EP1904756A1 - Kupplungsausrücklager im kontakt mit einer tellerfeder - Google Patents

Kupplungsausrücklager im kontakt mit einer tellerfeder

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Publication number
EP1904756A1
EP1904756A1 EP06762069A EP06762069A EP1904756A1 EP 1904756 A1 EP1904756 A1 EP 1904756A1 EP 06762069 A EP06762069 A EP 06762069A EP 06762069 A EP06762069 A EP 06762069A EP 1904756 A1 EP1904756 A1 EP 1904756A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
release bearing
clutch release
contact
bearing according
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06762069A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ludwig Winkelmann
Steffen Dittmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler KG filed Critical Schaeffler KG
Publication of EP1904756A1 publication Critical patent/EP1904756A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D23/14—Clutch-actuating sleeves or bearings; Actuating members directly connected to clutch-actuating sleeves or bearings
    • F16D23/143—Arrangements or details for the connection between the release bearing and the diaphragm
    • F16D23/144—With a disengaging thrust-ring distinct from the release bearing, and secured to the diaphragm
    • F16D23/145—Arrangements for the connection between the thrust-ring and the diaphragm
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D23/14—Clutch-actuating sleeves or bearings; Actuating members directly connected to clutch-actuating sleeves or bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/16—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
    • F16C19/163—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls with angular contact
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/588—Races of sheet metal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2361/00—Apparatus or articles in engineering in general
    • F16C2361/43—Clutches, e.g. disengaging bearing

Definitions

  • the invention relates to a Kupplungsausr ⁇ cklager in contact with a plate spring, wherein the clutch release bearing has at least one curved and radially to the axis of rotation of the clutch release bearing spaced starting surface for the start of at least one end of at least one spring tongue of the plate spring.
  • a clutch release bearing of the generic type describes DE 37 438 53 A1.
  • the contact surface is formed either on an inner ring or on an outer ring of the clutch release bearing.
  • the ends of the spring tongues are in touching contact with the contact surface.
  • the contact surface is either an annular surface extending around the axis of rotation.
  • a plurality of contact surfaces which are segment-like and circumferentially adjacent to one another are formed on the clutch release bearing. If several of the segment-like contact surfaces are formed on the clutch release bearing, as described in DE 37 438 53 A1, for example, see ribs between the contact surfaces for engagement between the spring tongues provided.
  • the circumferential contact surface on the bearing ring of the release bearing is pressed with force on the spring tongue (s), the spring tongues thereby spring axially.
  • the contact on which the spring tongues meet the contact surface shifts during compression and rebound on the contact surface radially inwardly in the direction of the axis of rotation of the release bearing or radially away from the axis of rotation. The contact also shifts with increasing wear in the coupling.
  • Figure 1 shows schematically the contact and contact conditions during contact of a spring tongue to Ausgurlageran extract, as described in EP 015 383 5A1.
  • a curved contact surface a part of a lateral surface of a toroidal body 1 is considered by way of example.
  • the toroidal Body 1 is shown in simplified form by grid lines 2 and 3.
  • the axial bulge of the contact surface is symbolized by the grid lines 2.
  • the grid lines 2 extend in planes in which the axis of rotation 4 extends and which are rectified with the axis of rotation 4.
  • Circumferential curvatures of the contact surface in planes which are pierced perpendicularly by the axis of rotation 4 are symbolized by the grid lines 3.
  • the contact surface of the non-curved end of a spring tongue is symbolized by the surface 5.
  • the generating line marked with 3.1 symbolizes the axial line 3.1 of the contact surface which projects axially the most.
  • the surface line 3.1 marks the reversal point (vertex) of a curvature described in the longitudinal section through one of the grid lines 2.
  • the contact of the surface 5 with the surface line 3.1 at the apex of the curvature results in an optimal line contact 6.
  • the line described by the line contact 6 is shown in Figure 1 the course of the surface line 3.1 corresponding curved. If the surface 5 runs tilted in the direction of the arrow 7 on the contact surface, finally results in the contacts 8 and 9, a two-point contact. As surface 5 tilts in the direction of arrow 10 on the start-up surface, the line contact becomes progressively smaller as long as surface 5 and the abutment surface are finally in point 11 in single-point contact.
  • the object of the invention is therefore to provide a clutch release bearing, with which an optimal contact is made to the spring tongues, in particular to reduce the wear in the assembly.
  • the release bearing has a plurality of circumferentially successive following contact surfaces.
  • the contact surfaces are either directly adjacent to one another and thereby overlap at chamfers or the contact surfaces are separated from one another, so that e.g. Functional elements of the release bearing between the contact surfaces are arranged.
  • an axial rippenarti- ger extension is formed, wherein the axial extension is provided for engagement in a circumferential distance between two circumferentially adjacent to each other of the spring tongues.
  • the extension is tapered roof-shaped in the axial direction.
  • the disc springs have any number of spring tongues, which are distributed to one another with uniform pitch to each other or on the circumference with different distances.
