WO2008019939A1 - Selbsteinstellender kupplungsausrücker für eine axial durch zugkräfte belastbare ausrückeinrichtung - Google Patents

Selbsteinstellender kupplungsausrücker für eine axial durch zugkräfte belastbare ausrückeinrichtung Download PDF

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WO2008019939A1
WO2008019939A1 PCT/EP2007/057819 EP2007057819W WO2008019939A1 WO 2008019939 A1 WO2008019939 A1 WO 2008019939A1 EP 2007057819 W EP2007057819 W EP 2007057819W WO 2008019939 A1 WO2008019939 A1 WO 2008019939A1
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WO
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axis
rotation
ring
radius
bearing
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/057819
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ludwig Winkelmann
Steffen Dittmer
Original Assignee
Schaeffler Kg
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Filing date
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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

Definitions

  • Self-adjusting clutch release device for a release device which can be loaded axially by tensile forces
  • the invention relates to a self-adjusting Kupplungsausschreiber for an axially loaded by tensile forces release mechanism, for example, a tensile plate spring having a release bearing with a rotati- onsachse of the release bearing rotatable bearing ring and with an axially by Ausschreib law at least train on resilient connection between the bearing ring and the disengagement device is provided, wherein the disengagement device is arranged rotatably about a rotation axis and the bearing ring is rotatably connected via the connection with the disengaging device and resiliently by Ausschreib theory.
  • Self-adjusting clutch release are, for example, arrangements for engaging and disengaging vehicle clutches, in which usually the clutch release bearing one or more means for radial centering or to compensate for radial center offset and / or means to compensate for axial and / or angular misalignment.
  • Self-adjusting clutch release which cancel or compensate for centering and / or center offset, are referred to as self-centering release bearing.
  • the ends of some of the circumferentially adjacent plate spring tongues and their contact zones to the release bearing are often axially in the direction of Ausschflansch Aus Weglagers forth or back than the contact zones of the adjacent.
  • the rotatable bearing ring or any voltage applied to the spring elements intermediate element to the bearing ring can not rest uniformly axially and is circumferentially unevenly loaded. In such a case, the bearing ring will be in a non-self-adjusting bearing to the axis of rotation obliquely and tumble axially. This process is called axial stroke.
  • Angular misalignment is to be understood as meaning the position deviations that result from the coupling-side rotation axis and the getheease-side rotation axis being inclined relative to one another and thus not being aligned with respect to each other axially parallel to one another.
  • Self-adjusting clutch release which compensate Axialschlag and or angular misalignment, are also referred to as self-adjusting or self-adjusting or self-balancing.
  • the object of the invention is to provide a self-adjusting and thereby self-adjusting clutch release for a towed clutch that works safely even under the toughest operating conditions and can be easily and inexpensively.
  • the invention provides a self-adjusting clutch release with self-adjusting compensation function.
  • This self-adjusting compensation function can also be integrated in clutch release, which also have self-centering functions.
  • the clutch release is for axially separable by tensile forces couplings, as often occur in commercial vehicles.
  • a clutch release bearing or with the clutch release bearing tensile strength connected connector engages, for example, in a plate spring radially and engages behind the spring ends.
  • the clutch release bearing usually has a rotatable bearing ring, a non-rotatable bearing ring and arranged therebetween rolling elements (balls or rollers).
  • an actuating element such as by means of a lever or by means of a pressure medium-operated piston, train and thus applied tensile forces on the clutch release bearing.
  • the tensile forces are transmitted to the rotatable bearing ring via the rolling elements.
  • the rotatable bearing ring in turn is non-rotatably coupled by a connection and tensile strength with the clutch release and rotates in the engaged state with the clutch spring.
  • the non-rotatable bearing ring is the inner ring of the release bearing
  • the rotatable bearing ring is the outer ring.
  • the outer ring is rotationally fixed and the inner ring rotatably.
  • connection which is a rigid connection with securing element in the generic state of the art, has an at least pivotally movable joint, so that axial deflection and angular offset at the connection between the axis of rotation of the coupling and the transmission-side rotation axis can be compensated - thereby avoiding unnecessary constraining forces become.
  • the joint is formed by a support ring and by an adjusting ring, which are on the principle of condyle in a joint socket in an operative connection.
  • one of the rings preferably on the support ring, at least partially associated with a spherically convex spherical, preferably ball-ball, form at least rotationally fixed, at least partially the outer contour of a Kalottenabsacrificings or a dome reproduces.
  • the other of the rings preferably the adjusting ring, is associated with at least one concavely crowned, preferably ball-shaped, inner contour, at least non-rotatably, which reproduces at least portions of the inner contour of a socket or a ball socket.
  • the rings correspond with each other at least at the contours and in particular with the condyle in the joint socket.
  • the rings in the joint are pivotable relative to one another relative to the rotation axis or axis of rotation.
