DE102010021035B4

DE102010021035B4 - Ausrück- oder Einrückvorrichtung für Reibungskupplungen

Info

Publication number: DE102010021035B4
Application number: DE102010021035.8A
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Fleischmann; Mathias Jakob-Bodenhagen
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2018-06-07
Anticipated expiration: 2030-05-20
Also published as: DE102010021035A1

Abstract

Ausrück- oder Einrückvorrichtung für Reibungskupplungen, insbesondere in Kraftfahrzeugantrieben, mit einem in einem Kupplungsgehäuse (12) axial verschiebbar angeordneten Betätigungselement, das über ein als Axiallager ausgebildetes Ausrück- oder Einrücklager (36) mit zwei Lagerringen (36a, 36c) und dazwischen befindlichen Wälzelementen (36b) auf ein sich drehendes Kupplungselement der Kupplung einwirkt und mit Mitteln, die eine Zentrierung des Ausrück- oder Einrücklagers (36) relativ zum drehenden Kupplungselement zulassen, wobei die Mittel durch das Ausrück- oder Einrücklager (36) gebildet sind, indem in zumindest einer Wälzbahn (36e) der Lagerringe (36a, 36c) die Wälzelemente (36b) nicht radial geführt sind, wobei die Wälzelemente Kugeln (36b) sind, die an dem einen Lagerring (36a) in einer korrespondierenden Wälzbahn (36d) formschlüssig geführt sind und die mit dem anderen Lagerring (36c) in der in radialer Richtung freigestellten Wälzbahn (36e) abrollen, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement ein Ringkolben (34) ist, der in einer Bohrung (38) des Kupplungsgehäuses (12) axial verschiebbar geführt ist und der den einen Lagerring (36a) des Ausrück- oder Einrücklagers (36) in radialer Richtung formschlüssig trägt, dass der an dem Betätigungselement (34a) angeordnete Lagerring (36a) formschlüssig und der auf das Kupplungselement (30, 32) wirkende Lagerring (36c) nicht formschlüssig mit den Wälzelementen (36b) zusammenwirkt, und dass bei einer Doppel-Lamellenkupplung beiderseits der Kupplungspakete (K1, K2) in Bohrungen (38) des Kupplungsgehäuses (12a, 12b) Ringkolben (34) vorgesehen sind, die über separate Ausrück- oder Einrücklager (36) auf als Anpressscheiben (30, 32) ausgeführte Kupplungselemente wirken und dass die Wälzbahnen (36e) der mit den Anpressscheiben (30, 32) zusammenwirkenden Lagerringe (36c) beider Ausrück- oder Einrücklager (36) radial freigestellt ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausrück- oder Einrückvorrichtung für Reibungskupplungen, insbesondere für Kraftfahrzeugantriebe, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Reibungskupplungen können sowohl Trockenreibungskupplungen als auch Nass-Lamellenkupplungen sein, die mechanisch über Ausrückhebel als Betätigungselemente oder hydraulisch über axial verschiebbare Ringkolben beaufschlagt werden, wobei zwischen den Betätigungselementen und den sich drehenden Kupplungselementen Ausrücklager verwendet sind. Es gibt aus dem Stand der Technik zahlreiche Vorschläge, diese Ausrücklager durch sphärisch ausgebildete Mittel in ihrer Anordnung selbstzentrierend auszubilden (zum Beispiel DE 199 12 431 A1 oder DE 7245141 U1 ), um gegebenenfalls vorhandene Fluchtungsfehler oder andere Bauteiltoleranzen im Antriebssystem auszugleichen und eine komfortable, ruck- oder schwingungsfreie Kupplungsfunktion sicherzustellen.
Aus der gattungsbildenden DE 42 30 324 A1 ist eine Kupplungsbetätigungseinrichtung zur Anwendung bei einem Handschaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs bekannt. Das Ausrücklager ist als zweireihiges Lager mit einem inneren, nicht drehbaren Ring und einem äußeren, drehbaren Ring ausgebildet, wobei zwischen den Ringen Kugeln vorgesehen sind. An dem äußeren Ring ist ein Übertragungsteil vorgesehen, das mit einer Tellerfeder in Berührung ist.