  • the spring tongues of a diaphragm spring have either the same or different shape from each other.
  • Each of the contact surfaces is / are preferably assigned to one of the ends alternatively also more ends of a spring tongue.
  • Each of the abutment surfaces is curved in the planes running along the axis of rotation, but not in the circumferential direction.
  • the contact surface is described in vertically pierced by the axis of rotation planes of any number of mutually adjacent and parallel aligned rectilinear generatrices.
  • Each of the generating lines runs tangentially and rectilinearly in each case to an imaginary circle located in one of the planes.
  • the axis of rotation of the clutch release bearing pierces the circle at the center of the circle vertically.
  • the contact surface is convexly convex towards the end and described by generatrices, for example, by a radius, the course of the Curve of an ellipse correspond or any other convex curved.
  • An embodiment of the invention provides that the contact surface is described by at least one segment of an outer circumferential surface of a cylinder.
  • the axis of symmetry of the cylinder is tangent to an imaginary circumferential line about the axis of rotation and is parallel to the surface lines.
  • the parallel distance between the axis of symmetry and each of the surface lines of the contact surface is preferably at least 5 mm and thus corresponds to the radius of the cylinder.
  • the contact surfaces are fixed either to the inner ring or to the outer ring of Kuppiungsausrickiagers.
  • the contact surfaces are either fixed directly to the material of the ring in question or at least one pressure piece or the like.
  • materials for the inner ring, outer ring or for the annular pressure piece is preferably a tempering steel such as C45; CF 53, C75 or a deep-drawing tool steel such as C80 U used.
  • the run-up piece is produced, for example, as a deep-drawing, embossing or extruded part and subjected to a heat treatment.
  • the run-flat surfaces are alternatively provided with a wear-resistant, heat-resistant, low-roughness surface of hard coatings, e.g. made of plastic, hard materials or ceramic or nickel-aluminum alloys.
  • the coatings are also provided, for example, by plasma coating, sintering, chemical coating or by spraying in the flame spraying, arc spraying, plasma or high-speed coating, with the trade name "Tritonur". Spraying or by vapor deposition or sputtering, vacuum or plasma-assisted method applied.
  • the pressure piece or any other suitable component for example, optionally of plastic, hard metal, hardened sheet or other suitable materials or any combination of these.
  • the pressure pieces are optionally snapped onto the corresponding bearing ring, glued on, welded on, sprayed on (applied by spraying, overmolding or the like) or fastened in another suitable manner to the bearing ring in a material, positive or non-positive manner.
  • Fastening options are eg non-positive by interference fit, positive fit by snap connections and cohesively by soldering, ultrasonic bonding and hot stamping and gluing.
  • thermosets or thermosets are, for example, highly heat-resistant polyamides, polyaryl ether ketones (PEAK).
  • PEAK polyaryl ether ketones
  • PA 46 polyamide 46
  • PA 46 partially aromatic polyamides, preferably polyphthalamide (PPA) or polyhexamethylene terephthalamide (PA6T) or copolymer, polyhexamethylene isophthalamide (PA6T / 6I), are preferably used in the field of polyamides.
  • Suitable additives are carbon fibers and / or aramid fibers in a weight fraction of 1 to 40%, preferably carbon fibers with a weight fraction of 20 to 30%, aramid fibers with a weight fraction of 1 to 15% and solid lubricants such as molybdenum disulfide with a weight fraction of 1 to 5%.
  • the contact surface is preferably introduced into the bearing rings and pressure plates made of sheet metal front side by forming.
  • Hard metals are, for example, tungsten carbides or titanium-containing, which are provided with binder and sintered accordingly.
  • FIG. 2 shows a partial section, which is rectified with the axis of rotation, through the toroidal body according to FIG. 1,
  • FIG. 3 Description of the geometric conditions at the contact surfaces of an embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a longitudinal section along the axis of rotation through an exemplary embodiment of a clutch release bearing
  • FIG. 5 shows a partial view of an exemplary embodiment of a bearing ring, in which peripheral surfaces are introduced directly adjacent to one another of the contact surfaces,
  • FIG. 6 shows a front view of a pressure piece with a plurality of contact surfaces which are peripherally separated from one another by ribs
  • FIG. 7 shows a longitudinal section through the pressure piece according to FIG. 6 along the line VII-VII, FIG.
  • FIG. 8 shows the detail Z from FIG. 7, enlarged and not to scale, with the description of the geometry of one of the contact surfaces;
  • FIG. 9 shows a sectional partial view of a bearing ring with an attached pressure piece
  • 10 shows a further partial view of a bearing ring with an attached pressure piece in section
  • FIG. 11 is a sectional partial view of a bearing ring with an attached pressure piece
  • FIG. 12 shows a partial section along a further exemplary embodiment of an inner ring on which contact surfaces are formed directly
  • FIG. 13 shows a partial section through an inner ring produced by cold forming with embossed contact surfaces.
  • FIGS. 1 and 2 are described in the chapter “Background of the invention”.
