DE10246937A1 - Halteclip für ein Kupplungsausrücklager - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ausrücklager (3), das mit einem weitestgehend zylindrischen Gehäuse (2) eine Einheit bildet, das gemeinsam mittels einer Betätigungseinrichtung (1) axial verschiebbar ist. Zwischen einem Hebel (5) der Betätigungseinrichtung (1) und einem Bord (8) des Gehäuses (2) ist ein Armierungselement (12a) vorgesehen.

Description

• Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung betrifft ein Ausrücklager, das vorzugsweise für eine in Kraftfahrzeugen eingesetzte Schalttrennkupplung bestimmt ist. Das als ein Schrägschulterlage gestaltete Wälzlager umfasst einen drehstarr angeordneten Lagerring und einen umlaufenden Lagerring, zwischen denen in einem Käfig geführte Wälzkörper angeordnet sind. Das Ausrücklager ist mit dem drehstarren Lagerring an einem aus Kunststoff hergestellten Gehäuse befestigt. Im eingebauten Zustand ist die aus dem Gehäuse und dem Ausrücklager bestehende Einheit mittels einer Betätigungseinrichtung axial verschiebbar, dazu ist ein Hebel schwenkbar angeordnet, der kraftschlüssig an dem Gehäuse abgestützt ist.
• Hintergrund der Erfindung
• Zur Betätigung der Schalttrennkupplung in einem Fahrzeug ist in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs ein Kupplungspedal angeordnet. Bei der Betätigung des Kupplungspedals wird mittels mechanischen oder hydraulischen Übertragungselementen das Kupplungsausrücklager in bekannter Weise gegen das Federmittel der Schalttrennkupplung, insbesondere die Federzungen der Kupplungstellerfeder, axial verschoben. Dabei kommt es zu einer kraftschlüssigen Wirkverbindung zwischen dem Hebel der Betätigungseinrichtung und dem Gehäuse des Kupplungsausrücklagers. Während dieses Betätigungsvorgangs stellt sich in einem Abstützbereich, einer Kontaktzone, zwischen dem schwenkbar angeordneten Hebel und dem Gehäuse, welches mit dem Ausrücklager eine Einheit bildet, eine Relativbewegung ein.
• Der bekannte Stand der Technik zeigt Maßnahmen den Verschleiß im Kontaktbereich bzw. der Kontaktzone zwischen dem Hebel und dem Gehäuse zu reduzieren. Die JP 10-220 494 zeigt ein Kunststoffgehäuse, an dessen radialen umlaufenden Bord auf der einen Seite das Ausrücklager abgestützt ist und auf der gegenüberliegenden Seite eine umlaufende metallische Stützscheibe anliegt. Die Lagefixierung der Stützscheibe erfolgt mit einem separaten Halteblech, welches gleichzeitig das Ausrücklager fixiert. In der Einbaulage greift die Betätigungseinrichtung über einen Hebel auf die Stützscheibe, welche gegenüber dem aus Kunststoff hergestellten Gehäuse eine höhere Verschleißfestigkeit aufweist. Die bekannte umlaufende Stützscheibe bzw. Anlaufscheibe erfordert ein passgenaue Anfertigung und aufgrund der damit verbundenen Toleranzanhäufung zwischen dem zylindrischen Abschnitt des Gehäuses und der Stützscheibe und verursacht hohe Herstellkosten.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine kostengünstige verschleißarme Kontaktzone zwischen dem Hebel der Betätigungseinrichtung und dem Gehäuse zu schaffen.
