DE10129795B4

DE10129795B4 - Axialverstellvorrichtung mit Abfederung im Rücklauf

Info

Publication number: DE10129795B4
Application number: DE10129795A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl.-Ing. Hülsebusch; Holger Dipl.-Ing. Seidl; Frank Dipl.-Ing. Böttger; Alexey Dipl.-Ing. Katsnelson; Raymond Harborne LeGallais; Nikolaus Mayr
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2021-06-21
Also published as: US7000492B2; JP4071557B2; DE10129795A1; JP2003065420A; US20020194941A1

Abstract

Axialverstellvorrichtung umfassend
zwei relativ zueinander verdrehbare koaxial zueinander gelagerte Scheiben (24, 29), zwischen denen in über dem Umfang tiefenveränderlichen Paaren von Kugelrillen (34, 39) Kugeln (35) geführt sind;
von den Scheiben (24, 29) ist eine axial abgestützt und eine gegen elastische Rückstellkräfte von Federmitteln (33) axial verschiebbar;
zumindest eine der Scheiben ist von einem Antriebsmotor (11) über ein Rädergetriebe antreibbar, wobei
Federmittel vorgesehen sind, die beim Rücklauf der Scheiben (24, 29) nach Erreichen der durch die größte Rillentiefe dargestellten Endlage der Kugeln in den Kugelrillen ein Überschwingen der antreibbaren Scheibe gegen elastische Rückstellkräfte der Federmittel zulassen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialverstellvorrichtung umfassend zwei relativ zueinander verdrehbare koaxial zueinander gelagerte Scheiben, zwischen denen in über dem Umfang tiefenveränderlichen Paaren von Kugelrillen in den Scheiben Kugeln geführt sind; von den Scheiben ist eine axial abgestützt und eine gegen elastische Rückstellkräfte von Federmitteln axial verschiebbar; zumindest eine der Scheiben ist über ein Verzahnungsgetriebe von einem Antriebsmotor antreibbar.

Hierbei kann eine drehend angetriebene Scheibe zugleich die sich axial verschiebende sein, was jedoch die Ausnahme darstellt. Üblicherweise wird die abgestützte Scheibe drehend angetrieben und die sich ihrerseits über die Kugeln an dieser abstützende axial verschiebbare Scheibe verdrehfest gehalten.

Zum Betätigen der Axialverstellvorrichtung wird der Antriebsmotor in einer ersten Drehrichtung angetrieben, wobei die mit ihm über Untersetzungsstufen gekoppelte zumindest eine der Scheiben verdreht wird und die sich an der axial abgestützten Scheibe ihrerseits abstützende axial verschiebbare Scheibe gegen elastische Rückstellkräfte der Federmittel axial verschoben wird.

Die in den Paaren von Kugelrillen an Endanschlägen anliegenden Kugeln, die dort zugleich in den tiefsten Rillenabschnitten liegen, laufen durch das relative Verdrehen der Scheiben gegeneinander zu flacheren Rillenabschnitten, wodurch sich die Scheiben voneinander wegdrücken.

Wird der Antriebsmotor in Gegenrichtung angetrieben oder stromlos gesetzt, so wird durch die elastische Rückstellkraft der Federmittel auf die verschiebbare Scheibe diese zurückgeschoben und die zumindest eine drehend antreibbare Scheibe aktiv vom Antriebsmotor oder über die Wirkung der Kugeln in den Kugelrillen zurückgedreht, bis die Kugeln in ihren Paaren von Kugelrillen gleichzeitig an den Endanschlägen anschlagen. Mit diesem Anschlagen der Kugeln an den Enden der Kugelrillen werden die rotierenden Massen dieses Systems, nämlich die verdrehbare der Scheiben, die Räder des Rädergetriebes sowie die Motorwelle des Antriebsmotors mit der Rotormasse abrupt gestoppt.

Bereits eine elastische Verformung der Motorwelle durch den Impuls beim abrupten Abstoppen der rotierenden Massen kann zum Zahnbruch am Ritzel oder am Rädersatz führen, da die Kraftangriffspunkte in den Verzahnungen durch ein Ausbiegen der Motorwelle nach außen wandern und somit das Ritzel oder der Rädersatz über die Auslegung hinaus belastet werden.

Aus der DE 196 50 039 A1 ist eine Axialverstellvorrichtung zur Betätigung einer Reibungskupplungseinheit aus zwei relativ zueinander verdrehbaren Scheiben, zwischen denen in Rillenpaaren geführte Kugeln gehalten sind, bekannt. Die Verdrehung der einen Scheibe gegenüber der anderen wird durch die Wirkung einer Viscokupplung bewirkt. Ein von Rückstellfedern bewirkter Rücklauf der gegeneinander verdrehten Scheiben wird durch die Wirkung der Viscokupplung gedämpft. Stöße am Ende des Rücklaufs sind nicht zu besorgen.