  • at least one of the surfaces are formed on one of the rings directly einmatehalig with the ring, or fixed on this or positively clamped between the support ring and the adjusting ring.
  • An embodiment of the invention provides by a ball-ball pairing of condyle and socket in which the outer surface of the condyle, at least in any cuts along the axis of rotation of the release bearing or the axis of rotation of the clutch spring is described by a curvature having an outer radius.
  • the outer radius is the same size in all sections.
  • the inner surface has curvatures in arbitrary longitudinal sections along the axis of rotation of the release bearing or the axis of rotation of the clutch spring, which is described by an inner radius.
  • the inner radius is equal to and larger than the outer radius in all of the arbitrary cuts. Due to the fact that, taking into account all possible tolerances, the smallest inner radius (possible smallest dimension) is still larger than the largest outer radius (possible maximum dimension), it is ensured that the convex outer surface always dips into the concavely shaped element and in this and not only on the outer edge of the inner surface with the largest circumference, but as possible oriented to an ideal centerline is applied.
  • the inner radius is preferably 10 +/- 3% larger than the outer radius.
  • the puncture point of the inner radius with which the concave curvatures are described in the longitudinal sections, starting from the axis of rotation.
  • the concave inner surface is described by an arbitrary number of circumferentially mutually adjacent curvatures whose inner radii are equal to one another and which start from a common point of intersection on the axis of rotation.
  • the insertion point of the outer radius, with which the convex curvature is described in any longitudinal section, does not depart from the axis of rotation of the convex outer surface but by a circle.
  • the center of the circle is pierced vertically by the axis of rotation.
  • the puncture point of the outer radius of the convex curvature of the respective considered longitudinal Section is on the circumference of the circle, so that the convex outer surface is described by any number of curvatures of equal size external radii, which depart from this circle and have no common point of intersection.
  • the value of the radius with which the circle is placed around the rotation axis is 7 +/- 3% of the value of the outer radius, which describes the convex curvature.
  • the center of the circle, on the circumference of which lie the puncturing points, is in the longitudinal section axially away from the puncture point from which depart the inner radii.
  • the support ring is axially connected to the rotatable bearing ring, and is either formed integrally with the bearing ring or on a connecting piece or is a separate part.
  • the separate part is non-rotatable and at least connected to train loaded with the rotatable about the axis of rotation bearing ring.
  • the support ring is also referred to as a support ring and is alternatively provided for example of sintered iron and / or with a sliding layer.
  • the component is made of steel by extrusion or of material with good sliding properties, such as sintered bronze or plastic or the component is coated with sliding material.
  • At least one plate with good sliding properties for example a slidable material plate or a plate with a layer of lubricious material, between the adjusting ring or the support ring. It is also conceivable that between the support ring and the adjusting ring a sliding bearing is formed, or that the adjusting ring and / or the support ring are provided with the slidable elements. In this case, the plate or the sliding bearing on the outer surface and / or the inner surface. It is also conceivable that the elements of the joint, although articulated about the longitudinal axis against each other movable, herebysgehchtet but are positively secured against rotation against each other.
  • the adjusting ring is non-rotatably connected to the disengagement device and is preferably in the pulling direction on the disengagement device, ie, for example, on the spring ends.
  • the direction of the pull opposite side is the hinge side and thus with the support ring in articulated contact.
  • the adjusting ring has at least one region which is located between the spring ends and the release ring is loaded on both sides of pressure.
  • the contact area between the spring and the adjusting ring is either flat or spherical and alternatively preferably has wear-resistant elements or coatings made of plastic or hard material layers and is also provided with positive locking elements which engage positively in the circumferential gaps between the spring ends and thus prevent slippage between the spring and release bearing ,
  • the arrangement can be used on any already existing clutch release bearing of the type used, if the connecting element is adjusted.
  • the joint assembly is operable even under extreme operating conditions over the predetermined life of the clutch release.
  • the invention can also be used in Kupplungsaus Wegern that center radially itself.
  • the Diszentri mecanics mono is facilitated because the device are exempted by the self-adjusting effect of the joint according to the invention of constraining forces from the influences of axial shock on the plate spring and angular displacement.
  • the joint is simple and inexpensive to manufacture.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the puncturing conditions for the radii of the condyle and the socket of the coupling release device according to FIG. 1,
  • FIG. 3 and FIG. 4 show modifications of the slide-promoting articulated contact between the support ring and the adjusting ring of the clutch release device according to FIG. 1 and FIG.
  • FIG. 1 shows a self-adjusting clutch release device 1 for a release device which can be loaded axially by tensile forces, for example for a tension-loadable diaphragm spring, of which one end 2 is shown.