Die DE 10 2006 010 113 A1 beschreibt ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer ersten und einer zweiten Reibkupplung. Zur Betätigung der einzelnen Reibkupplungen wird einer entsprechenden Kolben-Zylinder-Einheit Hydraulikfluid zugeführt, so dass der entsprechende Kolben über eine Druckplatte eine Axialkraft auf das entsprechende Lamellenpaket ausübt. Die DE 10 2006 046 085 A1 zeigt ein Schrägkugellager, und aus der nachveröffentlichten EP 2 256 357 A1 ist ein als Pendelkugellager ausgebildetes Ausrücklager bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ausrück- bzw. Einrückvorrichtung vorzuschlagen, die baulich und fertigungstechnisch besonders einfach ist und die besonders wirkungsvoll Bauteiltoleranzen ausgleichen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte und besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Mittel zum Ausgleichen durch das Ausrück- oder Einrücklager selbst gebildet sind, indem zumindest eine Wälzbahn der Lagerringe nicht formschlüssig mit den Wälzelementen zusammenwirkt, das heißt mit anderen Worten nicht radial geführt, sondern radial freigestellt ist. Neben der baulich und fertigungstechnisch besonders einfachen, keine weiteren Bauteile erfordernden Konstruktion der Vorrichtung ist eine sehr reibungsarme, geringe Trägheitsmomente aufweisende Ausgleichsfunktion gegeben, die auch bei gegebenenfalls hohen Betätigungskräften und/oder Schwingungsfrequenzen zuverlässig und laufruhig wirkt und somit eine störungsfreie, komfortable Kupplungsfunktion ermöglicht.
Erfindungsgemäß sind die Wälzelemente Kugeln, die an dem einen Lagerring in einer korrespondierenden, im Querschnitt zum Beispiel kalottenförmigen Wälzbahn formschlüssig geführt sind und die mit dem anderen Lagerring in einer in radialer Richtung freigestellten Wälzbahn abrollen und somit Ausgleichsbewegungen zwischen den Lagerringen zulassen.
Dabei kann die wenigstens eine nicht formschlüssig mit den Wälzelementen zusammenwirkende bzw. die in radialer Richtung freigestellte Wälzbahn im Querschnitt betrachtet einen Krümmungsradius aufweisen, der größer als ein Wälzradius der Wälzelemente bzw. im konkreten, bevorzugten Ausführungsbeispiel größer als ein Krümmungsradius der Kugeln ist. Dies hat den Vorteil, dass die Lagerringe trotz der ermöglichten Ausgleichsbewegung in einem definierten Ausmaß zueinander zentriert bzw. geführt bleiben und problemlos hohe Ausrückkräfte bzw. je nach Kupplungsbauart in äquivalenter Weise Einrückkräfte übertragen können.
Erfindungsgemäß wirkt der an dem Betätigungselement angeordnete Lagerring formschlüssig und der auf das Kupplungselement wirkende Lagerring nicht formschlüssig mit den Wälzelementen zusammen. Dadurch nimmt nur der an dem Kupplungselement anliegende Lagerring an Ausgleichsbewegungen teil, während die Kugeln und der weitere Lagerring am Betätigungselement zentriert bleiben.
Bei einer in ein Kupplungsgehäuse integrierten, insbesondere hydraulisch betätigten Reibungskupplung ist das Betätigungselement ein Ringkolben, der in einer Bohrung des Kupplungsgehäuses axial verschiebbar geführt ist und der den einen Lagerring des Ausrück- bzw. Einrücklagers in radialer Richtung formschlüssig trägt.
Erfindungsgemäß sind bei einer zum Beispiel in Doppelkupplungsgetrieben für Kraftfahrzeuge bekannten Doppel-Lamellenkupplung beiderseits der Kupplungspakete in Bohrungen des Kupplungsgehäuses Ringkolben vorgesehen, die über separate Ausrück- oder Einrücklager auf als Anpressscheiben ausgeführte Kupplungselemente wirken, wobei die Wälzbahnen der mit den Anpressscheiben zusammenwirkenden Lagerringe beider Ausrück- oder Einrücklager radial freigestellt ausgebildet sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden anhand der beiliegenden, schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 einen Längsschnitt durch eine Einrückvorrichtung einer Doppelreibungskupplung für Doppelkupplungsgetriebe in Kraftfahrzeugen, mit je Lamellenpaket einem als Kugellager ausgeführten Einrücklager, wobei die Wälzbahn je eines Lagerringes der Wälzlager radial freigestellt ist, und
2 ein teilweise dargestelltes Einrücklager der Einrückvorrichtung gemäß 1 in vergrößertem Maßstab.

