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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung richtet sich auf eine Kupplungsausrücklagereinrichtung die als
solche dazu dient, eine Axialkraft auf ein Kupplungsorgan, beispielsweise
eine Kupplungsfederplatte zu übertragen.
Die Erfindung richtet sich weiterhin auch auf ein Verfahren zur
Herstellung einer derartigen Kupplungsausrücklagereinrichtung.
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Hintergrund der Erfindung
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Aus
DE 37 43 853 A1 ist
eine Kupplungsausrücklagereinrichtung
bekannt die einen aus einem Kunststoffmaterial gefertigten Ausrückring umfasst welcher
einen Sitzabschnitt aufweist der in einen mitlaufenden Innenring
eines Ausrücklagers
eingesteckt ist. Dieser Ausrückring
bildet auf einer dem Sitzabschnitt abgewandten Stirnfläche eine
Druckfläche über welche
die Federzungen einer zugeordneten Kupplungseinrichtung belastet
und hierdurch betätigt werden
können.
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Aus
DE 101 25 691 A1 ist
ein Ausrückring
für ein
Kupplungsausrücklager
bekannt welcher eine aus einem Kunststoffmaterial gefertigte Anlaufscheibe
umfasst die auf einen integral mit einem Innenring eines Ausrücklagers
ausgeführten
Ringflansch aufgesetzt ist.
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Aus
DE 20 2006 008 940 ist
eine Kupplungsausrücklagervorrichtung
bekannt die ein auf einer Schiebehülse geführtes Wälzlager und einen hierdurch
drehbar auf der Schiebehülse
gelagerten Druckringabschnitt umfasst. Der Druckringabschnitt ist
aus einem Kunststoffmaterial gefertigt das aus einem mit Mikroglaskugeln
gefüllten
Polymer hergestellt ist.
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Aufgabe der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Lösungen zu schaffen, die es
ermöglichen
Kupplungsausrücklagereinrichtungen
zu schaffen die auf kostengünstige
Weise herstellbar sind und sich gegenüber bisherigen Bauweisen durch
weiter verbesserte Funktionseigenschaften auszeichnen.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Kupplungsausrücklagereinrichtung
mit einer Schiebehülseneinrichtung
zur Bereitstellung einer Führungsstruktur,
einer Lagereinrichtung, und einer Ausrückstruktur die als solche durch
die Lagereinrichtung gegenüber
der Schiebehülseneinrichtung drehbar
gelagert ist, wobei wenigstens die Schiebehülseneinrichtung, oder die Ausrückstruktur
zumindest abschnittsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt
ist, und wobei in dieses Kunststoffmaterial ein metallischer Füllstoff
in der Gestalt von Mikro-Partikeln vorzugsweise mit einer Größe von 50
bis 200μm,
insbesondere 100μm
eingebunden ist.
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Dadurch
wird es auf vorteilhafte Weise möglich,
einen Ausrückring
sowie eine Schiebehülse
für ein
Kupplungsausrücklager
zu schaffen, der bzw. die im Wege eines Kunststoff-Spritzverfahrens
herstellbar ist und sich durch eine besonders hohe Verschleißbeständigkeit
auszeichnet. Die Ausrückstruktur
und insbesondere die Schiebehülse
können
hierbei als detailreiche Strukturen mit Filigranabschnitten ausgeführt sein.
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Vorzugsweise
wird als Basismaterial ein Kunststoffmaterial ist der Druckringabschnitt
aus einem Kunststoffmaterial gefertigt das eine hohe thermische
Belastbarkeit und eine geringe Schwindungsneigung aufweist. Der
Kunststoffkorpus kann insbesondere auf Basis eines hochverschleißfesten
Kunststoffs, wie beispielsweise PA46 CF30 PTFE 5 gefertigt sein.
