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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung befasst sich mit einem Kupplungsausrücklager, wie es beispielsweise zur Betätigung von Schalttrennkupplungen bei Kraftfahrzeugen Verwendung findet. Ein besonderer Aspekt der Erfindung ist dabei auf den Winkelausgleich zwischen der Getriebeeingangswelle und der Schaltrennkupplung bzw. der Abgangswelle der Antriebseinheit gerichtet.
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Im Stand der Technik ist bekannt, im Antriebstrang zwischen Getriebe und Antriebseinheit eine Schalttrennkupplung vorzusehen, welche den Kraftfluß im Antriebsstrang unterbricht. Allgemein wird dies derart realisiert, dass ein Reibschluß zwischen den Reibpartnern der Schalttrennkupplung durch eine Axialbewegung eines Axialverstellers aufgehoben wird. I. E. ist dies so gelöst, dass ein Kupplungsausrücklager zwischen Getriebe und Schalttrennkupplung vorgesehen wird, welches einen inneren Lagerring, einen äußeren Lagerring und Wälzkörper umfaßt, wobei der äußere Lagerring koaxial zum inneren Lagerring angeordnet ist und die Wälzkörper im Ringraum zwischen den beiden Lagerringen auf von den Lagerringen bereitgestellten Laufbahnen abrollen. Dabei werden im Wesentlichen zwei Arten von Kupplungsausrücklagern unterschieden. So gibt es Ausrücklager, die einen feststehenden inneren Lagerring und einen umlaufenden äußeren Lagerring haben, und solche, die einen umlaufenden inneren Lagerring und einen stehenden äußeren Lagerring aufweisen. Beiden Ausführungen ist gemein, dass sich der jeweils drehende Lagerring mit einer zur Schalttrennkupplung gehörenden Membranfeder in Wirkverbindung steht und die für die Trennung der Kupplung erforderliche und über die Membranfeder auf die Kupplung übertragene Axialbewegung von dem jeweiligen Axialversteller über den jeweils stehenden, sich also nicht drehenden Lagerring eingeleitet wird. Anordnungen, die über einen stehenden äußeren Lagerring verfügen, haben in aller Regel mit dem Kupplungspedal in Wirkverbindung stehende und auf den Außenmantel des äußeren Lagerrings wirkende Hebelsysteme. Stehende innere Lagerringe, welche zum Einsatz in sogenannten Doppelkupplungsgetrieben Anwendungen finden, werden in aller Regel hydraulisch angetrieben, indem ein zentraler Axialversteller konzentrisch zur Rotationsachse angeordnet ist. Derartige Konzepte, auf welche sich auch die vorliegende Anmeldung bezieht, sind als Concentric Slave Cylinder (CSC) Systeme oder Zentralausrücker bekannt. Derartige zentral Axialversteller weisen allgemein einen Druckraum auf, in den eine Druckleitung mündet, und der von einem Kolben verschlossen ist. Dieser Kolben steht mit dem stehenden inneren Lagerring in Wirkverbindung und bewirkt, wenn er ausgefahren wird, eine Axialbewegung des Kupplungsausrücklagers bzw. ein Trennen der Schalttrennkupplung. Da es sich bei der Antriebseinheit, der Schalttrennkupplung und dem Getriebe um einstückig verbaubare Bauteile handelt, die alle ihre Toleranzen schwankende Abmessungen haben, kann nicht ausgeschlossen werden, dass es nach dem Zusammenbau zu einem Radialversatz und einem Winkelversatz zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe, an welchem in aller Regel auch die Kupplungsausrücklager befestigt ist, kommt. Dem Radialversatz wird allgemein dadurch begegnet, indem eine Selbstzentrierung geschaffen wird. Dazu wird – wie etwa in
DE 19912432 gezeigt – der stehende Lagerring mit einem Flansch versehen, der radial beweglich in eine Nut eines anderen, ebenfalls stehenden Bauteils eingreift.
