Optimierte Antriebsklinke für TAC
Die Erfindung betrifft eine Kupplung für ein Kraftfahrzeug, etwa nach Art einer Einfachkupplung oder einer Doppelkupplung, die nass oder trocken arbeitend ausgelegt ist, mit einem Deckel, an dem eine weggesteuerte Verschleißnachstelleinrichtung, Travel Adjusted Clutch, abgekürzt TAC, befestigt ist, die eine Antriebsklinke besitzt, um ein Ritzel mit Zähnen in Drehbewegung zu versetzen und eine verschleißnachstellende Verlagerung einer Anpressplatte zu bewirken, wobei die Antriebsklinke einen Plattenabschnitt besitzt, der in einer Referenzebene liegt, die senkrecht auf der die Axialrichtung festlegenden Rotationsachse der Kupplung orthogonal steht, und wobei der Plattenabschnitt an einem radial äußeren Ende über eine Biegung in eine Klinkenzunge übergeht, die zum Kontaktieren des Ritzels ausgelegt ist, wobei in den Plattenabschnitt ein Befestigungsloch zum Aufnehmen einer Anschlagseinrichtung, die ausgelegt ist, eine Axialbewegung des Deckels auf die Anpressplatte und / oder auf die Verschleißnachstelleinrichtung zu begrenzen, vorhanden ist.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Kupplungen mit Verschleißnachstelleinrichtungen bekannt. Zum Beispiel offenbart die DE 10 201 1 087 415 A1 eine Kupplungsvorrichtung. Insbesondere offenbart diese Druckschrift eine Kupplungsvorrichtung mit zumindest einer in axialer Richtung durch ein Hebelelement ein- und/oder ausrückbaren, im eingerückten Zustand reibschlüssigen Drehmomentübertragungseinrichtung und zumindest einer Verschleißnachstelleinrichtung, die zumindest einen drehbaren und durch das Hebelelement zeitweise klemmbaren Verstellring, zumindest einen auf den Verstellring wirkenden, drehbar gelagerten Spindeltrieb mit einem Antriebsritzel sowie zumindest eine mit dem Antriebsritzel in Eingriff bringbare Antriebsklinke zur Drehung des Spindeltriebs im Verschleißfall aufweist, durch den die Antriebsklinke in axialer Richtung vorgespannt ist, wobei die Vorspannkraft des Federabschnitts der Antriebsklinke geringer als eine Hemmkraft des Spindeltriebs bei ungeklemmtem Verstellring ist, um einer ungewollten Verschleißnachstellung aufgrund von Axialschwin- gungen vorzubeugen.
Auch offenbart ein anderes Dokument, etwa die DE 10 2012 221 163 A1 eine Antriebsklinkenordnung zum Nachstellen eines Ritzels einer Verschleißnachstelleinrich-
tung für eine Reibkupplung. Insbesondere offenbart diese Druckschrift eine Antriebsklinkenanordnung zum Nachstellen eines Ritzels einer Verschleißnachstelleinrichtung für eine Reibkupplung, aufweisend eine Klinkenzunge und einen Befestigungsbereich, die mittels eines Federgelenks eine elastische Verbindung miteinander aufweisen, welche eine Auslenkkraft auf die Klinkenzunge erzeugt, wobei die Antriebsklinkenanordnung weiterhin eine Vorspannfeder umfasst und die Klinkenzunge mit der Vorspannfeder eine gelenkige Verbindung bildet, über die eine Antriebskraft von der Vorspannfeder auf die Klinkenzunge übertragbar ist, wobei die Auslenkkraft und die Antriebskraft voneinander unabhängig in die Klinkenzunge einleitbar sind.
Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass sich die Antriebsklinke aufgrund ihrer Nachgiebigkeit beziehungsweise ihrer zu geringen Steifigkeit beim Antreiben des Ritzels verformt. Die Antriebsklinke federt um eine gewisse Weglänge ein und kompensiert folglich den Verschleiß (um diese Weglänge) wegverzögert.
Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern. Insbesondere soll die optimierte Antriebsklinke für eine Verschleißnachstelleinrichtung einer Kupplung die Steifigkeit der Antriebsklinke, insbesondere in dem kraftaufnehmenden Bereich, erhöhen, damit der Ver- schleiß unverzögert kompensiert wird und ein hoher Kraftanstieg vermieden werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der plattenabschnittsseitige Beginn der Biegung zwischen dem Plattenabschnitt und der Klinkenzunge radial innerhalb oder auf der Höhe der radial äußersten Stelle des Befestigungslochs liegt. Dies hat den Vorteil, dass die Kraft, die das Ritzel auf die Antriebsklinke überträgt, besser aufgenommen werden kann und ein Einfedern an der Biegung der Antriebsklinke eingeschränkt wird. Dadurch wird die Steifigkeit der Antriebsklinke erhöht und die Steifigkeitsverluste des Klinkenpakets werden reduziert. Die Verschleißnachstelleinrichtung kompensiert den Verschleiß frühzeitiger und der zum Teil hohe Kraftanstieg zu Beginn, insbesondere während der ersten 10.000 km, die mit dem Kraftfahrzeug zurückgelegt werden, wird reduziert.
