EP2027394A1 - Kupplungsausrücklager - Google Patents

Kupplungsausrücklager

Info

Publication number
EP2027394A1
EP2027394A1 EP07729133A EP07729133A EP2027394A1 EP 2027394 A1 EP2027394 A1 EP 2027394A1 EP 07729133 A EP07729133 A EP 07729133A EP 07729133 A EP07729133 A EP 07729133A EP 2027394 A1 EP2027394 A1 EP 2027394A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
release bearing
clutch release
ribs
rib
spring tongues
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Withdrawn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
EP07729133A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ludwig Winkelmann
Steffen Liebschner
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 EP2027394A1 publication Critical patent/EP2027394A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

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

Definitions

  • the invention relates to a clutch release bearing, which is by means of a thrust washer in contact with spring tongues of a plate spring, circumferentially distributed on the thrust washer arranged ribs positively engage in radial gaps between immediately circumferentially adjacent to each other spring tongues.
  • the positive connection between the thrust washer and the spring tongues of the plate spring of the clutch prevents circumferentially relative movements about the axis of rotation between the spring tongues and the thrust washer and thus prevents slippage between the plate spring and acting on the plate spring bearing ring of the clutch release bearing.
  • a clutch release bearing of the generic type is described in a published by DE 37 43 853 A1 application of the applicant.
  • DE 37 43 853 A1 describes a clutch release bearing which is arranged on a sliding sleeve and which has two concentrically arranged races. Rolling elements are arranged between the races.
  • a thrust washer between the inner ring and the spring tongues is arranged.
  • the thrust washer is provided with radially extending ribs. In each case one of the ribs engages positively in each case a slot between two adjacent spring tongue ends.
  • the object of the invention is therefore to provide a clutch release bearing, which can be easily installed, the contact disk is free from premature wear and operates quietly over the entire service life of the clutch.
  • the clutch release bearing which is in contact with spring tongues of a disk spring by means of a thrust washer, has a thrust washer on which one side, two or more ribs are arranged on the starting disk on the starting disk.
  • the invention is applicable to all common types of clutch release bearing having a thrust washer pressure loaded with a clutch actuator spring. These are, for example, the self-centering Kupplungsaus Wegla- ger, which radial offset between the axis of rotation of the clutch release bearing and the axis of rotation of the clutch is compensated. These are also self-centering and at the same time self-adjusting clutch release bearing, which compensate in addition to the aforementioned axial offset and tilting and inclinations of the aforementioned axes to each other articulated.
  • Under ribs are all protruding from a surface protrusions to understand that are suitable to intervene positively in at least one slot between two immediately circumferentially adjacent to each other of the spring tongues of the disc spring. It is conceivable that a plurality of radially successively aligned and thereby radially separated projections in a common slot or of several of the projections engages each in a different one of more of the slots. Preferably, however, are provided radially on the axis of rotation of the clutch release bearing to and from this aligned ribs, one of which engages in one of at least two of the slots.
  • the ribs project away from the thrust washer in the radial and / or axial direction or in directions which are predetermined by axial and radial direction vectors, but are preferably aligned in the axial direction with respect to the rotational axis of the clutch release bearing.
  • the ribs protrude from the surface of the thrust washer and thus project beyond them.
  • the ribs are formed in an end-side circumferential groove or similar end-side depressions of the thrust washer and thus protrude beyond the base of the recess / groove, but not alternatively alternatively from the circumferential groove / depression beyond the surface of the thrust washer.
  • releasably engaging in slots means a detachable To understand interlocking engagement with game.
  • a movement play is formed between each of the form-fitting engaging in one of the slots ribs and at least one of the slot circumferentially opposed spring tongues at least in the circumferential direction or tangential direction.
  • the rib bears against the opposite spring tongue.
  • the movement play is the sum of the two distances from the rib to the respective spring tongue.
  • the rib is thus limited in the slot between the opposing spring tongues so movable that slip can occur, especially in new vehicles, initially between the spring tongues and the bearing ring of the release bearing.
  • this slippage is in the size of the movement game and thus low, barely noticeable and thus not promoting wear.
  • the invention enables the force-free self-centering of the clutch release bearing when the respective rib can not jam in the slot even with extreme deviations of the dimensions, the shape and the position of the components of the clutch from the target value.
  • An embodiment of the invention therefore provides that the degree of play is at least as large as a maximum sum of possibly also influencing greatest dimensional, shape and position deviations of assemblies and components of the clutch arrangement of the setpoint, directly or from them
  • This largest sum is formed from the extreme values of deviations of the individual measures and dimensional chains, etc., and is the largest negative or positive value from the largest and smallest values, which in the slot to the unfavorable dimensional, positional or shape deviations from the nominal value between the rib and the slot.
  • the width a max of the respective rib and the deviations in shape and position from the predetermined desired values in any slot provided for the engagement are preferably dimensioned such that even with extreme radial displacement x max of the rotational axis of the release bearing to the center axis of the Clutch,
  • Ribs or spring tongues are arranged circumferentially to each other,
  • division is to be understood as meaning the ratio with which the ribs or the spring tongues are distributed over the circumference of an entire circle in relation to a full angle of 360 °, which is defined mathematically according to the mathematical definition, and thus are arranged to each other.
  • the radially diverging from the axis of rotation and aligned with the radially oriented longitudinal axis of the respective rib imaginary graduation planes / longitudinal axes of the radially radially extending ribs in this case are thus inclined to each other by 120 °.
  • the movement play also takes into account changes during the coupling operation. Such changes are, for example, the thermal expansion of the individual components, the swelling or shrinking and aging of material, in particular the plastic of the thrust washer and the wear of the components.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the movement play is at least two tenths of a millimeter larger than the sum of the deviations from the dimensional, shape and bearing of the components.