Aus der DE 38 15 225 C2 ist eine Axialverstellvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt; hierbei enden die Kugelrillen in ihrer tiefsten Stelle am Ende eines von Rückstellfedern bewirkten Rücklaufs in festen Anschlägen für die Kugeln. Ein Freilauf zum Trennen des Antriebsmotors und des Verzahnungsgetriebes von der antreibbaren Scheibe beim Rücklauf ist hier vorgesehen.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion bereitzustellen, die den Impuls beim Abbremsen der zuvor genannten rotierenden Massen beim Anschlagen der Kugeln schadensfrei aufnehmen kann.

Eine erste Lösung hierfür liegt darin, daß Federmittel vorgesehen sind, die beim Rücklauf der Scheiben nach Erreichen der durch die größte Rillentiefe dargestellten Endlage der Kugeln in den Kugelrillen ein Überschwingen der antreibbaren Scheibe gegen elastische Rückstellkräfte der Federmittel zulassen. Dies erlaubt es, daß in begrenztem Umfang ein Weiterdrehen des stromlos gesetzten Motors oder des gegebenenfalls elektrisch gebremsten Motors ohne mechanische Überlasten möglich ist, wobei die rotierenden Massen dann abgefedert und vorzugsweise zusätzlich gedämpft abgebremst werden können.

Nach einer ersten Ausführung ist vorgesehen, daß eines der Räder des Rädergetriebes voneinander getrennte Naben- und Zahnkranzelement umfaßt, die sich über Federmittel elastisch gegeneinander abstützen, wobei die Federmittel insbesondere in Umfangsrichtung in den Naben- und Zahnkranzelementen einliegende Schraubendruckfedern sein können.

Eine andere Ausführung geht dahin, daß die nicht angetriebene der Scheiben mit einem Halteelement im Gehäuse verdrehfest gehalten ist, das über Federmittel abgestützt elastisch auslenkbar angeordnet ist, wobei das Halteelement insbesondere ein radial zur Scheibe verlagerbarer Haltestift sein kann, der in eine Rastmulde am Scheibenrand eingreift und über Druckfedern elastisch im Gehäuse abgestützt ist.

Ein dritte Ausführung sieht vor, daß die Kugelrillen im Anschluß an die durch die größte Rillentiefe dargestellte Endlage einen ansteigenden Auslauf haben und die Federmittel von den zuerst genannten Federmitteln zur Rückstellung der axial verschiebbaren Scheibe gebildet werden. Diese Federmittel können insbesondere achsparallel zur Scheibe angeordnete Schraubendruckfedern sein.

Eine Lösung sieht vor, daß Federmittel vorgesehen sind, die beim Rücklauf der Scheiben vor Erreichen der Endanschläge in den Kugelrillen durch die Kugeln gegen eine Rückstellkraft elastisch vorgespannt werden. Hierdurch wird bewirkt, daß bereits vor Anschlagen der Kugeln an den Endanschlägen die rotierenden Massen elastisch abgefedert und insbesondere dabei die Federbewegung zusätzlich gedämpft wird. Ein Überschwingen nach Erreichen der Endanschläge ist hierbei grundsätzlich nicht erforderlich. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, die hier genannte Lösung mit der erstgenannten in Kombination zur Anwendung zu bringen.

In einer ersten Ausführung ist vorgesehen, daß die Federmittel von einer an einer der Scheiben befestigten Blattfeder, deren freies Ende mit einem Anschlag an der anderen der Scheiben zusammenwirkt, gebildet werden. Zur Dämpfung kann hierbei das freie Ende der Blattfeder an der anderen der Scheiben vor Erreichen eines Endanschlages entlang gleiten.

Eine zweite Ausführung geht dahin, daß die Federmittel von einem elastischen Gummi- oder Kunststoffelement gebildet werden, das an einer der Scheiben befestigt ist und mit einem Anschlag an der anderen der Scheiben zusammenwirkt . Dieses Gummi- oder Kunststoffelement kann insbesondere eine entsprechende Innendämpfung haben.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer ersten Ausführung mit Federmitteln in einem Mehrscheibenzahnrad in einem Axialschnitt;
2 zeigt das Mehrscheibenzahnrad nach 1 als Einzelheit

a) in axialer Ansicht,
b) im Axialschnitt nach A-A,
c) im Axialschnitt nach B-B;

