DE3902360A1 - Ringscheibe zur ausuebung axialer stellbewegungen insbesondere auf den axial verschiebbaren schaltring von reibungskupplungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ringscheibe zur Ausübung axialer Stellbewegungen auf ein Bauteil, insbesondere auf den axial verschiebbaren Schaltring von Reibungs­ kupplungen, wobei die Ringscheibe aus im wesentlichen nach Art radialer Speichen angeordneten, im Bereich des Außen- und Innenumfanges der Ringscheibe mitein­ ander in Verbindung stehenden Elementen besteht, ent­ lang ihrem Außen- und Innenumfang axial widergelagert ist, durch axiale Verstellbarkeit wenigstens eines der Widerlager zwischen einer kegelförmigen und einer im wesentlichen ebenen Lage bewegbar ist, sich zwischen den Widerlagern in Stelleingriff der Elemente mit dem Bauteil befindet sowie radiale Schlitze zwischen den Elementen aufweist.

Eine solche Ringscheibe ist durch die DE-PS 8 38 094 bekannt in Verbindung mit der Beschaltung einer Rei­ bungskupplung. Auf einen derartigen Anwendungsfall nimmt auch die nachfolgende Darstellung der Erfin­ dung Bezug, ohne daß dadurch jedoch eine Einschrän­ kung hinsichtlich ähnlich gelagerter Anwendungsfäl­ le gegeben sein soll, wie sie sich im Bereich der Technik, insbesondere im Maschinenbau vielfach er­ geben.

Bei solchen Ringscheiben ist im bekannten Falle die Ausbildung so getroffen, daß eine kegelförmige Ring­ scheibe mit abwechselnd von ihrem Innenrand und ih­ rem Außenrand ausgehenden Schlitzen versehen ist, die länger als die halbe radiale Breite der Ring­ scheibe sind. Dadurch entstehen radiale Hebelele­ mente nach Art von zweiarmigen Hebeln oder Knie­ hebeln, mit Hilfe derer eine verhältnismäßig nied­ rige äußere, beispielsweise im Bereich des Innen­ umfanges der Ringscheibe aufgebrachte axiale Be­ tätigungskraft in eine hohe Anpreßkraft an den Reib­ flächen umgewandelt werden kann. Wegen der weiteren, an sich bekannten funktionellen Einzelheiten wird auf den Inhalt der DE-PS 8 38 094 verwiesen, die in­ soweit zum Gegenstand der Beschreibung gemacht wird.

Im Zuge moderner Leistungssteigerung sind auch die Flächenpressungen, die an den Reibflächen der Rei­ bungskupplungen gefordert werden, immer höher ge­ worden, woraus sich bei der weiteren Forderung nach Beibehaltung des Außendurchmessers der Kupplung eine entsprechend hohe, aufzubringende Anpreßkraft ergibt.

Da diese Forderungen im Bereich der Kupplung gleich­ zeitig eine Erhöhung der Reibflächenzahl bedingt, ist mit der geschilderten modernen Entwicklung auch eine Vergrößerung des Anpreßweges bzw. des Schaltweges ver­ bunden, da die zwangsweise mehrlagigen Kupplungen im ausgeschalteten Zustand einen gewissen Mindestabstand zwischen den Reibflächenpaarungen erfordern.

Im Rahmen dieser Summe von Anforderungen ergeben sich für die Anwendung der vorstehend geschilderten bekann­ ten Ringscheiben Grenzen. Man kann zwar die Größe der durch diese übertragbaren Kraft dadurch steigern, daß man die Materialdicke bzw. Blechdicke der Ringscheiben vergrößert. Das führt jedoch nicht zu einer proportio­ nalen Steigerung der Kraftübertragungsfähigkeit. Dies hat im wesentlichen seine Ursache darin, daß die ra­ dial gerichteten Hebelelemente der bekannten Ring­ scheiben durch ihre radial außen und innen gegebene Anbindung an die jeweiligen Nachbarelemente einer Torsionsbelastung um ihre radial gerichtete Mittel­ achse unterworfen sind, wenn sie zwischen der kegel­ förmigen und der im wesentlichen ebenen Lage der Ring­ scheibe hin- und hergeschwenkt werden. Dieser betriebs­ bedingten Torsionsbelastung überlagert sich außerdem noch eine Belastungskomponente in Umfangsrichtung der Ringscheibe, die dadurch entsteht, daß während des Schaltvorganges bei der Überführung des Innenumfanges der Ringscheibe von deren kegeliger Position in deren ebene Position die Größe des Innenumfanges verringert wird, wodurch sich eine Biegebelastung der radialen Scheibenelemente in Umfangsrichtung ergibt.

Diese Umstände führen dazu, daß eine zur Leistungsstei­ gerung vorgenommene Vergrößerung der Scheibendicke und damit vorgenommene Verstärkung der radialen Scheiben­ elemente nur zum Teil, und damit nicht proportional tatsächlich in eine Leistungssteigerung umgesetzt wer­ den kann. Dabei ergeben sich ohnehin natürliche Gren­ zen dadurch, daß sich die Scheibendicke nicht belie­ big steigern läßt.