• Zur Lösung dieser Problemstellung ist gemäß der Erfindung vorgesehen, in der Kontaktzone zwischen dem Hebel und dem Gehäuse ein als Halteclip gestaltetes Armierungselement vorzusehen. Das partiell angeordnete Armierungselement erstreckt sich dabei ausschließlich auf den Bereich der Kontaktzone. Das vorteilhaft als ein Halteclip gestaltete Armierungselement weist zumindest einen einstückig mit dem Armierungselement verbundenen Federarm auf, mit dem das Armierungselement an dem Gehäuse kraftschlüssig und formschlüssig befestigt ist. Die federelastische Befestigung ermöglicht eine vereinfachte automatisierte Montage und gleichzeitig dauerfeste Anbindung des erfindungsgemäßen Armierungselementes an dem Gehäuse. Weiterhin kann zur Herstellung des erfindungsgemäßen Armierungselementes ein kostengünstiges Herstellvertahren vorgesehen werden, da im Vergleich zum bekannten Stand der Technik keine Toleranzanhäufung zu beachten ist. Die partielle Anordnung des Armierungselementes ausschließlich im Bereich der Kontaktzonen zwischen dem Hebel und dem Gehäuse bewirkt außerdem eine gewichtsoptimierte Lösung, mit der eine wirksame Maßnahme zur Verschleißminderung in der Kontaktzone hergestellt werden kann, verbunden mit einer Steigerung der Gebrauchsdauer bei unveränderter Funktionsfähigkeit der gesamten Betätigungseinrichtung.
• Das erfindungsgemäße lokal angeordnete Armierungselement ist vorteilhaft innerhalb des vorhandenen Einbauraums einsetzbar, da diese Bauteile sowohl in axialer als auch in radialer Richtung eine kompakte Bauweise ermöglicht. Das als Halteclip gestaltete, federelastisch befestigte Armierungselement kann weiterhin ohne hohe Montagekosten zu verursachen, im Bedarfsfall einfach ausgetauscht werden. Damit ergeben sich gleichzeitig verringerte Ersatzteilkosten.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 15.
• Die erfindungsgemäße Gestaltung des Armierungselementes ist einsetzbar für einen üblicherweise gabelförmig gestalteten Hebel der Betätigungseinrichtung, mit dem das Gehäuse axial verschoben wird. Dabei bilden sich zwei Kontaktzonen zwischen dem Hebel und dem Gehäuse, in denen jeweils ein partiell angeordnetes, metallisches Armierungselement vorgesehen ist.
• Das Ausrücklager bildet mit dem Gehäuse eine Baueinheit. Dabei weist das Gehäuse einen radialen Bord auf, an dem in Richtung der Schalttrennkupplung das Ausrücklager und gegenseitig der Hebel der Betätigungseinrichtung abgestützt ist. Dieser Aufbau ermöglicht in der Kontaktzone zwischen dem Bord und dem Hebel eine kraft- und formschlüssig Befestigung des als Halteclip gestalteten, metallischen Armierungselementes an dem Bord des Gehäuses.
• Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, das Armierungselement U-förmig zu gestalten. In der Einbaulage umgreift dabei der Federarm des Armierungselementes außenseitig das Gehäuse. Das Armierungselement kann alternativ mit mehrfach an der Innenseite oder der Außenseite angeordneten Federarmen versehen werden. Die an dem Außenumfang angeordneten Federarme umgreifen den radial ausgerichteten Bord des Gehäuses außenseitig. Alternativ greifen die innenseitigen Federarme in entsprechende Aussparungen des Bordes ein, die nach einer Verdrehung in der Endlage verrasten.
• Vorteilhaft sind dabei die Federarme des Armierungselementes axial so beabstandet zueinander angeordnet, dass zwischen diesen in der Einbaulage gegenseitig, an einer Stützfläche, der Hebel der Betätigungseinrichtung abgestützt ist.