3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer zweiten Ausführung mit elastisch federndem Haltezapfen

a) in einem Axialschnitt,
b) in axialer Ansicht;

4 zeigt einen Haltezapfen in einer gegenüber 3 abgewandelten Ausführung als vergrößerte Einzelheit;
5 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer dritten Ausführung mit mit den Federnmitteln zusammenwirkender Kugelrillenform in einem Axialschnitt;
6 zeigt eine der Scheiben nach 5 als Einzelheit

a) in axialer Ansicht,
b) mit einer Kugelrillenform gemäß den 1 bis 4,
c) mit einer Kugelrillenform gemäß der 5;

7 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer vierten Ausführung mit Federmitteln, die zwischen den Scheiben wirksam sind, in einer ersten Variante

a) in einem Axialschnitt,
b) in axialer Ansicht;

8 zeigt die zwei Scheiben mit einer Blattfeder nach 7 als Einzelheit

a) im Axialschnitt,
b) in axialer Ansicht,
c) in perspektivischer Ansieht;

9 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in der vierten Ausführung mit Federmitteln, die zwischen den Scheiben wirksam sind, in einer zweiten Variante

a) in einem Axialschnitt,
b) in axialer Ansicht;

10 zeigt die zwei Scheiben nach 9 als Einzelheit

a) in einem Axialschnitt,
b) in axialer Ansicht,
c) in einer perspektivischen Ansicht,
d) als Einzelheit gemäß C-C aus 10b.