  • the clutch release 1 has a release bearing 3 with a rotatable about the rotation axis 4 of the release bearing 3 bearing ring 5 in the form of a bearing inner ring, with a non-rotatable bearing ring 6 in the form of a bearing outer ring and rolling elements 7 between the bearing rings 5 and 6.
  • the clutch release device 1 is provided with a connection 8 which, in the representation with axially outwardly directed disengaging forces, is arranged to be loadable at least in tension between the rotatable bearing ring 5 and the disengagement device.
  • the compound 8 is formed from an extension 9 of the bearing ring 5, a securing element 10 and a hinge 1 1.
  • the securing element 10 is, for example, a retaining ring or is a shaped spring.
  • the disengagement device is arranged rotatable about an axis of rotation 12, which in this case is ideally centered on the axis of rotation 4.
  • the rotatable about the rotation axis 4 bearing ring 5 is rotatably connected by means of the connection 8 with the disengaging device and load-releasable by Ausgur theory.
  • the support ring 13 and the adjusting ring 14 of the joint 1 1 predominantly loaded on pressure, since the support ring 13 is engaged behind by means of the securing element 10, the support ring 13 is axially supported in the pulling direction on the adjusting ring 14 and the adjusting ring 14 axially in the pulling direction is supported against the resistance of the ends 2 of the plate spring at the ends 2.
  • the support ring 13 is biased by springs 22 axially opposite to the disengagement against the securing element 10.
  • the securing element 10 is supported on a radial edge or on a plurality of circumferentially mutually adjacent radial projections 23 axially on the rotatable and tensile-loaded extension 9.
  • the connection 8 is due to the joint 11 pivotally self-adjusting between the rotation axis 12 and the rotation axis 4.
  • the outer surface 17 of the support ring 13 is at least partially curved spherically outward.
  • the inner surface 18 of the adjusting ring 14 is curved at least in sections spherically inwards.
  • the curvature of the outer surface 17 is described at least in arbitrary sections along the axis of rotation 4 by outer radii RA.
  • the value of the outer radii RA with each other is the same in all of the arbitrary longitudinal sections, one of which is shown in FIG. As can be seen in FIG.
  • the puncture points 19 of the circumferentially arbitrary number of mutually adjacent outer radii RA go from a common circumferential line 16 of an imaginary circle, in the view obliquely into the image plane according to FIG.
  • the circle runs around the rotation axis 4 and is pierced at its center into the image perpendicularly from the rotation axis 4.
  • the curvature of the inner surface 18 is described in any longitudinal sections, one of which is shown in Figure 1, along the axis of rotation 4 by a common inner radius Rl.
  • the inner radius Rl is the same in all of the arbitrary sections and starts from a puncture point 20 which lies on the axis of rotation 4.
  • the inner radius Rl is greater than the outer radius RA.
  • the surfaces 17 and 18 correspond articulated. Due to the dome-shaped joint 1 1, the rings 13 and 14 in any longitudinal sections in angular positions ⁇ against each other.
  • the support ring 13 surrounds the extension 9 radially, is axially secured with the securing element 10 to train and rotatably connected to the rotatable bearing ring 5 and thus rotatable about the rotation axis 4.
  • the adjusting ring 14 is supported by means of inner surface 18 axially on the outer surface 17, radially oriented at the center line 15 ( Figure 2) ideally with the pan on the joint head and radially centered on the outer surface 17.
  • the adjusting ring 14 is also force-frictionally engaged with the ends 2 or form-fitting circumferentially engaged and thus rotatable with the clutch release spring.
  • the rings 13 and 14 are either frictional-force-locking and / or a form-fitting connected to each other, so that the inner ring of the release bearing 3 is rotatably connected via the hinge 11 with the clutch release spring.
  • the support ring 13 shown in Figure 1 is made of a material such as sintered bronze.
  • the support ring 13 in FIG. 3 is, for example, made of steel and provided with a sliding plate 21 or encapsulated with a sliding coating which, for example, is made of plastic.
  • the sliding plate 21 may be attached to the support ring 13 optionally by form, force and / or material connection. In this case, not the support ring directly, but the sliding plate 21 and the sliding layer on the outer surface 17 with the outer radius RA. Either the outer surface 17 and / or the inner surface 18 or the surface of the sliding plate 21 are optionally provided with any oriented grooves or pocket-like depressions.
  • the sliding plate 21 is additionally held by positive locking elements 24 and 25 rotatably.
  • the interlocking elements are formed as recesses 24 in the support ring 13 and as nubs 25 on the slide plate 21.
  • the sliding plate 21 is fastened to the adjusting ring 14.
  • the adjusting ring 14 in contact with the ends 2 of the disc spring abutment segments 26 and 27, respectively.
  • the outwardly spherical bearing segment 26 is preferably for the installation of ends 2, which are flat in contact - just formed and the flat in contact - flat contact segment 27 is preferred for the conditioning of ends 2, which in contact outwardly spherical - are executed curved.
