DE102010021788A1

DE102010021788A1 - Ausrücklageranordnung

Info

Publication number: DE102010021788A1
Application number: DE102010021788A
Authority: DE
Inventors: Mario Privatti; Aline Bueno
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2011-12-01
Also published as: BR112012030001A2; WO2011147551A1; BR112012030001A8

Abstract

Ausrücklageranordnung für eine vorzugsweise hydraulisch betätigbare Kupplung, umfassend ein Ausrücklager mit einem Innenring, an dem ein Abstützring anliegt, an dem ein das Ausrücklager vorspannendes Federelement gelagert ist, wobei der Abstützring (11) einen ersten Ringabschnitt (12) aus Metall und einen mit diesem verbundenen zweiten Ringabschnitt (13) aus Kunststoff aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Ausrücklageranordnung für eine vorzugsweise hydraulisch betätigbare Kupplung, umfassend ein Ausrücklager mit einem Innenring, an dem ein Abstützring anliegt, an dem ein das Ausrücklager vorspannendes Federelement gelagert ist.
Hintergrund der Erfindung
Eine solche Ausrücklageranordnung bildet das Verbindungsglied zwischen der routierenden Kupplungsdruckplatte auf der Motorseite und dem feststehenden Ausrückmechanismus auf der Getriebeseite. Die Ausrücklageranordnung umfasst ein Ausrücklager, in der Regel ein Wälzlager, mit einem Außenring und einem Innenring. Der Innenring ist an einem Befestigungsring festgelegt, der bei einer hydraulisch betätigbaren Ausrücklageranordnung als Kolben dient und axial über ein hydraulisches Stellmittel bewegt werden kann, um die Kupplung zu betätigen. Zur Erleichterung dieser Betätigung ist das Ausrücklager über ein Federelement, üblicherweise eine Schraubenfeder, axial vorgespannt. Die Schraubenfeder ist mit einem Ende an einem lagefesten Gehäusebauteil der Ausrücklageranordnung aufgelagert, das andere Federende liegt an einem Abstützring an, der seinerseits mit dem Innenring des Ausrücklagers, der wie beschrieben seinerseits mit dem Befestigungsring, also dem Ringkolbenbauteil gekoppelt ist, an. Eine solche Ausrücklageranordnung ist beispielsweise aus DE 199 44 083 A1 bekannt.
Der Abstützring, über den das Federelement mit dem Ausrücklager gekoppelt ist, ist entweder aus Kunststoff gefertigt, üblicherweise gespritzt, oder ein Metallbauteil. Beide Ausführungen sind jedoch mit Nachteilen verbunden. So ist der Abstützring mitunter beachtlich hohen Temperaturen im Betrieb ausgesetzt, was bei Ausführung des Abstützrings aus Kunststoff mitunter dazu führen kann, dass sich dieser thermisch verformt oder sogar anschmilzt. Hieraus resultiert, dass die über den Abstützring gegebene Bewegungskopplung zwischen Federelement und Ausrücklager nicht mehr in der geforderten Form gegeben ist, mithin also die Ausrücklageranordnung beschädigt ist. Ein aus Metall gefertigter Abstützring hingegen ist zwar thermisch stabil, jedoch kompliziert in der Herstellung, da üblicherweise der Abstützring eine Art radialen Übergriff bildet und sich vom Innenring zum Außenring, das Lager quasi übergreifend oder abschließend, erstreckt, wie mitunter auch entsprechende axial oder radial vorspringende Flansche und Ähnliches auszubilden sind, an denen das Federelement aufgelagert oder zentriert ist. Eine einfache Herstellung als Tiefziehbauteil ist in der Regel nicht möglich.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Ausrücklageranordnung mit einfach herstellbarem Abstützring anzugeben.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Ausrücklageranordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Abstützring einen ersten Ringabschnitt aus Metall und einen mit diesem verbundenen zweiten Ringabschnitt aus Kunststoff aufweist.
