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Die Erfindung betrifft ein selbsteinstellendes Kupplungsausrücklager, bestehend aus einem Innenring und einem Außenring, zwischen welchen Wälzkörper angeordnet sind, wobei der Innenring mit einem Schlagausgleichslager in Kontakt steht, welches aus einem kalottenähnlichen Ausrückring besteht, auf welchem kinematisch fest ein Gleitring angeordnet ist.
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Die Erfindung findet Einsatz bei Ausrücksystemen für einfache oder Doppelkupplungssysteme, welche in Kraftfahrzeugen Anwendung finden und die ein Schlagausgleichslager aufweisen.
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Aus der
DE 70 36 423 U ist ein Kupplungslager bekannt, welches aus einem Außenring und einem Innenring besteht, zwischen welchen Wälzkörper gelagert sind. Der Innenring des Ausrücklagers greift mit einem axial gerichteten Absatz über einen ebenfalls axial gerichteten Abschnitt eines mit mindestens einer gewölbten Stirnfläche versehenen Ausrückringes. Zwischen dem Innenring und dem Ausrückring ist ein Ausgleichsring aus elastischem Material angeordnet. Mittels dieser Anordnung werden kleinere Fluchtfehler zwischen dem Ausrücklager und der Kupplung ausgeglichen, wobei sich das Ausrücklager selbst zentriert. Darüber hinaus werden Taumelbewegungen der Kupplungsscheibe nicht auf das eigentliche Lager übertragen. Der Ausgleichsring wird dabei lose auf den Ausrückring eingelegt oder ist am Ausrückring aufgeklebt.
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Die
DE 101 14 844 A1 zeigt ein selbsteinstellendes Kupplungsausrücklager, welches ebenfalls einen Innenring und einen umlaufenden Außenring aufweist, zwischen denen Wälzkörper geführt sind. Ein einstückig mit dem Innenring verbundener Flansch bildet mit einem Stützring Kugelkalottensegmente zur Erzielung eines selbstjustierenden Ausrücklagers. Insbesondere ist an dem Stützring ein Gleitelement durch Spritzgießen befestigt.
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Wegen der komplexen Geometrie des Kalottensegmentes an dem Stützring werden die meisten Stützringe als gedrehtes Teil ausgeführt. Um eine gute Umspritzung mit einem den Gleitring bildenden Kunststoff an dem Stützring zu gewährleisten, muss dieser aus Stahl bestehende Stützring oft im gehärteten Zustand hartgedreht werden, was zu sehr hohen Produktionskosten führt.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein selbsteinstellendes Kupplungsausrücklager anzugeben, bei welchem das Schlagausgleichslager einfach herzustellen ist und trotzdem zuverlässig auf dem Ausrücklager gleitend die Position der Tellerfeder der Kupplung ausgleichen kann.
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Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass der kalottenähnliche Ausrückring einen Trägerring aufweist, an welchen ein umlaufender, in axiale Richtung weisender Kalottenabschnitt ausgearbeitet ist, wobei der kalottenähnliche Ausrückring als Stanz-Blechteil ausgebildet ist, auf welchem der separate Gleitring formschlüssig und/oder stoffschlüssig angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass eine mechanische Bearbeitung des, aus einem Blechteil hergestellten kalottenähnlichen Ausrückringes nach dem Stanz-Biegevorgang auf ein Minimum reduziert werden kann, da nur eine Aufspannung des umlaufenden Kalottenabschnitts notwendig ist. Ein solcher kalottenähnlicher Ausrückring ist in einem Winkel beweglich, so dass ein etwa vorhandener Taumelschlag der Kupplung von diesem aufgefangen und nicht an das Ausrücklager weitergegeben wird. Darüber hinaus zentriert sich das Ausrücklager selbst. Weiterhin werden durch ein solches Schlagausgleichslager auch Fluchtfehler im Bezug zur Kupplungsachse ausgeglichen.
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Vorteilhafterweise ist der Gleitring in eine, zwischen Trägerring und Kalottenabschnitt des kalottenähnlichen Ausrückringes ausgebildete umlaufende Nut einclipsbar. Durch diese Geometrie kann ein separater, aus Kunststoff ausgebildeter Gleitring einfach in den kalottenähnlichen Ausrückring eingeclipst werden, was die Herstellungskosten reduziert. Im Gegensatz zu einer Kunststoffumspritzung wird ein separater Gleitring eingesetzt, welcher formschlüssig in den kalottenähnlichen Ausrückring eingreift.