Dies hängt im wesentlichen mit einem weiteren Faktor zusammen, der darin besteht, daß die Radialschlitze der bekannten Ringscheiben aus Gründen der Vermeidung von Kerbspannungen an ihren Enden mit verhältnismäßig reichhaltig bemessenen, kreisbogenförmigen Abschluß­ konturen versehen sein müssen, deren Größe ebenfalls von der für die Ringscheibe zu wählenden Blechdicke abhängt. Je größer die Blechdicke ist, je größer wer­ den die sich mit der Überführung der Ringscheibe zwi­ schen kegelförmiger und ebener Stellung ergebenden Biegebelastungen in den die radialen Scheibenelemente verbindenden Stegen und je größer werden dort auch die auftretenden Kerbspannungsgefahren, die, wie ge­ sagt, durch entsprechend groß bemessene Abschlußkon­ turen der Radialschlitze der Ringscheibe beherrscht werden müssen.

Solche verhältnismäßig großen, abschließenden Kreis­ bögen der Schlitze bedingen jedoch auch eine entspre­ chend groß in Umfangsrichtung der Ringscheibe bemes­ sene Breite der Schlitze. Dies wiederum geht zu Lasten der über den Umfang der Ringscheibe verfügbaren, durch die radialen Ringelemente gegebenen "Stellfläche", so daß sich eine Steigerung der Kraftübertragungsfähig­ keit der bekannten Ringscheiben durch deren Material­ verdickung selbst ad absurdum führt.

Die vorstehend aufgezeigten Kriterien gelten aber auch im Nachhinein gesehen allgemein für die Ringscheiben der bekannten Art. Auch dort ist schon durch die ra­ dialen Schlitze eine Verringerung der vorstehend so genannten "Stellfläche" unabwendbar, wobei sich die Breite der Schlitze nach deren endständig aus Kerb­ spannungsgründen notwendigen Abrundung ergibt. Ferner stehen auch im bekannten Falle die radialen Elemente der Ringscheibe bereits unter der ihre Leistungsfähig­ keit einschränkenden Torsions- und Biegebeanspruchung. Eine wirtschaftliche Leistungssteigerung der bekannten Ringscheibe steht also vor endgültigen Grenzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Ringscheibe der ein­ gangs genannten Art so zu gestalten bzw. abzuändern, daß sie bei im übrigen gleichbleibender Gestaltung hinsichtlich Innen- und Außenumfang sowie Blechstärke bereits eine Leistungssteigerung bzw. Erhöhung der Kraftübertragungsfähigkeit erfährt. Dabei sollen die Maßnahmen einer weiteren Steigerung dieser Leistungs­ übertragungsfähigkeit praktisch keine Grenzen mehr auferlegen. Schließlich sollen die Maßnahmen prak­ tisch ohne Auswirkung auf die Gestehungskosten der Ringscheibe sein.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elemente voneinander getrennte Teile sind, daß die Elemente am Außenumfang der Ringscheibe beidsei­ tig in Umfangsrichtung gegeneinander über alle Schalt­ stellungen praktisch spielfrei abgestützt sind und daß die Elemente untereinander eine Abstützung be­ züglich gegenseitiger Radialbewegungen aufweisen.

Durch das erste erfindungsgemäße Merkmal ist zunächst­ einmal dafür Sorge getragen, daß benachbarte radiale Hebelelemente nicht mehr derartig anteilig bzw. un­ mittelbar materialmäßig miteinander in Verbindung stehen, daß sie aus dieser Materialverbindung resul­ tierenden Biegekräften zwischen den verschiedenen Schaltstellungen der Ringscheibe ausgesetzt sind. Jedes der radialen Hebelelemente ist also ein für sich eigenständiges und in soweit frei bewegliches Bau­ teil, dem folglich auch die vorstehend geschilderten Torsions- und Biegebelastungen nicht mehr aufgegeben werden. Damit ist das Hebelelement vollkommen frei zur ausschließlichen Aufnahme der aus seiner eigent­ lichen Funktion als Hebel resultierenden Biegebela­ stung, womit sich gegenüber der bekannten Bauform bereits eine erhebliche Leistungssteigerung ergibt.

Darüberhinaus entfällt nunmehr am Ende der Radial­ schlitze bzw. an einem Ende einer in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Elementen erforderlichen Beab­ standung jedes Erfordernis einer Berücksichtigung von Kerbspannungseinflüssen, so daß die Radialschlitze zwi­ schen benachbarten Elementen bzw. die in Umfangsrich­ tung gegebene Beabstandung benachbarter Elemente mini­ mal so gewählt werden kann, daß die Elemente bei der im wesentlichen ebenen Position der Ringscheibe gerade nicht miteinander kollidieren. Dadurch können die Ele­ mente in Umfangsrichtung der Ringscheibe gesehen we­ sentlich breiter ausgeführt werden und entsprechend selbstverständlich eine größere Kraftübertragungs­ fähigkeit anbieten.

Damit sind also durch die einfache, erfindungsgemäße Maßnahme der Trennung benachbarter Hebelelemente sämt­ liche Probleme der bekannten Ringscheibe grundsätzlich beseitigt und es ist dieser bekannten Ringscheibe aus­ gehend von einer bestimmten Materialstärke bereits ohne weiteres eine erheblich gesteigerte Leistungsübertragungs­ fähigkeit gegeben.

Damit sich die nunmehr einzeln in Umfangsrichtung der Ringscheibe nebeneinander befindlichen Hebelelemente funktionell in ihrer notwendigen Position halten, ist gemäß dem zweiten Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß die Elemente am Außenumfang der Ringscheibe beid­ seitig in Umfangsrichtung gegeneinander über alle Schalt­ stellungen praktisch spielfrei abgestützt sind.

