-
Die Erfindung betrifft eine Rücklaufsperre für eine weggesteuerte Nachstelleinrichtung für eine Reibkupplung, die die Abnahme der Reibbeläge der Reibelemente infolge von Verschleiß derart ausgleicht, dass der Abstand zwischen den Reibelementen und zugleich der Stellweg für Betätigungselemente zum Anpressen beziehungsweise Lösen der Reibelemente (nahezu) konstant bleibt.
-
Eine weggesteuerte Nachstelleinrichtung ist zum Beispiel aus der
WO 2010/020205 A1 bekannt. Hierin ist ein Freilaufritzel beschrieben, welches über einen Schneckentrieb einen verdrehbaren Rampenring in Umfangsrichtung antreibt, wodurch eine Anpressplatte mit Gegenrampe axial bewegt wird. Über eine Klinke, die in das Freilaufritzel eingreift, wird bei einer Zunahme des Stellwegs der Anpressplatte das Freilaufritzel um die entsprechende Wegzunahme vorgestellt. Um die neue Einstellung zu fixieren, sind mehrere Sperrklinken vorgesehen, welche das Freilaufritzel in mehreren diskreten Positionen, die kleiner sind als der Zahnabstand, arretiert. Darüber ist eine ausreichend feine Einstellung der Nachstelleinrichtung möglich. Es hat sich aber herausgestellt, dass bei einer Anordnung, wie sie zum Beispiel in der WO 2010/020205 A1 gezeigt ist, bei einzelnen Sperrklinken dennoch eine Relativbewegung zwischen der Sperrklinke und dem Freilaufritzel möglich ist. Somit entstehen Schwankungen in der Nachstellgenauigkeit.
-
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
-
Die Erfindung betrifft eine Rücklaufsperre für eine weggesteuerte Nachstelleinrichtung für eine Reibkupplung, die zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- – ein Freilaufritzel mit Freilaufverzahnung, das zum Verstellen eines Stellrings eingerichtet ist; und
- – eine Mehrzahl von Sperrklinken zum Sperren der Gegenlaufrichtung des Freilaufritzels,
wobei zumindest zwei der Sperrklinken, zueinander geneigt sind. Insbesondere sind die besagten Sperrklinken in ihrem nicht-vorgespannten Ausgangszustand zueinander geneigt.
-
Die Rücklaufsperre verhindert, wie oben beschrieben, dass eine Nachstellung wieder aufgehoben wird. Dadurch wird der Abstand zwischen Komponenten der Reibkupplung nahezu konstant gehalten. Die Nachstellung wird mittels eines Stellrings erreicht, welcher zum Beispiel Rampen aufweist, die mit korrespondierenden Gegenrampen, zum Beispiel an der Anpressplatte, derart zusammenwirken, dass die Anpressplatte in eine Rückrichtung axial verschiebbar ist. Das Freilaufritzel, welches den Stellring betätigt, zum Beispiel über einen Schneckentrieb, wird selbst über eine Stellklinke angetrieben. Diese Stellklinke greift in die Freilaufverzahnung ein und dreht das Freilaufritzel in Freilaufrichtung, wenn der Einrückweg, zum Beispiel durch Setzerscheinungen, verlängert worden ist. Die gegenläufige Verdrehrichtung des Freilaufritzels wird über eine der Sperrklinken verhindert. Die Mehrzahl der Sperrklinken definiert dabei jeweils einen unterschiedlichen diskreten Stellpunkt, so dass die Einstellung des Freilaufritzels feiner ist als die Abstände der Zähne der Freilaufverzahnung.
-
Vorzugsweise sind die zumindest zwei zueinander geneigten Sperrklinken in unterschiedlichen, vorzugsweise zumindest in axialer Richtung der Reibkupplung beabstandeten, Lagen angeordnet.
-
Vorteilhafterweise greift jede der Sperrklinken in einem gleichen Winkel zum Radius des Ritzels in die Freilaufverzahnung ein. Somit sind dabei die Sperrklinken jeweils in einem gleichen Winkel zum Radius des Ritzels ausgerichtet, so dass sie jeweils die gleichen Wirkeigenschaften in den verschiedenen diskreten Stellpunkten aufweisen. Hierdurch kann verhindert werden, dass in verschiedenen diskreten Stellpunkten unterschiedliche Schwankungen bei der Nachstellung auftreten.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Rücklaufsperre ist eine erste Sperrklinke nur im Eingriff, wenn die weiteren Sperrklinken nicht im Eingriff sind.