Vorteil hafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
So ist es zweckmäßig, wenn im Bereich der Biegung eine Aussparung vorhanden ist, damit im Bereich der Biegung ein Abschnitt mit verringerter Federhärte entsteht, was vorteilhafterweise das Umformverfahren bei der Herstellung der Antriebsklinke unterstützt und vereinfacht. Der Umformprozess ist nicht an ein bestimmtes Umformverfahren gebunden. Somit kann die Antriebsklinke in Abhängigkeit von den jeweiligen Produktionsgegebenheiten mit einem kostengünstigen Verfahren hergestellt werden. Zu- gleich kann die Aussparung das plastische Widerstandsmoment an der Biegung der Antriebsklinke herabsetzen, was sich günstig auf die notwendige Umformkraft im Her- stellprozess auswirkt.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Aussparung als Durchgangsloch und / oder als Ausklinkung und / oder als Ausstanzung ausgeführt ist. Durch die Einsparung an Material kann das Gewicht der Antriebsklinke und damit des gesamten Kraftfahrzeugs reduziert werden, was sich positiv in der maximalen Leistung und der maximalen Reichweite widerspiegelt. Die als Blechteil ausgeführte Antriebsklinke kann also in einem Stanzverfahren hergestellt werden. Da das Stanzen ein seriell fertigbarer und leicht zu automatisierender Prozess ist, kann die Antriebsklinke schnell und vor allem kostengünstig produziert werden.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung so ausgeführt ist, dass sie sich bis in den Plattenabschnitt und / oder in die Klin- kenzunge hineinerstreckt. Dies ermöglicht, dass die Biegung zwischen dem Plattenabschnitt und der Klinkenzunge so weit radial nach innen verlagert werden kann, dass der Biegeradius bereits auf Höhe des Befestigungslochs für eine Anschlagsvorrichtung beginnt. Dadurch, dass der Biegeradius in den Bereich des Anschlags hineinreicht, wird das Einfedern der Klinkenzunge nach innen beschränkt, so dass nur bis zu einem gewünschten Grad einer Biegung, die vorzugsweise bei etwa 90° zum Plattenabschnitt liegt, eingefedert werden kann.
Wenn die Aussparung eine C-förmige oder U-förmige oder halbmondförmige oder sichelförmige Geometrie besitzt, dann ist sie besonders geeignet, um den Biegeradius radial nach innen verlagern zu können und vorteilhafterweise eine exakt oder nahezu senkrecht eingreifende Klinkenzunge zu erreichen. Außerdem wird so erreicht, dass die Klinkenzunge ohne eine Veränderung des vorhandenen Bauraums sich in Axialrichtung der Rotationsachse der Kupplung erstrecken kann und senkrecht in die Verzahnung des Ritzels eingreift.
Ferner ist ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dadurch gekennzeichnet, dass im Be- reich der Klinkenzunge eine vertiefend wirkende Sicke nach Art einer breiten Rinne oder vorzugsweise eingeprägt eigebracht ist, was vorteilhafterweise die Steifigkeit der zum Kontaktieren des Ritzels ausgelegten Klinkenzunge erhöht. Zudem verhindert die eingebrachte Sicke eine Schwingungsanregung der Klinkenzunge, was sich positiv auf die Geräuschentwicklung der Verschleißnachstelleinheit auswirkt.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Sicke zwischen der distalen Spitze der Klinkenzunge, die zum Kontaktieren der Zähne des Ritzels ausgelegt ist, und dem klin- kenzungenseitigen Beginn der Biegung angeordnet ist, da die zum Antreiben des Ritzels benötigten Kraft an der distalen Spitze der Klinkenzunge auf die Antriebsklinke übertragen wird und besonders in diesem Bereich hohe Steifigkeitsanforderungen an die Klinkenzunge gestellt werden. Die Sicke wird so aufgebracht, dass sie die Klinkenzunge beim Eingriff in die Verzahnung des Ritzels verstärkt und eine weitere Ein- federung über den gewünschten Biegeradius hinaus verhindert oder zumindest verringert.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsklinke als Blechplatte mit konstanter Dicke ausgelegt ist. Da Blechplatten konstanter Dicke zu den kostengünstiges Materialien zählen, die durch kostengünstige Weiterverarbeitungsverfahren leicht zu jeglichen geometrischen Ausgestaltungen ver- arbeitet werden können, erweist sich eine Antriebsklinke aus Blech als äußerst vorteilhaft. Durch zusätzliche Härteverfahren kann ein stärker belasteter Abschnitt der Antriebsklinke vorzugsweise die Klinkenzunge mit einer höheren Festigkeit versehen
werden, um die mechanische Widerstandfähigkeit gegen äußere Krafteinwirkung zu steigern.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn zwischen der Aussparung und dem Befestigungsloch für eine Anschlagseinrichtung ein in der Referenzebene verlaufender Blechrand vorhanden ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Antriebsklinke fest mit der Anschlagseinrichtung, insbesondere mit einem Anschlagsbolzen, verbindbar ist und genügend Auflagefläche für eine Befestigungsvorrichtung beispielsweise für eine Mutter vorhanden ist.
Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine optimierte Antriebsklinke, bei der durch eine Aussparung in der Biegung zwischen dem in der Referenzebene liegenden Plattenabschnitt und der Klinkenzunge ein senkrechter Verzahnungseingriff gewährleistet wird und die Steifigkeit der Klinkenzunge durch eine auf die Klinkenzunge aufgeprägte Sicke gesteigert wird, dass die geometrischen Voreinstellungen einer Kupplungsvorrichtung mit Verschleißnachstelleinrichtung reduziert und ein Kraftanstieg durch Wegverluste in der Nachstelleinheit vermieden werden können.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung weiter erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die Komponenten einer Kupplung mit einer Verschleißnachstelleinrichtung in einer perspektivischen Explosionsdarstellung,
Fig. 2 eine Anordnung einer Antriebsklinke an einem Deckel der Verschleißnachstelleinrichtung in einer 3D-Darstellung,
Fig. 3 den schematischen Aufbau der Verschleißnachstelleinrichtung mit der mit einem Ritzel in Eingriff stehenden Antriebsklinke in einem ausschnittsweise dargestellten Längsschnitt,
Fig. 4 die optimierte Antriebsklinke in einem ersten Ausführungsbeispiel mit einer c- förmigen Aussparung in einer Biegung zwischen einem Plattenabschnitt und einer Klinkenzunge in einer perspektivischen Ansicht, und
Fig. 5 die optimierte Antriebsklinke in einem zweiten Ausführungsbeispiel mit der durch eine eingeprägte Sicke versteiften Klinkenzunge in einer perspektivischen Ansicht.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht werden.
In Fig. 1 zeigt eine Explosionszeichnung einer Kupplung 1 mit einer mit einem Gehäuse, insbesondere mit einem Deckel 2, fest verbundenen Verschleißnachstelleinrichtung 3. Die Verschleißnachstelleinrichtung 3 besitzt eine Antriebsklinke 4, die im zusammengebauten Zustand mit einem Ritzel 5 in Eingriff steht. Durch Antreiben des Ritzels 5 wird eine Anpressplatte 6 translatorisch verschoben, um den Verschleiß der Kupplung 1 zu kompensieren und einen verschleißbedingten, hohen Kraftaufwand zu vermeiden.
Die Antriebsklinke 4 wird gemäß Fig. 2 mit dem Deckel 2 der Kupplung 1 fest verbun- den und weist einen Plattenabschnitt 7 auf, der in einer Referenzebene 8 liegt, die senkrecht auf der die Axialrichtung festlegenden Rotationsachse der Kupplung 1 orthogonal steht. Der Plattenabschnitt 7 ist an einem radial äußeren Ende 9 über eine Biegung 10 mit einer Klinkenzunge 1 1 verbunden. Die Klinkenzunge 1 1 ist von geringerer Breite als der Plattenabschnitt 7 und steht mit der Verzahnung des Ritzels 5 im Eingriff. Die Biegung 10 ist so gestaltet, dass die Klinkenzunge 1 1 etwa im rechten Winkel zu dem Plattenabschnitt 7 steht.
An dem radial äußeren Ende 9 des Plattenabschnitts 7 ist ein Befestigungsloch 12 eingebracht, durch das eine Anschlagseinrichtung 13 geführt wird. Das Befestigungs- loch 12 liegt etwa mittig in der Breite des Plattenabschnitts 7.