  • the clutch release bearing can be mounted in an unsuitable position with regard to the position of the ribs.
  • the ribs and the slots rotate a short distance at the latest at the first actuation of the rotating clutch with slip against each other until the ribs protrude from the slots and engage positively in the respective slot.
  • An excessively long rib usually does not permit a non-directional mounting, since the axial installation space in the coupling arrangement is not available for this purpose.
  • the clutch release bearing according to the invention are also applicable in couplings with disc springs, in which narrow slots are provided between some of the adjacent spring tongues and, however, wide slots are formed between other adjacent spring tongues.
  • the width of the ribs and thus the movement play is designed according to an embodiment of the invention adapted to the wider slots.
  • the ribs in this case are wider than the narrow slots, so that the ribs can not dive into the narrow slots but only into the wide slots.
  • the ribs and the slots rotate at the latest at the first actuation of the rotating clutch with slip a short distance against each other until the ribs facing the slots and positively engage in the respective slot.
  • the height of the ribs must be kept as low as possible for reasons of space engineering.
  • An embodiment of the invention provides that the optimum height of the rib at least at the portion of the rib, which dips into the slot form-fitting, is 0.2 times as high as the rectified with the possible height smallest possible dimension of the spring tongues, at least on the contact , This point is usually the sheet thickness of the spring tongues on the contact.
  • the materials of the thrust washer are preferably plastics, such as plastics, which, even at operating temperatures of up to 160 ° C., surround the environment of the coupling. Lungsaus Weglagers can be used. These are, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyaryl ether ketones (PAEK). Also used are polyamides such as PA46 CF30, partially aromatic polyamides such as polyphthalamide (PPA), polyhexamethylene-terephthalamide (PA6T), polyhexamethylene isophthalamide (PA6T / 6I), polyhexamethylene adipamide (PA6T / 66, PA6T / 6I / 66), poly-methylpentamethylene terephthalamide
  • Aggregates are, for example, carbon fibers or aramid fibers, which are added, for example, with a weight fraction of 20% to 30% or 1% to 15% of the material.
  • Other additives are solid lubricants such as molybdenum disulfide together or as an alternative to graphite or together or as an alternative to PTFE or polyphenylene sulfone (PPSo2, Ceramer), for example, depending on the aggregate in proportions by weight of 1% to 5%, or to 15% or to 30% be mixed.
  • Figure 1 is a plate spring of an otherwise not shown
  • FIG. 2 shows an embodiment of a self-centering clutch release bearing for contact with a plate spring according to FIG. 1, in a main view onto the thrust washer of the clutch release bearing, FIG.
  • Figure 3 shows the clutch release bearing of Figure 2 in a partial section along the line III - III
  • Figure 4 shows another embodiment of a self-centering
  • FIG. 6 shows a representation of possible dimensional and position deviations on a model of an engagement of ribs in slots of a plate spring (not shown),
  • Figure 1 shows a plate spring 1 with spring tongues 2, 3 and 4.
  • the spring tongues 2, 3 and 4 are peripherally adjacent to each other.
  • two of the mutually adjacent spring tongues 2, 3 or 4 are peripherally separated by a slot 5, 6 or 7 from each other.
  • the slots 7 are wider with the tangentially oriented maximum width bi min than the slots 5 or 6 of the width b2min-
  • each of the slots 7, a respective rib 8 is dipped in a form-fitting manner.
  • Each individual rib 8, when in contact with the rib 8, has the maximum width a max tangentially and is wider than the maximum width b 2 min of the slot 5 and also of the slot 6, so that the ribs 8 are dipped into the slots 5 or 5. 6 is not possible.
  • the slots 7 at the narrowest point of the slot 7 where the contact with the plate spring 1 is, that is, where the ribs 8 engage, with the minimum width bimin but wider than the ribs 8 by the width a max can be maximally wide, so that the ribs 8 engage in the slot 7.
  • the ribs 8 engage in the slot 7 with the movement play S, which is the sum of the distances Si and S 2 .
  • the minimum width bi m m is therefore at least the sum of a max plus the required motion play S m i n .
  • the three pieces of the ribs 8 protrude from the surface of the groove bottom 9a of the circumferential groove 9 in a peripheral groove 9 and axially out of the thrust washer 10 beyond the circumferential groove 9.
  • the circumferential groove 9 is formed on the end face of the thrust washer 10.
  • bent ends 33 of the spring tongues 2, 3 or 4, of which only one can be seen in FIG. 3, lie in the circumferential direction on both sides of the ribs 8 on the groove base 9a, which is adapted to the shape of the bent ends.
  • the thrust washer 10 is attached to the front side of an inner ring 13 and has for this purpose an edge 14, which comprises the front-side flange 13a of the inner ring 13 on the outside.
  • the thrust washer 10 for example, pressed onto the inner ring 13, snapped with this or snapped or other suitably connected form-fitting or positive-locking or glued to this, welded or otherwise materially connected.
  • the balls 16 are arranged between the inner ring 13 and an outer ring 15 balls 16 are arranged.
  • the balls 16 are guided in a cage 17.
  • the outer ring 15 is biased by a spring 18 elastically against an axial flange 19 a of a sliding sleeve 19.
  • the sliding sleeve 19 has fastening elements 19b for fastening an actuating element, not shown, by means of which axial forces on the Sliding sleeve 19 are applied, so that the sliding sleeve 19 and thus the clutch release bearing 12 is moved over the outer ring 15 against the spring tongues 2, 3 and 4 and the spring tongues 2, 3 and 4 thereby spring.
  • Radial displacement x between the axis of rotation 11 of the clutch release bearing 12 and the rotational axis 20 of the clutch, not shown to each other is centered upon rotation of the inner ring 13 with radial movements of the outer ring 15 axially by the offset x on Axialflansch 19a ( Figure 3) to the rotation axis 11 and Rotary axis 20 are concentric with each other. Therefore, the distance H between the inner diameter of the outer ring 15 and the sliding sleeve 19 is greater than x.