Der bei der erfindungsgemäßen Ausrücklageranordnung eingesetzte Abstützring ist also ein Hybridbauteil, bestehend aus zwei separaten Ringabschnitten, von denen der eine aus Metall und der andere aus Kunststoff ist. Der metallene Ringabschnitt kann als einfaches Tiefziehbauteil ausgeführt sein, beispielsweise mit einer im Querschnitt gesehenen L-Form umfassend einen axial stehenden ersten Schenkel, der in den Innenring eingreift, während der radial stehende Schenkel am Innenring anliegt und diesen übergreift. Das heißt, dass der metallene erste Ringabschnitt der Abstützung am Innenring dient, worüber eine beachtliche Last übertragen werden kann, wie auch ein sehr guter Sitz des Abstützrings am Innenring hierüber erreicht wird.
Der zweite, aus Kunststoff gefertigte Ringabschnitt ist am metallenen Ringabschnitt befestigt, bevorzugt ist er an diesem unmittelbar in einem Kunststoffspritzverfahren angespritzt. Er kann beispielsweise ebenfalls eine im Wesentlichen L-förmige Grundform aufweisen, mit einem axial verlaufenden ersten Schenkel, in den zwecks Zentrierung die Schraubenfeder, also das Federelement eingreift, und einem zweiten, am metallenen Ringabschnitt angeformten Schenkel, an dem z. B. eine Schutzabdeckung anliegt.
Im Querschnitt gesehen besitzt also der Abstützring wiederum eine komplexe, mehrschenkelige Geometrie, wie sie für seine optimale Funktion letztlich erforderlich ist, um eine sichere Abstützung bei gleichzeitigem Übergriff über das Lager sowie gegebener Zentrierungsmöglichkeit zu realisieren. Gleichwohl ist er in der Herstellung einfach, da der erste metallene Ringabschnitt ein einfaches Tiefziehbauteil oder Stanzbauteil ist und eine einfache geometrische Grundform besitzt, an dem auf einfache Verarbeitungsweise der zweite Kunststoff-Ringabschnitt, der die „Endgeometrie” ausbildet, angeformt ist. Auch ergeben sich keine thermischen Probleme, da wie beschrieben der Abstützring über den metallenen Ringabschnitt Last übertragend am Innenring anliegt, während der Kunststoff-Ringabschnitt nicht der Lastübertragung dient und folglich eine mögliche Erwärmung im Betrieb nicht nachteilig ist. Selbst wenn das Federelement am Kunststoff-Ringabschnitt anliegt, ist aufgrund der Abstützung über den Metall-Ringabschnitt keine Deformation trotz Erwärmung zu besorgen. Damit ergeben sich selbst bei hoher thermischer Belastung ergeben sich keine Probleme im Hinblick auf eine etwaige Deformation und Ähnliches.
Wie beschrieben liegt der Abstützring bevorzugt mit dem ersten Ringabschnitt am Innenring an, während das Federelement am zweiten Ringabschnitt anliegt, woraus sich ein guter Sitz des Abstützrings am Innenring wie auch ein guter Sitz des Federelements ergibt. Alternativ dazu, dass sich das Federelement am aus Kunststoff gefertigtem zweiten Ringabschnitt abstützt, kann sich das Federelement auch am ersten metallenem Ringabschnitt abstützen, während am aus Kunststoff gefertigten zweiten Ringabschnitt eine das Federelement außenseitig übergreifende Schutzabdeckung anliegt. Ist also am zweiten Ringabschnitt ein axial vorspringender Flansch vorgesehen, so würde dieser bei einer solchen Federanordnung die Feder außenseitig umgreifen und dabei zentrieren.
Wenngleich der erste Ringabschnitt, also der metallene Ringabschnitt nicht unbedingt eine L-förmige Querschnittsform haben muss, so ist diese nicht zuletzt aus fertigungstechnischen Gründen besonders einfach herstellbar. Ein solcher L-förmiger Ringabschnitt weist einen radial nach außen stehenden Flansch und einen innen liegenden axial verlaufenden Flansch auf, der in den Innenring eingreift. Auch der aus Kunststoff gefertigte zweite Ringabschnitt kann in einfachster Ausgestaltung im Wesentlichen L-förmig im Querschnitt sein und einen radial nach außen stehenden Flansch, an dem das Federelement axial aufgelagert ist, und einen axial liegenden Flansch, der in das Federelement eingreift, aufweisen. Der radial nach außen stehende Flansch bettet den radial nach außen stehenden Flansch des metallenen ersten Ringabschnitts ein, ist also um diesen gespritzt oder an diesem angespritzt. Da er bevorzugt den metallenen Flansch vollständig einbettet, ist eine sehr gute Stabilität auch in diesem Bereich gegeben.