  • the spring ends are not curved but straight, it is also advantageous if the contact segment in the individual contact zones of any number adjacent tangentially aligned contact lines and convex in longitudinal section along the central axis of the clutch release bearing convex to the outside, so that in any case there is line contact between the straight spring end which bears against a line-shaped contact zone and the plant segment.
  • the abutment segment 26 or 27 has axial ribs 29, which engage in the axial direction on the adjustment ring 14 for the purpose of entrainment in the axial recesses 28.
  • each of the ends 2 of the plate spring (not shown) engages axially into a radial groove 30 for the purpose of positive circumferential engagement.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft Selbsteinstellender Kupplungsausrücker (1) für eine axial durch Zugkräfte belastbare Ausrückeinrichtung, beispielsweise für eine zugbelastbare Tellerfeder, der ein Ausrücklager (3) mit einem um die Rotationsachse (4) des Ausrücklagers (3) drehbeweglichen Lagerring (5) aufweist und mit einer axial durch Ausrückkräfte wenigstens auf Zug belastbaren Verbindung (8) zwischen dem Lagerring (5) und der Ausrückeinrichtung versehen ist, wobei die Ausrückeinrichtung um eine Drehachse (12) rotationsfähig angeordnet ist und der Lagerring (5) sowie über die Verbindung (8) mit der Ausrückeinrichtung drehbeweglich und durch Ausrückkräfte belastbar verbunden ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Selbsteinstellender Kupplungsausrücker für eine axial durch Zugkräfte belastba- re Ausrückeinrichtung
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen sich selbst einstellenden Kupplungsausrücker für eine axial durch Zugkräfte belastbare Ausrückeinrichtung, beispielsweise für eine zugbelastbare Tellerfeder, der ein Ausrücklager mit einem um die Rotati- onsachse des Ausrücklagers drehbeweglichen Lagerring aufweist und der mit einer axial durch Ausrückkräfte wenigstens auf Zug belastbaren Verbindung zwischen dem Lagerring und der Ausrückeinrichtung versehen ist, wobei die Ausrückeinrichtung um eine Drehachse rotationsfähig angeordnet ist und der Lagerring über die Verbindung mit der Ausrückeinrichtung drehbeweglich sowie durch Ausrückkräfte belastbar verbunden ist.
Hintergrund der Erfindung
Selbsteinstellende Kupplungsausrücker sind beispielsweise Anordnungen zum Ein- und Ausrücken von Fahrzeugkupplungen, in denen meistens die Kupplungsausrücklager ein oder mehrere Mittel zur radialen Zentrierung bzw. zum Ausgleich von radialem Mittenversatz und/oder Mittel zum Ausgleich von Axialschlag und/oder Winkelversatz aufweisen.
Durch radiale Zentrierung wird das Kupplungsausrücklager bzw. werden rotierende Elemente des Kupplungsausrücklagers zur theoretisch ideal liegenden Rotationsachse ausgerichtet/zentriert, so dass als Radialschlag bezeichnetes radiales Taumeln des Lagerrings vermieden wird. Mittenversatz liegt vor, wenn die Drehachse der Kupplung und die gethebeseitige Rotationsachse nicht koaxial aufeinander liegen sondern mit radialem Abstand zueinander verlaufen. Durch die radial bewegliche selbsteinstellende Wirkung ist ein radiales Ausweichen eines Lagerringes und die Befreiung von Zwangskräften auf das Ausrück- lager möglich.
Selbsteinstellende Kupplungsausrücker, die Zentrieren und/oder Mittenversatz aufheben bzw. kompensieren, werden als selbstzentrierende Ausrücklager bezeichnet.
Die Enden von einigen der umfangsseitig benachbarten Tellerfederzungen und deren Kontaktzonen zum Ausrücklager stehen oft in Richtung Ausrückflansch des Ausrücklagers axial weiter hervor oder zurück als die Kontaktzonen der benachbarten. Der drehbewegliche Lagerring oder ein beliebiges an den Feder- zungen anliegenden Zwischenelement zum Lagerring kann axial nicht gleichmäßig anliegen und ist umfangsseitig ungleichmäßig belastet. In einem solchen Fall wird sich der Lagerring in einem nicht selbst einstellenden Lager zur Rotationsachse schräg stellen und axial taumeln. Dieser Vorgang wird Axialschlag genannt.
Unter Winkelversatz sind die Lageabweichungen zu verstehen, die dadurch entstehen, dass die kupplungsseitige Drehachse und die gethebeseitige Rotationsachse zueinander geneigt und somit nicht achsparallel zueinander ausgerichtet sind.
Selbsteinstellende Kupplungsausrücker, die Axialschlag und oder Winkelversatz ausgleichen, werden auch als selbstjustierend bzw. selbst einstellend oder selbst ausgleichend bezeichnet.