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Um die Elastizität des Gleitringes bei dem Einclipsen in den kalottenähnlichen Ausrückring zu erhöhen, weist der Gleitring mindestens ein Paar Kerbungen auf, welche senkrecht zur radialen Ausdehnung des Gleitringes ausgeformt sind.
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In einer Ausgestaltung ist der Gleitring an dem kalottenähnlichen Ausrückring durch Ultraschallschweißen befestigt. Damit wird sichergestellt, dass der Gleitring unlösbar mit dem kalottenähnlichen Ausrückring verbunden ist, wodurch eine kinematische Bewegung zwischen Ausrückring und Gleitring zuverlässig unterbunden wird. Die kinematische Bewegung findet dabei ausschließlich zwischen dem, den Gleitring tragenden kalottenähnlichen Ausrückring und dem Innenring des Ausrücklagers statt, wobei der Ausrückring in seiner Position gegenüber dem Ausrücklager gekippt werden kann. Durch den Gleitring werden Verschleiß bzw. Reibungsverluste gegenüber dem Ausrücklager minimiert. Diese Maßnahme vermeidet gleichzeitig eine nachteilige Geräuschentwicklung. Weiterhin wird eine deutlich erhöhte Lebensdauer des kalottenähnlichen Ausrückringes gewährleistet. Die Gestaltung des Kontaktbereiches, bei dem zumindest der Kalottenabschnitt verschleiß- und reibmindernd gestaltet ist, verbessert entscheidend die Möglichkeit einer Selbsteinstellung zwischen dem Innenring und dem Ausrückring.
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In einer Ausführungsform weist der aus einem Kunststoff ausgebildete Gleitring auf einer Fläche, welche zu dem kalottenähnlichen Ausrückring weist, zumindest eine umlaufende, vorspringende Rippe zum Aufschmelzen beim Ultraschallschweißen auf. Durch dieses Aufschmelzen wird eine zuverlässige Befestigung des Gleitringes an dem Kalottenabschnitt gewährleistet und gleichzeitig eine Verdrehsicherung des Gleitringes zum kalottenähnlichen Ausrückring realisiert.
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Um die Wirkung der Verdrehsicherung zu verbessern, ist die dem Gleitring zugewandte Fläche des umlaufenden Kalottenabschnittes des kalottenähnlichen Ausrückringes aufgeraut. Vorzugsweise weist diese eine Rändelung auf. Unter einer Rändelung soll dabei eine Materialbearbeitung verstanden werden, bei der ein Muster in den umlaufenden Kalottenabschnitt eingeprägt wird. Gegenüber glatten Flächen erlauben solche griffigen Flächen eine bessere Verbindung des Gleitringes mit dem kalottenähnlichen Ausrückring.
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Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schlagausgleichslagers für ein selbsteinstellendes Ausrücklager, bei welchem auf einem kalottenähnlichen Ausrückring ein Gleitring aufgebracht wird. Bei einem Verfahren, bei welchem das Schlagausgleichslager kostengünstig hergestellt werden kann, wird der aus Stahl bestehende kalottenähnliche Ausrückring aus einem Blech ausgestanzt und anschließend der Gleitring in den kalottenähnlichen Ausrückring eingeclipst oder mittels Ultraschall angeschweißt. Dies hat den Vorteil, dass eine Kostensenkung bei der Herstellung des Schlagausgleichslagers möglich ist, welches nicht nur auf die Verwendung eines Bleches, sondern ebenfalls auf eine reduzierte mechanische Nacharbeit an dem ausgestanzten kalottenähnlichen Ausrückring zurückzuführen ist.
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Vorteilhafterweise wird ein ausgestanzter Trägerring des kalottenähnlichen Ausrückringes in eine vorgegebene Höhe abgedreht. Aufgrund dieses Drehvorganges ist es einfach möglich, je nach Einsatzfall des Schlagausgleichslagers dieses auf eine vorgegebene Höhe einzustellen, so dass dessen Abmaße gut mit dem Bauraum übereinstimmen, welchen eine das Ausrücklager umfassende Kupplung bereitstellt.