In Fig. 3 wird der schematische Aufbau einer Verschleißnachstelleinrichtung 3 im zusammengebauten Zustand abgebildet. Hierbei ist deutlich erkennbar, dass die Klin-
kenzunge 1 1 der Antriebsklinke 4 senkrecht in die Verzahnung des Ritzels 5 eingreift. Wenn es zu Verschleißerscheinungen an der Kupplung 1 kommt, ist die Verschleißnachstelleinrichtung 3 so ausgelegt, dass über die Klinkenzunge 1 1 der Antriebsklinke 4 das Ritzel 5 angetrieben wird, die rotatorische Bewegung des Ritzels 5 in eine trans- latorische Verschiebung übersetzt wird und die Anpressplatte 6 verschleißkompensierend versetzt wird.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer optimierten Antriebsklinke 4 ist in Fig. 4 dargestellt. Die Antriebsklinke 4 weist im Bereich der Biegung 10 zwischen dem Plattenab- schnitt 7 und der Klinkenzunge 1 1 eine Aussparung 14 auf. Die Aussparung 14 ist nach Art einer Ausstanzung als C-förmiges oder halbmondförmiges Loch ausgestaltet, dessen konkave Seite in Richtung des Befestigungslochs 12 für die Anschlagseinrichtung 13 zeigt und dessen konvexe Seite in die klinkenzungenseitigen Richtung gewandt ist. Die Aussparung 14 kann sich so weit erstrecken, dass sie bis in den Plat- tenabschnitt 7 und bis in die Klinkenzunge 1 1 hineinragt.
Der Radius der Biegung 10 beginnt plattenabschnittsseitig radial innerhalb oder auf der Höhe der radial äußersten Stelle des Befestigungslochs 12. Die Biegung 10 ist so gestaltet, dass im eingebauten Zustand die Klinkenzunge 1 1 exakt im rechten Winkel, also 90°, zum Plattenabschnitt 7 abgekantet ist. Die Klinkenzunge 1 1 erstreckt sich also in Axialrichtung der Rotationsachse der Kupplung 1 und steht senkrecht mit dem Ritzel 5 im Eingriff. Zwischen dem Befestigungsloch 12 und der Aussparung 14 ist ein in der Referenzebene 8 liegender Blechabschnitt vorhanden, der nach Art eines ringförmigen Blechrands ausgestaltet ist.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel der optimierten Antriebsklinke 4 gemäß Fig. 5 ist eine Sicke 15 in das Blech der Klinkenzunge 1 1 eingebracht / eingeprägt. Die Sicke 15 erstreckt sich länglich in Axialrichtung und weist vorzugsweise abgerundete Ecken mit einem Radius der halben Breite der Sicke 15 auf. Die Sicke 15 ist insbesondere im unteren Teil der Klinkenzunge 1 1 bis zu einer distalen Spitze 16, die zum Kontaktieren des Ritzels 5 ausgelegt ist, angeordnet, kann sich aber auch bis in der oberen Teil der Klinkenzunge bis in den Bereich der Biegung 10 erstrecken. Die Sicke 15 ist maximal nur so tief in die Klinkenzunge 1 1 eingebracht, dass die Dicke der Klinkenzunge 1 1
geringer als die Zahnweite des Ritzels 5 ist und die distale Spitze 16 in die Verzahnung eingreifen kann.
Die Merkmale der Ausführungsbeispiele 1 und 2 gemäß Fig. 4 und Fig. 5 können mit- einander kombiniert werden, so dass die optimierte Antriebsklinke 4 sowohl eine Aussparung 14 im Bereich der Biegung 10 als auch eine Sicke 15, die in der Klinkenzunge 1 1 eingebracht ist, aufweist.
Zurückkommend auf Fig. 1 wird an dem Deckel 2, in den eine Drahtring 17 eingesetzt ist, eine Tellerfeder 18 zusammen mit einer Stützfeder 19 über Zentrierbolzen 20 radial festgelegt angebracht. Beim Antreiben des Ritzels 5 der Verschleißnachstelleinheit 3 verändert eine Stelleinrichtung nach Art eines Verstellrings 21 die Position der Anpressplatte 6. Der Verstellring 21 weist Nocken 22 auf, die bei einer Drehung des Verstellrings den axialen Abstand der Anpressplatte 6 zur Tellerfeder 18 vergrößern und somit den Verschleiß kompensieren.
Zurückkommend auf Fig. 2 wird die über eine Vorspannfeder 23 vorgespannte Antriebsklinke 4 mit Nieten 24 an dem Deckel 2 befestigt. In das Befestigungsloch 12 greift eine Anschlagseinrichtung 13 etwa nach Art eines Gewindestifts 25 oder einer Madenschraube ein, die beispielsweise über eine Einnietmutter 26 befestigt wird.
Bezuqszeichenliste Kupplung
Deckel
Verschleißnachstelleinnchtung
Antriebsklinke
Ritzel
Anpressplatte
Plattenabschnitt
Referenzebene
radial äußeres Ende
Biegung
Klinkenzunge
Befestigungsloch
Anschlagseinrichtung
Aussparung
Sicke
distale Spitze
Drahtring
Tellerfeder
Stützfeder
Zentrierbolzen
Verstellring
Nocken
Vorspannfeder
Nieten
Gewindeschraube
Einnietmutter