Dieser Außenumfang stellt für die Elemente den Bereich dar, an dem sich eine Änderung in der Größe des Umfan­ ges zwischen den Schaltstellungen der Ringscheibe nicht ergibt. Wenn hier die Elemente gegenseitig über alle Schaltstellungen praktisch spielfrei gegeneinander abge­ stützt sind, kann sich hier eine Verlagerung der Elemen­ te nicht ergeben.

Eine solche Verlagerung wäre jedoch noch über die radia­ le Länge der Elemente gesehen denkbar. Um dem zu begeg­ nen, ist gemäß dem dritten Merkmal der Erfindung hier eine gegenseitige Abstützung der Elemente bezüglich Ra­ dialbewegungen vorgesehen, die einmal dafür sorgt, daß die an sich einzelständigen Elemente in einer Ringschei­ be ggf. unter Zuhilfenahme der an sich bekannten äußeren Radialabstützung durch ein Bauteil der Kupplung zusammen bleiben und zum anderen sich nicht in Umfangsrichtung gesehen gegeneinander schräg stellen können.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ermöglichen ersicht­ lich in einer gegenüber dem bekannten Falle keine zu­ sätzlichen Kosten erfordernden Weise eine erhebliche Leistungssteigerung, ohne daß dadurch an einer beispiel­ halber als Anwendungsfall angenommenen Kupplung konstruk­ tiv irgendwelche Änderungen vorgenommen müßten. Vielmehr kann die erfindungsgemäße Ringscheibe auch bei vorhan­ denen Kupplungen ohne weiteres zur Leistungssteigerung hinsichtlich der auszuübenden Schaltkraft oder aber auch zur Änderung bzw. Vergrößerung des Schaltweges im Nachhinein eingebaut werden.

Was die äußere Umfangsabstützung der Elemente gegenein­ ander betrifft, so kann hierfür vorgesehen sein, daß die­ se stets zumindest an der Außenseite des Kegels gegeben ist, den die Elemente bei ihrer kegelförmigen Lage der Ringscheibe einnehmen.

Ferner kann als praktische Lösung vorgesehen sein, daß die Elemente zur Freilassung des Schlitzes im Bereich des Außenumfanges in Umfangsrichtung weisende Nasen zur gegenseitigen Abstützung aufweisen.

Im Hinblick auf die Materialdicke der Ringscheibe muß im Hinblick auf das vorstehend festgelegte sicherge­ stellt werden, daß benachbarte Elemente bei der Kipp­ bewegung bedingt durch die Umschaltung der Ringscheibe zwischen kegeliger und ebener Stellung im Bereich der Nasen nicht miteinander kollidieren. Hierzu ist es vor­ teilhaft, daß wenigstens eine der in Umfangsrichtung weisenden Stirnflächen benachbarter Nasen ausgehend von der sie im wesentlichen bildenden Axialebene der Ringscheibe in deren ebener Lage derart hinterschnit­ ten ist, daß sie unter Aufrechterhaltung der äußeren Umfangsabstützung frei in die der kegelförmigen Lage der Ringscheibe entsprechende Position schwenkbar ist.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die Stirnflächen be­ nachbarter Nasen bei kegelförmiger Lage der Ringschei­ be flächig aneinander in Anlage sind. Dadurch ist die vorerwähnte Hinterschneidung auf ein Minimum begrenzt, wodurch sich für den flachgedrückten Zustand der Ring­ scheibe an der dann noch verbleibenden Stelle der äu­ ßeren Umfangsabstützung möglichst günstige Berührungsver­ hältnisse ergeben.

Was das Merkmal der gegenseitigen Radialabstützung be­ nachbarter Elemente betrifft, so ist es hierzu zweck­ mäßig, daß diese über den mit der Bewegung der Ring­ scheibe zwischen deren kegelförmiger und deren ebener Lage verbundenen Schwenkwinkel praktisch spielfrei bleibend ausgebildet ist.

Hier kann außerdem vorteilhafter Weise zusätzlich vor­ gesehen sein, daß die gegenseitige Radialabstützung be­ nachbarter Elemente eine gegenseitige Fixierung dieser Elemente in Axialrichtung aufweist, damit auch dort keine gegenseitige Verschiebung und eventuelle Beein­ trächtigung des die Ringscheibe bildenden Verbundes gegeben ist.

Bezüglich der Radialabstützung benachbarter Hebelele­ mente sind äußerst vielfältige Möglichkeiten denkbar, weshalb nachfolgend lediglich einige besonders zweck­ mäßig erscheinende Bauformen hervorgehoben werden sol­ len, ohne dadurch den Umfang des erfindungsgemäßen Lösungsprinzipes zu beschränken.

So besteht die Möglichkeit, daß die gegenseitige Radial­ abstützung benachbarter Elemente im Radialbereich zwi­ schen Innenumfang der Ringscheibe und Stelleingriff der Elemente mit dem Bauteil angeordnet ist, was sich fußend auf dem der Darstellung der Erfindung gemäß Beschreibungseinleitung zugrundegelegten Gegenstand aus praktischen Gründen sowohl hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Platzes als auch hinsichtlich geringster Biegebelastung der Hebelelemente empfiehlt.

Auf dieser Grundlage kann dann andererseits vorgesehen sein, daß benachbarte Elemente über den Eingriff einer in Umfangsrichtung weisenden Nase des einen Elementes in eine sich im wesentlichen in Umfangsrichtung er­ streckende, in Richtung auf die Nase hin offene Aus­ nehmung des anderen Elementes gegenseitig radial ab­ gestützt sind. Hier sind also benachbarte Hebelele­ mente in Umfangsrichtung nicht blockiert, andererseits jedoch in Radialrichtung fixiert, wobei durch den Ein­ griff zwischen Nase und Ausnehmung über die zwischen diesen in Umfangsrichtung gegebene Eingriffstrecke gleichzeitig aber auch eine gegenseitige Kippbewe­ gung benachbarter Hebelelemente in der Ebene der Ringscheibe verhindert ist.