  • the center of the axial disc 10 lies on the axis of rotation 11, so that the offset x max (see FIG. 6) can possibly lead to a radial displacement of the position of one of the ribs 8 by a maximum of the offset x max in the slot 7, at other ribs 8 to partial radial displacements x r in the slot 7 and leads to tangential displacements x t .
  • the tangential displacements x t are to be considered in the movement play S m i n .
  • the radial displacements x r are compensated by longitudinal movements in the slot 7. In the movement game, further consideration must be given (FIG. 6):
  • the maximum permissible deviation of the position of the rib 8 such as the deviation ⁇ A from the nominal dimension of the perpendicular distance A to the axis of rotation 11,
  • the vectors of the deviations from the nominal dimensions of the position of the ribs 8 on the thrust washer relative to each other such as the permissible deviation t from the pitch T (pitch error t) or the deviations ⁇ R from the nominal angle ⁇ R with which the longitudinal axes 8a are inclined to the vertical,
  • FIGS 4 and 5 show another embodiment of a self-centering clutch release bearing 21 which is in contact with spring tongues 22.
  • Three of the circumferentially mutually adjacent spring tongues 22 are indicated by a broken line.
  • Slots 23 are formed between two mutually directly arranged spring tongues 22.
  • the slots 23 are identical to each other in the embodiment, so that they all have the same tangentially directed width b min .
  • the clutch release bearing 21 has a stop washer 24. From the front side flat flat thrust washer are axially ribs 25 out, which engage positively in the slots 23.
  • the thrust washer 24 made of plastic, which may also be provided with an insert made of sheet metal as reinforcement, is fixed to the front side of an inner ring 26.
  • the thrust washer 24 on the inside snap elements 27, with the inner ring 26 engage behind axially.
  • balls 29 are arranged between the inner ring 26 and an outer ring 28 balls 29 are arranged.
  • the balls 29 are guided in a cage 30.
  • the outer ring 28 is biased by a spring 31 elastically against an axial flange 32a of a sliding sleeve 32. LIST OF REFERENCE NUMBERS Disc spring 24 thrust washer
  • Rib 31 spring a longitudinal axis 32 sliding sleeve

Landscapes

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

Abstract

Kupplungsausrücklager, das mittels einer Anlauf scheibe (10, 24) im Kontakt mit Federzungen (2, 3, 4) einer Tellerfeder ist, wobei umfangsseitig an der Anlauf scheibe (10, 24) verteilt angeordneten Rippen (8, 25) formschlüssig in Schlitze (7, 23) zwischen unmittelbar umfangsseitig zueinander benachbarten der Federzungen (2, 3, 4) eingreifen, wobei zwischen jeder der formschlüssig in einen der Schlitze (7, 23) eingreifenden Rippen (8, 25) und zumindest einer der an dem Schlitz (7,23) umfangseitig einander gegenüberliegenden Federzungen (2,3,4) wenigstens in ümfangsrichtung ein Bewegungsspiel ausgebildet ist um das die Rippe (8,25) in dem Schlitz (7,23) zwischen den einander gegenüberliegenden Federzungen (2,3,4) begrenzt beweglich ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Kupplungsausrücklager
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Kupplungsausrücklager, das mittels einer Anlaufscheibe im Kontakt mit Federzungen einer Tellerfeder ist, wobei umfangsseitig an der Anlaufscheibe verteilt angeordneten Rippen formschlüssig in Radialspalte zwischen unmittelbar umfangsseitig zueinander benachbarten der Federzungen eingreifen.
Hintergrund der Erfindung
Der Formschluss zwischen der Anlaufscheibe und den Federzungen der Tellerfeder der Kupplung verhindert umfangsgerichtete Relativbewegungen um die Rotationsachse zwischen den Federzungen und der Anlaufscheibe und verhindert somit Schlupf zwischen der Tellerfeder und dem auf die Tellerfeder wirkenden Lagerring des Kupplungsausrücklagers.
Schlupf tritt in der Kupplung insbesondere bei Neufahrzeugen im Kontakt zwischen Tellerfeder und Anlaufscheiben auf, wenn die Anlaufscheibe aus Kunststoff ist. Das wirkt sich insbesondere bei selbstzentrierenden Ausrücklagern nachteilig auf die selbstzentrierende Wirkung dieser Lager aus. Die Nachteile sind Geräusche und vorzeitiger Verschleiß.
Ein Kupplungsausrücklager der gattungsbildenden Art ist in einer mit DE 37 43 853 A1 veröffentlichten Anmeldung der Anmelderin beschrieben. DE 37 43 853 A1 beschreibt ein Kupplungsausrücklager, das auf einer Schiebehülse angeordnet ist und das zwei konzentrisch zueinander angeordnete Laufringe aufweist. Zwischen den Laufringen sind Wälzkörper angeordnet. An der der Tellerfeder zugewandten Stirnseite des Innenrings ist eine Anlaufscheibe zwischen dem Innenring und den Federzungen angeordnet. Die Anlaufscheibe ist mit radial verlaufenden Rippen versehen. Jeweils eine der Rippen greift formschlüssig in jeweils einen Schlitz zwischen zwei benachbarten Federzungenenden ein.