In 1 ist eine Axialverstellvorrichtung gemäß der Erfindung in einer Einbausituation gezeigt. An einem Antriebsmotor 11 ragt aus einem Gehäuse 13 das Ende einer Motorwelle 12 hervor. Das Motorgehäuse 13 ist in eine Zentrierbohrung 101 in einer Gehäusewand 102 eingesetzt. Auf dem Wellenende 12 ist ein Wellenzapfen 14 mit einem Antriebsritzel 15 aufgesetzt. In die Gehäusewand 102 ist ein Lagerzapfen 18 eingesetzt, auf dem ein Hülsenritzel 19 über zwei Nadellager 41, 42 unmittelbar gelagert ist. Auf das Hülsenritzel 19 wiederum ist ein mehrteiliges Zahnrad 20 aufgepreßt, das mit dem Ritzel 15 im Verzahnungseingriff ist. Einzelheiten zu diesem Zahnrad 20 werden unten im einzelnen näher beschrieben. Das Hülsenritzel 19 steht mit seiner Verzahnung mit einem Zahnsegment 22 im Verzahnungseingriff, das mit einer ersten Scheibe 24 der Verstellvorrichtung fest verbunden ist. Diese Scheibe 24 ist über ein Nadellager 23 drehbar auf dem Ansatz eines Deckels 25 gelagert, auf dem sie sich über ein Axiallager 26, eine Scheibe 27 und einen Sicherungsring 28 axial abstützt. Die drehend antreibbare Scheibe 24 wirkt mit einer weiteren Scheibe 29 zusammen, die gleitend auf einem Ansatz an der Scheibe 24 gelagert ist und die sich über ein Axiallager 30 und eine Scheibe 31 an Druckfedern 33 im Deckel 25 abstützt. In den Druckfedern 33 liegen Druckstifte 32 ein, die die Stellglieder bilden. In den einander zugewandten Flächen der Scheiben 24, 29 befinden sich Paare von über dem Umfang tiefenveränderlichen Rillen in denen Kugeln 35 laufen, die in einem Kugelkäfig 36 gehalten sind. Jede der Rillen verläuft von einem ersten Anschlag mit größter Rillentiefe zu einem zweiten Anschlag mit geringster Rillentiefe. Die Scheibe 29 hat einen Radialansatz 37 mit einer Führungsklaue 38. Die Führungsklaue 38 gleitet längsverschieblich auf einem Haltestift 40, der in eine Bohrung 105 in einer Gehäusewand 106 fest eingesetzt ist und der auf diese Weise die axialverschiebliche Scheibe 29 verdrehgesichert festhält.
In 2 ist das Zahnrad 20 als vergrößerte Einzelheit dargestellt, wobei die einzelnen Teildarstellungen nachstehend gemeinsam beschrieben werden. Das Zahnrad 20 umfaßt zwei Nabenscheiben 51, 52, die unmittelbar auf das Hülsenritzel 19 aufgepreßt sind. Zwischen beiden ist mit dem erforderlichen Axialspiel ein Zahnkranz 53 drehbeweglich axial fixiert. Sowohl die Nabenscheiben 51, 52 als auch der Zahnkranz 53 weisen Fensterdurchbrüche 54, 55 bzw. Innenausbrüche 56 auf, die in Umfangsrichtung jeweils etwa gleiche Länge haben und in die gemeinsam Schraubendruckfedern 57 eingesetzt sind. Diese wer den von den Fensterdurchbrüchen bzw. Innenausbrüchen lagefixiert gehalten und stützen sich an den Enden der Durchbrüche 54, 55 bzw. Ausbrüche 56 ab. Hierdurch wird bei relativer Verdrehung der Nabenscheiben 51, 52 gegenüber dem Zahnkranz 53 eine axiale Verkürzung der Schraubendruckfedern 57 bewirkt; diese Verkürzung bewirkt eine Rückstellkraft, die der Relativverdrehung entgegenwirkt.
Bei einer positiven Verstellung der Verstellvorrichtung durch den Antriebsmotore 11 wird eine Verdrehung der ersten Scheibe 24 bewirkt und dadurch die zweite Scheibe 29 durch die von tieferen Kugelrillenbereichen zu flacheren Kugelrillenbereichen laufenden Kugeln 35 axial auf dem Deckelansatz gegen die Rückstellkraft der Federn 33 verschoben. Der Deckel 25 ist regelmäßig Teil eines Kupplungskorbes einer Sperrkupplung in einem Differentialgetriebe. Bei einer Rückstellung der Verstellvorrichtung wird die Scheibe 24 durch den Antriebsmotor 11 in der entgegengesetzten Drehrichtung zurückgedreht, bis die Kugeln 35 die Endanschläge in den Kugelrillen 34, 39 erreichen. Das hierdurch bewirkte abrupte Abbremsen der Scheibe 24 wird insofern nicht unmittelbar auf die Rotormasse des Antriebsmotors übertragen, als das Zahnrad 22 unter Verkürzung der Druckfedern 57 ein Überschwingen zuläßt, so daß nur die relativ geringe Masse des Hülsenritzels 19 ungefedert abgebremst wird, während die größere Rotormasse abgefedert wird. Der Antriebsmotor ist regelmäßig ein frequenzmodulierter Elektromotor.
