechterhaltung eines möglichst konstanten Druckkammervolumens während der ge­ samten Betriebsdauer ein einfacher und kompakter Aufbau der druckmittelbetätigten Einrichtung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Wei­ terbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch Integration der Nachstelleinrichtung in den Übertragungsmechanismus mit einfachen Mitteln eine relativ kurze Baulänge erreicht wird.

Die Erfindung hat weiterhin den Vorteil, daß bei möglichst konstantem Druckkammervo­ lumen insbesondere bei einer druckluftbetätigten Einrichtung ein gleichbleibendes An­ sprechverhalten der Betätigungseinrichtung beim Ein- und Ausrücken der Reibungs­ kupplung aufrechterhalten wird.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen darge­ stellt sind, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine mittels Druckluft betätigbare Einrichtung mit selbsttätiger Nachstellung zur Betätigung einer Reibungskupplung,

Fig. 2 eine Einrichtung nach Fig. 1 mit einem weiteren Ausführungsbeispiel der Nachstelleinrichtung,

Fig. 3 ein Detail des Antriebes der Nachstelleinrichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 2,

Fig. 4 ein Detail einer der Nachstelleinrichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 2 zugeordne­ ten Einwegkupplung.

Gemäß Fig. 1 ist ein Zylinder (1) mit einem Druckluftanschluß (2) und einer Arbeitskam­ mer (3) ortsfest gegenüber einem Ausrückelement (4) einer nicht näher dargestellten Reibungskupplung üblichen Wirkungsprinzips montiert. Zwischen der Arbeitskammer (3) und dem Ausrückelement (4) befindet sich ein druckluftbetätigbarer Übertragungsme­ chanismus (5, 6) mit einem mit Druckluft beaufschlagbaren, in dem Zylinder (1) angeord­ neten Kolben (5) und einer Kolbenstange (6).

Der Kolben (5) und die Kolbenstange (6) sind zur Verkürzung des Übertragungsmecha­ nismus (5, 6) gegeneinander längsbewegbar. Die Verkürzung des Übertragungsmecha­ nismus (5, 6) erfolgt durch eine Nachstelleinrichtung (7, 8), die aus einer zwischen einem Schaft (9) des Kolbens (5) und der Kolbenstange (6) befindlichem selbsthemmenden Schraubverbindung (7) und einer auf den Schaft (9) montierten Einwegkupplung (8) be­ steht.

Der Nachstelleinrichtung (7, 8) ist ein Antrieb zugeordnet, der aus mindestens einer ge­ genüber dem Übertragungsmechanismus (5, 6) ortsfest in dem Zylinder (1) angeordne­ ten und mit diesem fest verbundenen ersten Führungsteil in Form einer Steuerkurve (11) und mindestens aus einem mit der Steuerkurve (11) im Eingriff befindlichen, der Nach­ stelleinrichtung (7, 8) zugeordneten zweiten Führungsteil in Form eines Anschlages (10) besteht.

Der Antrieb (11, 10) kann auch so gestaltet sein, daß mindestens ein gegenüber dem Übertragungsmechanismus (5, 6) ortsfest mit dem Zylinder (1) verbundener Anschlag (10) mit mindestens einer der Nachstelleinrichtung (7, 8) zugeordneten Steuerkurve (11) sich im Eingriff befindet.

Die Einwegkupplung (8) ist während der Nachstellbewegung mit der Nachstelleinrichtung (7, 8) drehfest verbunden. In der der Nachstellbewegung entgegengesetzten Drehrich­ tung, in der keine Nachstellung erfolgt, wirkt die Einwegkupplung (8) als Freilauf.

Die Einwegkupplung (8) besteht aus einem äußeren Ring (12), dem der Anschlag (10) oder im umgekehrten Fall die Steuerkurve (11) fest zugeordnet ist, und einem mit dem Schaft (9) fest verbundenen inneren Ring (13). Der innere Ring (13) kann auch durch den Schaft (9) selbst gebildet sein.

Gemäß Fig. 4 weist die Einwegkupplung (8) Klemmelemente (14) auf, die mit dem äuße­ ren Ring (12) und dem inneren Ring (13) ein in einer Richtung wirkendes Klemmgesperre bilden. Anstelle des in der Fig. 4 gezeigten Klemmechanismus sind auch andere in einer Richtung wirkende übliche Klemm- oder Reibgesperre verwendbar.

Fig. 1 zeigt den Übertragungsmechanismus (5, 6) in der Hubanfangsstellung, die durch die eingerückte Reibungskupplung, d. h. durch den Abstand des Ausrückelementes (4) zum Zylinder (1) bei eingerückter Reibungskupplung bestimmt ist. In der Arbeitskammer (3) steht dann keine Druckluft an.