-
Die Mehrzahl der Sperrklinken ist hierbei so eingerichtet, dass sie nur in unterschiedlichen diskreten Positionen die Gegenlaufrichtung des Freilaufritzels sperren. Sind beispielsweise vier Sperrklinken vorgesehen, so greift zum Beispiel die erste Sperrklinke in einen ersten Zahn der Freilaufverzahnung ein, bei einer weiteren Drehung des Freilaufritzels greift die zweite Sperrklinke in den ersten Zahn und so weiter bis zur vierten Sperrklinke und darauf folgend greift wiederum die erste Sperrklinke in den folgenden zweiten Zahn der Freilaufverzahnung ein. Vorteilhafterweise sind dabei die diskreten Positionen der Sperrklinken gleichmäßig über den Zahnabstand verteilt. Zudem wird verhindert, dass eine Überdefinition der diskreten Position stattfindet. Durch eine Überdefinition können ebenfalls Schwankungen in der Nachstellposition entstehen.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Rücklaufsperre liegt eine Sperrklinke, die in einen Zahn der Freilaufverzahnung eingreift, zugleich an einem benachbarten Zahn der Freilaufverzahnung an.
-
In dieser Konfiguration greift die Sperrklinke mit ihrer Spitze in einen Zahn der Freilaufverzahnung ein und liegt mit ihrer dem Freilaufritzel zugewandten Seite an einem benachbarten Zahn an. Dadurch wird verhindert, dass die Sperrklinke auf der Zahnflanke rutschen kann und somit eine Schwankung der Nachstellposition verhindert.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Rücklaufsperre wirkt eine Sperrklinke, die in einen Zahn der Freilaufverzahnung eingreift, nur gegen die Spitze des Zahns.
-
Bei einer Einrichtung, bei der die Sperrklinke nur gegen die Spitze des Zahns wirkt, ist die Nachstellposition eindeutig definiert. Häufig neigt sich die Zahnflanke der Freilaufverzahnung nach vorne, so dass ein Wirken der Sperrklinke gegen einen weiter am Zahngrund liegenden Bereich des Zahns zu einer unerwünschten Rückdrehung des Freilaufritzels in Gegenlaufrichtung führen würde. Um dies zu erreichen, kann an der Sperrklinke ein Abstandhalter vorgesehen sein. Besonders vorteilhaft wird der Abstandhalter durch ein Anlegen der Sperrklinke an einen benachbarten Zahn wie oben beschrieben erreicht.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Nachstelleinrichtung zum weggesteuerten Nachstellen einer Anpressplatte in einer Reibkupplung vorgeschlagen, die zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- – einen Stellring mit Rampe zum Erzeugen eines veränderbaren Abstands zur Anpressplatte mittels Verdrehen des Stellrings;
- – eine Stelleinheit zum Verdrehen des Stellrings; und
- – eine Rücklaufsperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche für die Stelleinheit.
-
Die Nachstelleinrichtung ist beispielsweise eine Nachstelleinrichtung, wie sie im Stand der Technik bekannt ist. Hierbei wird ein Stellring mit einer Rampe gegenüber einer Gegenrampe auf einer Anpressplatte verdreht, und somit der Abstand zwischen dem Stellring und der Anpressplatte verändert. Der Stellring wird über eine Stelleinheit angetrieben, die zum Beispiel mittels eines Schneckenradtriebs den Stellring vorwärts dreht. Diese Stelleinheit weist eine Rücklaufsperre gemäß der obigen Beschreibung auf, die ein Freilaufritzel umfasst. Dabei kann die hier beschriebene Rücklaufsperre eine konventionelle Rücklaufsperreinrichtung ohne weitere Umbaumaßnahmen an der Nachstelleinrichtung ersetzen.
-
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Reibkupplung zum lösbaren Verbinden einer Abtriebswelle mit einem Antriebsstrang vorgeschlagen, die zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- – zumindest ein Reibpaket mit zumindest einer Anpressplatte und mit zumindest einer Reibscheibe;
- – eine Nachstelleinrichtung nach der vorliegenden Erfindung zur abnutzungsgemäßen Anpassung eines Abstands zwischen der zumindest einen Anpressplatte und der zumindest einen Reibscheibe.
-
Die Reibkupplung ist dazu eingerichtet, ein Drehmoment schaltbar von einer Abtriebswelle auf einen Antriebsstrang zu übertragen. Die Abtriebswelle ist dabei beispielsweise die Abtriebswelle einer Verbrennungskraftmaschine und der Antriebsstrang beispielsweise der eines Kraftfahrzeugs. Die lösbare Verbindung wird dabei mittels eines Reibpakets bewirkt, welches zumindest eine Anpressplatte und zumindest eine Reibscheibe aufweist. Die Anpressplatte und die Reibscheibe sind aneinander pressbar und voneinander trennbar. Wird die Anpressplatte gegen die Reibscheibe gepresst, so ist über die entstehende Reibkraft ein Drehmoment übertragbar, so dass dieses von der Abtriebswelle auf den Antriebsstrang übertragbar ist. Aufgrund eines wiederholten Trennens und Anpressens der Anpressplatte gegen die Reibscheibe nutzen sich die Reibbeläge ab und der Abstand zwischen Anpressplatte und Reibscheibe vergrößert sich.