Bis zu dem Zeitpunkt, an dem die im Abschnitt „Zusammenfassung der Erfindung" beschriebene Erfindung gemacht wurde fehlten Erkenntnisse und Lösungsansätze zur Dimensionierung der Rippen. Zu hohe oder anders ungenügend dimensionierte Rippen verursachten lange Zeit erhöhten Aufwand bei der Montage des Ausrücklagers an die Kupplung, da die Anlaufscheibe solange gegen die Federungen verdreht werden musste, bis jeweils eine Rippe einem der Schlitze gegenüber stand. Des Weiteren verklemmten die Rippen im Betrieb des Fahrzeugs durch das zweckbestimmte Bestreben des Kupplungsausrücklagers sich selbst zur Drehachse der Kupplung zu zentrieren. Daraus resultierten insbesondere in der Einfahrphase des Neufahrzeugs Zwangskräfte auf die Rippen. Diese Zwangskräfte führten dazu, dass Geräusche und auch vorzeitiger Verschleiß nicht im gewünschten Umfang vermeidbar waren sowie teilweise Bruch der Tellerfederzungen und somit zum vorzeitigen Ausfall führten..
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kupplungsausrücklager zu schaffen, das sich einfach montieren lässt, dessen Anlagescheibe frei von vorzeitigem Verschleiß ist und das geräuscharm über die gesamte Gebrauchsdauer der Kupplung arbeitet.
Diese Aufgabe ist nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst. Das Kupplungsausrücklager, das mittels einer Anlaufscheibe im Kontakt mit Federzungen einer Tellerfeder ist, weist eine Anlaufscheibe auf, an der um- fangsseitig an der Anlaufscheibe verteilt ein, zwei oder mehr Rippen angeordnet sind. Die Erfindung ist an allen gängigen Typen von Kupplungsausrücklagern anwendbar, die eine mit einer Kupplungstellerfeder druckbelastete Anlaufscheibe aufweisen. Das sind z.B. die selbstzentrierenden Kupplungsausrückla- ger, mit denen radialer Achsversatz zwischen der Rotationsachse des Kupplungsausrücklagers und der Drehachse der Kupplung ausgeglichen wird. Das sind auch selbstzentrierende und gleichzeitig selbsteinstellende Kupplungsausrücklager, die außer dem vorgenannten Achsversatz auch Verkippungen und Schrägstellungen der vorgenannten Achsen zueinander gelenkig ausgleichen.
Unter Rippen sind alle aus einer Oberfläche hervorstehenden Vorsprünge zu verstehen, die geeignet sind, in mindestens einen Schlitz zwischen zwei unmittelbar umfangsseitig zueinander benachbarten der Federzungen der Tellerfeder formschlüssig einzugreifen. Es ist denkbar, dass mehrere radial hintereinander ausgerichtete und dabei radial voneinander getrennte Vorsprünge in einen gemeinsamen Schlitz oder von mehreren der Vorsprünge jeder in jeweils einen anderen von mehren der Schlitze eingreift. Vorzugsweise sind jedoch radial auf die Rotationsachse des Kupplungsausrücklagers zu und von dieser weg ausgerichtete Rippen vorgesehen, von denen jeweils eine in einen von mindestens zwei der Schlitze eingreift.
Die Rippen stehen von der Anlaufscheibe weg in radiale und/oder axiale Richtung bzw. in Richtungen, die von axialen und gleichzeitig radialen Richtungsvektoren vorgeben sind ab - sind vorzugsweise jedoch in axiale mit der Rotati- onsachse des Kupplungsausrücklagers gleichgerichtete Richtung ausgerichtet. Die Rippen stehen dabei aus der Oberfläche der Anlaufscheibe hervor und ü- berragen diese somit. Alternativ dazu sind die Rippen in einer stirnseitigen Um- fangsnut oder ähnlichen stirnseitigen Vertiefungen der Anlaufscheibe ausgebildet und ragen somit über den Grund der Vertiefung/Nut jedoch wahlweise nicht aber auch alternativ aus der Umfangsnut/Vertiefung über die Oberfläche der Anlaufscheibe hinaus.
Im Sinne der Erfindung ist unter „formschlüssig in Schlitze eingreifen" ein lösba- rer formschlüssig mit Spiel behafteter Eingriff zu verstehen. Zwischen jeder der formschlüssig in einen der Schlitze eingreifenden Rippen und zumindest einer der an dem Schlitz umfangseitig einander gegenüberliegenden Federzungen ist wenigstens in Umfangsrichtung oder tangentiale Richtung ein Bewegungsspiel ausgebildet. Wenn das Bewegungsspiel in dem Schlitz zwischen einer der Federzungen und der Rippe ausgebildet ist, liegt die Rippe an der gegenüberliegenden Federzunge an. Wenn die Rippe in dem Schlitz mit Abständen zu beiden Federzungen eingreift, ist das Bewegungsspiel die Summe aus den beiden Abständen von der Rippe zu der jeweiligen Federzunge.
Die Rippe ist somit in dem Schlitz zwischen den einander gegenüberliegenden Federzungen begrenzt so beweglich, dass insbesondere bei Neufahrzeugen, zunächst zwischen den Federzungen und dem Lagerring des Ausrücklagers Schlupf auftreten kann. Dieser Schlupf ist jedoch in der Größe des Bewegungs- spiels und damit gering, kaum spürbar und somit auch nicht Verschleiß fördernd.
Die Erfindung ermöglicht die zwangsfreie Selbstzentrierung des Kupplungsausrücklagers, wenn die jeweilige Rippe auch bei extremen Abweichungen der Maße-, der Formen- und der Lage der Bauteile der Kupplung vom Sollwert nicht in dem Schlitz verklemmen kann. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht daher vor, dass das Maß des Bewegungsspiels mindestens so groß ist wie eine größtmögliche Summe aus sich möglicherweise auch beeinflussenden größten Maß-, Form- und Lageabweichungen von Baugruppen und Bauteilen der Kupp- lungsanordnung vom Sollwert, die direkt oder von denen Vektoren mit dem Maß tangential oder umfangsseitig gleichgerichtet sind sowie die baulich oder wirktechnisch miteinander verbunden sind und die unmittelbaren Einfluss auf das Verhältnis von Schlitzbreite und Stellung zur Rippenbreite und Stellung im Schlitz haben.