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Einem Winkelversatz, der zu einer ungleichmäßigen und daher in Bezug auf die Lebensdauer des Ausrücklagers nachteiligen Belastung führt, wird allgemein dadurch begegnet, dass sich das Ausrücklager dem gegebenen Winkelversatz anpassen kann. In
DE 19912432 , in welcher der stehende Lagerring von einem Zentralausrücker angetrieben wird, ist dies so gelöst, dass am drehenden äußeren Lagerring ein Segment vorgesehen ist, das mit dem äußeren Lagerring in körperlichen Kontakt steht und an dem auch ein mit der Membranfeder der Schaltrennkupplung in Wirkverbindung stehende Flansch ausgebildet ist. Dabei weist das Segment eine zur gerundeten Kontur des äußeren Lagerrings komplementäre Kontur auf, wodurch zum Ausgleich eines Winkelversatzes ein Verkippen des Segments gegenüber dem äußeren Lagerring möglich ist. Um ein Abheben des Segments vom äußeren Lagerring auszuschließen, ist das Segment mit dem äußeren Lagerring verklammert.
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Durch die Verwendung dieses Segments vergrößert sich zwangsläufig die axiale Erstreckung des Ausrücklagers. Außerdem ist durch das Verklammern des äußeren Lagerrings mit dem Segment die Beweglichkeit zum Ausgleich des Winkelversatzes eingeschränkt. Ferner müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, um ein den Verschleiß erhöhendes Mitdrehen des Segments zumindest beim Ausrücken auszuschließen.
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Aufgabe der Erfindung
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Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kupplungsausrücklager anzugeben, welches sehr kompakt baut und einen Ausgleich eines großen Winkelversatzes erlaubt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind den Ansprüchen 2 bis 5 entnehmbar.
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Ist am Ende des Kolbens, welcher in Richtung des Flansches des inneren Lagerrings weist, eine erste Schulter vorgesehen, ist an der Seite des Flansches des inneren Lagerrings, die in Richtung des Axialverstellers weist, eine zweite Schulter vorgesehen, weist jede Schulter eine Kontaktfläche auf, mit welcher die erste Schulter mit der zweiten Schulter in körperlichen Kontakt steht, und hat zumindest eine der Kontaktflächen eine ballige Kontur, wird der Winkelausgleich vollständig ins Innere des Kupplungsausrücklagers verlagert, wodurch Bauraum eingespart wird. Außerdem wird durch die Verlagerung des Winkelausgleichs an den inneren stehenden Lagerring der Gefahr vorgebeugt, dass es unter Wirkung der Drehung der Membranfeder beim Ausrücken zu einem Mitdrehen des Winkelausgleichselements kommen kann.
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Ist der Flansch des inneren Lagerrings am Kolben des Axialverstellers radial verschiebbar angebunden, indem ein Ringelement vorsehen ist, welches eine Nut aufweist, in welche der freie Rand des Flansches eingreift, und von einer Feder, die sich am Flansch und eine der Wandungen der Nut abstützt, wird der Radialausgleich und auch der Winkelausgleich durch nur ein Bauteil realisiert, was Vorteile bei der Auslegung von Ausrücklagern hat, da auch bei Varianten die Standardkomponenten wie etwa Lagerringe unverändert bleiben können.
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Eine weitere Bauteilereduzierung bzw. Vereinfachung ist dann gegeben, wenn das Ringelement entweder selbst die zweite Schulter bildet oder diese aufnimmt.
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Der Zusammenhalt ist verbessert, wenn das Ringelement an seinem dem Flansch des inneren Lagerrings abgewandten Rand Federzungen aufweist, die an der Seite der ersten Schulter anliegen, welche dem Flansch des inneren Lagerrings abgewandt ist.
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Die freie Beweglichkeit der beiden, den Winkelausgleich sicherstellenden Schultern wird nicht eingeschränkt, wenn die freien Enden der Federzungen mit balligen, in Richtung der Rotationsachse vorspringenden Anlageflächen versehen sind und wenn die Federzungen ausschließlich mit den Anlageflächen mit der Seite der ersten Schulter in körperlichen Kontakt treten, die dem Flansch des inneren Lagerrings abgewandt ist.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Es zeigen:
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1 einen zentralen Axialversteller in seinem baulichen Umfeld;
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2 ein Kupplungsausrücklager im Detail;
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3 ein Detail A gemäß 2;
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4 eine Variante zum Detail A gemäß 3;
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5 eine weitere Variante; und
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6 eine Seitenansicht eines Ringelements gemäß 2 und 3.
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Detaillierte Beschreibung der Figuren
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Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher beschrieben werden.