Die 1 zeigt eine obere Hälfte eines Ausschnittes eines Doppelkupplungsgetriebes für Kraftfahrzeuge mit einem an ein Getriebegehäuse 10 (nur angedeutet) angebauten Kupplungsgehäuse 12, in dem zwei hydraulisch betätigte Lamellenkupplungen K1 und K2 als Reibungskupplungen angeordnet sind.
Dabei leitet eine über ein Wälzlager 16 im Kupplungsgehäuse 12 drehbar gelagerte Eingangswelle 14 Antriebsdrehmoment von einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine (oder einer anderen Antriebsquelle) auf ein trommelförmiges, einseitig offenes Antriebselement 18, das trieblich in an sich bekannter Weise mit Kupplungslamellen der beiden Lamellenpakete der Lamellenkupplungen K1 und K2 verbunden ist.
Weitere, zwischen diesen Kupplungslamellen befindliche Kupplungslamellen sind trieblich mit topfförmigen Abtriebselementen 20, 22 verbunden, die auf koaxial angeordnete und über Wälzlager (ohne Bezugszeichen) gelagerte Abtriebs-Hohlwellen 24, 26 des Doppelkupplunsgetriebes abtreiben.
Die beiden einander axial benachbarten Lamellenpakete der Lamellenkupplungen K1, K2 sind mittig an einem Reaktionsglied 28 abgestützt und von beiden Seiten her über sich mit dem Antriebselement 18 mitdrehende, axial verschiebliche Anpressscheiben 30, 32 beaufschlagbar.
Die Lamellenkupplungen K1, K2 sind soweit nicht beschrieben üblicher Bauart, wobei deren Lamellen alternierend mit dem äußeren Antriebselement 18 und den inneren Abtriebselementen 20, 22 über axial ausgerichtete, hier lediglich äußerst schematisch dargestellte Kerbverzahnungen verbunden sind, so dass durch Beaufschlagung der auf der Zeichnung linken Anpressscheibe 30 die Kupplung K1 und durch Beaufschlagung der rechten Anpressscheibe 32 die Kupplung K2 schließbar und damit das Antriebsmoment der Eingangswelle 14 auf die Abtriebswelle 24 oder die Abtriebswelle 26 des Doppelkupplungsgetriebes übertragbar ist.
Die Einrückvorrichtung der beiden Kupplungen K1 und K2 setzt sich jeweils zusammen aus einem Ringkolben 34 und einem am Ringkolben 34 angeordneten Einrücklager 36.
Die Ringkolben 34 sind in Ausnehmungen oder Bohrungen 38 der radialen Gehäusewände 12a, 12b des Kupplungsgehäuses 12 axial verschiebbar gelagert und entsprechend abgedichtet und können in nicht dargestellter Weise hydraulisch beaufschlagt werden.
An die Ringkolben 34 sind im Querschnitt L-förmige Führungsflansche 34a angeformt, auf die in radialer Richtung gesehen formschlüssig der jeweils eine Lagerring 36a der Einrücklager 36 aufgepresst ist.
Die Einrücklager 36 sind durch Kugellager mit einer Teilung senkrecht zu den Drehachsen der Wellen 14, 24, 26 ausgeführt, mit in einem nicht ersichtlichen Kugelkäfig geführten Kugeln 36b als Wälzelemente und den beiden Lagerringen 36a, 36c, wobei der Lagerring 36c jeweils an sphärisch ausgeführten Vorsprüngen 30a, 32a der Anpressscheiben 30, 32 anliegen.
Die 2 zeigt im Detail die obere Hälfte eines Lagerringes 36 der Ausrückvorrichtung gemäß 1.
Wie ersichtlich ist, ist der an dem Führungsflansch 34a des Ringkolbens 34 festgelegte Lagerring 36a im Querschnitt betrachtet mit einer kalottenförmigen Wälzbahn 36d entsprechend einem herkömmlichen Rillenkugellager versehen, in der die Kugeln 36b exakt geführt sind.
Der an der Anpressscheibe 30, 32 anliegende Lagerring 36c hingegen ist mit einer Wälzbahn 36e versehen, deren Krümmungsradius r2 deutlich größer als der Krümmungsradius r1 (gleich dem halben Kugeldurchmesser) der Kugeln 36b ist.
Damit sind die Lagerringe 36c der Einrücklager 36 in radialer Richtung quasi freigestellt bzw. bilden nur in geringerem Umfang eine Radialführung für die Kugeln 36b, die jedoch ausreicht, um die Lagerringe 36c relativ zu den Lageringen 36a zu zentrieren. Darüber hinaus ermöglichen die Lagerringe 36c zuverlässig den Ausgleich gegebenenfalls vorhandener Fluchtungsfehler oder Bauteiltoleranzen der Drehteile relativ zu den gehäusefesten Bauteilen. Die Übertragung axial gerichteter Kräfte bei der Betätigung der Lamellenkupplungen K1 oder K2 ist jedoch nicht beeinträchtigt.
Anstelle einer Doppellamellenkupplung kann auch eine einfache Lamellenkupplung oder zum Beispiel eine Einscheiben-Trockenreibungskupplung verwendet sein, an der eine einzelne Ein- oder Ausrückvorrichtung vorgesehen ist, was jedoch nicht von der Erfindung umfasst ist.