Diese größte Summe ist aus den Extremwerten von Abweichungen der Einzelmaße und Maßketten usw. gebildet und ist der größte negative oder positive Wert aus den Größt- und Kleinstwerten, der in dem Schlitz zu den ungünstigs- ten Maß-, Lage- oder Formabweichungen vom Sollwert zwischen Rippe und Schlitz führt. Die Abweichungen setzen sich aus den der Fachwelt bekannten zulässigen einzelnen Abweichungen und als zulässige Toleranzen angegebenen Maßabweichungen nach oben (+) oder nach unten (-) vom Nennmaß (Nennmaß = Sollwert) zusammen, die für die Fertigung der Einzelteile und die für den Zusammenbau der Baugruppe erforderlich sind. Das betrifft zum Beispiel die Abmessungen der Einzelteile, wie Breite und Höhe, die Abstände der Einzelteile voneinander und die Abstände von Bezugspunkten bzw. Ebenen oder Geraden, wie Abstände von der Rotationsachse, die Abweichungen von Formen, wie zum Beispiel zulässige Abweichungen von der idealen Ebenheit oder Zylindrizität usw..
In die größte Summe gehen auch Lageabweichungen von Baugruppen, wie die Abweichungen der Position und Ausrichtung Mittenachse der Kupplung zur Po- sition und Ausrichtung der Rotationsachse des Kupplungsausrücklagers ein, die durch die Selbstzentrierung und/oder die selbsteinstellende Wirkung des Kupplungsausrücklagers auszugleichen ist.
Wichtige Einflussfaktoren auf das Bewegungsspiel im konkreten Fall der Kupp- lungsanordnung sind:
- die größten Abweichungen der Position der Radialrippe an der Anlaufscheibe, der Position der Rippen an der Anlaufscheibe zueinander und der Position der jeweiligen Rippe zur Rotationsachse des Kupplungsausrücklagers ,
- die größten Abweichungen der zumindest mit dem Maß des Bewegungsspiels gleichgerichteten gerichteten Abmessungen der Rippe, beispielsweise die der Rippenbreite - die größten Abweichungen von der Position der Federzungen zueinander und zur Rotationsachse des Kupplungsausrücklagers und
- die größten Abweichungen wenigstens der mit dem Maß gleich gerichteten Abmessungen der Federzungen
vom Nennmaß an der Stelle, an der das Bewegungsspiel zwischen der jeweili- gen Rippe und den Federzungen im Schlitz am kleinsten ist. Kleiner darf das kleinste Bewegungsspiel in einem der Schlitze nicht sein.
Die dem Bewegungsspiel gleichgerichtete Breite amax der jeweiligen Rippe sowie deren Abweichungen in Form und Lage von den vorgegebenen Sollwerten in jedem beliebigen für den Eingriff vorgesehenen der Schlitze ist vorzugsweise so dimensioniert, dass selbst bei extremer radialer Verschiebung xmax der Rotationsachse des Ausrücklagers zur Mittenachse der Kupplung,
- die Form- und Lageabweichungen der Federzungen vom Sollwert,
- die engste mit dem Bewegungsspiel gleichgerichtete Breite bmin des Schlitzes sowie
- die Abweichungen t der Teilung T vom Sollwert, mit denen die
Rippen bzw. Federzungen umfangsseitig zueinander angeordnet sind,
berücksichtigt sind.
Unter dem Begriff Teilung ist das Verhältnis zu verstehen, mit dem die Rippen bzw. die Federzungen bezogen auf einen nach mathematischer Definition vollen Winkel von 360° auf dem Umfang eines ganzen Kreises verteilt und somit zueinander angeordnet sind. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht zum Beispiel an einer Anlaufscheibe drei Stück der Rippen vor, die mit gleichmäßiger Teilung T = 3 x 120° am Umfang verteilt sind. Die von der Rotationsachse strahlenförmig abgehenden und mit der radial ausgerichteten Längsachse der jeweiligen Rippe gleichgerichteten gedachten Teilungsebenen/Längsachsen der in diesem Fall radial gerade verlaufenden Rippen sind somit zueinander um 120° geneigt. In diesem Fall ist ein Teilungsfehler von t = (+/-) 0,5° denkbar, so dass der Winkel, mit dem die Teilungsebenen zueinander geneigt sind auch 199,5° oder 120,5° sein kann.
In dem Bewegungsspiel sind auch Veränderungen während des Kupplungsbetriebs berücksichtigt. Derartige Veränderungen sind zum Beispiel die Wärmedehnung der einzelnen Bauteile, das Quellen oder Schrumpfen und Altern von Material, insbesondere des Kunststoffs der Anlaufscheibe und der Verschleiß der Bauteile.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Bewegungsspiel mindesten um zwei Zehntel Millimeter größer ist, als die Summe der Abweichungen von Maß-, Form- und Lager der Bauteile. Durch die vorgenannten Maßnahmen ist auch bei extremer radialer Verschiebung xmax der Rotationsachse des Ausrücklagers zur Drehachse der Kupplung abgesichert, dass sich die Rippen in dem jeweiligen Schlitz nicht verklemmen.