  • FIG. 3 shows a roughly schematic example of the geometric relationships of a contact surface 12.
  • the contact surface 12 is a partial surface of a cylinder 13.
  • the axis of symmetry 18 of the cylinder 13 intersects tangentially at the point of intersection 18a the circumferential line 19 of a circle 14 or a circle plane 14.
  • the rotational axis 15 of a release bearing penetrates the circular plane 14 in the center 16 of the circle 14.
  • the contact surface 12 is described by any number of generatrices 17 and curved in planes that are rectified with the rotational axis 15.
  • the generatrices 17 of the contact surface 12 are aligned parallel to each other and to the axis of symmetry 18 of the cylinder 13, and thus also in the image plane.
  • R is the radius of the cylinder and therefore the distance for all generatrices 17 to the symmetry axis 18 is equal.
  • the distance between the respective generatrix and an imaginary axis which is in the same position relative to the axis of symmetry becomes, as an alternative to the embodiment described above, ever greater, the farther the respective generatrix is away from the apex line 20. Alternatively, this distance becomes smaller and smaller on cam-shaped contact surfaces the farther the respective surface line is from the top line.
  • FIG. 4 shows a clutch release bearing 21 comprising an outer ring 22, an inner ring 23, balls 24 in a cage 25 and a guide and centering sleeve of the release bearing housing 26.
  • the inner ring 23 has contact surfaces 28 on a rim 27 folded radially inward by cold forming , The contact surfaces 28 are embossed in the board 27. Corresponding contact surfaces may also be formed on the guide and centering sleeve as an alternative to the variant just mentioned.
  • Figure 5 shows a bearing ring 29, either an inner ring or an outer ring, are stamped on the thrust surfaces 30 of the release bearing according to the invention, which are immediately adjacent to each other and merge into bevels 31 into each other.
  • FIG. 6 and FIG. 7 show an annular pressure piece 32 with stop faces 33 spaced from one another on the circumferential side.
  • the generatrices of the stop faces 33 are aligned tangentially.
  • axial projections 34 are formed, which are tapered roof-shaped at the ends.
  • FIG. 8 shows the curvature 35 of the contact surface 33 in a plane aligned parallel to the axis of rotation 4, in this case the plane of the drawing of FIG. 8.
  • the curvature 35 is described by a radius R.
  • the generatrices in a plane perpendicular to the plane of the drawing are rectilinearly aligned without curvature.
  • the pressure piece 32 is attached to the front side to an inner or outer ring by gluing or welding.
  • Figure 9 shows an embodiment of an inner ring 36 with a pressure piece 37.
  • the pressure piece has a plurality of contact surfaces 33 and is pressed firmly on the inner ring 36 and / or glued.
  • Figure 10 shows the contact of one end 39 of a spring tongue 40 only partially shown to a contact surface 33.
  • the spring tongues 40 and their ends 39 are in the end positions radially inward or radially outward in the line contacts 41 and 42 with the contact surface 33rd Die Ends 39 are compressed in the end positions in each case by the angle ⁇ of any size.
  • the angle ⁇ is preferably 7 ° - 8 °.
  • the pressure piece 43 with the contact surfaces 33 is welded to an inner ring 44.
  • FIG. 11 shows a detail of an inner ring 44, on which a pressure piece 46 is snapped and held by at least one snap element 38.
  • the snap element 38 is for example a snap board or the snap elements are snap-in lugs. Alternatively, the pressure piece 46 is sprayed.
  • FIGS. 12 and 13 show inner rings 47 and 48, on whose material the contact surfaces 33 are formed directly on a radial board 49 and 50.
  • the inner ring 47 also has integrally formed with the inner ring 47 axial extensions 51 for the positive engagement between the spring tongues of a plate spring.
  • the inner ring 48 is a forming part, which is produced for example by combined methods of deep drawing, pressing and or rolling and embossing. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kupplungsausrücklager (21) im Kontakt mit einer Tellerfeder, wobei das Kupplungsausrücklager (21) mindestens eine gekrümmte und radial zur Rotationsachse (4) des Kupplungsausrücklagers (21) beabstandete Anlauffläche (12, 28, 30, 33) für den Anlauf wenigstens eines Endes (39) zumindest einer Federzunge (40) der Tellerfeder aufweist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Kupplungsausrücklager im Kontakt mit einer Tellerfeder
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Kupplungsausrϋcklager im Kontakt mit einer Tellerfeder, wobei das Kupplungsausrücklager mindestens eine gekrümmte und radial zur Rotationsachse des Kupplungsausrücklagers beabstandete Anlauffläche für den Anlauf wenigstens eines Endes zumindest einer Federzunge der Tellerfeder aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Ein Kupplungsausrücklager der gattungsbildenden Art beschreibt DE 37 438 53 A1. Die Anlauffläche ist entweder an einem Innenring oder an einem Außenring des Kupplungsausrücklagers ausgebildet. Die Enden der Federzungen sind im berührenden Kontakt mit der Anlauffläche. Dabei ist die Anlauffläche entweder eine um die Rotationsachse verlaufende Ringfläche. Alternativ sind an dem Kupplungsausrücklager mehrere segmentartig ausgebildete und um- fangsseitig zu einander benachbarte der Anlaufflächen ausgebildet. Wenn an dem Kupplungsausrücklager mehrere der segmentartigen Anlaufflächen ausgebildet sind, sind wie in DE 37 438 53 A1 beschrieben, zum Beispiel Rippen zwischen den Anlaufflächen für den Eingriff zwischen die Federzungen vorge- sehen.