Zur sicheren Fixierung des Federelements am Abstützring sieht eine zweckmäßige Weiterbildung vor, wenn an dem axial liegenden Flansch des aus Kunststoff gefertigten zweiten Ringabschnitts eine hinterschnittene Nut zur Aufnahme einer Windung des Federelements oder der Schutzabdeckung vorgesehen ist. Das heißt, dass zu Montagezwecken der Abstützring quasi auf das Federelement oder die Schutzabdeckung aufgeschnappt und an diesem fixiert werden kann.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung des aus Kunststoff gefertigten zweiten Ringabschnitts sieht vor, einen außen liegenden axial verlaufenden Flansch auszubilden, der den Außenring des Ausrücklagers außenseitig umgreift. Hierüber wird, nachdem der metallene erste Ringabschnitt am Innenring anliegt, quasi eine vollständige Kapselung über den kompletten Umgriff um das Ausrücklager realisiert.
Für eine besonders gute Verbindung zwischen den beiden Ringabschnitten ist am ersten Ringabschnitt, insbesondere dem radial nach außen stehenden Flansch, eine oder mehrere Eintiefungen und/oder Durchbrechungen, in die den zweiten Ringabschnitt bildendes Kunststoffmaterial eingeformt ist, vorgesehen. Das heißt, dass eine Profilierung realisiert ist, die eine besonders gute Anbindung des Kunststoffmaterials ermöglicht, wobei dies insbesondere über die vorgesehenen Durchbrechungen, die vollständig vom Kunststoffmaterial durchsetzt sind, erreicht werden kann.
Der zweite Ringabschnitt kann den ersten Ringabschnitt, insbesondere den radial liegenden Flansch, über einen Teil seiner Breite beidseits einbetten, das heißt, dass, axial gesehen, dieser Abschnitt des Ringabschnitts beziehungsweise der radial liegende Flansch an beiden Stirnseiten im Kunststoffmaterial aufgenommen ist. Denkbar ist dabei auch, das Kunststoffmaterial nur an einer Seite flächig anzuspritzen und an der anderen Seite zu Fixierungszwecken nur einen kurzen Hintergriff zu realisieren.
Neben der Ausrücklageranordnung betrifft die Erfindung ferner einen Abstützring für eine Ausrücklageranordnung der beschriebenen Art, bestehend aus einem ersten Ringabschnitt aus Metall und einem mit diesem verbundenen zweiten Ringabschnitt aus Kunststoff, wobei sämtliche obige Ausführungen, die den Abstützring betreffen, selbstverständlich gleichermaßen diesen erfindungsgemäßen Abstützring beschreiben.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Ausrücklageranordnung im Schnitt in einer Teilansicht,
2 eine vergrößerte Perspektivansicht eines Teils der Ausrücklageranordnung aus 1, und
3 eine Perspektivansicht eines Teils einer Ausrücklageranordnung einer zweiten Ausführungsform.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt als Prinzipdarstellung eine erfindungsgemäße Ausrücklageranordnung 1, umfassend ein Ausrücklager 2 mit Außenring 3 und Innenring 4 sowie dazwischen wälzenden Kugeln 5. Das Ausrücklager 2 ist über einen radial nach innen liegenden Flansch 6 des Innenrings an einem Kolbenbauteil 7, das über ein hier nicht näher gezeigtes hydraulisches Betätigungsmittel zum Betätigen der Kupplung axial bewegt wird, in an sich bekannter Weise befestigt.