Was die spielfreie Radialabstützung benachbarter Hebel­ elemente betrifft, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die sich in Radialrichtung der Ringscheibe gegen­ überstehenden Flanken von Nase und Ausnehmung einen ihre gegenseitige Schwenkung um ein im wesentlichen in Umfangsrichtung der Ringscheibe gelegene, sie mit­ tig durchquerende Achse zulassenden Hinterschnitt auf­ weisen.

Eine andere Möglichkeit der Radialabstützung kann da­ durch gegeben sein, daß die Elemente auf einer Seite ein angesetztes, in eine zum Element parallele Ebene abgekröpftes Ohr mit einem sich in Umfangsrichtung der Ringscheibe erstreckenden Langloch und auf der an­ deren Seite einen eingesetzten Stift zum axialen Ein­ griff in das Langloch des Ohres des benachbarten Ele­ mentes aufweisen. Dabei kann der Stift endständig ei­ ne kopfförmige, in Radialrichtung der Ringscheibe über den Querschnitt des Langloches hinausgehende Verbrei­ terung aufweisen, um bei eingebauten Zustand im Lang­ loch unverlierbar zu sitzen, in dem benachbarte Hebel­ elemente nur in einer gegenüber dem Betriebszustand um 90° verschwenkten Lage miteinander montiert werden können.

Eine weitere Möglichkeit der Radialabstützung besteht darin, daß die Elemente auf einer Seite ein angesetztes, in eine zum Element senkrechte und damit zur Ringscheibe axiale Richtung abgebogenes Ohr mit einem sich in die Axialrichtung erstreckenden Langloch auf der anderen Seite einen aus dem Material des Elementes abgebogenen, das Langloch des benachbarten Elementes durch- und hin­ tergreifenden Haken aufweisen. Auch hier ist sowohl Radialabstützung als auch Axialabstützung benachbarter Hebelelemente durch eine einzige bauliche Maßnahme ga­ rantiert.

Schließlich kann vorgesehen sein, daß die Elemente an beiden radial gerichteten Seiten ein angesetztes, in eine zum Element senkrechte und damit zur Ringscheibe axiale Richtung abgebogenes Ohr mit einer in Umfangs­ richtung der Ringscheibe orientierten Bohrung aufwei­ sen, und daß alle Bohrungen der die Ringscheibe bilden­ den Elemente von einer geschlossenen umlaufenden Wurm­ feder durchquert und die Elemente dadurch radial und axial zusammengehalten sind.

Die vorstehenden Maßnahmen haben im wesentlichen den Vorteil, daß sie bei der Herstellung der Hebelelemente unmittelbar getroffen, beispielsweise in einem Stanz- und Biegevorgang verwirklicht werden können, so daß sich damit praktisch keine nennenswerten Gestehungs­ kosten im Hinblick auf die Erstellung der erfindungs­ gemäßen Ringscheibe ergeben.

Weiter Merkmale und Einzelheiten der Erfindung erge­ ben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Aus­ führungsformen, die auf der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine ein- und ausrückbare Reibungskupplung im Halbschnitt;

Fig. 2 eine bekannte Ringscheibe in perspektivischer Ansicht;

Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Ringscheibenelement in axialer Draufsicht;

Fig. 4 eine ausschnittweise Radialansicht einer er­ findungsgemäßen Ringscheibe in ihrer kegeligen Stellung;

Fig. 5 einen axialen Teilschnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine Schnittansicht gemäß Fig. 5 bei flach­ gedrückter Ringscheibe;

Fig. 7 eine Radialansicht der Anordnung gemäß Fig. 6;

Fig. 8 eine vergrößerte Teilansicht aus Fig. 6 als Prinzipskizze und

Fig. 9-11 geänderte Ausführungsformen eines Scheiben­ elementes in axialer Draufsicht und verschie­ denen Seitenansichten.

Fig. 1 zeigt eine ein- und ausrückbare Reibungskupplung in ausgeschaltetem Zustand. Hier sind zwei miteinander fluchtende Wellenenden 1, 2 ersichtlich, wobei das Wel­ lenende 1 eine Reihe von Reibscheiben 3 über ein äuße­ res Vielkeilprofil 4 in axial verschiebbarer Weise trägt, zwischen die von außen Reibscheiben 5 eingreifen, die axial verschiebbar auf einem inneren Vielkeilprofil 6 sitzen, das an einem Flansch 7 ausgebildet ist, der ent­ ständig an das Wellenende 2 angeformt ist. Der Flansch 7 ist stirnseits durch einen lösbar befestigten Deck­ ring 8 abgeschlossen, der sich nach radial innen über den Bereich erstreckt, über den die Reibscheiben 3, 5 ineinandergreifen.

Im Flansch 7 sind über dem Umfang verteilt mehrere Druck­ stifte 9 parallel zur Kupplungsachse 10 axial verschieb­ bar gelagert auf einer solchen Radialposition gegenüber der Achse 10, die dem gegenseitigen Überdeckungsbereich der Reibscheiben 3, 5 entspricht.