DE 93 21 504 U1 zeigt einen selbst einstellenden Kupplungsausrücker, der selbst ausgleicht. Dazu ist das Kupplungsausrücklager in einer radial ortsfesten Anordnung radial federelastisch vorgespannt und kann gegen die Federvorspannung radial ausweichen/ausgleichen. Eine derartige Maßnahme ist jedoch nicht oder kaum geeignet, Axialschlag und Winkelversatz auszugleichen bzw. zu kompensieren.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es einen selbst einstellenden und dabei selbst justierenden Kupplungsausrücker für eine gezogene Kupplung zu schaffen, der auch unter schwersten Betriebsbedingungen sicher funktioniert und der sich einfach und kostengünstig herstellen lässt.
Diese Aufgabe ist nach dem Gegenstand des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst und durch den Gegenstand weiterer abhängiger Ansprüche ausgestaltet.
Die Erfindung sieht einen selbst einstellenden Kupplungsausrücker mit selbst justierender Ausgleichfunktion vor. Diese selbstjustierende Ausgleichfunktion kann auch in Kupplungsausrücker integriert sein, die außerdem noch selbst zentrierende Funktionen aufweisen. Der Kupplungsausrücker ist für axial durch Zugkräfte trennbare Kupplungen, wie diese oft in Nutzkraftwagen vorkommen. Ein Kupplungsausrücklager oder ein mit dem Kupplungsausrücklager zugfest verbundenes Verbindungselement greift beispielsweise in eine Tellerfeder radial ein und hintergreift die Federenden.
Das Kupplungsausrücklager weist in der Regel einen drehbeweglichen Lager- ring, einen drehfesten Lagerring und dazwischen angeordnete Wälzkörper (Kugeln oder Rollen) auf. Beim Trennen der Kupplung wird auf den stehenden Lagerring mittels eines Betätigungselements, wie zum Beispiel mittels eines Hebels oder mittels eines druckmittelbetätigten Kolbens, Zug ausgeübt und somit Zugkräfte auf das Kupplungsausrücklager aufgebracht. Die Zugkräfte werden über die Wälzkörper auf den drehbeweglichen Lagerring weiter gegeben. Der drehbewegliche Lagerring seinerseits ist mittels einer Verbindung drehfest und zugfest mit dem Kupplungsausrücker gekoppelt und dreht im eingekuppelten Zustand mit der Kupplungsfeder. Wenn der drehfeste Lagerring der Innenring des Ausrücklagers ist, so ist der drehbewegliche Lagerring dessen Außenring. Bevorzugt ist jedoch der Außenring drehfest und der Innenring drehbeweglich.
Die Verbindung, die im gattungsbildenden Stand der Technik eine starre Verbindung mit Sicherungselement ist, weist erfindungsgemäß ein zumindest begrenzt schwenkbewegliches Gelenk auf, so dass Axialschlag und Winkelversatz an der Verbindung zwischen Drehachse der Kupplung und getriebeseitiger Ro- tationsachse ausgeglichen werden können - wodurch unnötige Zwangskräfte vermieden werden.
Das Gelenk ist durch einen Stützring und durch einen Einstellring gebildet, die nach dem Prinzip Gelenkkopf in einer Gelenkpfanne in einer Wirkverbindung sind. Dazu ist einem der Ringe, vorzugsweise am Stützring, wenigstens abschnittsweise eine sphärisch konvex ballige, vorzugsweise kugelballige, Form zumindest drehfest zugeordnet, die zumindest abschnittsweise die Außenkontur eines Kalottenabschnitts oder einer Kalotte wiedergibt.
Der andere der Ringe, vorzugsweise der Einstellring, ist wenigstens eine konkav ballige, vorzugsweise kugelballige, Innenkontur zumindest drehfest zugeordnet, die zumindest Abschnitte der Innenkontur einer Gelenkpfanne oder einer Kugelpfanne wiedergibt. Die Ringe korrespondieren zumindest an den Konturen und insbesondere mit dem Gelenkkopf in der Gelenkpfanne, formschlüs- sig miteinander. Dadurch sind die Ringe in dem Gelenk relativ zueinander zur Rotationsachse bzw. Drehachse gegeneinander schwenkbar. Jeweils mindestens eine der Flächen sind entweder an einem der Ringe direkt einmatehalig mit dem Ring ausgebildet, oder auf diesem befestigt bzw. formschlüssig zwischen dem Stützring und dem Einstellring eingeklemmt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht durch eine kugelballige Paarung von Gelenkkopf und Pfanne vor, bei der die Außenfläche des Gelenkkopfes zumindest in beliebigen Schnitten entlang der Rotationsachse des Ausrücklagers bzw. der Drehachse der Kupplungsfeder durch eine Krümmung mit einem Außenradius beschrieben ist. Der Außenradius ist in allen der beliebigen Schnitten gleich groß. Die Innenfläche dagegen weist in beliebigen Längsschnitten entlang der der Rotationsachse des Ausrücklagers bzw. der Drehachse der Kupp- lungsfeder Krümmungen auf, die durch einen Innenradius beschrieben ist. Die Drehachse der Kupplung und die Rotationsachse des Ausrücklagers und damit die gethebeseitige Rotationsachse sind gleich, wenn diese ideal zentriert ohne Mitten- und/oder Winkelversatz aufeinander liegen.