Fig. 3 zeigt entsprechend der Hubanfangsstellung gemäß Fig. 1 den Anschlag (10) in einer Stellung relativ zur Steuerkurve (11), in der eine Steuerkante (15) des Anschlages (10) an einen Verstellabschnitt (16) der der Steuerkurve (11) anliegt und eine weitere Steuerkante (17) des Anschlages (10) mit einem Leerwegabschnitt (18) der Steuerkurve (11) im Eingriff ist. Bei Beaufschlagung der Arbeitskammer (3) führt der Übertragungs­ mechanismus (5, 6) einen Hub aus, der das Ausrückelement (4) in eine Stellung bewegt, in der die Reibungskupplung ausgerückt ist. Die Steuerkante (15) entfernt sich dabei von dem Verstellabschnitt (16) um einen Hub, der dem Ausrückhub der Reibungskupplung entspricht. Nach dem Wiedereinrücken der Reibungskupplung nimmt der Anschlag (10) relativ zur Steuerkurve (11) wieder die vorerwähnte Position ein. Bei diesem Vorgang ist noch keine Nachstellung der Nachstelleinrichtung erfolgt.

Durch Verschleiß des Reibbelages der Reibungskupplung nähert sich das Ausrückele­ ment (4) dem Zylinder (1). Dies hat zur Folge, daß die Steuerkante (15) den Verstellab­ schnitt (16) berührt, bevor der Übertragungsmechanismus (5, 6) seine Hubanfangsstel­ lung relativ zum Zylinder (1) ereicht hat, d. h. bevor die Reibungskupplung ganz einge­ rückt ist. Unter der Einwirkung der dann noch wirksamen Einrückkraft der Reibungskupp­ lung wird die Steuerkante (15) auf dem Verstellabschnitt (16) entlangbewegt, bis die Rei­ bungskuppklung ganz eingerückt ist. Die Bewegung der Steuerkante (15) auf dem Ver­ stellabschnitt (16) entspricht dem Verschleiß des Reibbelages der Reibungskupplung.

Die Bewegung der Steuerkante (15) auf dem Verstellabschnitt (16) wird in eine Drehbe­ wegung des Anschlages (10) umgesetzt, die wiederum über die Einwegkupplung (8) auf die Nachstelleinrichtung (7, 8) übertragen wird. Entsprechend des Übersetzungsverhält­ nisses und der Steigungsrichtung der Schraubverbindung (7) erfolgt eine Relativbewe­ gung des Kolbens (5) in Richtung auf die Kolbenstange (6), was eine Verkürzung des Übertragungsmechanismus (5, 6) zur Folge hat.

Mit der Bewegung der Steuerkante (15) auf dem Verstellabschnitt (16) hat auch die Steuerkante (17) auf der der Steuerkante (15) gegenüberliegenden Seite des Verstellab­ schnittes (16) einen entsprechenden Weg zurückgelegt. Bei erneutem Ausrücken der Reibungskupplung wird daher der Anschlag (10) durch Rückfahren der Steuerkante (17) auf dem Verstellabschnitt (16) wieder in die Ausgangsstellung zurückbewegt. Hierbei wirkt die Einwegkupplung (8) als Freilauf, so daß die Nachstelleinrichtung (7, 8) von die­ ser Bewegung unbeeinflußt bleibt.

Zur Vermeidung einer unerwünschten, nicht durch die Nachstelleinrichtung (7, 8) herbei­ geführten Längenveränderung des Übertragungsmechanismus (5, 6) muß die Steigung der Schraubverbindung (7) im Bereich der Selbsthemmung liegen. Daher wird bei einer ersten Nachstellung des Verschleißes nicht der ganze Verschleißweg durch die Nach­ stelleinrichtung (7, 8) kompensiert. Während nachfolgender Ein- und Ausrückbewegun­ gen des Übertragungsmechanismus (5, 6) erfolgt daher durch Wiederholung des be­ schriebenen Nachstellvorganges eine allmähliche Kompensierung des Restverschleiß­ weges. Da der Belagverschleiß einen in der Größenordnung des Mikrobereiches liegen­ den Verschleißweg erzeugt, ist eine während der Kompensationsphase auftretende Dif­ ferenz zwischen dem Verschleißweg des Ausrückelementes (4) und dem Nachstellweg der Nachstelleinrichtung (7, 8) unerheblich. Die Verkürzung des Übertragungsmecha­ nismus (5, 6) bewirkt, daß der Kolben (5) gegen die Kolbenstange (6) bewegt wird. Hier­ durch wird erreicht, daß das Volumen der Arbeitskammer (3) während der gesamten Betriebsdauer der Einrichtung gleich bleibt und demzufolge ein unverändertes Anspre­ chen der Betätigungseinrichtung auch bei Verschleiß der Reibbeläge der Reibungskupp­ lung gewährleistet ist.