Claims

Ausrück- oder Einrückvorrichtung für Reibungskupplungen, insbesondere in Kraftfahrzeugantrieben, mit einem in einem Kupplungsgehäuse (12) axial verschiebbar angeordneten Betätigungselement, das über ein als Axiallager ausgebildetes Ausrück- oder Einrücklager (36) mit zwei Lagerringen (36a, 36c) und dazwischen befindlichen Wälzelementen (36b) auf ein sich drehendes Kupplungselement der Kupplung einwirkt und mit Mitteln, die eine Zentrierung des Ausrück- oder Einrücklagers (36) relativ zum drehenden Kupplungselement zulassen, wobei die Mittel durch das Ausrück- oder Einrücklager (36) gebildet sind, indem in zumindest einer Wälzbahn (36e) der Lagerringe (36a, 36c) die Wälzelemente (36b) nicht radial geführt sind, wobei die Wälzelemente Kugeln (36b) sind, die an dem einen Lagerring (36a) in einer korrespondierenden Wälzbahn (36d) formschlüssig geführt sind und die mit dem anderen Lagerring (36c) in der in radialer Richtung freigestellten Wälzbahn (36e) abrollen, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement ein Ringkolben (34) ist, der in einer Bohrung (38) des Kupplungsgehäuses (12) axial verschiebbar geführt ist und der den einen Lagerring (36a) des Ausrück- oder Einrücklagers (36) in radialer Richtung formschlüssig trägt, dass der an dem Betätigungselement (34a) angeordnete Lagerring (36a) formschlüssig und der auf das Kupplungselement (30, 32) wirkende Lagerring (36c) nicht formschlüssig mit den Wälzelementen (36b) zusammenwirkt, und dass bei einer Doppel-Lamellenkupplung beiderseits der Kupplungspakete (K1, K2) in Bohrungen (38) des Kupplungsgehäuses (12a, 12b) Ringkolben (34) vorgesehen sind, die über separate Ausrück- oder Einrücklager (36) auf als Anpressscheiben (30, 32) ausgeführte Kupplungselemente wirken und dass die Wälzbahnen (36e) der mit den Anpressscheiben (30, 32) zusammenwirkenden Lagerringe (36c) beider Ausrück- oder Einrücklager (36) radial freigestellt ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine nicht formschlüssig mit den Wälzelementen (36b) zusammenwirkende, in radialer Richtung freigestellte Wälzbahn (36e) im Querschnitt betrachtet einen Krümmungsradius (r2) aufweist, der größer als ein Wälz- bzw. Krümmungsradius (r1) der Kugeln (36b) ist.