An einem Gehäusebauteil 8 ist ein Federelement 9 hier in Form einer Schraubenfeder 10 mit einem Ende abgestützt. Das Gehäusebauteil 8 ist lagefest relativ zum beweglichen Kolbenbauteil 7. Mit dem anderen Ende ist die Schraubenfeder 10 an einem Abstützring 11 aufgelagert, der als Hybridbauteil aus einem ersten Ringabschnitt 12 aus Metall und einem zweiten Ringabschnitt 13 aus Kunststoff besteht, siehe hierzu insbesondere 2. Über den metallenen ersten Ringabschnitt liegt der Abstützring 11 an der Stirnseite des Innenrings 4 an, ist mit ihm also dort kraftschlüssig verbunden. Der erste Ringabschnitt ist L-förmig im Querschnitt ausgeführt, mit einem in den Innenring 4 eingreifenden ersten Flansch, über den die Zentrierung erfolgt, sowie einem zweiten Flansch 15, der am Innenring 4 anliegt.
Der zweite Ringabschnitt 13 ist aus Kunststoff und unmittelbar an den ersten Ringabschnitt 12 angespritzt. Er weist einen den zweiten Flansch 15 des ersten Ringabschnitts 12 belegenden Abschnitt 16 auf, von dem sich ein axial verlaufender, im gezeigten Beispiel hinterschnittener Flansch 17 erstreckt, der der Aufnahme einer Schutzabdeckung 18 dient, siehe 1. An dem anderen Ende des Abschnitts 16 ist ein zweiter sich axial erstreckender Abschnitt 19 angeformt, von dem zum einen ein den zweiten Flansch 15 übergreifender Halteabschnitt 20 absteht, und der sich ansonsten axial, den Außenring 3 abschnittsweise übergreifend, erstreckt. Ersichtlich ergibt sich hieraus eine Kapselung respektive ein Umgriff um das gesamte Ausrücklager.
Bei dem ersten Ringabschnitt 12 aus Metall handelt es sich um ein einfaches Tiefziehbauteil, an dem der zweite Ringabschnitt 13 aus Kunststoff in einem einfachen Kunststoffspritzverfahren angeformt ist. Die Lastabstützung und Auflagerung der Schraubenfeder 10 erfolgt bei dieser Ausführung am metallenen ersten Ringabschnitt 12, wobei, siehe 1, die Schraubenfeder 10 im Wesentlichen in axialer Verlängerung des Innenrings 4 positioniert ist. Der vorspringende Abschnitt 17 am zweiten Ringabschnitt 13 umgreift die Schraubenfeder 10 außenseitig, zentriert also diese. Denkbar wäre jedoch auch eine Anordnung der Schraubenfeder 10 an der gegenüberliegenden Seite, das heißt, dass bei dieser Ausgestaltung der Abschnitt 17 in die Feder eingreifen würde und diese am Kunststoff-Ringabschnitt 13 beziehungsweise dem Abschnitt 16 aufgelagert wäre. Da in diesem Bereich ein „Sandwich”-Aufbau gegeben ist, das heißt, dass der zweite Flansch 15 des metallenen Ringabschnitts 12 sich bis in diesen Bereich erstreckt, ist ebenfalls eine gute Abstützung der Schraubenfeder 10 auch bei dieser Ausgestaltung gegeben.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Ausrücklageranordnung 1, die insoweit vom Grundaufbau her der Ausrücklageranordnung 1 aus 1 entspricht. Lediglich der Abstützring 11 ist etwas anders ausgeführt. Er besteht jedoch wiederum aus einem ersten Ringabschnitt 12 aus Metall und einem zweiten Ringabschnitt 13 aus Kunststoff, wobei wiederum der erste Ringabschnitt 12 im Wesentlichen L-förmig ausgeführt ist und einen axial liegenden Flansch 14 und einen radial liegenden Schenkel 15 aufweist. Am radial liegenden Flansch 15 ist wiederum der Kunststoff-Ringabschnitt 13 angeformt, jedoch ist hier der Flansch 15 vollständig in den Abschnitt oder Flansch 16 des Kunststoff-Ringabschnitts 13 eingebettet. Am Flansch 15 sind entsprechende Durchbrechungen 21 realisiert, die vom Kunststoffmaterial durchdrungen werden und für eine bessere Verbindung zwischen den beiden Ringabschnitten sorgen. Wiederum vorgesehen ist ein axial vorspringender Abschnitt 17 am zweiten Ringabschnitt 13, der wiederum der Zentrierung der auch bei dieser Ausgestaltung bevorzugt am metallenen Ringabschnitt 12 aufgelagerten Schraubenfeder 10 dient. Außenseitig des Abschnitts 17 kann wiederum die Schutzabdeckung 18 angeordnet sein. Auch hier ist der metallene Ringabschnitt 12 ein in seiner Geometrie einfach ausgeführtes Bauteil, das im Hinblick auf die Ausbildung der Durchbrechungen bevorzugt als Stanzteil hergestellt ist, gleichermaßen aber auch ein Tiefziehteil sein kann, an dem nachfolgend die Durchbrechungen 21 ausgestanzt sind. Der Kunststoff-Ringabschnitt 13 ist wiederum in einem einfachen Spritzverfahren unmittelbar angeformt.