Beim Trennen der Kupplung wird die umlaufende Anlauffläche am Lagerring des Ausrücklagers mit Kraft auf die Federzunge(n) gepresst, die Federzungen federn dadurch axial ein. Der Kontakt, an dem die Federzungen auf die Anlagefläche treffen, verschiebt sich beim Ein- und Ausfedern auf der Anlauffläche radial nach innen in Richtung der Rotationsachse des Ausrücklagers oder radial von der Rotationsachse weg. Der Kontakt verschiebt sich auch mit zuneh- menden Verschleiß in der Kupplung.
Die auf die Anlauffläche treffenden Enden der Federzungen sind deshalb oft so gekrümmt umgebogen, dass diese zur Anlauffläche am Lager hin konvex ausgewölbt sind und dass diese beim Ein- und Ausfedern immer mit Linienkontakt zur oft auch konvex in Richtung des Endes an der Federzunge gekrümmten Anlauffläche ablaufen. Ein Beispiel einer derartigen Ausrücklageranordnung ist in DE 37 438 53 A1 beschrieben.
Es gibt jedoch Kupplungs- oder Fahrzeughersteller, die aus verschiedenen Gründen Tellerfedern einsetzen, deren Enden der Federzungen gerade ausgeführt sind. Eine derartige Ausrücklageranordnung ist in EP 015 383 59 A1 beschrieben. Die Enden stehen in der Regel im Kontakt mit einer gekrümmten Anlauffläche. Diese Ausrücklageranordnungen weisen in der Regel nur in einem Betriebspunkt einen optimalen Linienkontakt auf, der bei Verschiebung in eine radiale Richtung in Zweipunkt-Kontakt übergeht und bei Verschiebung in die andere radiale Richtung zunehmend geringer wird und schließlich in einem Einpunkt-Kontakt endet. Beim Betätigen der Kupplung wird sich der Kontakt radial nach außen in einen Einpunkt-Kontakt und bei Nachrücken aufgrund Verschleiß in einen Zweipunkt-Kontakt verschieben. Derartige Minimierungen des Kontaktes führen zu hohen Flächenpressungen und fördern unzulässigen Verschleiß im Kontakt an den Kontakt- und Berührungsflächen. Die Wirkungen im Kontakt an Ausrücklageranordnungen des Standes der Technik sind mit den Figuren 1 und 2 beschrieben.
Figur 1 zeigt schematisch die Berühr- und Kontaktverhältnisse während des Kontaktes einer Federzunge zur Ausrücklageranordnung, wie diese in EP 015 383 5A1 beschrieben ist. Als gekrümmte Anlauffläche wird beispielhaft ein Teil einer Mantelfläche eines torusförmigen Körpers 1 betrachtet. Der torusförmige Körper 1 ist vereinfacht durch Gitternetzlinien 2 und 3 dargestellt. Die axiale Auswölbung der Anlauffläche ist durch die Gitternetzlinien 2 symbolisiert. Die Gitternetzlinien 2 verlaufen in Ebenen, in denen die Rotationsachse 4 verläuft und die mit der Rotationsachse 4 gleichgerichtet sind. Umfangsseitige Krüm- mungen der Anlauffläche in Ebenen, welche senkrecht von der Rotationsachse 4 durchstoßen sind, sind durch die Gitternetzlinien 3 symbolisiert. Die Kontaktfläche des nicht gekrümmten Endes einer Federzunge ist mit der Fläche 5 symbolisiert.
Die mit 3.1 markierte Mantellinie symbolisiert die am axialen Scheitel 3.1 der Anlauffläche am weitesten axial hervorstehende Mantellinie 3.1. In Figur 2, einem Längsschnitt durch den Körper entlang der Rotationsachse 4, markiert die Mantellinie 3.1 den Umkehrpunkt (Scheitel) einer in dem Längsschnitt durch eine der Gitternetzlinien 2 beschriebenen Krümmung.