In 3 ist eine Axialverstellvorrichtung gemäß der Erfindung in einer Einbausituation gezeigt. Die Darstellungen nach 3a und 3b werden nachfolgend gemeinsam beschrieben. An einem Antriebsmotor 11 ragt aus einem Gehäuse 13 das Ende einer Motorwelle 12 hervor. Das Motorgehäuse 13 ist in eine Zentrierbohrung 101 in einer Gehäusewand 102 eingesetzt. Auf dem Wellenende 12 ist ein Wellenzapfen 14 mit einem Antriebsritzel 15 aufgesetzt. In die Gehäusewand 102 ist ein Lagerzapfen 18 eingesetzt, auf dem ein Hülsenritzel 19 über zwei Nadellager 41, 42 unmittelbar gelagert ist. Auf das Hülsenritzel 19 wiederum ist ein Zahnrad 20 aufgepreßt, das mit dem Ritzel 15 im Verzahnungseingriff ist. Das Hülsenritzel 19 steht mit seiner Verzahnung mit einem Zahnsegment 22 im Verzahnungseingriff, das mit einer ersten Scheibe 24 der Verstellvorrichtung fest verbunden ist. Diese Scheibe 24 ist über ein Nadellager 23 drehbar auf dem Ansatz eines Deckels 25 gelagert, auf dem sie sich über ein Axiallager 26, eine Scheibe 27 und einen Sicherungsring 28 axial abstützt. Die drehend antreibbare Scheibe 24 wirkt mit einer weiteren Scheibe 29 zusammen, die gleitend auf einem Ansatz an der Scheibe 24 gelagert ist und die sich über ein Axiallager 30 und eine Scheibe 31 an Druckfedern 33 im Kupplungsdeckel 25 abstützt. In den Druckfedern 33 liegen Druckstifte 32 ein, die die Verstellglieder bilden. In den einander zugewandten Flächen der Scheiben 24, 29 befinden sich Paare von über dem Umfang tiefenveränderlichen Rillen 34, 39, in denen Kugeln 35 laufen, die in einem Kugelkäfig 36 gehalten sind. Jede der Rillen 34, 39 verläuft von einem ersten Anschlag mit größter Rillentiefe zu einem zweiten Anschlag mit geringster Rillentiefe. Die Scheibe 29 hat einen Radialansatz 37 mit einer Führungsnut 38'. Die Führungsnut 38' gleitet längsverschieblich auf einem mehrteiligem Haltestift 60, der mit einem Halbkugelkopf 63 in die Führungsnut 38' eingreift und der auf diese Weise die axialverschiebliche Scheibe 29 verdrehgesichert festhält. Der Haltestift 60 ist in einem Hülsenkörper 61 radial zur Scheibenachse gelagert und stützt sich in diesem über Tellerdruckfedern 66 elastisch ab. Der Hülsenkörper ist unmittelbar mit einem Gewinde 62 in eine Bohrung 105 in der Gehäusewand 106 ein gedreht. Bei einer positiven Verstellung der Verstellvorrichtung durch den Antriebsmotor 11 wird eine Verdrehung der ersten Scheibe 24 bewirkt und dadurch die zweite Scheibe 29 durch die von tieferen Kugelrillenbereichen zu flacheren Kugelrillenbereichen laufenden Kugeln 35 axial auf dem Deckelansatz gegen die Rückstellkraft der Federn 33 verschoben. Der Deckel 25 ist regelmäßig Teil eines Kupplungskorbes einer Sperrkupplung in einem Differentialgetriebe. Bei einer Rückstellung der Verstellvorrichtung wird die Scheibe 24 durch den Antriebsmotor 11 in der entgegengesetzten Drehrichtung zurückgedreht, bis die Kugeln 35 die Endanschläge in den Kugelrillen 34, 39 erreichen. Ein hierdurch bewirktes Abbremsen der Scheibe 24 wird insofern abgefedert, als die Scheibe 24 gemeinsam mit der Scheibe 29 unter Verkürzung der Tellerfedern 66 ein Überschwingen vollzieht, so daß das gesamte Rädergetriebe gefedert abgebremst wird, d. h. insbesondere auch die Rotormasse abgefedert wird. Der Konus des Haltestiftes 60 steigt dabei in der zur einen Seite flacher steigend ausgeführten keilförmigen Führungsnut 38'. Die beiden Scheiben 24, 29 bleiben hierbei über die in den Endanschlägen liegenden Kugeln fest angekoppelt. Der Antriebsmotor ist regelmäßig ein frequenzmodulierter Elektromotor.
In 4 ist der elastische Haltestift 60' in einer zweiten Ausführung in vergrößerter Einzelheit gezeigt. Der Haltestift 60' stützt sich hier über zwei Schraubendruckfedern 64, 65 elastisch im Hülsenkörper 61 ab. Anstelle des Halbkugelkopfes ist hier ein Konus 63' vorgesehen.
In 5 ist eine Axialverstellvorrichtung gemäß der Erfindung in einer Einbausituation gezeigt. An einem Antriebsmotor 11 ragt aus einem Gehäuse 13 das Ende einer Motorwelle 12 hervor. Das Motorgehäuse 13 ist in eine Zentrierbohrung 101 in einer Gehäusewand 102 eingesetzt. Auf dem Wellenende 12 ist ein Wellenzapfen 14 mit einem Antriebsritzel 15 aufgesetzt. In die Gehäusewand 102 ist ein Lagerzapfen 18 eingesetzt, auf dem ein Hülsenritzel 19 über zwei Nadellager 41, 42 unmittelbar gelagert ist. Auf das Hülsenritzel 19 wiederum ist ein Zahnrad 20 aufgepreßt, das mit dem Ritzel 15 im Verzahnungseingriff ist. Das Hülsenritzel 19 steht mit seiner Verzahnung mit einem Zahnsegment 