Das Kupplungsausrücklager lässt sich hinsichtlich der Lage der Rippen unge- richtet montieren. In dem Fall, in dem die jeweilige der Rippen bei der Montage nicht einem der Schlitze gegenüber steht, sondern an einer Federzunge zwischen zwei benachbarten Schlitzen anliegt, verdrehen sich die Rippen und die Schlitze spätestens bei der ersten Betätigung der rotierenden Kupplung mit Schlupf eine kurze Distanz gegeneinander bis die Rippen den Schlitzen gege- nüberstehen und formschlüssig in den jeweiligen Schlitz einrasten. Eine zu lange Rippe lässt in der Regel eine ungerichtete Montage nicht zu, da der axiale Bauraum in der Kupplungsanordnung dafür nicht zur Verfügung steht. Eine relativ hohe Rippe beansprucht an einer neu montierten Kupplung, wenn diese an der Federzunge anliegt und nicht in einen Schlitz eingetaucht ist, zunächst zumindest einen Teil des axialen Bauraums mehr, den die Rippe hoch ist. Denkbar ist auch, dass die Federzunge, an der die hohe Rippe anliegt mehr einfedert, als die anderen Federzungen. Wenn die Rippe zumindest an dem Ab- schnitt, der zwischen die Federzungen eingreift, zu hoch ist, führt dies häufig auch zum Abbrechen der Rippen aufgrund des anfänglichen Schlupfes bis die Rippen in die Schlitze einrasten.
Die Kupplungsausrücklager gemäß Erfindung sind auch anwendbar in Kupp- lungen mit Tellerfedern, bei denen schmale Schlitze zwischen einigen der benachbarten Federzungen vorgesehen sind und zwischen anderen benachbarten Federzungen dagegen breite Schlitze ausgebildet sind. Die Breite der Rippen und damit das Bewegungsspiel ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung den breiteren Schlitzen angepasst ausgelegt. Die Rippen sind in diesem Fall breiter als die schmalen Schlitze, so dass die Rippen nicht in die schmalen Schlitze sondern nur in die breiten Schlitze eintauchen können. In dem Fall, in dem die jeweilige der Rippen bei der Montage des Kupplungsausrücklagers nicht einem der breiten Schlitze gegenüber steht, sondern an einer Federzunge zwischen zwei benachbarten Schlitzen anliegt oder einem der schmalen Schlit- ze gegenüberliegt, verdrehen sich die Rippen und die Schlitze spätestens bei der ersten Betätigung der rotierenden Kupplung mit Schlupf eine kurze Distanz gegeneinander bis die Rippen den Schlitzen gegenüberstehen und formschlüssig in den jeweiligen Schlitz einrasten. Auch in diesem Fall ist aus bauraum- technischen Gründen die Höhe der Rippen so gering wie möglich zu halten.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die optimale Höhe der Rippe zumindest an dem Abschnitt der Rippe, der formschlüssig in den Schlitz eintaucht, 0,2 mal so hoch ist wie die mit der Höhe gleichgerichtete mögliche kleinste Abmessung der Federzungen, zumindest an dem Kontakt. Diese Stelle ist in der Regel die Blechdicke der Federzungen am Kontakt.
Die Werkstoffe der Anlaufscheibe sind vorzugsweise Kunststoffe, wie Kunststoffe, die auch bei Betriebstemperaturen bis 160° C der Umgebung des Kupp- lungsausrücklagers eingesetzt werden können. Dies sind beispielsweise PoIy- tetrafluorethylen (PTFE) und Polyaryletherketone (PAEK). Zum Einsatz kommen auch Polyamide wie PA46 CF30, teilaromatische Polyamide, wie Po- lyphthalamid (PPA), Poly-Hexamethylen-Therephthalamid (PA6T), PoIy- Hexamethylen-Isophthalamid (PA6T/6I), Poly-Hexamethylen-Adipinamid (PA6T/66, PA6T/6I/66), Poly-Methylpentamethylen-Terephthalamid
(PA6T/MPMDT) mit reibungs- und verschleißmindernden sowie festig keitsstei- gernden Zuschlagstoffen. Zuschlagstoffe sind zum Beispiel Kohlenstofffasern oder Aramidfasern, die zum Beispiel mit einem Gewichtsanteil von 20% bis 30% oder 1 % bis 15% am Werkstoff zugesetzt werden. Weitere Zuschlagstoffe sind Festschmierstoffe wie Molybdändisulfid zusammen oder als Alternative zu Graphit bzw. zusammen oder als Alternative zu PTFE oder Polyphenylensulfon (PPSo2, Ceramer), die zum Beispiel mit je nach Zuschlagstoff mit Gewichtsanteilen von 1% bis 5%, bzw. bis 15% oder bis 30% beigemischt werden.
Weitere Ausgestaltungen und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
Figur 1 eine Tellerfeder einer ansonsten nicht weiter dargestellten
Kupplungsanordnung in einer Hauptansicht auf die Feder- zungen der Tellerfeder,
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines selbstzentrierenden Kupplungsausrücklagers für den Kontakt mit einer Tellerfeder nach Figur 1 , in einer Hauptansicht auf die Anlaufscheibe des Kupplungsausrücklagers,
Figur 3 das Kupplungsausrücklager nach Figur 2 in einem Teilschnitt entlang der Linie III - III, Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines selbstzentrierenden
Kupplungsausrücklagers in einer Hauptansicht auf den Anlaufring des Kupplungsausrücklagers,
Figur 5 das Kupplungsausrücklager nach Figur 4 in einem Teilschnitt entlang der Linie IV - IV,
Figur 6 eine Darstellung möglicher Maß- und Lageabweichungen an einem Model eines Eingriffs von Rippen in Schlitze einer nicht weiter dargestellten Tellerfeder,
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Figur 1 zeigt eine Tellerfeder 1 mit Federzungen 2, 3 und 4. Die Federzungen 2, 3 und 4 sind umfangsseitig zueinander benachbart angeordnet. Jeweils zwei der unmittelbar zueinander benachbarten Federzungen 2, 3 oder 4 sind umfangsseitig durch jeweils einen Schlitz 5, 6 oder 7 voneinander getrennt. Die Schlitze 7 sind mit der tangential ausgerichteten maximalen Breite bimin breiter als die Schlitze 5 oder 6 der Breite b2min-
In jeweils einen der Schlitze 7 ist jeweils eine Rippe 8 formschlüssig eingetaucht. Jede einzelne Rippe 8 weist am Kontakt mit der Rippe 8 tangential die maximale Breite amax auf und ist breiter als die maximale Breite b2min des Schlit- zes 5 und auch des Schlitzes 6, so dass ein Eintauchen der Rippen 8 in die Schlitze 5 bzw. 6 nicht möglich ist. Die Schlitze 7 an der engsten Stelle des Schlitzes 7 dort wo der Kontakt mit der Tellerfeder 1 ist, das heißt da wo die Rippen 8 eingreifen, mit der minimalen Breite bimin jedoch breiter als die Rippen 8 um die Breite amax maximal breit sein können, so dass die Rippen 8 in den Schlitz 7 eingreifen. Die Rippen 8 greifen in den Schlitz 7 mit dem Bewegungsspiel S ein, das die Summe aus den Abständen Si und S2 ist. Die minimale Breite bimm ist demnach mindestens die Summe aus amax zuzüglich des erforderlichen Bewegungsspiels Smin. Anders gesagt, bei der Auslegung der Breite amax der Rippe ist die minimale Breite des Schlitzes und das minimal notwendige Bewegungsspiel Smm zu berücksichtigen: amax = bimin - Smin.