• Die Funktionsfähigkeit erfordert eine exakte Lagepositionierung des Armierungselementes. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Armierungselementes sieht zur Lagepositionierung vor, zwischen dem Gehäuse bzw. dessen radialen Bord und des Armierungselementes zumindest eine axial vorstehende Fixiernase oder Fixiernocken vorzusehen, die bzw. der in eine entsprechend korrespondierende Ausnehmung des zugehörigen weiteren Bauteils formschlüssig eingreift. Diese Maßnahme ermöglicht eine für die Funktion erforderliche verdrehgesicherte Lageposition des Armierungselementes. Beispielsweise eignet sich dazu ein Gehäuse, dessen Fixiernase in einer Endposition des Armierungselementes in eine entsprechende Ausnehmung des Armierungselementes formschlüssig eingreift. Alternativ kann das Armierungselement mit einem Fi xiernocken versehen werden, der zur Lagepositionierung in der Endlage formschlüssig in eine entsprechende Ausnehmung des Gehäuses eingreift.
• Als Maßnahme, den erforderlichen Bauraum und das Gewicht zu optimieren, schließt die Erfindung ein Armierungselement ein, dessen Breite insbesondere von der Breite der Federarme bestimmt wird. Die Federarme sind dabei so dimensioniert, dass diese einerseits eine ausreichende Haltekraft sicherstellen, andererseits die erforderlichen Montagekräfte auf das erforderliche Maß reduzieren.
• Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Armierungselement aus einem vergüteten Stahl-Bandmaterial hergestellt. Die Werkstoffwahl ermöglicht die Anwendung eines Tiefziehverfahrens, mit dem das Armierungselement spanlos, kostengünstig in großen Stückzahlen hergestellt werden kann.
• Zur Erzielung einer ausreichenden Verschleißfestigkeit ist für den zur Anwendung kommenden Werkstoff des Armierungselementes eine Mindesthärte von 450 HV (Vickers-Härte) vorgesehen.
• In vorteilhafter Weise schließt die Ertindung weiterhin ein, zumindest ein Bauteil in der Kontaktzone mit einer reibungs- und verschleißmindernden Beschichtung zu versehen. Die reibungsmindernde Beschichtung verringert die erforderlichen Betätigungskräfte bzw. Pedalkräfte zum Einrücken bzw. Ausrücken der Schalttrennkupplung. Damit verbunden verbessert sich der Bedienungskomfort. Vorzugsweise ist in der Kontaktzone das Armierungselement beschichtet. Als weitere Maßnahme die Reibung und den Verschleiß zu optimieren bietet es sich an, ergänzend den Hebel im Bereich der Kontaktzone ebenfalls zu beschichten.
• Für die Beschichtung eignet sich insbesondere eine PTFE-Beschichtung. Alternativ schließt die Erfindung auch weitere geeignete Beschichtungen ein, die sich vorteilhaft auf die Reibung der in Wirkverbindung stehenden Bauteile auswirkt und gleichzeitig den Verschleiß mindert, wie zum Beispiel eine Hartstoffbeschichtung.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, das Armierungselement als ein gebautes Bauteil darzustellen. Im Bereich der Kontaktzone ist dazu beispielsweise ein aus Kunststoff hergestelltes Armierungselement mit einem Gleitelement aus Stahl, Keramik oder einer Kohlefaser kombiniert, an dem der Hebel der Betätigungseinrichtung abgestützt ist.
• Zur Reduzierung der Betätigungskraft schließt die Erfindung weiterhin ein, die Kontaktfläche bzw. Kontaktzone des Armierungselementes konvex auszubilden. Ein derartiges Armierungselement, an dem in der Einbaulage eine gerade ausgebildete Fläche des Hebels der Betätigungseinrichtung abgestützt ist, reduziert entscheidend die Querkräfte im Bereich der Kontaktzone, was sich ebenfalls vorteilhaft auf die erforderlichen Betätigungskräfte bzw. Pedalkräfte der Betätigungseinrichtung auswirkt.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen, die ein Einführungsbeispiels zeigen, näher erläutert. Es zeigen:
• 1 ausschnittsweise eine Betätigungseinrichtung, die mit einem Gehäuse zusammenwirkt, an dem ein Ausrücklager abgestützt ist;
• 2 einen Längsschnitt der Betätigungseinrichtung gemäß 1;
• 3 das erfindungsgemäße Armierungselement als Einzelteil dargestellt in einer Perspektive;
• 4 das erfindungsgemäße Armierungselement in einer Seitenansicht;
• 5 ein zu 4 alternativ gestaltetes Armierungselement.
• Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
• Die 1 und 2 zeigen ausschnittsweise eine Betätigungseinrichtung 1, die mit einem Gehäuse 2 zusammenwirkt. Gemäß 2 umschließt das Gehäuse 2 einer nicht dargestellten Führungshülse eine Antriebswelle 4, die eine Schalttrennkupplung mit einem Zahnräderwechselgetriebe verbindet, die in 2 nicht dargestellt sind. Die Betätigungseinrichtung 1 ermöglicht eine axiale Verschiebung des Ausrücklagers 3 gemeinsam mit dem Gehäuse 2, zum Einrücken und Ausrücken der Schalttrennkupplung. Dazu ist die Betätigungseinrichtung 1 mit einem Hebel 5 versehen, der um eine Drehachse 6 schwenkbar ist und damit das Ausrücklager 3 gemeinsam mit dem Gehäuse 2 axial gegen die Kraft einer Tellerfeder 7 verschiebt.
• Das aus Kunststoff hergestellte Gehäuse 2 bildet einen radial ausgerichteten, umlaufenden Bord 8, an dem in Richtung der Tellerteder 7 das Ausrücklager 3 abgestützt ist. Das als ein Schrägschulterlager ausgelegte Ausrücklager 3 ist dabei mit einem drehstarren Lagerring 9 mit dem Gehäuse 2 und mit einem umlaufenden Lagerring 10 mit der Tellerfeder 7 verbunden. Der gabelförmig gestaltete Hebel 5 bildet jeweils an den Enden gemeinsam mit dem Bord 8 des Gehäuses 2, Kontaktzonen 13, wobei zwischen diesen Bauteilen jeweils ein separates Armierungselement 12a angeordnet ist. Diese Maßnahme reduziert den Verschleiß und sorgt für eine reibungsmindernde verringerte Betätigungskraft der Betätigungseinrichtung 1. Das Armierungselement 12a ist dabei federelastisch an dem Bord 8 befestigt, wobei das Armierungselement 12a an beiden Stirnseiten jeweils eine Ausnehmung 15 aufweist, in die in der Endlage des Armierungselementes 12a eine einstückig mit dem Bord 8 verbundene Fixiernase eingreift.
• Die 3 zeigt das Armierungselement 12a in einer Perspektive, die das weitestgehend U-förmige Profil verdeutlicht. An die Stützfläche 17 schließen sich an beiden Endseiten U-förmig gestaltete Federarme 16 an, die im eingebauten Zustand federelastisch und damit kraftschlüssig den Bord 8 des Gehäuses 2 übergreifen.
• Die 4 und 5 zeigen alternativ gestaltete Armierungselemente 12b, 12c jeweils in einer Seitenansicht. Gemäß 4 ist die Stützfläche 17 des Armierungselementes 12b mit einer konvexen Kontaktfläche 18 versehen. Diese Maßnahme begünstigt eine vorteilhaft geringe Abstützfläche zwischen dem Armierungselement 12b und dem Hebel 5 im eingebauten Zustand.
• Das Armierungselement 12c gemäß 5 ist versehen mit einem separaten Gleitelement 19 und realisiert damit ein gebautes, zwei Bauteile umfassendes Armierungselement 12c. Das Gleitelement 19 ist dabei speziell ausgelegt zur Erzielung einer verschleißoptimierten Kontaktzone und kann dabei beispielsweise mit einem Armierungselement 12c geringerer Festigkeit kombiniert werden.