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In einer Ausgestaltung wird ein umlaufender Kalottenabschnitt des kalottenähnlichen Ausrückringes in eine vorgegebene Form gedreht und anschließend gerändelt. Mittels des Drehvorganges werden die Abmaße des umlaufenden Kalottenabschnitts des kalottenähnlichen Ausrückringes eingestellt, während der Rändelvorgang die Oberfläche des Kalottenabschnitts aufraut, die den Gleitring aufnimmt, um eine Verdrehsicherung des aus Kunststoff gebildeten Gleitringes zu realisieren.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zwei davon sollen anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
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Es zeigen:
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1: ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagers,
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2: eine perspektivische Ansicht der Bestandteile des Schlagausgleichslagers gemäß 1,
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3: ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung des Schlagausgleichslagers,
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4: eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagers,
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5: eine perspektivische Darstellung der Bestandteile des Schlagausgleichslagers gemäß 4,
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6: ein zweites Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung des Schlagausgleichsringes,
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7: ein drittes Ausführungsbeispiel zur Einstellung der Höhe des Schlagausgleichsringes.
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Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des selbsteinstellenden Kupplungsausrücklagers 1 dargestellt. Das Kupplungsausrücklager 1 besteht aus einem Außenring 2 und einem Innenring 3, zwischen denen mehrere Wälzkörper 4 angeordnet sind. An einem einen Winkel von annähernd 135° aufspannenden Schenkel 5 des Innenringes 3 liegt das Schlagausgleichslager 7, 8 an. Das Schlagausgleichslager 7, 8 besteht dabei aus einem aus Stahl gefertigten kalottenähnlichen Ausrückring 7 und einem auf dem kalottenähnlichen Ausrückring 7 aufliegenden Gleitring 8. Der Gleitring 8, welcher aus Kunststoff hergestellt ist, verläuft parallel zu einem Trägerring 7.1 und einem geneigt zu diesem Trägerring 7.1 ausgebildeten, umlaufenden Kalottenabschnitt 7.2, wobei der Trägerring 7.1 und der Kalottenabschnitt 7.2 den kalottenähnlichen Ausrückring 7 bilden. Dabei ist der Kalottenabschnitt 7.2 mit dem Gleitring 8 mittels Ultraschallschweißen verbunden, so dass sich der kalottenähnliche Ausrückring 7 und der Gleitring 8 nicht verlieren können. Der Gleitring 8 kontaktiert in dieser Position den Schenkel 5 des Innenringes 3, wobei das Schlagausgleichslager 7, 8 und der Schenkel 5 des Innenringes 3 zueinander beweglich gelagert sind. Dabei stellt das Schlagausgleichslager 7, 8 eine Kugelgelenkanbindung dar, welche in einem Winkel relativ zum Schenkel 5 des Innenringes 3 kippen kann.
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In 2 ist eine perspektivische Darstellung des kalottenähnlichen Ausrückringes 7 sowie des Gleitringes 8 dargestellt. Der aus Stahl bestehende Trägerring 7.1 des kalottenähnlichen Ausrückringes 7 ist dabei als ebener Kreisring ausgebildet, in dessen Innern einstückig der umlaufende Kalottenabschnitt 7.2 ausgebildet ist, welcher sich umlaufend in eine axiale Richtung ausdehnt. Die Oberfläche des Kalottenabschnittes 7.2, welche dem Gleitring 8 gegenüberliegt, weist dabei eine gerändelte Struktur auf, um die Oberfläche aufzurauen und eine Befestigung des Gleitringes 8 zu unterstützen. Der aus Kunststoff bestehende Gleitring 8 weist in 2 drei vorspringende, umlaufende Rippen 8.1, 8.2, 8.3 auf, die beim Ultraschallschweißen aufschmelzen, wobei die Rippe 8.1 in eine Nut 9 des kalottenähnlichen Ausrückringes 7 fließt, während die Rippen 8.2, 8.3 in die Innenräume der gerändelten Oberfläche des Kalottenabschnitts 7.2 einfließen und somit eine unlösbare stoffschlüssige Verbindung mit dem kalottenähnlichen Ausrückring 7 eingehen. Die Rippen 8.2 und 8.3 bilden durch die stoffschlüssige Verbindung mit dem Kalottenabschnitt 7.2 eine Verdrehsicherung, während die Verbindung der Rippe 8.1 mit der Nut 9 eine axiale Verschiebung des Gleitringes 8 unterbindet. Ein nach außen abstehender Rand 8.4 des Gleitringes 8 liegt an dem Trägerring 7.1 an.