Der Kontakt der Fläche 5 mit der Mantellinie 3.1 am Scheitel der Krümmung resultiert in einem optimalen Linienkontakt 6. Die durch den Linienkontakt 6 beschriebene Linie ist in Figur 1 dem Verlauf der Mantellinie 3.1 entsprechend gekrümmt dargestellt. Wenn die Fläche 5 in Richtung des Pfeils 7 gekippt auf der Anlauffläche abläuft, ergibt sich schließlich mit den Kontakten 8 und 9 ein Zweipunktkontakt. Wenn die Fläche 5 in Richtung des Pfeils 10 gekippt auf der Anlauffläche abläuft, wird der Linienkontakt zunehmend solange kleiner, bis die Fläche 5 und die Anlauffläche schließlich im Punkt 11 in einem Einpunkt- Kontakt stehen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kupplungsausrücklager zu schaffen, mit dem ein optimaler Kontakt zu den Federzungen hergestellt ist, um ins- besondere den Verschleiß in der Anordnung zu mindern.
Diese Aufgabe ist mit einem Kupplungsausrücklager nach den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst und durch die Merkmale weiterer abhängiger Ansprüche ausgestaltet.
Das Ausrücklager weist mehrere umfangsseitig nacheinander folgende Anlaufflächen auf. Die Anlaufflächen sind entweder unmittelbar zueinander benach- bart und gehen dabei an Fasen ineinander über oder die Anlaufflächen sind voneinander getrennt, so dass z.B. Funktionselemente des Ausrücklagers zwischen den Anlaufflächen angeordnet sind.
So sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass zwischen wenigstens zwei umfangsseitig aufeinander folgenden der Anlaufflächen ein axialer rippenarti- ger Fortsatz ausgebildet ist, wobei der axiale Fortsatz für den Eingriff in einen umfangsseitigen Abstand zwischen zwei umfangsseitig zueinander benachbarten der Federzungen vorgesehen ist. Der Fortsatz ist in axiale Richtung dachförmig zugespitzt.
Die Tellerfedem weisen eine beliebige Anzahl von Federzungen auf, die mit gleichmäßiger Teilung zueinander oder am Umfang mit unterschiedlichen Abständen zueinander verteilt sind. Die Federzungen einer Tellerfeder weisen entweder zueinander gleiche oder sich voneinander unterscheidende Gestalt auf. Jeder der Anlaufflächen ist/sind vorzugsweise eines der Enden alternativ auch mehr Enden einer Federzunge zugeordnet.
Jede der Anlaufflächen ist in die längs mit der Rotationsachse verlaufenden Ebenen gekrümmt - in Umfangsrichtung jedoch nicht. Die Anlauffläche ist in senkrecht von der Rotationsachse durchstoßenen Ebenen von beliebig vielen zueinander benachbarten und dabei parallel zueinander ausgerichteten geradlinige Mantellinien beschrieben. Jede der Mantellinien verläuft jeweils tangential und geradlinig ausgerichtet zu jeweils einem in einer der Ebenen liegenden gedachten Kreis. Die Rotationsachse des Kupplungsausrücklagers durchstößt den Kreis im Kreismittelpunkt senkrecht.
Die Anlauffläche ist zu dem Ende hin konvex ausgewölbt und durch Mantellinien beschrieben, die beispielsweise durch einem Radius, dem Verlauf der Kurve einer Ellipse entsprechen oder beliebig anders konvex gekrümmt sind.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Anlauffläche durch zumindest ein Segment einer Außenmantelfläche eines Zylinders beschrieben ist. Die Symmetrieachse des Zylinders ist tangential zu einer gedachten um die Rotationsachse verlaufenden Umfangslinie ausgerichtet und verläuft parallel zu den Mantellinien. Der parallele Abstand zwischen der Symmetrieachse und jeder der Mantellinien der Anlauffläche ist bevorzugt mindestens 5 mm und entspricht somit dem Radius des Zylinders.
Die Anlaufflächen sind entweder an dem Innenring oder an dem Außenring des Kuppiungsausrϋckiagers fest. Dabei sind die Anlaufflächen entweder direkt an dem Material des betreffenden Ringes oder an mindestens einem Druckstück oder ähnlichem fest. Als Werkstoffe für den Innenring, Außenring bzw. für das ringförmig Druckstück wird vorzugsweise ein Vergütungsstahl wie C45; CF 53, C75 oder ein tiefziehfähiger Werkzeugstahl wie C80 U eingesetzt.
Das Anlaufstück ist zum Beispiel als Tiefzieh-, Präge- oder Fließpressteil hergestellt und einer Wärmebehandlung unterzogen. Die Anlaufflächen sind alter- nativ mit einer verschleißfesten, wärmebeständigen Oberfläche mit geringer Rauheit aus Hartstoffbeschichtungen versehen, die z.B. aus Kunststoff, Hartstoffen oder aus Keramik bzw. Nickel-Aluminium-Legierungen besteht. Vorgesehen sind auch Schichten aus Werkstoffen mit der Handelsbezeichnung „Tri- ondur" - Beschichtungen auf Chrombasis bzw. nitridische Chromschichten. Die Schichten sind beispielsweise durch Plasmabeschichten, Sintern, chemisches Beschichten oder durch Aufspritzen im Flammspritz-, Lichtbogenspritz-, Plasma- oder im Hochgeschwindigkeits-Spritzverfahren oder durch Aufdampfen bzw. Sputtern, Vakuum- oder Plasma - unterstützten Verfahren aufgebracht.