1

Betätigungseinheit

2

Gehäuse

3

Ausrücklager

4

Antriebswelle

5

Hebel

6

Drehachse

7

Tellerteder

8

Bord

9

Lagerring (drehstarr)

10

Lagerring (umlaufend)

11

Wälzkörper

12a

Armierungselement

12b

Armierungselement

12c

Armierungselement

13

Kontaktzone

14

Fixiernase

15

Ausnehmung

16

Federarm

17

Stützfläche

18

Kontaktfläche

19

Gleitelement

Claims (15)

1. Ausrücklager, vorzugsweise für eine in Kraftfahrzeugen eingesetzte Schalttrennkupplung, bestehend aus einem als Schrägschulterlager gestalteten Wälzlager, das einen drehstarr angeordneten Lagerring (9) und einen umlaufenden Lagerring (10) umfasst, sowie zwischen beiden Lagerringen (9, 10) geführte Wälzkörper (11), wobei das an einem Gehäuse (2) aus Kunststoff befestigtes Ausrücklager (3) mittels eines mit einer Betätigungseinrichtung (1) verbundenen Hebels (5) axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Kontaktzone (13) zwischen dem Hebel (5) und dem Gehäuse (2) ein als ein Halteclip gestaltetes, partiell angeordnetes Armierungselement (12a, 12b, 12c) vorgesehen ist, das mit zumindest einem, einstückig mit dem Armierungselement (12a, 12b, 12c) verbundenen Federarm (16) an dem Gehäuse (2) kraftschlüssig und formschlüssig befestigt ist.
2. Ausrücklager nach Anspruch 1, wobei der gabelförmig gestaltete Hebel (5) der Betätigungseinrichtung (1) mit dem Gehäuse (2) zwei Kontaktzonen (13) bildet, denen jeweils ein Armierungselement (12a, 12b, 12c) zugeordnet ist.
3. Ausrücklager nach Anspruch 1, deren zugehöriges Gehäuse (2) einen radialen Bord (8) aufweist, an dem in Richtung der Schalttrennkupplung zeigend das Ausrücklager (3) und gegenseitig der Hebel (5) der Betäti gungseinrichtung (1) abgestützt ist, wobei zwischen dem Bord (8) und dem Hebel (5) das Armierungselement (12a, 12b, 12c) eingesetzt ist.
4. Ausrücklager nach Anspruch 1, wobei das U-förmig gestaltete Armierungselement (12a, 12b, 12c) in einer Einbaulage mit dem Federarm (16) den Bord (8) des Gehäuses (2) außenseitig umgreift.
5. Ausrücklager nach Anspruch 1, wobei das Armierungselement (12a, 12b, 12c) an der Innenseite oder der Außenseite umfangsverteilt mehrfach angeordnete Federarme (16) umfasst.
6. Ausrücklager nach Anspruch 1, wobei das Armierungselement (12a, 12b, 12c) zwei axial zueinander beabstandet angeordnete Federarme (16) aufweist, zwischen denen auf der abgewandten Seite der Federarme (16) an einer Stützfläche (17) der Hebel (5) der Betätigungseinrichtung (1) abgestützt ist.
7. Ausrücklager nach Anspruch 1, wobei das Armierungselement (12a) zumindest eine Ausnehmung (15) aufweist, in die in einer Einbaulage des Armierungselementes (12a) eine Fixiernase (14) des Gehäuses (2) verrastet.
8. Ausrücklager nach Anspruch 1, wobei das Armierungselement (12a, 12b, 12c) zumindest einen Fixiernocken umfasst, der zur Lagepositionierung in einer Endlage formschlüssig in eine Ausnehmung des Gehäuses (2) eingreift.
9. Ausrücklager nach Anspruch 1, deren Armierungselement (12a, 12b, 12c) aus einem vergüteten Stahl-Bandmaterial hergestellt ist.
10. Ausrücklager nach Anspruch 1, dessen Armierungselement (12a, 12b, 12c) spanlos mittels eines Tiefziehverfahrens hergestellt ist.
11. Ausrücklager nach Anspruch 9, wobei der zur Herstellung des Armierungselementes (12a, 12b, 12c) verwendete Werkstoff eine Mindesthärte von ≧ 450 HV aufweist.
12. Ausrücklager nach Anspruch 1, bei der das Armierungselement (12a, 12b, 12c) zumindest im Bereich der Kontaktzone (13) und/oder der Hebel (5) der Betätigungseinrichtung (1) partiell mit einer reibungsmindernden und verschleißmindernden Beschichtung versehen ist.
13. Ausrücklager nach Anspruch 12, dessen Armierungselement (12a, 12b, 12c) und/oder deren Hebel (5) im Bereich der Kontaktzone (13) eine PTFE-Beschichtung aufweisen.
14. Ausrücklager nach Anspruch 1, versehen mit einem gebauten Armierungselement (12) das im Bereich der Kontaktzone (13) ein separates Gleitelement (19) umfasst, welches eine höhere Festigkeit aufweist, als das übrige Armierungselement (12c).
15. Ausrücklager nach Anspruch 1, wobei das Armierungselement (12b) im Bereich der Kontaktzone (13) eine konvexe Ausformung aufweist, an die in der Einbaulage der Hebel (5) der Betätigungseinrichtung (1) abgestützt ist.