22 im Verzahnungseingriff, das mit einer ersten Scheibe 24 der Verstellvorrichtung fest verbunden ist. Diese Scheibe 24 ist über ein Nadellager 23 drehbar auf dem Ansatz eines Deckels 25 gelagert, auf dem sie sich über ein Axiallager 26, eine Scheibe 27 und einen Sicherungsring 28 axial abstützt. Die drehend antreibbare Scheibe 24 wirkt mit einer weiteren Scheibe 29 zusammen, die gleitend auf einem Ansatz an der Scheibe 24 gelagert ist und die sich über ein Axiallager 30 und eine Scheibe 31 an Druckfedern 33 im Deckel 25 abstützt. In den Druckfedern 33 liegen Druckstifte 32 ein, die die Stellglieder bilden. In den einander zugewandten Flächen der Scheiben 24, 29 befinden sich Paare von über dem Umfang tiefenveränderlichen Rillen 34, 39, in denen Kugeln 35 laufen, die in einem Kugelkäfig 36 gehalten sind. Die Scheibe 29 hat einen Radialansatz 37 mit einer Führungsklaue 38. Die Führungsklaue 38 gleitet längsverschieblich auf einem Haltestift 40, der in eine Bohrung 105 in einer Gehäusewand 106 fest eingesetzt ist und der auf diese Weise die axialverschiebliche Scheibe 29 verdrehgesichert festhält.
In 6 ist die Scheibe 29 in Axialansicht gezeigt, wobei der Ansatz 37 und die Führungsklaue 38 als Einzelheiten erkennbar sind. In dieser Darstellung ist die Form der Kugelrillen 39 im einzelnen erkennbar, die von einem ersten Axialanschlagbereich 71 größter Tiefe am Ende A zu einem zweiten Axialanschlag 72 geringster Tiefe am Ende B verlaufen. Die Kugel rillen in der Scheibe 24 bilden in Ansicht das vollständig gleiche Bild, so daß bei bestimmungsgemäßer Montage jeweils Rillenpaare mit ihren ersten Enden A in Deckung gebracht werden können, wobei die Kugel an diesen ersten Endanschlägen A anliegt und die Scheiben ihre am weitesten angenäherte Position haben. Eine relative Verdrehung der Scheiben gegeneinander läßt die Kugeln in beiden Rillen eines Rillenpaares zu den Enden B verlaufen, wodurch sich die axialbewegliche der Scheiben von der axial abgestützten entfernt.
In der Darstellung b ist die Bahnform nach den 1 bis 4 gezeigt, bei der die Kugelanschläge 71, 72 an der tiefsten Stelle A bzw. der flachsten Stelle B der Kugelrille 39 ausgebildet sind und kugelschalenförmig sind.
In der Darstellung c ist die Kugelrillenform gemäß der 5 gezeigt, wobei der tiefste Punkt der Kugelrille 39 am Ende A nicht den Anschlag bildet, sondern statt dessen ein steigender Auslauf 73 vorgesehen ist, der bei einem weiteren Verdrehen der Scheiben über die Endlage hinaus wieder zu einem Entfernen der Scheiben voneinander führt und damit die Druckfedern 33 erneut verkürzt, so daß die Rotormasse und die gesamte Drehmasse des Getriebes über die Rückstellkraft der Druckfedern 33 beim Überschwingen über die Endlage abgefedert wird.
In 7a ist eine Axialverstellvorrichtung gemäß der Erfindung in einer Einbausituation gezeigt. An einem Antriebsmotor 11 ragt aus einem Gehäuse 13 das Ende einer Motorwelle 12 hervor. Das Motorgehäuse 13 ist in eine Zentrierbohrung 101 in einer Gehäusewand 102 eingesetzt. Auf dem Wellenende 12 ist ein Wellenzapfen 14 mit einem Antriebsritzel 15 aufgesetzt. In die Gehäusewand 102 ist ein Lagerzapfen 18 eingesetzt, auf dem ein Hülsenritzel 19 über zwei Nadellager 41, 42 unmittelbar gelagert ist. Auf das Hülsenritzel 19 wiederum ist ein Zahnrad 20 aufgepreßt, das mit dem Ritzel 15 im Verzahnungseingriff ist. Das Hülsenritzel 19 steht mit seiner Verzahnung mit einem Zahnsegment 22 im Verzahnungseingriff, das mit einer ersten Scheibe 24 der Verstellvorrichtung fest verbunden ist. Diese Scheibe 24 ist über ein Nadellager 23 drehbar auf dem Ansatz eines Deckels 25 gelagert, auf dem sie sich über ein Axiallager 26, eine Scheibe 27 und einen Sicherungsring 28 axial abstützt. Die drehend antreibbare Scheibe 24 wirkt mit einer weiteren Scheibe 29 zusammen, die gleitend auf einem Ansatz an der Scheibe 24 gelagert ist und die sich über ein Axiallager 30 und eine Scheibe 31 an Druckfedern 33 im Kupplungsdeckel 25 abstützt. In den Druckfedern 33 liegen Druckstifte 32 ein, die die Stellglieder bilden. In den einander zugewandten Flächen der Scheiben 24, 29 befinden sich Paare von über dem Umfang tiefenveränderlichen Rillen 34, 39, in denen Kugeln 35 laufen, die in einem Kugelkäfig 36 gehalten sind. Jede der Rillen verläuft von einem ersten Anschlag mit größter Rillentiefe zu einem zweiten Anschlag mit geringster Rillentiefe. Die Scheibe 29 hat einen Radialansatz 37 mit einer Führungsklaue 38. Die Führungsklaue 38 gleitet längsverschieblich auf einem Haltestift 40, der in eine Bohrung 105 in einer Gehäusewand 106 fest eingesetzt ist und der auf diese Weise die axialverschiebliche Scheibe 29 verdrehgesichert festhält.