Alternativ hierzu kann auch ein thermoplastischer Kunststoff, vorzugsweise
auf der Basis eines hochwärmebeständigen Polyamides
oder anderer hochwärmebeständiger,
thermoplastischer Kunststoffe, beispielsweise PPS oder Polyacryletherketone
(PEAK) vorgesehen werden. Aus dem Bereich der Polyamide kommen vorzugsweise
Polyamid 46 (PA 46) oder teilaromatische Polyamide, vorzugsweise Polyphthalamid
(PPA) oder Poly-Hexamethylen-Therephtalamid
(PA 6T) bzw. Copolymere dessen mit Poly-Hexamethylen-Isophthalamid (PA6T/61) und/oder
Poly-Hexamethylen-Adipinamid (PA6T/61/66) oder Poly-Methylpentamethylen-Terephthalamid
(PA 6T/MPMDT) mit reibungs- und verschleißmindernden sowie festigkeitssteigernden
Zuschlagsstoffen in Betracht. Weitere geeignete Zuschlagsstoffe
sind Kohlefasern und/oder Aramidfasern in einem Gewichtsanteil von
1 bis zu 40%, vorzugsweise Kohlenstofffasern mit einem Gewichtsanteil
von 20-30%, Aramidfasern mit einem Gewichtsanteil von 1-15%, sowie
Festschmierstoffe wie Molybdensulfid mit einem Gewichtsanteil von
1-5%, zusammen mit oder alternativ Grafit in einem Gewichtsanteil
von 1-10%, zusammen mit oder alternativ Polytetrafluorethylen (PTFE)
in einem Gewichtsanteil von 1-30%, vorzugsweise einem PTFE-Anteil
von 5-15 Gewichtsprozent, zusammen mit oder alternativ Polyphenylsulfon
(PPSo2, Ceramer) in einem Gewichtsanteil von 1-30%, vorzugsweise
1-15 Gewichtsprozent.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung handelt es sich bei dem in das Kunststoffmaterial
eingebundenen Füllstoff
um Mikro-Partikel, die als solche durch eine Metalllegierung gebildet
sind. Bei dieser Metalllegierung handelt es sich vorzugsweise um
Legierungen aus Nicht-Eisenmetallen, insbesondere Kupfer, Zinn,
Zink und Nickel. Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung handelt es sich bei der Metalllegierung um eine Bronzelegierung,
wie sie beispielsweise für
Gleitlagerstrukturen Anwendung finden kann.
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Der
dem Kunststoffmaterial erfindungsgemäß beigemischte Füllstoff
besteht vorzugsweise aus metallischen Mikro-Kugeln. Die Mikro-Kugeln können insbesondere
als Sinterbronze-Kugeln ausgeführt
sein.
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Bei
dem zur Aufnahme des Füllstoffs
vorgesehenen Füllstoffmaterial
handelt es sich vorzugsweise um ein thermoplastisches Kunststoffmaterial, insbesondere
auf Nylonbasis. Das Kunststoffmaterial kann auch weitere Zusätze, insbesondere
PTFE-Zusätze
und MoS-Zusätze
umfassen.
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Es
ist möglich,
die Mikro-Partikel vor Beimengung zu dem Kunststoffmaterial mit
einem Haftvermittler zu versehen oder zu behandeln, der als solcher
eine reaktive Oberfläche
an den Mikro-Partikeln ausbildet, die eine besonders innige Verhaftung in
dem Kunststoffbasismaterial ermöglichen.
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Die
Mikro-Partikel können
so ausgebildet sein, dass diese an sich wiederum Poröskörper darstellen,
die beispielsweise auch mit weiteren, reibungs-vermindernden Medien befüllt sind.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist insbesondere die Schiebehülse, zumindest im Bereich der
durch diese bereitgestellten Gleitfunktionsflächen aus jenem, mit vorgenanntem
Füllstoff
versetzten Kunststoffmaterial gefertigt. Alternativ hierzu, oder
insbesondere auch in Kombination hiermit ist es möglich, auch
die Ausrückstruktur,
zu mindest im Bereich einer zur Axialkraftübertragung vorgesehenen Druckzone
aus jenem, mit vorgenanntem Füllstoff
versetzten Kunststoffmaterial zu fertigen.
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Es
ist möglich,
die Ausrückstruktur
derart zu gestalten, dass diese ein Ausgleichsgelenk, insbesondere
einen Kalottenring umfasst, wobei durch dieses Ausgleichsgelenk
eine Gleitflächenstruktur
bereitgestellt ist, wobei zumindest im Bereich der durch diese Struktur
bereitgestellten Gleitfläche
die Struktur aus jenem mit vorgenanntem Füllstoff versetzten Kunststoffmaterial
gefertigt ist.
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In
das zur Bildung der vorgenannten Strukturen der Kupplungsausrücklager-Einrichtung
verwendete Kunststoffmaterial können
weitere, festigkeitserhöhende,
sowie die Gleitreibungseigenschaften des Materials beeinflussende
Füllstoffe
eingebunden sein.
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Die
vorliegende Erfindung richtet sich weiterhin auch auf ein Verfahren
zur Herstellung einer Kunststoffkomponente einer Kupplungsausrücklager-Einrichtung, wie
dieses in Patentanspruch 14 spezifiziert ist. Durch dieses Verfahren
wird insbesondere eine Ausrückstruktur
sowie gegebenenfalls auch eine Schiebehülseneinrichtung der Kupplungsausrücklager-Einrichtung gefertigt.