Das Druckstück oder ein beliebig anderes geeignetes Bauteil sind beispielsweise wahlweise aus Kunststoff, Hartmetall, aus gehärtetem Blech oder anderen geeigneten Materialien bzw. aus beliebigen Kombinationen von diesen. Die Druckstücke sind wahlweise auf den entsprechenden Lagerring aufgeschnappt, aufgeklebt, aufgeschweißt, angespritzt (durch Aufspritzen, Umgießen oder ähnliches aufgetragen) oder auf andere geeignete Weise Stoff-, form- oder kraft- schlüssig am Lagerring befestigt. Befestigungsmöglichkeiten sind z.B. kraftschlüssig durch Pressverband, formschlüssig durch Schnappverbindungen und stoffschlüssig durch Löten, Ultraschallverbinden und Heißprägen und Kleben.
Alternative Werkstoffe für die Druckstücke mit Anlaufflächen oder alternativ zumindest für die Anlaufflächen sind Thermo- oder Duroplaste. Bevorzugte Thermoplaste sind beispielsweise hochwärmebeständige Polyamide, Polyary- letherketone (PEAK). Aus dem Bereich der Polyamide kommen vorzugsweise Polyamid 46 (PA 46) oder teil aromatische Polyamide, vorzugsweise Polyphtha- lamid (PPA) oder Poly-Hexamεthylen-Therephthalamid (PA6T) bzw. Copolyme- re, Poly-Hexamethylen-Isophthalamid (PA6T/6I) und/oder Poly-Hexamethylen- Adipinamid (PA6T/66, PA6T/6I/66) oder PoIy- Methyl pentamethylen- Terephthalamid (PA6T/MPMDT) mit reibungs- und verschleissmindemden sowie festigkeitssteigemden Zuschlagstoffen in Betracht. Als geeignete Zuschlagstoffe sind Kohlenstofffasern und/oder Aramidfasem in einem Gewichtsanteil von 1 bis 40%, vorzugsweise Kohlenstofffasern mit einem Gewichtsanteil von 20 bis 30%, Aramidfasem mit einem Gewichtsanteil von 1 bis 15 % sowie Festschmierstoffe wie Molybdändisulfid mit einem Gewichtsanteil von 1 bis 5 %, zusammen mit oder alternativ Graphit in einem Gewichtsanteil von 1 bis 10%, zusammen mit oder alternativ Polytetrafluorethylen (PTFE) in einem Gewichtsanteil von 1 bis 30%, vorzugsweise einem PTFE-Anteil von 5 bis 15 Gewichts- %, zusammen mit oder alternativ Polyphenylensulfon (PPSo2, Cera- mer) in einem Gewichtsanteil von 1 bis 30%, vorzugsweise 1 bis 15 Gewichts- % zu wählen.
Die Anlauffläche ist in Lagerringe und Druckstücke aus Blech vorzugsweise stirnseitig durch Umformen eingebracht.
Hartmetalle sind beispielsweise Wolframcarbide oder Titanhaltige, die mit Bindermittel versehen und entsprechend gesintert sind. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen.
Figur 1 Prinzip und der unterschiedlichen Berührverhältnisse im Kontakt einer Federzunge mit einer Anlauffläche an Ausrücklagern des
Standes der Technik,
Figur 2 einen mit der Rotationsachse gleichgerichteten Teilschnitt durch den torusförmigen Körper nach Figur 1 ,
Figur 3 Beschreibung der geometrischen Verhältnisse an den Anlaufflächen eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Figur 4 einen Längsschnitt entlang der Rotationsachse durch ein Ausführungsbeispiel eines Kupplungsausrücklagers,
Figur 5 eine Teilansicht eines Ausführungsbeispiels eines Lagerringes, in den umfangsseitig direkt zueinander benachbarte der Anlaufflächen eingebracht sind,
Figur 6 eine Frontalansicht eines Druckstückes mit mehreren umfangsseitig durch Rippen voneinander getrennten der Anlaufflächen,
Figur 7 einen Längsschnitt durch das Druckstück nach Figur 6 entlang der Linie VII - VII,
Figur 8 das Detail Z aus Figur 7, vergrößert und nicht maßstäblich, mit der Beschreibung der Geometrie einer der Anlaufflächen,
Figur 9 eine geschnittene Teilansicht eines Lagerringes mit einem aufgesetzten Druckstück, Figur 10 eine weitere Teilansicht eines Lagerringes mit einem aufgesetzten Druckstück im Schnitt,
Figur 11 eine geschnittene Teilansicht eines Lagerringes mit einem aufgesetzten Druckstück,
Figur 12 einen Teilschnitt längs durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Innenringes, an dem direkt Anlaufflächen ausgebildet sind,
Figur 13 einen Teilschnitt durch einen durch Kaltumformen hergestellten Innenring mit geprägten Anlaufflächen.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Die Darstellungen in den Figureni und 2 sind im Kapitel „Hintergrund der Erfindung" beschrieben.