In der Ansicht der 7b ist erkennbar, daß am Ansatz 37 der Scheibe 29 eine Blattfeder 81 angeschraubt ist, deren freies Ende mit einer Anlaufkurve 82 am Zahnsegment 22 der ersten Scheibe 24 zusammenwirkt. Hierbei gleitet das Ende der Blattfeder 81 zunächst an der Anlaufkurve 82 unter Erzeugung von Reibungskräften entlang, bis es an einem Anschlag 83 am Zahnsegment 22 anschlägt und die Blattfeder 81 beim weiteren Verdrehen verkürzt wird. Der wirksame Eingriff der Blattfeder am Anschlag 83 erfolgt hierbei bereits bevor die Kugeln die Endanschläge in den Kugelrillen erreicht haben.
In 8 sind die gleichen Einzelheiten wie in 7 mit gleichen Ziffern bezeichnet. Auf die dortige Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. Weitere Einzelheiten sind nicht zu erwähnen.
In 9a ist eine Axialverstellvorrichtung gemäß der Erfindung in einer Einbausituation gezeigt. An einem Antriebsmotor 11 ragt aus einem Gehäuse 13 das Ende einer Motorwelle 12 hervor. Das Motorgehäuse 13 ist in eine Zentrierbohrung 101 in einer Gehäusewand 102 eingesetzt. Auf dem Wellenende 12 ist ein Wellenzapfen 14 mit einem Antriebsritzel 15 aufgesetzt. In die Gehäusewand 102 ist ein Lagerzapfen 18 eingesetzt, auf dem zweiteiliges Zahnrad läuft. Dieses ist derart aufgebaut, daß ein Hülsenritzel 19 über zwei Nadellager 41, 42 unmittelbar auf dem Zapfen 18 gelagert ist. Auf die Ritzelhülse 19 wiederum ist ein Zahnrad 20 aufgepreßt, das mit dem Ritzel 15 im Verzahnungseingriff ist. Einzelheiten zu diesem Zahnrad 20 werden unten im einzelnen näher beschrieben. Die Ritzelhülse 19 steht mit ihrer Verzahnung mit einem Zahnsegment 22 im Verzahnungseingriff, das mit einer ersten Scheibe 24 der Verstellvorrichtung fest verbunden ist. Diese Scheibe ist über ein Nadellager 23 drehbar Hülseneinsatz 21 gelagert, auf dem sie sich über ein Axiallager 26, eine Scheibe 27 und einen Sicherungsring 28 axial abstützt. Die drehend antreibbare Scheibe 24 wirkt mit einer weiteren Scheibe 29 zusammen, die gleitend auf der Scheibe 24 gelagert ist und die sich über ein Axiallager 30 und eine Scheibe 31 an Druckfedern 33 im Kupplungsdeckel 25 abstützt. In den einander zugewandten Flächen der Scheiben 24, 29 befinden sich Paare von über dem Umfang tiefenveränderlichen Rillen 34, 39, in denen Kugeln 35 laufen, die in einem Kugelkäfig 36 gehalten sind. Jede der Rillen verläuft von einem ersten Anschlag mit größter Rillentiefe zu einem zweiten Anschlag mit geringster Rillentiefe. Die Scheibe 29 hat einen Radialansatz 37 mit einer Führungsklaue 38. Die Führungsklaue 38 gleitet längsverschieblich auf einem Haltestift 40, der in eine Bohrung 105 in einer Gehäusewand 106 fest eingesetzt ist und der auf diese Weise die axialverschiebliche Scheibe 29 verdrehgesichert festhält.
In der Ansicht der 9b ist anstelle der anhand 7b erläuterten Blattfeder hierbei zwischen den beiden Scheiben ein elastisches Element 91 wirksam, das am Ansatz 37 der Scheibe 29 angeschraubt ist und gegen das ein Puffersteg 92, der mit Schrauben 93, 94 am Scheibensegment 22 angeschraubt ist, einwirkt. Der wirksame Anschlag des Puffersteges 92 am elastischen Element 91 erfolgt hierbei bereits bevor die Kugeln die Endanschläge in den Kugelrillen erreicht haben.
In 10 ist zusätzlich zu den genannten Einzelheiten eine Schraube 95 erkennbar, die das elastische Element 91 an dem Ansatz 27 festhält.
Bei einem Rückdrehen der Scheibe 24 durch den Antriebsmotor 11 wird mit den Mitteln der Vorrichtungen gemäß den 7 bis 10 erreicht, daß bereits vor Erreichen der Endanschläge in den Kugelrillen die Rotormasse und die gesamte Drehmasse des Getriebes gegenüber der drehfest gehaltenen Scheibe 29 abgebremst wird, bevor die Endanschläge in den Kugelrillen erreicht werden. Danach wird die Wirkung der Federelemente ein gewisses Zurückdrehen von den Endanschlägen weg bewirken, soweit dies im Verhältnis zur Rückstellkraft der Schraubendruckfedern 33 möglich ist.