-
Damit entsprechend die Betätigungsvorrichtung, welche die Anpressplatte gegen die Reibscheibe presst, nicht einen übermäßigen Einrückweg über die gesamte Lebensdauer der Reibkupplung aufweisen muss und vor allem sich für den Nutzer über die Lebensdauer der Reibkupplung der Kupplungspunkt verschiebt, wird die Anpressplatte über die Nachstelleinrichtung auf einem (nahezu) konstanten Abstand zur Reibscheibe gehalten beziehungsweise der Abstand zwischen den Reibbelägen wird konstant gehalten. Durch die Verwendung der Rücklaufsperre gemäß der obigen Beschreibung treten hierbei keine Schwankungen auf.
-
In einem weiterem Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches eine Antriebseinheit mit einer Abtriebswelle, einen Antriebsstrang und eine Reibkupplung gemäß der obigen Beschreibung aufweist.
-
Mit der hier vorgeschlagenen Reibkupplung ist es möglich, für den Nutzer des Kraftfahrzeugs einen konstanten Kupplungspunkt trotz Abnutzung der Reibbeläge zu gewährleisten. Insbesondere können in der Reibkupplung Betätigungsvorrichtungen verwendet werden, die einen sehr geringen Einrückhub aufweisen, welcher kaum größer ist als der Abstand zwischen den Reibbelägen im Neuzustand.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kraftfahrzeugs ist die Antriebseinheit im Kraftfahrzeug vor einer Fahrerkabine und quer zu einer Längsachse des Kraftfahrzeugs angeordnet.
-
Die meisten Kraftfahrzeuge weisen heutzutage einen Frontantrieb auf und ordnen daher bevorzugt die Antriebseinheit, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine oder ein Elektromotor, vor der Fahrerkabine und quer zur Hauptfahrrichtung an. Der Bauraum ist gerade bei einer solchen Anordnung besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, eine Kupplung kleiner Baugröße zu verwenden.
-
Verschärft wird die Bauraumsituation bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Aggregate in einem Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner. Die oben beschriebene Rücklaufsperre erlaubt ein sehr exaktes einstellen eines nahezu konstanten Stellwegs, so dass die Betätigungselemente nur eine Einrücklänge gewährleisten müssen, die der Solleinrückweglänge entspricht. Daher können kleinere Betätigungselemente verwendet werden. Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht, Leistung eingeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beispielsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen Fox oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo Mito, Volkswagen Polo, Ford Fiesta oder Renault Clio.
-
Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
-
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
-
1: eine Reibkupplung im Schnitt,
-
2: ein Freilaufritzel in Ausgangsposition mit unterschiedlicher Speerklinkenausrichtung,
-
3: ein Freilaufritzel in erster gesperrter Position mit unterschiedlicher Speerklinkenausrichtung,
-
4: ein Freilaufritzel in zweiter gesperrter Position mit unterschiedlicher Speerklinkenausrichtung,
-
5: ein Freilaufritzel mit gleicher Sperrklinkenausrichtung,
-
6: ein Freilaufritzel in erster gesperrter Position mit gleicher Sperrklinkenausrichtung,
-
7: ein Freilaufritzel in zweiter gesperrter Position mit gleicher Sperrklinkenausrichtung, und
-
8: ein Kraftfahrzeug mit Reibkupplung.
-
1 zeigt eine Reibkupplung 3 im Schnitt, die ein Reibpaket 22 aufweist, welches eine Anpressplatte 16 und eine Reibscheibe 23 umfasst. Die Anpressplatte 16 wird mittels einer Betätigungsfeder 30 entlang des Kupplungswegs 24 gegen die Reibscheibe 23 gepresst. Damit der Kupplungsweg 24 konstant bleibt, ist zwischen der Betätigungsfeder 30 und der Anpressplatte 16 ein Stellring 6 mit einer Rampe 17 vorgesehen. Hierüber ist der veränderbare Abstand 18 zwischen der Betätigungsfeder 30 und der Anpressplatte 16 nachstellbar. Diese Nachstellung wird mittels eines Freilaufritzels 4 und einer Stellklinke 29 sensiert. Über das Freilaufritzel 4 wird zugleich der Stellring 6 entsprechend verdreht und so der veränderbare Abstand 18 eingestellt. Weiterhin ist eine erste Sperrklinke 7 und eine zweite Sperrklinke 8 zu erkennen, die die Rückstellsperre 1 bilden. Die Stelleinheit 19 umfasst ein Freilaufritzel 4 und einen Stellring 6. Die Nachstelleinheit 2 umfasst eine Rücklaufsperre 1 und eine Stelleinheit 19.