Die Druckstifte 9 gehen einerseits gegen das Reibschei­ benpaket und befinden sich anderenseits in Anlage an einem Schaltring 11, der konzentrisch zur Achse 10 auf einer Schulter 12 des Flansches 7 axial verschiebbar ist. Durch entsprechende Verschiebung des Schaltringes 11 läßt sich über die Druckstifte 9 das Paket aus Reib­ scheiben 3 und 5 zum Einschalten der Kupplung zusammen­ pressen oder zum Ausschalten der Kupplung lösen.

Zur Erzeugung der Verschiebung des Schaltringes 11 dient ein Hebelelement in Form einer Ringscheibe 13, die mit ihrem äußeren Umfang gegen einen Runddraht 14 auf der dem Schaltring 11 gegenüberliegenden Seite widergelagert ist, wobei der Runddraht 14 selbst ent­ sprechend durch eine Schulter 15 eines Bundes 16 ge­ halten ist, der auf den Flansch 7 aufgeschraubt ist und gegen dessen Innenflächen 16 a die Zugscheibe 13 radial abgestützt ist.

Am Innenumfang ist die Ringscheibe 13 auf der dem Schaltring 11 gegenüberliegenden Seite gegen den In­ nenring 17 eines auf dem Wellenende 2 axial verschieb­ baren Kugellagers 18 widergelagert, dem die durch den Fall F angedeutete Verschiebebewegung bzw. Verschiebe­ kraft über den Kugellager Außenring 19 aufgegeben wird.

Wird also beim Beispiel gemäß Fig. 1 entsprechend dem Pfeil F das Kugellager 18 nach links verschoben, so erfährt die Ringscheibe 13 bei unveränderter Position ihres Außenumfanges an dem Runddraht 14 eine Schwenk­ bewegung, durch die der Schaltring 11 ebenfalls nach links mit einer axialen Stellgröße beaufschlagt wird, durch die über die Druckstifte 9 das Paket der Reib­ scheiben 3, 5 zusammengedrückt und damit die Kupplung eingeschaltet wird. Zum Ausschalten findet der Vorgang in umgekehrter Reihenfolge statt. Diese Arbeitsweise der dargestellten Kupplung ist im übrigen bekannt und soll daher nicht weiter im einzelnen erläutert werden.

Ersichtlich wird also die Ringscheibe 13 zwischen ih­ rem Außen- und Innenumfang beim Schalten der Kupplung nach Art eines zweiarmigen Hebels, der am Schaltring 11 sein Schwenklager hat, wozu der Schaltring 11 an der entsprechenden Berührungsstelle mit der Ringschei­ be 13 eine schneidenförmige Kippkante 20 aufweist.

Die aus Fig. 1 lediglich im Axialschnitt ersichtliche Ringscheibe 13 ist in Fig. 2 in perspektivischer An­ sicht dargestellt. Daraus ist ersichtlich, daß die Ringscheibe 13 symmetrisch über den Umfang verteilt eine Reihe von Einschlitzungen 21, 22 aufweist, die sich abwechselnd vom Innenrand 23 und vom Außenrand 24 erstrecken und länger als die halbe radiale Breite der Ringscheibe 13 sind. Dadurch bildet die Ringscheibe 13 über den Umfang verteilt eine Reihe radialer Elemente 25, durch die die Kipphebel zur Betätigung des Schalt­ ringes 11 im Einzelnen gebildet sind.

Die in Fig. 2 dargestellte Ringscheibe entspricht deren bekannter Bauform. Nur der Ordnung halber sei darauf hingewiesen, daß die radialen Schlitze 21, 22 über den ganzen Umfang der Ringscheibe verteilt angeordnet sind, wozu Fig. 2 nur eine ausschnittsweise Darstellung ent­ hält.

Wie bereits in der Beschreibungseinleitung ausführlich erläutert, werden die Elemente 25 der bekannten Ring­ scheibe in erheblichem Maße auf Torsion um ihre einen Radius der Ringscheibe entsprechende Mittellängsachse ausgesetzt, wenn die Ringscheibe zwischen ihrer darge­ stellten kegeligen und der dem eingeschalteten Zustand der in Fig. 1 dargestellten Kupplung entsprechenden ebenen Lage hin und her bewegt wird. Das hat seine Ur­ sache in den sich in Umfangsrichtung erstreckenden Brücken, durch die die Elemente 25 abwechselnd innen und außen mit dem jeweiligen Nachbarelement verbunden sind.

Die mit der Bewegung der Ringscheibe zwischen der kege­ ligen und der flachen Stellung einhergehenden Biegebe­ lastungen dieser Brücken macht außerdem eine starke Abrundung der Enden der Schlitze 21, 22 neben diesen Brücken erforderlich, um kerbspannungsbedingte Brüche der Ringscheibe zu verhindern. Diese Abrundungen machen jedoch eine entsprechende Breite der Schlitze 21, 22 er­ forderlich, wodurch in Umfangsrichtung der Ringscheibe 13 gesehen eine erhebliche Materialmenge entfällt, folg­ lich nicht zur Übertragung der Kräfte zum Einschalten der Kupplung bzw. zur Aufrechterhaltung deren Einschalt­ stellung zur Verfügung steht.

Um dem zu begegnen erhält der Schaltring nunmehr einen geänderten Aufbau aus Einzelelementen, wie er anhand der weiteren Figuren nachfolgend im einzelnen beschrie­ ben ist.