Der Innenradius ist in allen der beliebigen Schnitte gleich und größer als der Außenradius. Dadurch, dass unter Berücksichtigung aller möglichen Toleranzen der mit Toleranz kleinste Innenradius (mögliches Kleinstmaß) immer noch größer ist als der mit Toleranz größte Außenradius (mögliches Größtmaß), ist abgesichert, dass die konvex gestaltete Außenfläche immer in das konkav gestal- tete Element eintaucht und in diesem und nicht nur an der Außenkante der Innenfläche mit dem größten Umfang, sondern möglichst an einer idealen Mittenlinie orientiert anliegt. Das Innenradius ist vorzugsweise 10 +/- 3% größer als der Außenradius.
Der Einstichpunkt des Innenradius, mit dem die konkaven Krümmungen in den Längsschnitten beschrieben sind, geht von der Rotationsachse ab. So ist die konkave Innenfläche durch eine beliebige Anzahl von umfangsseitig zueinander benachbarten Krümmungen beschrieben, deren Innenradien zueinander gleich sind und die von einem gemeinsamen Schnittpunkt auf Rotationsachse ausge- hen.
Damit das zuvor beschriebene mit dem kleineren Außenradius konvex gestaltete Element nicht an der Innenkante mit dem kleinsten Umfang der Innenfläche anliegt, geht der Einstichpunkt des Außenradius, mit dem die konvexe Krüm- mung in beliebigem Längsschnitt beschrieben ist, nicht von der Rotationsachse der konvexen Außenfläche ab, sondern von einem Kreis. Der Mittelpunkt des Kreises ist senkrecht von der Rotationsachse durchstochen. Der Einstichpunkt des Außenradius der konvexen Krümmung des jeweiligen betrachteten Längs- Schnitts liegt auf der Umfangslinie des Kreises, so dass die konvexe Außenfläche durch eine beliebige Anzahl von Krümmungen gleich großer Außenradien beschrieben ist, die von diesem Kreis abgehen und die keinen gemeinsamen Schnittpunkt aufweisen. Der Wert des Radius, mit dem der Kreis um die Rotati- onsachse gelegt ist, ist 7 +/- 3% vom Wert des Außenradius, mit dem die konvexen Krümmungen beschrieben sind. Der Mittelpunkt des Kreises, auf dessen Umfangslinie die Einstichpunkte liegen, ist in dem Längsschnitt axial von dem Einstichpunkt entfernt, von dem die Innenradien abgehen.
Der Stützring ist axial mit dem drehbeweglichen Lagerring verbunden, und ist entweder einteilig mit dem Lagerring oder an einem Verbindungsstück ausgebildet oder ist ein separates Teil. Das separate Teil ist drehfest und zumindest auch auf Zug belastbar mit dem um die Rotationsachse rotierbaren Lagerring verbunden. Der Stützring wird auch als Trägerring bezeichnet und ist alternativ zum Beispiel aus Sintereisen und/oder mit einer Gleitschicht versehen. Alternativ ist das Bauteil aus Stahl durch Fließpressen hergestellt oder aus Material mit guten Gleiteigenschaften, wie aus Sinterbronze bzw. aus Kunststoff oder das Bauteil ist mit Gleitmaterial beschichtet. Denkbar ist auch mindestens eine Platte mit guten Gleiteigenschaften, zum Beispiel eine Platte aus gleitfähigem Werkstoff oder eine Platte mit einer Schicht aus gleitfähigem Material, zwischen dem Einstellring oder dem Stützring. Es ist auch denkbar, dass zwischen dem Stützring und dem Einstellring ein Gleitlager ausgebildet ist, oder dass der Einstellring und/oder der Stützring mit den gleitfähigen Elementen versehen sind. In diesem Fall weist die Platte oder das Gleitlager die Außenfläche und/oder die Innenfläche auf. Denkbar ist auch, dass die Elemente des Gelenks zwar um die Längsachse gelenkig gegen einander bewegbar, umfangsgehchtet jedoch formschlüssig gegen Verdrehen gegeneinander gesichert sind.