Durch eine Umkehr der Wirkrichtung der Einwegkupplung (8) erfolgt die Verkürzung des Übertragungsmechanismus (5, 6) beim Ausrücken der Reibungskupplung. Bei einem Verschleiß des Reibbelages der Reibungskupplung wird dann zunächst beim Einrücken der Reibungskupplung durch die Bewegung der Steuerkante (15) auf dem Verstellab­ schnitt (16) die Einwegkupplung (8) in Freilaufrichtung bewegt. Hierdurch wird ein dem Verschleiß des Reibbelages entsprechender Nachstellweg des Anschlages (10) pro­ grammiert. Beim Ausrücken der Reibungskupplung wird dann durch Rückfahren der Steuerkante (17) auf dem Verstellabschnitt (16) der programmierte Nachstellweg über die in dieser Drehrichtung eingekuppelte Einwegkupplung (8) auf die Nachstelleinrich­ tung (7, 8) übertragen.

Gemäß Fig. 2 ist die Einwegkupplung (8) auf einem dem Kolben (5) als Anschlag die­ nenden Stellring (20), der das Gewinde der Nachstelleinrichtung aufweist, angeordnet. Der Stellring (20) weist eine der Stirnseite (23) des Schaftes (9) zugewandte Fläche (21) auf, an der der auf einen Fortsatz (22) der Kolbenstange (6) längsverschiebliche Kolben (5) mit der Stirnseite (23) unter der Einwirkung der in der Arbeitskammer (3) anstehen­ den Druckluft zur Anlage kommt. Die Nachstellung erfolgt dann in der Weise, daß der Stellring (20) durch den unter Fig. 1 beschriebenen Nachstellvorgang in Richtung auf das Ausrückelement (4) bewegt wird und der Kolben (5), bei Beaufschlagung mit Druckluft durch Anlage der Stirnseite (23) an die Fläche (21) dieser Nachstellbewegung folgt.

Claims (8)

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 begrenzten Druckmittelkammer und einem Ausrückelement zum Ausrücken der Reibungskupplung angeordnet;
• c) der Übertragungsmechanismus weist zwei gegeneinander längs bewegbare Teile zur Längenveränderung des Übertragungsmechanismus bei Kupplungsverschleiß auf;
• d) die beiden längsbewegbaren Teile (5, 6) sind mittels einer selbsthemmenden Schraubverbindung (7) gegeneinander bewegbar;
• e) es ist ein Antrieb (10, 11) zum Verdrehen der beiden längsbewegbaren Teile (5, 6) gegeneinander vorgesehen;
• f) zwischen dem Antrieb (10, 11) zum Verdrehen der beiden Teile (5, 6) gegeneinander und einem der beiden Teile (5, 6) ist eine Einwegkupplung (8) angeordnet;
• g) als Antrieb (10, 11) dient eine die Längsbewegung des Übertragungsmechanismus (5, 6) in eine Drehbewegung umsetzende Antriebseinrichtung (15, 16);
• h) die Antriebseinrichtung (15, 16) steht mit einem gegenüber dem Übertragungsmechanismus (5, 6) ortsfesten Teil (11) in Eingriff;

gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:

• a) eines der gegeneinander längsbewegbaren Teile wird von dem Kolben (5) selbst oder einem Anschlag (20) für den Kolben gebildet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) Die Antriebseinrichtung (15, 16) umfaßt ein erstes Führungsteil (11), das sich schräg zur Bewegungsrichtung des Übertragungsmechanismus (5, 6) erstreckt;
• b) die Antriebseinrichtung (15, 16) umfaßt ein zweites Führungsteil (10), das mit dem ersten Führungsteil (11) in Eingriff bringbar ist;
• c) das eine Führungsteil (10) steht mit der Einwegkupplung (8) in Wirkver­ bindung;
• d) das andere Führungsteil (11) ist bezüglich des Übertragungsmechanis­ mus (5, 6) ortsfest angeordnet.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Führungs­ teil (11) so angeordnet ist, daß es mit dem zweiten Führungsteil (10) im wesent­ lichen nur bei einem durch Verschleiß der Reibungskupplung auftretenden ver­ größerten Hub des Übertragungsmechanismus (5, 6) in Einrückrichtung der Rei­ bungskupplung in Eingriff kommt.

4. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das andere der gegeneinander längsbewegbaren Teile (5, 6) von wenigstens einem Teil der Kolbenstange (6) gebildet wird.

5. Einrichtung nach nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einwegkupplung (8) als ringförmiges Element ausgebildet ist, das die Schraubverbindung (7) umgibt.

6. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubverbindung (7) so ausgebildet ist, daß bei der­ jenigen Bewegung des Übertragungsmechanismus (5, 6), bei der die Einweg­ kupplung (8) eingekuppelt ist, eine Verkürzung des Übertragungsmechanismus (5, 6) erfolgt.

7. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Bewegungsrichtung des Übertragungsmecha­ nismus (5, 6), bei der die Einwegkupplung (8) eingekuppelt ist, zum Ausrücken der Reibungskupplung dient.

8. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß diejenige Bewegungsrichtung des Übertragungsmechanismus (5, 6), bei der die Einwegkupplung (8) eingekuppelt ist, zum Einrücken der Rei­ bungskupplung dient.