Wie zunächst anhand der Fig. 3 und 4 ersichtlich, weist der in Fig. 4 ausschnittweise in Radialan­ sicht dargestellte und sich in seiner konischen La­ ge befindende Schaltring 26 Einzelelemente 27 auf, die bei der Darstellung in Fig. 4 zwischen dem Rund­ draht 14 und dem Schaltring 11 (siehe Fig. 1) sitzen. Die Einzelelemente, von denen eines in Fig. 3 in Axialansicht dargestellt ist, stoßen entlang ihrem Außenumfang beidseits über Nasen 28 aneinander, sind also entlang dem Umfang der Ringscheibe 26 lücken­ los aneinandergereiht, wobei hier Spielfreiheit in Umfangsrichtung herrscht.

Andererseits sind im dargestellten Falle die Elemente 27 radial innerhalb der Stelle, an der sie mit dem Schaltring 11 in Berührung kommen, auf der einen Sei­ te mit einer Nase 29 und auf der anderen Seite mit einer Ausnehmung 30 versehen, wobei bezüglich be­ nachbarter Elemente 27 jeweils eine Nase 29 in die Ausnehmung 30 des benachbarten Elementes eingreift. Dadurch sind die Elemente 27 gegenseitig in Radial­ richtung der Ringscheibe 26 abgestützt, so daß sie sich in dieser Richtung nicht gegeneinander verschie­ ben können. Bei jeweils benachbarten Elementen 27 müssen andererseits Nase 29 und Ausnehmung 30 in Um­ fangsrichtung der Ringscheibe gesehen so ausgebildet sein, daß sie sich ineinander zumindest solange ver­ schieben können, bis die Ringscheibe sich in ihrer ebenen Stellung befindet. Jeweils Nase 29 und Aus­ nehmung 30 sind bezüglich der Kanten, entlang derer sie sich in Radialrichtung der Ringscheibe 26 in gegensei­ tiger Anlage befinden, derart hinterschnitten, daß sie sich bei der gegenseitigen Schwenkbewegung nicht be­ hindern, die mit dem Wechsel der Ringscheibe 26 zwischen kegeliger und ebener Lage einhergeht.

Wie bereits aus dieser Darstellung der neuen Ringscheibe ersichtlich, können nunmehr die anhand der bekannten Ringscheibe geschilderten Torsions- und Biegebelastungen nicht mehr auftreten, da die einzelnen Elemente der Ring­ scheibe materialmäßig voneinander getrennt sind. Dadurch entfällt auch die geschilderte Kerbspannungsproblematik, so daß nunmehr der Schlitz 31 zwischen benachbarten Ele­ menten 27 so schmal gehalten werden kann, daß er bei flachgedrückter Ringscheibe im Bereich deren Innenumfan­ ges auf den Wert Null zurückgehen kann. Dadurch geht über den Umfang der Ringscheibe für die mit dem Einschalt­ zustand der Kupplung übereinstimmende Lage praktisch kein Material mehr verloren, das der Übertragung der Schalt­ kraft dienen könnte.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen noch einmal zur Verdeutlichung verschiedene Ansichten der in Fig. 4 veranschaulichten Ringscheibe. So zeigt Fig. 5 im Halbschnitt bezüglich der Drehachse 32 eine Ansicht V-V aus Fig. 4, also die Ringscheibe 26 in ihrer kegeligen Lage, während Fig. 6 die gleiche Darstellung mit der Ringscheibe 26 in ihrer flachgedrückten Lage veranschaulicht.

Demgegenüber zeigt Fig. 7 eine Radialansicht etwa gemäß der Pfeilrichtung VII in Fig. 6. Hier ist auch ersicht­ lich, daß die Nasen 28 bezüglich ihrer aufeinander zu­ gerichteten bzw. aneinanderliegenden Stirnflächen einen Hinterschnitt aufweisen müssen, um sich bei Aufrechter­ haltung der Spielfreiheit der gegenseitigen Anlage in Umfangsrichtung der Ringscheibe 26 nicht zu behindern, wenn die Ringscheibe aus der kegeligen Lage in die ebene Lage überführt wird. In Fig. 7 stellt sich der Hinterschnitt als ein V-förmiger Einschnitt 33 zwi­ schen benachbarten Nasen dar, dessen Wurzel am Außen­ mantel des Kegels liegt, den die Ringscheibe bei ihrer kegeligen Lage bildet. Diese Stelle liegt, wie aus der Skizze gemäß Fig. 8 besser ersichtlich, unmittelbar neben dem durch den Runddraht 14 gebildeten Widerlager.

Fig. 8 verdeutlicht auch im einzelnen ein Element 27 bei ebener Lage der Ringscheibe einerseits und bei kegeliger Lage der Ringscheibe andererseits. Daraus wird deutlich, daß beim Übergang eines Elementes aus der ebenen Lage der Ringscheibe in deren kegelige La­ ge die schraffiert dargestellte Stirnfläche einer Nase 28 bezogen auf die Drehachse der Ringscheibe nach ra­ dial innen wandert, was bedeutet, daß sie sich auf einen kleineren Umfangsbogen um die Drehachse der Ring­ scheibe begibt, auf dem entsprechend in Umfangsrichtung natürlich auch weniger Platz zur Verfügung steht. Hier ist für die kegelige Lage der Ringscheibe der Umfangs­ bogen umso kleiner, je weiter sich das einzelne Flächen­ element der schraffiert dargestellten Fläche im Abstand gegenüber dem Runddraht 14 befindet. Je weiter dieser Abstand vom Runddraht 14 wird, je mehr müssen also die Stirnflächen der Nasen 28 hinterschnitten sein. Nur un­ mittelbar neben dem Runddraht 14, der hier also quasi das Schwenklager für die Außenkontur der einzelnen Ele­ mente 27 bildet, findet keine Änderung der Umfangsgröße der Ringscheibe 26 statt, so daß nur und gerade hier die Spielfreiheit der einzelnen Elemente untereinander in Umfangsrichtung der Ringscheibe 26 gewährleistet werden kann. Diese Stelle liegt aber gerade in der bereits er­ wähnten Weise auf der Außenseite des Kegels, den die Ringscheibe 26 bei ihrer kegeligen Lage bildet.