Der Einstellring ist mit der Ausrückeinrichtung drehfest verbunden und liegt vor- zugsweise in Zugrichtung an der Ausrückeinrichtung, d.h. z.B. an den Federenden an. Die der Zugrichtung entgegen gerichtete Seite ist die Gelenkseite und somit mit dem Stützring im gelenkigen Kontakt. Dadurch weist der Einstellring zumindest einen Bereich auf, der zwischen den Federenden und dem Ausrück- ring beidseitig auf Druck belastet ist. Der Kontaktbereich zwischen der Feder und dem Einstellring ist wahlweise eben oder ballig und weist alternativ vorzugsweise verschleißfeste Elemente oder Beschichtungen aus Kunststoff oder Hartstoffschichten auf und ist außerdem mit Formschlusselementen versehen, die in die Umfangslücken zwischen die Federenden formschlüssig eingreifen und so Schlupf zwischen Feder und Ausrücklager verhindern.
Die Vorteile der Erfindung sind:
- Ausgleich des Axialschlags und eventueller Winkelversatz und Axialschlag. Dadurch wird beispielsweise das Aufschwingen des Antriebsstranges (Ruckein) verhindert.
- Verschleiß im Kontaktbereich zwischen Kupplungsfeder und Ausrückla- ger und Geräusche werden reduziert.
- Die Anordnung ist an beliebigen schon bestehenden Kupplungsausrücklagern gezogenen Typs einsetzbar, wenn das Verbindungselement an- gepasst wird.
- Durch die Wahl geeigneter Werkstoffe ist die Gelenkanordnung auch unter extremen Betriebsbedingungen über die vorbestimmte Lebensdauer des Kupplungsausrückers betriebsfähig.
- Geeignete kupplungsfederseitige Formschlusselemente für die umfangs- seitige formschlüssige Vereinigung von Einstellring und Tellerfeder verhindern Schlupf und somit Geräusch und Verschleiß
- Die Erfindung ist auch in Kupplungsausrückern einsetzbar, die radial selbst zentrieren. Der Selbstzentrierungseffekt ist erleichtert, da die Einrichtung durch die selbstjustierende Wirkung des erfindungsgemäßen Gelenks von Zwangskräften aus den Einflüssen von Axialschlag an der Tellerfeder und Winkelversatz befreit sind. - Das Gelenk ist einfach und kostengünstig herzustellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 Einen Kupplungsausrücker in einem beliebigen Längs- schnitt entlang der Rotationsachse des Kupplungsausrücklagers,
Figur 2 eine schematische Darstellung der Einstichverhältnisse für die Radien des Gelenkkopfes und der Gelenkpfanne des Kupplungsausrückers nach Figur 1 ,
Figur 3 und Figur 4 Modifikationen des gleitfördernden gelenkigen Kontakts zwischen Stützring und Einstellring des Kupplungsausrückers nach Figur 1 und
Figur 5 und Figur 6 Modifikationen des gelenkigen Kontakts zwischen Stützring und Einstellring sowie Modifikationen des Kontakts zwischen dem Einstellring und der Tellerfeder.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Figur 1 zeigt einen selbst einstellenden Kupplungsausrücker 1 für eine axial durch Zugkräfte belastbare Ausrückeinrichtung, beispielsweise für eine zugbelastbare Tellerfeder, von der ein Ende 2 dargestellt ist. Der Kupplungsausrücker 1 weist ein Ausrücklager 3 mit einem um die Rotationsachse 4 des Ausrücklagers 3 drehbeweglichen Lagerring 5 in Form eines Lagerinnenrings, mit einem drehfesten Lagerring 6 in Form eines Lageraußenrings und Wälzkörpern 7 zwischen den Lagerringen 5 und 6 auf. Der Kupplungsausrücker 1 ist mit einer Verbindung 8 versehen, die in der Darstellung mit axial nach rechts gerichteten Ausrückkräften wenigstens auf Zug belastbar zwischen dem drehbeweglichen Lagerring 5 und der Ausrückeinrich- tung angeordnet ist. Die Verbindung 8 ist aus einer Verlängerung 9 des Lagerrings 5, einem Sicherungselement 10 und aus einem Gelenk 1 1 gebildet. Das Sicherungselement 10 ist beispielsweise ein Sicherungsring oder ist eine Formfeder.
Die Ausrückeinrichtung ist um eine Drehachse 12 rotationsfähig angeordnet, die in diesem Fall ideal zentriert auf der Rotationsachse 4 liegt. Der um die Rotationsachse 4 drehbewegliche Lagerring 5 ist mittels der Verbindung 8 mit der Ausrückeinrichtung drehbeweglich und durch Ausrückkräfte belastbar verbunden. Dabei sind der Stützring 13 und der Einstellring 14 des Gelenks 1 1 vor- wiegend auf Druck belastet, da der Stützring 13 mittels des Sicherungselementes 10 hintergriffen ist, der Stützring 13 sich in Zugrichtung axial an dem Einstellring 14 abstützt und der Einstellring 14 in Zugrichtung axial gegen den Widerstand der Enden 2 der Tellerfeder an den Enden 2 abgestützt ist. Der Stützring 13 ist mittels Federn 22 axial entgegengesetzt zur Ausrückrichtung gegen den Sicherungselement 10 vorgespannt. Der Sicherungselement 10 ist an einem radialen Rand oder an mehreren umfangsseitig zueinander benachbarten radialen Vorsprüngen 23 axial an der drehbeweglichen und auf Zug belasteten Verlängerung 9 abgestützt.