-
In den 2 bis 7 ist das Prinzip der Rücklaufsperre 1 gezeigt, wobei in den 2 bis 4 eine konventionelle Rücklaufsperre schematisch gezeigt ist und in den 5 bis 7 die hier beschriebene Rücklaufsperre gezeigt ist. In 2 befindet sich das Freilaufritzel 4 mit der Freilaufverzahnung 5 und der Gegenlaufrichtung 9 in einer undefinierten Position. Weder die erste Sperrklinke 7 noch die zweite Sperrklinke 8 sind im Eingriff. In 3 ist das Freilaufritzel 4 entgegen der Gegenlaufrichtung vorgedreht und die erste Sperrklinke 7 ist bei dem ersten Zahn 12 im Eingriff und liegt an dem ersten benachbarten Zahn 14 an. Zwischen der ersten Sperrklinke 7 und dem Radius 11 des Freilaufritzels 4 liegt ein Winkel 10. In 4 ist das Freilaufritzel 4 noch weiter gedreht, so dass die zweite Sperrklinke 8 im Eingriff ist. Hierbei liegt zwischen dem Radius 11 ein Winkel 10, der sich von dem Winkel 10 in 3 unterscheidet. Weiterhin ist zwischen dem Freilaufritzel 4 und der zweiten Sperrklinke 8 ein Spiel 31 vorhanden, so dass die Position des Freilaufritzels 4 hier nicht exakt definiert ist.
-
In 5 ist das Freilaufritzel 4 wie in 2 wiederum in einer undefinierten Position. In 6 ist die erste Sperrklinke 7 im Eingriff und in einem Winkel 10 zum Radius 11 angeordnet. Dabei greift die erste Sperrklinke 7 in einen ersten Zahn 12 und liegt an einem ersten benachbarten Zahn 14 der Freilaufverzahnung 5 des Freilaufritzels 4 an. In 7 ist die zweite Sperrklinke 8 im Eingriff und greift in den zweiten Zahn 13 ein und liegt am zweiten benachbarten Zahn 15 an. Dabei ist zwischen der zweiten Sperrklinke 8 und dem Radius 11 ein gleicher Winkel 10 wie in 6 zwischen der ersten Sperrklinke 7 und dem Radius 11. Die beiden Sperrklinken 7, 8 sind, insbesondere in ihrem jeweils nicht-vorgespannten Ausgangszustand, zueinander geneigt und vorzugsweise in unterschiedlichen, zumindest in axialer Richtung der Reibkupplung 3 beabstandeten Lagen angeordnet. Insbesondere sind die beiden Sperrklinken 7, 8 auf zwei unterschiedliche Klinkenbleche aufgeteilt.
-
In 8 ist ein Kraftfahrzeug 25 gezeigt, welches eine Antriebseinheit 26 aufweist, die über ihre Abtriebswelle mittels einer Reibkupplung 3 mit einem rein schematisch dargestellten Abtriebsstrang 21 verbunden ist. Die Antriebseinheit 26 ist vor der Fahrerkabine 27 des Kraftfahrzeugs 25 mit ihrer Motorachse 32 quer zur Längsachse 28 ausgerichtet.
-
Mit der hier vorgeschlagenen Rücklaufsperre ist es möglich, das Freilaufritzel in jeweils gleichen klar definierten Positionen ohne Spiel zu halten.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Rücklaufsperre
- 2
- Nachstelleinrichtung
- 3
- Reibkupplung
- 4
- Freilaufritzel
- 5
- Freilaufverzahnung
- 6
- Stellring
- 7
- erste Sperrklinke
- 8
- zweite Sperrklinke
- 9
- Gegenlaufrichtung
- 10
- Winkel
- 11
- Radius
- 12
- erster Zahn
- 13
- zweiter Zahn
- 14
- erster benachbarter Zahn
- 15
- zweiter benachbarter Zahn
- 16
- Anpressplatte
- 17
- Rampe
- 18
- veränderlicher Abstand
- 19
- Stelleinheit
- 20
- Abtriebswelle
- 21
- Antriebsstrang
- 22
- Reibpaket
- 23
- Reibscheibe
- 24
- Kupplungsweg
- 25
- Kraftfahrzeug
- 26
- Antriebseinheit
- 27
- Fahrerkabine
- 28
- Längsachse
- 29
- Stellklinke
- 30
- Betätigungsfeder
- 31
- Spiel
- 32
- Motorachse
-
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
-