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In 1 ist die Peripherie näher veranschaulicht, in der Kupplungsausrücklager 1 verwendet werden. Diese Peripherie, welche der Einbausituation in einem Kraftfahrzeug entspricht, wird im Wesentlichen von einer hydraulischen Betätigungseinrichtung 2 und einer Kupplung 3 gebildet. Wird das Kupplungspedal 2.1 betätigt, wird Druck in der Verbindungsleitung 2.2 aufgebaut und an einen innerhalb des Kupplungsausrücklagers 1 angeordneten Kolben eines zentrisch zur Rotationsachse R liegenden Axialverstellers übertragen (alles in 1 nicht dargestellt).
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Die Schalttrennkupplung 3 wird im Wesentlichen von einer Druckplatte 3.1, einer Schwungscheibe 3.2, einer Reibscheibe 3.3 und einer Membranfeder 3.4 gebildet. Wird nun durch die Wirkung des aufgebauten Drucks der äußere Lagerring 4 des Kupplungsausrücklagers 1 mittels der Wirkung des zentralen Axialverstellers in der 1 nach rechts gegen die am äußeren Lagerring 4 anliegende Membranfeder 3.4 bewegt, hebt sich die Druckplatte 3.1 von der Reibscheibe 3.3 ab und der über die Schwungscheibe 3.2 auf die Welle 3.5 übertragene Kraftfluss wird unterbrochen (alles in 1 nicht gezeigt).
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Einzelheiten des Kupplungsausrücklagers 1 sind 2 entnehmbar. Deutlich ist der Darstellung gemäß 2 entnehmbar, dass das Kupplungsausrücklager 1 von einem äußeren Lagerring 4, einem inneren Lagerring 5 und Wälzkörpern 6 gebildet ist, wobei die Wälzkörper 6 zwischen den Laufringen 4, 5 auf von den Laufringen 4, 5 bereitgestellten Laufbahnen 7.1, 7.2 abrollen.
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Um eine ausreichende Abstützflache für die Membranfeder 3.4 am drehenden äußeren Lagerring 4 zur Verfügung zu stellen, ist dieser mit einem Flansch 8.1 versehen, welcher sich in Richtung der Rotationsachse R erstreckt.
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Der innere Lagerring 5, der einen Ringraum RR umrandet, weist einen Flansch 8.2 auf, der sich ebenfalls in Richtung der Rotationsachse R erstreckt.
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Die Anbindung des inneren Lagerrings 5 an den zentralen Axialversteller 9 wird nun im Zusammenhang mit 3 näher erläutert.
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Der zentrale Axialversteller 9, welcher mit der Versorgungsleitung 2.2 verbunden ist, ist ringförmig ausgebildet und ist konzentrisch zur Rotationsachse R angeordnet und festgelegt. Integraler Bestandteil des zentralen Axialverstellers 9 ist ein Kolben 10, der einen Druckraum 11, in welchem die Versorgungsleitung 2.2 mündet, verschließt. Wird nun durch Betätigung des Kupplungspedals 2.1 (1) Druck aufgebaut, bewegt sich der Kolben 10 aus dem Druckraum 11 heraus (angedeutet in 3 durch den Pfeil P).
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Das dem inneren Lagerring 4 zugewandte Ende 12 des Kolbens 10 ist mit einer ersten Schulter 13.1 versehen.
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Der Flansch 8.2 des inneren Lagerrings 5 greift in eine Nut 14 ein, die von einem sich in axialer Richtung erstreckenden Ringelement 15 bereitgestellt wird. Zur Festlegung des Flansches 8.2 in der Nut 14 ist eine Tellerfeder 16 vorgesehen, welche sich in der Nut 14 abstützt und den Flansch 8.2 gegen eine der Wandungen 17 der Nut 14 drückt. Diese Art der axialen Festlegung bewirkt, dass bei einem radialen Versatz der Welle 3.5 (1) und der Schwungscheibe 3.2 (1) dieser Versatz durch eine Radialbewegung des Flansches 8.2 in der Nut 14 ausgeglichen wird.
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Außerdem ist das Ringelement 15, welches aus Blech geformt ist, mit einer zweiten Schulter 13.2 verbunden, die sich ausgehend von dem Flansch 8.2 in Richtung der Axialverstellers 9 erstreckt. Diese Schulter 13.2 ist mit einer Kontaktfläche 18.1 versehen, die eine ballige bzw. gewölbte Kontur aufweist, wobei der Zenit Z der Wölbung in Richtung der Rotationsachse R weist und mit der eben ausgebildeten Kontaktfläche 18.2 der ersten Schulter 13.1 in körperlichem Kontakt steht.