In Einzelfällen ist es denkbar, daß die Ringscheibe über die in Fig. 8 links gezeigte ebene Lage nach weiter links bewegt wird. Um dies gegenüber der äußeren Radialabstüt­ zung durch die Innenfläche 16 a des Bundes 16 zu ermög­ lichen, ist es zweckmäßig, die Außenkante der Elemente 27 in Richtung von der Axialabstützung durch den Rund­ draht 14 fort nach radial innen hinterschnitten auszu­ führen, wie dies durch die Linie 27 a bei der strich­ punktierten Darstellung des Elementes 27 veranschaulicht ist.

Anhand der Fig. 3 bis 6 ist durch die Nase 29 einerseits und die Ausnehmung 30 andererseits eine Möglichkeit der gegenseitigen Fixierung benachbarter Elemente in Radial­ richtung der Ringscheibe veranschaulicht.

Eine weitere Möglichkeit ist in Fig. 9 dargestellt. Die­ se zeigt wiederum ein Element 34 mit äußeren Nasen 28. Daneben weist das Element im radialen Innenbereich ei­ ner mit solchen Elementen gebildeten Ringscheibe auf der einen Seite ein in Umfangsrichtung vorstehendes Ohr 35 und auf der anderen Seite einen mit dem Element 34 fest verbundenen Stift 36 auf, der in Axialrichtung der Ringscheibe vorstehend in ein Langloch 37 des jeweils benachbarten Elementes 34 eingesteckt werden kann, um benachbarte Elemente 34 gegenseitig in Radialrichtung abzustützen. Hierzu ist, wie aus der Unteransicht des Elementes 34 ersichtlich, das Ohr 35 gegenüber der Ebe­ ne des Elementes 34 bei 38 abgekröpft um einen Betrag, der der Blechdicke des Elementes 34 entspricht.

Um mit der so geschilderten Radialabstützung zusätz­ lich auch eine gegenseitige Abstützung benachbarter Elemente 34 in Axialrichtung zu ermöglichen, kann außerdem der Stift 36 mit einem Kopf 39 versehen sein, der, wie aus der in Fig. 9 links dargestellten Einzel­ heit ersichtlich, in Umfangsrichtung der Ringscheibe Abflachungen 40 aufweist, so daß er nur in einer ent­ sprechend auf die Richtung des Langloches 37 geschwenk­ ten Stellung durch das Langloch geschoben werden kann, um dieses dann in der Stellung, die der Normallage zweier benachbarter Elemente 34 entspricht, zu hinter­ greifen. Hier versteht es sich von selbst, daß bei der­ artiger Montage einer Ringscheibe bei einem letzten zu montierenden Element 34 der Kopf 39 fortgelassen sein muß.

Eine weitere Variante der Radialabstützung ist in Fig. 10 veranschaulicht anhand eines Ringscheibenelementes 41, das in axialer Draufsicht, beiden Seitenansichten und einer ausschnittsweisen Unteransicht dargestellt ist. Hier ist ersichtlich, daß das Element 41 auf ei­ ner Seite ein angesetztes, in eine zum Element senk­ rechte und damit zur Ringscheibe axiale Richtung ab­ gebogenes Ohr 42 mit einem sich in die Axialrichtung der Ringscheibe erstreckenden Langloch 43 und auf der anderen Seite einen aus dem Material des Elementes ab­ gebogenen, das Langloch des benachbarten Elementes durch- und hintergreifenden Haken 44 aufweist. Durch die Gestalt der Ausbildung des Hakens 44 ist also auch hier zusätzlich eine gegenseitige Fixierung be­ nachbarter Elemente 41 in Axialrichtung gegeben.

Ebenso wie beim Beispiel gemäß Fig. 9 dient auch hier die Ausbildung des Langloches 37 bzw. 43 im wesentli­ chen dazu, benachbarten Elementen 34 bzw. 41 gegen­ seitig Bewegungsfreiheit zu lassen für die Größen­ änderung des Umfanges zwischen kegeliger und ebener Lage der Ringscheibe.

Schließlich zeigt. Fig. 11 eine weitere Variante sehr günstiger Bauweise mit Axialansicht eines Elementes 45 und einer Seitenansicht eines solchen Elementes. Da­ raus ist ersichtlich, daß die Elemente an beiden ra­ dial gerichteten Seiten ein angesetztes, in eine zum Element 45 senkrechte und damit zur Ringscheibe axiale Richtung abgebogenes Ohr 46 mit einer in Umfangsrich­ tung der Ringscheibe orientierten Bohrung 47 aufweisen, wobei alle Bohrungen der die Ringscheibe bildenden Ele­ mente von einer geschlossen umlaufenden Wurmfeder 48 durchquert und die Elemente dadurch radial und axial zusammengehalten sind.

Wie die sehr verschiedenartigen Beispiele für eine ge­ genseitige Radial- und gegebenenfalls auch Axialabstüt­ zung benachbarter Elemente zeigen, gibt es hier prak­ tisch eine unbegrenzte Zahl von Möglichkeiten, weshalb die anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsfor­ men nur als stellvertretend ausgewählt angesehen wer­ den können.