Wie mit Figur 1 und insbesondere mit Figur 2 dargestellt ist, sind drei Stück Rippen 8 mit gleichmäßiger Teilung T = 3 x 120° zueinander umfangsseitig an einer Anlaufscheibe 10 verteilt, das heißt die geradlinig verlaufenden Längsachsen 8a der radial ausgerichteten Rippen 8 treffen sich auf der Rotationsachse 11 des Kupplungsausrücklagers 12 und sind mit jeweils 120° zueinander geneigt.
Wie aus Figur 3 anhand einer Rippe 8 ersichtlich ist, stehen die drei Stück der Rippen 8 in einer Umfangsnut 9 aus der Oberfläche des Nutgrundes 9a der Umfangsnut 9 und axial über die Umfangsnut 9 hinaus aus der Anlaufscheibe 10 hervor. Die Umfangsnut 9 ist stirnseitig an der Anlaufscheibe 10 ausgebildet.
Die gebogenen Enden 33 der Federzungen 2,3 oder 4, von denen in Figur 3 nur eine zu sehen ist, liegen in Umfangsrichtung beidseitig der Rippen 8 am Nutgrund 9a an, der der Form der gebogenen Enden angepasst ist.
Die Anlaufscheibe 10 ist stirnseitig eines Innenrings 13 befestigt und weist dafür einen Rand 14 auf, der den stirnseitigen Flansch 13a des Innenrings 13 außen umfasst. Die Anlaufscheibe 10 ist beispielsweise auf den Innenring 13 aufge- presst, mit diesem verschnappt bzw. auf andere geeignete Art formschlüssig bzw. form-kraftschlüssig verbunden oder mit diesem verklebt, verschweißt oder anders stoffschlüssig verbunden.
Zwischen dem Innenring 13 und einem Außenring 15 sind Kugeln 16 angeordnet. Die Kugeln 16 sind in einem Käfig 17 geführt. Der Außenring 15 ist mittels einer Feder 18 elastisch gegen einen Axialflansch 19a einer Schiebehülse 19 vorgespannt.
Die Schiebehülse 19 weist Befestigungselemente 19b zur Befestigung eines nicht dargestellten Betätigungselementes auf, mittels dessen Axialkräfte auf die Schiebehülse 19 aufgebracht werden, so dass die Schiebehülse 19 und damit das Kupplungsausrücklager 12 über den Außenring 15 gegen die Federzungen 2, 3 und 4 verschoben wird und die Federzungen 2, 3 und 4 dadurch einfedern.
Radialer Versatz x zwischen der Rotationsachse 11 des Kupplungsausrücklagers 12 und der Drehachse 20 der nicht dargestellten Kupplung zueinander wird bei Rotieren des Innenrings 13 mit radialen Bewegungen des Außenrings 15 axial um den Versatz x am Axialflansch 19a zentriert (Figur 3) bis die Rotationsachse 11 und die Drehachse 20 einander konzentrisch sind. Deshalb ist der Abstand H zwischen dem Innendurchmesser des Außenrings 15 und der Schiebehülse 19 größer als x.
Das Zentrum der Axialscheibe 10 liegt auf der Rotationsachse 11 , so dass der Versatz xmax (siehe Figur 6) unter Umständen zu einer radialen Verlagerung der Lage einer der Rippen 8 maximal um den Versatz xmax in dem Schlitz 7führen kann, an anderen Rippen 8 zu teilweisen radialen Verlagerungen xr im Schlitz 7 und zu tangentialen Verlagerungen xt führt. Die tangentialen Verlagerungen xt sind in dem Bewegungsspiel Smin zu berücksichtigen. Die radialen Verlagerungen xr sind durch Längsbewegungen im Schlitz 7 ausgeglichen. In dem Bewe- gungsspiel sind weiter zu berücksichtigen (Figur 6):
- die maximal zulässige Abweichung der Position der Rippe 8, wie zum Beispiel die Abweichung ΔA vom Nennmaß des senkrechten Abstandes A zur Rotationsachse 11 ,
- die mit dem Bewegungsspiel tangential gleichgerichteten Vektoren der Abweichungen von den Nennmaßen der Position der Rippen 8 an der Anlaufscheibe zueinander, wie zum Beispiel die zulässige Abweichung t von der Teilung T (Teilungsfehler t), bzw. die Ab- weichungen ΔÖR vom Sollwinkel ÖR mit dem die Längsachsen 8a zur Vertikalen geneigt sind,
- die Abweichungen xt von der Position der jeweiligen Rippe zur Drehachse 20,
- die größte zulässige Abweichungen Δa vom Nennmaß a der Breite amax = a + Δa der jeweiligen Rippe 8 oder anderer mit dem Be- wegungsspiel tangential gleichgerichteten gerichteten Abmessungen der jeweiligen Rippe 8 sowie
- die mit dem Bewegungsspiel tangential gleichgerichteten Vektoren der größten bzw. kleinsten zulässigen Abweichungen vom Nenn- maß Positionen bmin und ÖF der Federzungen 2, 3 bzw. 4 zueinander und zur Rotationsachse 11 des Kupplungsausrücklagers 12.