11: Antriebsmotor
12: Motorwelle
13: Motorgehäuse
14: Wellenzapfen
15: Antriebsritzel
16
17
18: Lagerzapfen
19: Hülsenritzel
20: Zahnrad
21
22: Zahnsegment
23: Nadellager
24: Scheibe
25: Deckel
26: Axiallager
27: Scheibe
28: Sicherungsring
29: Scheibe
30: Axiallager
31: Scheibe
32: Druckstift
33: Druckfeder
34: Rille
35: Kugel
36: Käfig
37: Radialansatz
38: Führungsklaue, -nut
39: Rille
40: Haltestift
41: Nadellager
42: Nadellager
51: Nabenscheibe
52: Nabenscheibe
53: Zahnkranz
54: Fensterdurchbruch
55: Fensterdurchbruch
56: Innenausbruch
57: Druckfeder
60: Haltestift
61: Hülsenkörper
62: Gewinde
63: Halbkugel, Konus
101: Zentrierbohrung
102: Gehäusewand
103: Bohrung
104–105: Bohrung
106: Gehäusewand

Claims

Axialverstellvorrichtung umfassend zwei relativ zueinander verdrehbare koaxial zueinander gelagerte Scheiben (24, 29), zwischen denen in über dem Umfang tiefenveränderlichen Paaren von Kugelrillen (34, 39) Kugeln (35) geführt sind; von den Scheiben (24, 29) ist eine axial abgestützt und eine gegen elastische Rückstellkräfte von Federmitteln (33) axial verschiebbar; zumindest eine der Scheiben ist von einem Antriebsmotor (11) über ein Rädergetriebe antreibbar, wobei Federmittel vorgesehen sind, die beim Rücklauf der Scheiben (24, 29) nach Erreichen der durch die größte Rillentiefe dargestellten Endlage der Kugeln in den Kugelrillen ein Überschwingen der antreibbaren Scheibe gegen elastische Rückstellkräfte der Federmittel zulassen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Räder (20) des Rädergetriebes voneinander getrennte Naben-(51, 52) und Zahnkranzelemente (53) umfaßt, die sich über Federmittel elastisch gegeneinander abstützen. (05)
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel in Umfangsrichtung in den Naben- und Zahnkranzelementen einliegende Schraubendruckfedern (57) sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht angetriebene der Scheiben (24, 29) mit einem Halteelement (60) im Gehäuse verdrehfest gehalten ist, das über Federmittel abgestützt elastisch auslenkbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement ein radial zur Scheibe (24, 29) verlagerbarer Haltestift (60) ist, der in eine Rastmulde am Scheibenrand eingreift und über Druckfedern (64, 65, 66) elastisch im Gehäuse abgestützt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelrillen (34, 39) im Anschluß an die durch die größte Rillentiefe dargestellte Endlage einen ansteigenden Auslauf (73) haben und die Federmittel von den zuerst genannten Federmitteln zur Rückstellung der axial verschiebbaren Scheibe gebildet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel von achsparallel zur Scheibe (29) angeordneten Schraubendruckfedern (33) gebildet werden.
Axialverstellvorrichtung umfassend zwei relativ zueinander verdrehbare koaxial zueinander gelagerte Scheiben (24, 29), zwischen denen in über dem Umfang tiefenveränderlichen Paaren von Kugelrillen (34, 39) Kugeln (35) geführt sind; von den Scheiben (24, 29) ist eine axial abgestützt und eine gegen elastische Rückstellkräfte von Federmitteln (33) axial verschiebbar; zumindest eine der Scheiben ist von einem Antriebsmotor (11) über ein Rädergetriebe antreibbar, wobei Federmittel vorgesehen sind, die beim Rücklauf der Scheiben vor Erreichen der Endanschläge in den Kugelrillen durch die Kugeln gegen eine Rückstellkraft elastisch vorgespannt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel von einer an einer der Scheiben befestigten Blattfeder (81), deren freies Ende mit einem Anschlag (83) an der anderen der Scheiben zusammenwirkt, gebildet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Blattfeder (81) an der anderen der Scheiben vor Erreichen eines Endanschlages entlanggleitet.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel von einem elastischen Gummi oder Kunststoffelement (91) gebildet werden, das an einer der Scheiben befestigt ist und mit einem Anschlag an der anderen der Scheiben zusammenwirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummi- oder Kunststoffelement Innendämpfung hat.