Claims (14)

1. Ringscheibe zur Ausübung axialer Stellbewegungen auf ein Bauteil, insbesondere auf den axial verschieb­ baren Schaltring von Reibungskupplungen, wobei die Ringscheibe aus im wesentlichen nach Art radialer Speichen angeordneten, im Bereich des Außen- und In­ nenumfanges der Ringscheibe miteinander in Verbin­ dung stehenden Elementen besteht, entlang ihrem Au­ ßen- und Innenumfang axial widergelagert ist, durch axiale Verstellbarkeit wenigstens eines der Wider­ lager zwischen einer kegelförmigen und einer im we­ sentlichen ebenen Lage bewegbar ist, sich zwischen den Widerlagern in Stelleingriff der Elemente mit dem Bauteil befindet sowie radiale Schlitze zwi­ schen den Elementen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (27, 34, 41, 45) voneinander getrennte Teile sind, daß die Elemente am Außenumfang der Ring­ scheibe (26) beidseitig in Umfangsrichtung gegeneinan­ der über alle Schaltstellungen praktisch spielfrei ab­ gestützt sind und daß die Elemente untereinander eine Abstützung bezüglich gegenseitiger Radialbewegungen aufweisen.

2. Ringscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umfangsabstützung der Elemente (27, 34, 41, 45) gegeneinander stets zumindest an der Außenseite des Kegels gegeben ist, den die Elemente bei ihrer ke­ gelförmigen Lage der Ringscheibe (26) einnehmen.

3. Ringscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (27, 34, 41, 45) zur Freilassung des Schlitzes im Bereich des Außenumfanges in Umfangsrich­ tung weisende Nasen (28) zur gegenseitigen Abstützung aufweisen.

4. Ringscheibe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der in Umfangsrichtung weisenden Stirnflächen benachbarter Nasen (28) ausgehend von der sie im wesentlichen bildenden Axialebene der Ringschei­ be (26) in deren ebener Lage derart hinterschnitten ist, daß sie unter Aufrechterhaltung der äußeren Umfangsab­ stützung frei in die der kegelförmigen Lage der Ring­ scheibe entsprechende Position schwenkbar ist.

5. Ringscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen benachbarter Nasen (28) bei kegel­ förmiger Lage der Ringscheibe (26) flächig aneinander in Anlage sind.

6. Ringscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige Radialabstützung benachbarter Ele­ mente (27, 34, 41, 45) über den mit der Bewegung der Ringscheibe (26) zwischen deren kegelförmiger und deren ebener Lage verbundenen Schwenkwinkel praktisch spiel­ frei bleibend ausgebildet ist.

7. Ringscheibe nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige Radialabstützung benachbarter Ele­ mente (34, 41, 45) zusätzlich eine gegenseitige Fixierung dieser Elemente in Axialrichtung aufweist.

8. Ringscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige Radialabstützung benachbarter Ele­ mente (27, 34, 41, 45) im Radialbereich zwischen Innen­ umfang der Ringscheibe (26) und Stelleingriff der Ele­ mente mit dem Bauteil (11) angeordnet ist.

9. Ringscheibe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Elemente (27) über den Eingriff einer in Umfangsrichtung weisenden Nase (29) des einen Ele­ mentes in eine sich im wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckende, in Richtung auf die Nase hin offene Aus­ nehmung des anderen Elementes gegenseitig radial abge­ stützt sind.

10. Ringscheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur spielfreien Radialabstützung der Elemente (27) die sich in Radialrichtung der Ringscheibe gegenüber­ stehenden Flanken von Nase (29) und Ausnehmung (30) einen ihre gegenseitige Schwenkung um eine im wesent­ lichen in Umfangsrichtung der Ringscheibe gelegene, sie mittig durchquerende Achse zulassenden Hinter­ schnitt aufweisen.

11. Ringscheibe nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (34) auf einer Seite ein angesetztes, in eine zum Element parallele Ebene abgekröpftes (38) Ohr (35) mit einem sich in Umfangsrichtung der Ring­ scheibe erstreckenden Langloch (37) und auf der ande­ ren Seite einen eingesetzten Stift (36) zum axialen Eingriff in das Langloch des Ohres des benachbarten Elementes aufweisen.

12. Ringscheibe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (36) endständig eine kopfförmige, in Radi­ alrichtung der Ringscheibe über den Querschnitt des Lang­ loches (37) hinausgehende Verbreiterung (39) aufweist.

13. Ringscheibe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (41) auf einer Seite ein angesetztes, in eine zum Element senkrechte und damit zur Ringscheibe axiale Richtung abgebogenes Ohr (42) mit einem sich in die Axialrichtung erstreckenden Langloch (43) und auf der anderen Seite einen aus dem Material des Elementes abgebogenen, das Langloch des benachbarten Elementes durch- und hintergreifenden Haken (44) aufweisen.

14. Ringscheibe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (45) an beiden radial gerichteten Sei­ ten ein angesetztes, in eine zum Element senkrechte und damit zur Ringscheibe axiale Richtung abgebogenes Ohr (46) mit einer in Umfangsrichtung der Ringscheibe orien­ tierten Bohrung (47) aufweisen, und daß alle Bohrungen der die Ringscheibe bildenden Elemente von einer ge­ schlossen umlaufenden Wurmfeder (48) durchquert und die Elemente dadurch radial und axial zusammengehalten sind.