Die Figuren 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines selbstzentrierenden Kupplungsausrücklagers 21 , das im Kontakt mit Federzungen 22 ist. Drei der umfangsseitig zueinander benachbarten Federzungen 22 sind mit unterbrochener Linie angedeutet. Zwischen zwei unmittelbar zueinander angeordneten Federzungen 22 sind Schlitze 23 ausgebildet. Die Schlitze 23 sind in der Ausführung zueinander identisch, so dass diese alle die gleiche tangential gerichtete Breite bmin aufweisen. Das Kupplungsausrücklager 21 weist eine An- laufscheibe 24 auf. Aus der stirnseitig flach ebenen Anlaufscheibe stehen axial Rippen 25 hervor, die in die Schlitze 23 formschlüssig eingreifen.
Die Anlaufscheibe 24 aus Kunststoff, die auch mit einer Einlage aus Blech als Verstärkung versehen sein kann, ist stirnseitig an einem Innenring 26 fest. Dazu weist die Anlaufscheibe 24 innen Schnappelemente 27 auf, mit die den Innenring 26 axial hintergreifen. Zwischen dem Innenring 26 und einem Außenring 28 sind Kugeln 29 angeordnet. Die Kugeln 29 sind in einem Käfig 30 geführt. Der Außenring 28 ist mittels einer Feder 31 elastisch gegen einen Axialflansch 32a einer Schiebehülse 32 vorgespannt. Bezugszeichenliste Tellerfeder 24 Anlaufscheibe
Federzunge 25 Rippe
Federzunge 26 Innenring
Federzunge 27 Schnappelement
Schlitz 28 Außenring
Schlitz 29 Kugel
Schlitz 30 Käfig
Rippe 31 Feder a Längsachse 32 Schiebehülse
Umfangsnut 32a Axialflansch a Nutgrund 33 Ende einer Federzunge 0 Anlaufscheibe 1 Rotationsachse 2 Kupplungsausrücklager 3 Innenring 3a Flansch 4 Rand 5 Außenring 6 Kugeln 7 Käfig 8 Feder 9 Schiebehülse 9a Axialflansch 0 Drehachse 1 Kupplungsausrücklager 2 Federzunge 3 Schlitz

Claims

Patentansprüche
1. Kupplungsausrücklager, das mittels einer Anlaufscheibe (10, 24) im
Kontakt mit Federzungen (2, 3, 4) einer Tellerfeder ist, wobei um- fangsseitig an der Anlaufscheibe (10, 24) verteilt angeordneten Rippen (8, 25) formschlüssig in Schlitze (7, 23) zwischen unmittelbar um- fangsseitig zueinander benachbarten der Federzungen (2, 3, 4) ein- greifen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeder der formschlüssig in einen der Schlitze (7, 23) eingreifenden Rippen (8, 25) und zumindest einer der an dem Schlitz (7, 23) umfangseitig einander gegenüberliegenden Federzungen (2, 3, 4) wenigstens in Umfangs- richtung ein Bewegungsspiel ausgebildet ist um das die Rippe (8, 25) (8, 25) in dem Schlitz (7, 23) zwischen den einander gegenüberliegenden Federzungen (2, 3, 4) begrenzt beweglich ist.
2. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Maß des Bewegungsspiels mindestens so groß ist wie eine mit dem Bewegungsspiel gleichgerichtete größtmögliche Summe von
Maß-, Form- und Lageabweichungen , die sich aus den größten möglichen Abweichungen:
- der Position der Rippe (8, 25) an der Anlaufscheibe (10, 24), der Position der Rippen (8, 25) an der Anlaufscheibe (10, 24) zueinander und der Position der jeweiligen Rippe (8, 25) zur Rotationsachse (11 ) des Kupplungsausrücklagers (12, 21 ),
- der zumindest mit dem Maß gleichgerichteten gerichteten Ab- messungen der Rippe (8, 25),
- der Position der Federzungen (2, 3, 4) zueinander und zur Ro- tationsachse (11 ) des Kupplungsausrücklagers (12, 21 ) und
- wenigstens der mit dem Bewegungsspiel gleich gerichteten
Abmessungen der Federzungen (2, 3, 4)
vom Nennmaß an der Stelle ergibt, an der das Bewegungsspiel zwischen der jeweiligen Rippe (8, 25) und den Federzungen (2, 3, 4) im Schlitz (7, 23) am kleinsten ist.
3. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsspiel mindesten um zwei Zehntel Millimeter größer ist, als die Summe der Abweichung.
4. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (8, 25) radial ausgerichtet sind.
5. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (8, 25) stirnseitig der Anlaufscheibe (10, 24) ausgebildet sind.
6. Kupplungsausrücklager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Rippe (8, 25) zumindest an dem Abschnitt der Rippe (8, 25), der formschlüssig in den Schlitz (7, 23) eintaucht, mindestens 0,2 mal so hoch ist wie die mit der Höhe gleichgerichtete mögli- che kleinste Abmessung der Federzungen (2, 3, 4) an der Stelle, an der der Abschnitt mit der Höhe in den Schlitz (7, 23) eintaucht.
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