Es ist möglich, das
erfindungsgemäß mit MikroPartikeln
befrachtete Kunststoffmaterial an einen vorangehend gefertigten Korpus,
insbesondere bereits aus Kunststoffmaterial bestehenden Korpus anzuspritzen.
Alternativ hierzu ist es auch möglich,
die Kunststoffstrukturen der Kupplungsausrücklager-Einrichtung zu fertigen
indem an das erfindungsgemäß befrachtete
Kunststoffmaterial im Rahmen eines nachfolgenden Spritzschrittes
weiteres Kunststoffmaterial mit anderweitig mechanischen Eigenschaften
angespritzt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
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1 eine
vereinfachte Axial-Schnittdarstellung durch eine, mit einem erfindungsgemäßen Ausrückring ausgestattete
Kupplungsausrücklagereinrichtung,
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2 eine
weitere Axialschnitt-Darstellung zur Erläuterung einer zweiten Variante
einer erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagereinrichtung – hier mit
einer aus einem mit metallischen Mikrokugeln gefüllten Kunststoff gefertigten
Schiebehülse,
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3 eine
weitere Axialschnitt-Darstellung zur Erläuterung einer dritten Variante
einer erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagereinrichtung – hier mit
einem aus einem mit metallischen Mikrokugeln gefüllten Kunststoff gefertigten
Kalottenring, zur schwenkbewegbaren Anbindung der Ausrückstruktur an
das Wälzlager.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Kupplungsausrücklager-Einrichtung
mit einer Schiebehülseneinrichtung 1,
einer Lagereinrichtung 2 und einer Ausrückstruktur 4, die
als solche durch die Lagereinrichtung 2 gegenüber der
Schiebehülseneinrichtung 1 bzw.
einem diese tragenden Schiebeflansch 3 drehbar gelagert
ist.
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Die
hier dargestellte Kupplungsausrücklager-Einrichtung
zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine Komponente derselben,
insbesondere die Schiebehülseneinrichtung 1,
und/oder die Ausrückstruktur 4 aus
einem Kunststoffmaterial gefertigt ist/sind, wobei in dieses Kunststoffmaterial
ein metallischer Füllstoff
in der Gestalt von Mikro-Partikeln eingebunden ist.
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Bei
dem hier verwendeten Füllstoff
handelt es sich um Mikro-Partikel, die als solche durch eine Nicht-Eisenmetalllegierung
gebildet sind. Insbesondere können
diese Mikro-Partikel in der Gestalt von Mikro-Sinterbronzekugeln
realisiert sein. Die Ausrückstruktur 4 besteht
bei diesem Ausführungsbeispiel
aus einem Kunststoff-Ringkorpus der als solcher eine zur Beaufschlagung
einer Kupplungsfederplatte vorgesehene Stirnfläche 5 aufweist. Die
Stirnfläche
ist geometrisch derart gestaltet, dass eine besonders günstige Kontaktierung
der entsprechenden Gegenflächen
der Kupplungsfederplatte ermöglicht wird.
Sie kann auch plan, oder ggf. konvex ausbauchend ausgeführt sein.
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Bei
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist
die Ausrückstruktur
an einem Innenring 6 der Lagereinrichtung 2 fixiert.
Es ist möglich,
die Fixierung durch Verkrallungs- oder Raststrukturen form-, und/oder
kraftschlüssig
vorzunehmen. Hierdurch wird es möglich,
das Ringelement 5 im Rahmen eines Montageprozesses an dem
Innenring 6 zu fixieren. Es ist auch möglich, das Ringelement 5 an
den Innenring 6 anzuspritzen. An dem Innenring 6 können Strukturen
ausgebildet sein, die insbesondere bei der Applikation durch Anspritzten
eine besonders feste Verankerung des Ringelementes 5 an
dem Innenring 6 ermöglichen.
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Bei
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist
weiterhin auch die Schiebehülseneinrichtung 1 aus
einem erfindungsgemäß ausgestatteten
Kunststoffmaterial gefertigt. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Schiebehülseneinrichtung 1 an
einen Flanschabschnitt 3 angespritzt. Der Flanschabschnitt 3 kann
ebenfalls aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein. Es ist möglich, an
dem Flanschabschnitt 3 Geometrien auszubilden, die eine
besonders innige Verhaftung des zur Bildung der Schiebehülse 1 vorgesehenen
Kunststoffmaterials ermöglichen.
Die Schiebehülse
kann durch Insert-Strukturen, sowie durch Ausbildung von Axialnuten
so abgestützt
und in ihren mechanischen Eigenschaften so gestaltet werden, dass etwaige
Schwindungs- oder Ausdehnungseffekte keine unzulässigen Änderungen des Bewegungsspiels
verursacht.