Bezugszeichenliste

1: Ausrücklageranordnung
2: Ausrücklager
3: Außenring
4: Innenring
5: Kugeln
6: Flansch
7: Kolbenbauteil
8: Gehäusebauteil
9: Federelement
10: Schraubenfeder
11: Abstützring
12: erster Ringabschnitt
13: zweiter Ringabschnitt
14: Flansch
15: zweiter Flansch
16: Abschnitt
17: Flansch
18: Schutzabdeckung
19: Abschnitt
20: Halteabschnitt
21: Durchbrechungen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19944083 A1 [0002]

Claims

Ausrücklageranordnung für eine vorzugsweise hydraulisch betätigbare Kupplung, umfassend ein Ausrücklager mit einem Innenring, an dem ein Abstützring anliegt, an dem ein das Ausrücklager vorspannendes Federelement gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützring (11) einen ersten Ringabschnitt (12) aus Metall und einen mit diesem verbundenen zweiten Ringabschnitt (13) aus Kunststoff aufweist.
Ausrücklageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützring (11) mit dem ersten Ringabschnitt (12) am Innenring (4) anliegt, und dass das Federelement (9) am zweiten Ringabschnitt (13) anliegt, oder dass das Federelement (9) am ersten Ringabschnitt (12) anliegt und am zweiten Ringabschnitt eine das Federelement (9) außenseitig übergreifende Schutzabdeckung (18) anliegt.
Ausrücklageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ringabschnitt (12) einen radial nach außen stehenden Flansch (15) und einen innenliegenden axial verlaufenden Flansch (14) aufweist, der in den Innenring (4) eingreift.
Ausrücklageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ringabschnitt (13) einen radial nach außen stehenden Flansch (16) und einen axial verlaufenden Flansch (17), der in das Federelement (17) eingreift oder dieses außenseitig umgreift, aufweist.
Ausrücklageranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem axial liegenden Flansch (17) eine hinterschnittene Nut zur Aufnahme einer Windung des Federelements (9) oder der Schutzabdeckung (18) vorgesehen ist.
Ausrücklageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ringabschnitt (13) einen außen liegenden axial verlaufenden Flansch (19) aufweist, der den Außenring (3) des Ausrücklagers (2) außenseitig umgreift.
Ausrücklageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Ringabschnitt (12), insbesondere dem radial nach außen stehenden Flansch (15), eine oder mehrere Eintiefungen und/oder Durchbrechungen (21), in die den zweiten Ringabschnitt (13) bildendes Kunststoffmaterial eingeformt ist, vorgesehen sind.
Ausrücklageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ringabschnitt (13) den ersten Ringabschnitt (12), insbesondere den radial liegenden Flansch (15), über einen Teil seiner Breite beidseits einbettet, oder nur an einer Seite flächig anliegt und an der anderen Seite nur randseitig hintergreift.
Ausrücklageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ringabschnitt (12) ein Tiefziehbauteil ist, an dem der zweite Ringabschnitt (13) angespritzt ist.
Abstützring für eine Ausrücklageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bestehend aus einem ersten Ringabschnitt (12) aus Metall und einem mit diesem verbundenen zweiten Ringabschnitt (13) aus Kunststoff.