Figur 3 zeigt grob schematisch an einem Beispiel die geometrischen Verhält- nisse einer Anlauffläche 12. Die Anlauffläche 12 ist eine Teilfläche eines Zylinders 13. Die Symmetrieachse 18 des Zylinders 13 schneidet im Schnittpunkt 18a tangential die Umfangslinie 19 eines Kreises 14 bzw. einer Kreisebene 14. Die Rotationsachse 15 eines nicht weiter dargestellten Ausrücklagers durchdringt die Kreisebene 14 in dem Mittelpunkt 16 des Kreises 14. Die Anlaufflä- che 12 ist durch beliebig viele Mantellinien 17 beschrieben und in Ebenen gekrümmt, die mit der Rotationsachse 15 gleichgerichtet sind. Die Mantellinien 17 der Anlauffläche 12 sind zueinander und zu der Symmetrieachse 18 des Zylinders 13, und damit auch in der Bildebene, zueinander parallel ausgerichtet. Da die Anlauffläche 12 Teilfläche eines Zylinders 13 ist, ist R der Radius des Zy- linders und daher als Abstand für alle Mantellinien 17 zur Symmetrieachse 18 gleich. Der Abstand zwischen der jeweiligen Mantellinie und einer zur Symmetrieachse lagegleichen gedachten Achse wird alternativ zu der zuvor beschriebenen Ausgestaltung immer größer, je weiter die jeweilige Mantellinie von der Scheitellinie 20 entfernt ist. An nockenförmig gestalteten Anlaufflächen wird dazu alter- nativ dieser Abstand immer kleiner, je weiter die jeweilige Mantellinie von der Scheitellinie entfernt ist.
Figur 4 zeigt ein Kupplungsausrücklager 21 aus einem Außenring 22, einem Innenring 23, aus Kugeln 24 in einem Käfig 25 und aus einer Führungs- und Zentrierhülse des Ausrücklagergehäuses 26. Der Innenring 23 weist an einem durch Kaltumformen radial nach innen umgelegten Bord 27 Anlaufflächen 28 auf. Die Anlaufflächen 28 sind in den Bord 27 geprägt. Entsprechende Anlaufflächen können auch alternativ zu der soeben angeführten Variante an der Führungs- und Zentrierhülse ausgebildet sein.
Figur 5 zeigt einen Lagerring 29, entweder einen Innenring oder einen Außenring, an den Anlaufflächen 30 des erfindungsgemäßen Ausrücklagers angeprägt sind, die unmittelbar zueinander benachbart sind und an Fasen 31 ineinander übergehen.
Figur 6 und Figur 7 zeigen ein ringförmig ausgebildetes Druckstück 32 mit um- fangsseitig zueinander beabstandeten Anlaufflächen 33. Die Mantellinien der Anlaufflächen 33 sind tangential ausgerichtet. Zwischen den Anlaufflächen 33 sind axiale Fortsätze 34 ausgebildet, die an den Enden dachförmig zugespitzt sind.
Figur 8 zeigt die Krümmung 35 der Anlauffläche 33 in einer zur Rotationsachse 4 parallel ausgerichteten Ebene, in diesem Fall die Zeichnungsebene der Figur 8. Die Krümmung 35 ist durch einen Radius R beschrieben. Die Mantellinien in einer zur Zeichnungsebene senkrechten Ebene sind geradlinig ohne Krümmung ausgerichtet. Das Druckstück 32 wird stirnseitig an einen Innen- oder Außenring mittels Kleben oder Schweißen befestigt. Figur 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Innenringes 36 mit einem Druckstück 37. Das Druckstück weist mehrere Anlaufflächen 33 auf und ist auf den Innenring 36 fest aufgepresst und/oder aufgeklebt.
Figur 10 zeigt den Kontakt eines Endes 39 einer nur teils dargestellten Federzunge 40 zu einer Anlauffläche 33. Die Federzungen 40 bzw. deren Enden 39 sind in den Endstellungen radial innen bzw. radial außen in den Linienkontakten 41 bzw. 42 mit der Anlauffläche 33. Die Enden 39 sind in den Endstellungen jeweils um den Winkel α beliebiger Größe eingefedert. Der Winkel α ist vorzugsweise 7° - 8°. Das Druckstück 43 mit den Anlaufflächen 33 ist mit einem Innenring 44 verschweißt.
Figur 11 zeigt ein Detail eines Innenringes 44, auf den ein Druckstück 46 aufgeschnappt und mittels wenigstens eines Schnappelements 38 gehalten ist. Das Schnappelement 38 ist beispielsweise ein Schnappbord oder die Schnappelemente sind Schnappnasen. Alternativ ist das Druckstück 46 aufgespritzt.