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In 2 ist
eine Kupplungsausrücklager-Einrichtung
mit konzentrischen Nehmerzylinder in sogenannter CSC-Bauweise dargestellt.
Diese Kupplungsausrücklager-Einrichtung
umfasst ebenfalls, wie das Ausführungsbeispiel
gemäß 1, eine
Lagereinrichtung 2 und eine hiervon getragene Ausrückstruktur 4.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel
bildet die Ausrückstruktur 4 Teil
eines Außenrings 7 der
Lagereinrichtung 2. Das hier dargestellte Kupplungsausrücklager
zeichnet sich dadurch aus, dass dieses ebenfalls eine Schiebehülseneinrichtung 1 umfasst,
die aus einem erfindungsgemäß mit ebenfalls
mit metallischen Mikro-Partikeln befrachteten Kunststoffmaterial
gefertigt ist. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel fungiert die Schiebehülseneinrichtung 1 als
Ringkolben der als solcher in einer durch ein Druckmedium beaufschlagbaren
Ringkammer 9 axial verlagerbar ist.
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Die
untere Hälfte
der Schnittdarstellung gemäß 2 veranschaulicht
die Stellung der Einzelbauteile der Kupplungsausrücklager-Einrichtung
in ausgefahrenem Zustand. Die Verlagerung der Schiebehülseneinrichtung 1 in
die in der unteren Bildhälfte dargestellte
ausgefahrene Position erfolgt durch Einbringung eines Druckmediums,
insbesondere Hydrauliköl über den
in der oberen Figurenhälfte
erkennbaren Druckölkanal 8,
der als solcher in die Ringkammer 9 mündet.
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Die
Schiebehülse 1 ist
mit einer Ringdichtung 10 gekoppelt. Diese Ringdichtung 10 ist
aus einem elastomeren Material gefertigt und umfasst eine innere
und eine äußere Dichtlippe 11 bzw. 12,
durch welche eine Abdichtung der entsprechenden Bewegungsspalte
der Ringkolbeneinrichtung erreicht wird. Bei dem hier gezeigten
Ausführungsbeispiel
ist der Schiebehülsenkorpus,
der als solcher zumindest abschnittsweise aus einem erfindungsgemäß mit Füllstoffen
befrachteten Kunststoffmaterial besteht, an das zur Bildung der
Dichtlippeneinrichtung 10 verwendete Kunststoffmaterial angespritzt.
Dieses Kunststoffmaterial ist im Bereich der mit dem Material der
Schiebehülseneinrichtung 1 in
Kontakt tretenden Grenzflächen
einer Haftvermittlungsbehandlung unterzogen, die eine besonders
hochfeste Haftung des Elastomermaterials an dem Kunststoffmaterial
der Schiebehülse 1 ermöglicht.
Diese hochfeste Verhaftung wird insbesondere erreicht indem das
zur Bildung der elastomeren Dichtlippe verwendete Kunststoffmaterial
im Bereich der relevanten Grenzflächen einer Coronabehandlung
oder einer anderweitigen Haftvermittlungsbehandlung unterzogen ist.
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In 3 ist
eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklager-Einrichtung dargestellt.
Diese Kupplungsausrücklager-Einrichtung umfasst
eine Ausgleichsgelenkeinrichtung 13, die im vorliegenden
Fall definitionsgemäß Bestandteil
der Ausrückstruktur 4 bildet.
Die Ausrückstruktur 4 umfasst
ein Ringelement 14, an welches ein aus einem erfindungsgemäßen, mit
metallischen Mikro-Partikeln befrachteten Kunststoffmaterial gefertigter
Ringkalottenkorpus 15 angespritzt ist. Dieser Ringkalottenkorpus 15 gleitet
in einer komplementär hierzu
ausgebildeten, durch eine Innenfläche des Innenrings 6 der
Lagereinrichtung 2 bereitgestellten, kalottenartigen Ringinnenfläche. Bei
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel
ist es weiterhin möglich, auch
wie bei der Variante nach 1, die zur
Kontaktierung der Kupplungsfederplatte vorgesehene Stirnfläche der
Ausrückstruktur 4 durch
einen Kunststoffkorpus bereitzustellen, der ebenfalls aus dem erfindungsgemäß mit metallischen
Mikro-Partikeln befrachteten Kunststoffmaterial gefertigt ist. Auch
die Schiebehülseneinrichtung 1 kann,
wie bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, abgehandelt
aus dem erfindungsgemäß mit metallischen
Mikro-Partikeln befrachteten Kunststoffmaterial gefertigt sein.