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In 3 ist eine Ausführungsform zur Herstellung des Schlagausgleichslagers 7, 8 dargestellt. Dabei wird der kalottenähnliche Ausrückring 7 des Schlagausgleichslagers 7, 8 aus einem Blech ausgestanzt (Schritt A). Anschließend wird der ausgestanzte Ausrückring 7 abgeschliffen, um Unebenheiten durch den Stanzprozess zu nivellieren. Durch ein Aufbiegen wird der umlaufende Kalottenabschnitt 7.2 in einem vorgegebenen Winkel aus dem kreisförmigen Innenrand des Trägerringes 7.1 gestaltet, wobei durch ein Span abhebendes Verfahren, wie Drehen, die gewünschte Form und durch Rändeln eine mit einem Muster versehene Oberfläche realisiert wird (Schritt B). Im sich daran anschließenden Schritt C wird der Gleitring 8 so auf den Ausrückring 7 aufgelegt, dass die im Zusammenhang mit 2 bezeichneten Rippen 8.1, 8.2, 8.3 auf der gerändelten Oberfläche des Kalottenabschnitts 7.2 aufliegen. Beim sich anschließenden Ultraschallschweißen schmelzen diese Rippen 8.1, 8.2, 8.3 auf und verlaufen in dem Rändelmuster, was zu einer dauerhaften Verbindung zwischen Gleitring 8 und Ausrückring 7 führt.
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Ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagers 1 ist in 4 dargestellt. 4 unterscheidet sich von 1 allein dahingehend, dass der Gleitring 8 mit dem kalottenähnlichen Ausrückring 7 verclipst ist und beide somit eine formschlüssige Verbindung eingehen. Dabei greift ein Vorsprung 8.5 des Gleitringes 8, welcher umlaufend radial, entgegengesetzt zum Rand 8.4 verläuft, in eine Nut 9 des kalottenähnlichen Ausrückringes 7 ein. Die Nut 9 ist zwischen dem Trägerring 7.1 und dem Kalottenabschnitt 7.2 ausgeformt. Wie 5 zeigt, besitzt der Gleitring 8 ein Paar von Einkerbungen 6, welche senkrecht zur umlaufenden Erstreckung des Gleitringes 8 ausgebildet sind. Vorteilhafterweise sind vier solcher Paare von Kerbungen 6 im 90°-Abstand über den gesamten Gleitring 8 hinweg ausgebildet. Mittels dieser Kerbungen 6 wird die Elastizität des Gleitringes 8 beim Einclipsen in den kalottenähnlichen Ausrückring 7 erhöht.
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6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel zur Herstellung des Schlagausgleichslagers 7, 8, bei welchem die Schritte D und E mit den Schritten A und B gemäß 3 identisch sind. Im Schritt F der 6 wird mit Hilfe der vorhandenen Kerbungen 10 der Vorsprung 8.5 in die Nut 9 eingefügt, so dass eine festsitzende Verbindung formschlüssig zwischen dem Gleitring 8 und dem Ausrückring 7 hergestellt wird.
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Um zu gewährleisten, dass das so hergestellte Schlagausgleichslager 7. 8 für verschiedene Kupplungssysteme unterschiedlicher Baugröße einsetzbar ist, wird zum Ausstanzen des kalottenähnlichen Ausrückringes 7 ein Blech benötigt, welches eine Dicke d aufweist, die der größte erforderliche Dicke für alle Einsatzfälle des Schlagausgleichslagers 7, 8 entspricht. Um ein einmal gefertigtes Schlagausgleichslager 7, 8 für die verschiedensten Einsatzfälle benutzen zu können, wird die Dicke d des Bleches, welche die Höhe des Trägerringes 7.1 bestimmt, für unterschiedliche Höhen abgedreht. Wie aus 7 ersichtlich, können zwischen der größten Dicke d und der minimalsten Dicke dm des Trägerringes 7.1 elf verschiedene Höhenklassen bereitgestellt werden. Somit ist mit nur einem einzigen Herstellungsvorgang ein Schlagausgleichslager 7, 8 herstellbar, welches bei minimalen Kosten vielseitig in verschiedenen Kupplungssystemen einsetzbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungsausrücklager
- 2
- Außenring
- 3
- Innenring
- 4
- Wälzkörper
- 5
- Schenkel des Innenringes
- 6
- Paar von Kerben
- 7
- Kalottenähnlicher Ausrückring
- 7.1
- Trägerring
- 7.2
- Kalottenabschnitt
- 8
- Gleitring
- 8.1
- Rippe
- 8.2
- Rippe
- 8.3
- Rippe
- 8.4
- Rand
- 8.5
- Vorsprung
- 9
- Nut
- d
- größte Dicke
- dm
- minimalste Dicke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 7036423 U [0003]
- DE 10114844 A1 [0004]