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Zur Verbindung von innerem Lagerring 5 und Axialversteller 9 sind am Rand 19 des Ringelements 15, der in Richtung des zentralen Axialverstellers 9 weist, Federzungen 20 vorgesehen sind, die die erste Schulter 8.1 umgreifen, wenn sie auf diese – so wie in 3 gezeigt – aufgeschnappt sind. Damit die Federzungen 20 eine auch als Winkelverstellung bekannte Relativbewegung zwischen der beiden Schultern 8.1, 8.2 bzw. deren Kontaktflächen 18.1, 18.2 nicht behindern, sind die Federzungen 20 an ihren freien Enden 21 mit in Richtung der Rotationsachse R vorspringenden, ballig bzw. gerundet ausgebildeten Vorsprüngen 22 versehen, die an der Seite der Schulter 13.1 anliegen, die dem inneren Lagerring 5 abgewandt ist.
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Eine Seitenansicht eines Ringelement 15 entsprechend 3 ist in 6 näher veranschaulicht. Dieser Darstellung ist entnehmbar, das die Nut 14 umlaufend ist und der Rand 19 gleichmäßig mit Federzungen 20 verstehen ist.
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Die Variante gemäß 4 unterscheidet sich von der Ausführung gemäß 3 dadurch, dass dort kein Ringelement 15 zwischen dem Flansch 8.2 und der zweiten Schulter 13.2 vorgesehen ist und stattdessen die Schulter 13.2 direkt am Flansch 8.2 ausgebildet ist. Nur der Vollständigkeit halber sei ausgeführt, dass zur Reduzierung der Bauteilanzahl die Schulter 13.2 und der Flansch 8.2 auch eine einstückige Einheit bilden können. Die Verbindung zwischen dem Flansch 8.2 und der Schulter 13.1 wird ebenfalls von einem einfach geformten Ringelement 15 gebildet, welches auf die Schulter 13.2 aufgeschoben und in dieser Lage befestigt ist. Die Federzungen 20 sind im Wesentlichen gerade ausgebildet, wobei allerdings der Winkel, mit dem die geraden Federzungen 20 auf die Kontaktfläche 18.3 der Schulter 13.1 auftreffen, von dem Winkel verschieden ist, unter dem die ebenfalls gerade Kontaktfläche 18.3 verläuft.
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Die Ausführung gemäß 5 unterscheidet sich von der Ausführung gemäß 3 lediglich dadurch, dass zur Verbesserung der Beweglichkeit der Schultern 13.1, 13.2 auch die Kontaktfläche 18.2 der Schulter 13.1, mit der diese mit der Schulter 13.2 in körperlichem Kontakt steht, ein balliges bzw. gerundetes Profil hat.
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Soll die Beweglichkeit der Schultern 13.1, 13.2 weiter verbessert werden, kann in einem weiteren – nicht weiter dargestellten – Ausführungsbeispiel eine oder auch beide Kontaktflächen 18.1, 18.2 mit einem Gleitüberzug beispielsweise aus Teflon beschichtet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungsausrücklager
- 2
- Betätigungseinrichtung
- 2.1
- Kupplungspedal
- 2.2
- Verbindungsleitungen
- 3
- Schalttrennkupplung
- 3.1
- Druckplatte
- 3.2
- Schwungscheibe
- 3.3
- Reibscheibe
- 3.4
- Membranfeder
- 3.5
- Welle
- 4
- äußerer Lagerring
- 5
- innerer Lagerring
- 6
- Wälzkörper
- 7.1, 7.2
- Laufbahnen
- 8.1, 8.2
- Flansch
- 9
- Axialversteller
- 10
- Kolben
- 11
- Druckraum
- 12
- Ende
- 13.1, 13.2
- Schulter
- 14
- Nut
- 15
- Ringelement
- 16
- Tellerfeder
- 17
- Wandung
- 18.1,18.2
- Kontaktfläche
- 19
- Rand
- 20
- Federzungen
- 21
- freie Enden
- 22
- Vorsprünge
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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