Die Figuren 12 und 13 zeigen Innenringe 47 und 48, an deren Material die An- laufflächen 33 direkt an einem Radialbord 49 und 50 ausgebildet sind. Der Innenring 47 weist außerdem einteilig mit dem Innenring 47 ausgebildete axiale Fortsätze 51 für den formschlüssigen Eingriff zwischen die Federzungen einer Tellerfeder auf. Der Innenring 48 ist ein Umformteil, das beispielsweise durch kombinierte Verfahren aus Tiefziehen, Pressen und oder Rollieren sowie Prä- gen hergestellt ist. Bezugszeichenliste
torusförmiger Körper 29 Lagerring
Gitternetzlinie 30 Anlauffläche
Gitternetzlinie 31 Fase
Mantellinie 32 Druckstück
Rotationsachse 33 Anlauffläche
Fläche 34 Fortsatz
Linienkontakt 35 Krümmung
Pfeil 36 Innenring
Kontakt 37 Druckstück
Kontakt 38 Schnappelement
Pfeil 39 Ende einer Federzunge
Punkt 40 Federzunge
Anlauffläche - 41 Linienkontakt
Zylinder 42 Linienkontakt
Kreis/Kreisebene 43 Druckstück
Rotationsachse 44 Innenring
Mittelpunkt 45 Innenring
Mantellinie 46 Druckstück
Symmetrieachse 47 Innenring a Schnittpunkt 48 Innenring
Umfangslinie 49 Radialbord
Scheitellinie 50 Radial bord
Kupplungsausrücklager 51 Fortsatz
Außenring
Innenring
Kugeln
Käfig
Ausrücklagergehäuse
Bord
Anlauffläche

Claims

Patentansprüche
1. Kupplungsausrücklager (21 ) im Kontakt mit einer Tellerfeder, wobei das Kupplungsausrücklager (21) mindestens eine gekrümmte und radial zur Rotationsachse (4) des Kupplungsausrücklagers (21) beabstandete Anlauffläche (12, 28, 30, 33) für den Anlauf wenigstens eines Endes (39) zumindest einer Federzunge (40) der Tellerfeder aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlauffläche (12, 28, 30, 33) durch beliebig viele zueinander benachbarte und dabei parallel zueinander ausgerichtete geradlinige Mantellinien (17) beschrieben ist, wobei jede der Manteiiinien (17) jeweils tangential eines gedachten Kreises (14) geradlinig ausgerichtet verläuft und dabei die Rotationsachse (4) des Kupplungsausrücklagers (21) den Kreis (14) im Kreismittelpunkt (16) senkrecht durchstößt.
2. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anlauffläche (12, 28, 30, 33) zu dem Ende (39) der Federzunge (40) hin konvex ausgewölbt ist.
3. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anlauffläche (12) durch zumindest ein Segment einer Außenmantelfläche eines Zylinders (13) beschrieben ist, wobei die Symmetrieachse (18) des Zylinders (13) tangential zu einer gedachten um die Rota- tionsachse (4) verlaufenden Umfangslinie (19) ausgerichtet ist und wobei die Symmetrieachse (18) parallel zu den Mantellinien (17) verläuft.
4. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der parallele Abstand zwischen der Symmetrieachse (18) und jeder der Mantellinien (17) der Anlauffläche (12) mindestens 5mm ist.
5. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass umfangsseitig um die Rotationsachse (4) mehrere der Anlaufflä- chen (12, 28, 30, 33) angeordnet sind, wobei jeder der Anlaufflächen (12, 28, 30, 33) wenigstens eines der Enden (39) zugeordnet ist.
6. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufflächen (30) umfangsseitig unmittelbar zueinander benachbart aufeinander folgen.
7. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufflächen (33) umfangsseitig zueinander beabstandet aufeinander folgen.
8. Kuppiungsausrückiager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, das zwischen wenigstens zwei umfangsseitig aufeinander folgenden der Anlaufflächen (33) ein axialer Fortsatz (34, 51) ausgebildet ist.
9. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (34) in axiale Richtung dachförmig zugespitzt ist.
10. Kupplungsausrücklager mit wenigstens einem Innenring (23, 36, 44, 45, 48) und wenigstens einer Reihe an dem Innenring (23, 36, 44, 45,
48) abrollender Wälzkörper nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anlauffläche (12, 28, 30, 33) an einer in axiale Richtung weisenden Stirnseite des Innenringes (23, 36, 44, 45, 48) ausgebildet ist.
11. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlauffläche (28, 30, 33) an einem spanlos durch Umformen aus Blech hergestellten Radialbord (27, 50) des Innenringes (23, 48) ausgebildet ist.
12. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der Anlaufflächen (28, 30, 33) direkt an dem Radialbord (27, 50) ausgebildet sind.
13. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlauffläche (33) an mindestens einem mit dem Innenring verbundenen Druckstück (32, 37, 43, 46) ausgebildet ist.
14. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Druckstück (32, 37, 43, 46) aus Kunststoff ist.
15. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Thermoplast ist.
16. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (43) aus Hartmetall ist.
17. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 11 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlauffläche (12, 28, 30, 33) mit einer Verschleißfesten Oberfläche versehen ist.
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