Die Verbindung 8 ist aufgrund des Gelenks 11 schwenkgelenkig selbstjustierend zwischen der Drehachse 12 und der Rotationsachse 4. Die Außenfläche 17 des Stützrings 13 ist zumindest abschnittsweise sphärisch nach außen gewölbt. Die Innenfläche 18 des Einstellrings 14 ist zumindest abschnittsweise sphärisch nach innen gewölbt. Die Krümmung der Außenfläche 17 ist zumin- dest in beliebigen Schnitten entlang der Rotationsachse 4 durch Außenradien RA beschrieben. Der Wert der Außenradien RA untereinander ist in allen der beliebigen Längsschnitte, von denen einer in Figur 1 gezeigt ist, gleich. Die Einstichpunkte 19 der umfangsseitig beliebig vielen zueinander benachbarten Außenradien RA gehen, wie aus Figur 2 ersichtlich ist, von einer gemeinsamen Umfangslinie 16 eines gedachten Kreises, in der Ansicht schräg in die Bildebene nach Figur 2 hinein, ab. Der Kreis läuft um die Rotationsachse 4 um und ist in seinem Mittelpunkt ins Bild senkrecht von der Rotationsachse 4 durchstoßen. Die Krümmung der Innenfläche 18 ist in beliebigen Längsschnitten, von denen einer in Figur 1 gezeigt ist, entlang der Rotationsachse 4 durch einen gemeinsamen Innenradius Rl beschrieben. Der Innenradius Rl ist in allen der beliebigen Schnitte gleich und geht von einem Einstichpunkt 20 aus, der auf der Rotationsachse 4 liegt. Der Innenradius Rl ist größer als der Außenradius RA. Die Flächen 17 und 18 korrespondieren gelenkig. Durch das kalottenartig ausgebildete Gelenk 1 1 sind die Ringe 13 und 14 in beliebigen Längsschnitten in Winkelstellungen α gegeneinander schwenkbar.
Der Stützring 13 umgreift die Verlängerung 9 radial, ist mit dem Sicherungselement 10 axial auf Zug gesichert sowie drehfest mit dem drehbeweglichen Lagerring 5 verbunden und somit um die Rotationsachse 4 rotierbar. Der Einstellring 14 ist mittels Innenfläche 18 axial an der Außenfläche 17 abgestützt, radial an der Mittenlinie 15 (Figur 2) ideal mit der Pfanne auf dem Gelenkkopf orientiert sowie radial auf der Außenfläche 17 zentriert. Der Einstellring 14 ist außerdem mit den Enden 2 kraft-reibschlüssig oder formschlüssig umfangsseitig im Eingriff und somit mit der Kupplungsausrückfeder rotierbar. Die Ringe 13 und 14 sind entweder kraft-reibschlüssig und/oder eine formschlüssig miteinander verbunden, so dass der Innenring des Ausrücklagers 3 über das Gelenk 11 drehfest mit der Kupplungsausrückfeder verbunden ist.
Der in Figur 1 dargestellte Stützring 13 ist aus einem Werkstoff wie Sinterbronze. Der Stützring 13 in Figur 3 ist beispielsweise aus Stahl und mit einer Gleitplatte 21 versehen bzw. mit einer Gleitbeschichtung umspritzt, die beispielswei- se aus Kunststoff ist. Die Gleitplatte 21 kann an dem Stützring 13 wahlweise durch form-, kraft- und/oder Stoffschluss befestigt sein. In diesem Fall weist nicht der Stützring direkt, sondern die Gleitplatte 21 bzw. die Gleitschicht die Außenfläche 17 mit dem Außenradius RA auf. Entweder die Außenfläche 17 und/oder die Innenfläche 18 bzw. die Oberfläche der Gleitplatte 21 sind wahlweise mit beliebig orientierten Nuten oder taschenartigen Vertiefungen versehen. In der in Figur 4 dargestellten Anordnungen ist die Gleitplatte 21 zusätzlich durch Formschlusselemente 24 und 25 auch drehfest gehalten. Die Formschlusselemente sind als Vertiefungen 24 im Stützring 13 und als Noppen 25 an der Gleitplatte 21 ausgebildet. In den Ausgestaltungen nach Figur 5 und Figur 6 ist die Gleitplatte 21 an dem Einstellring 14 befestigt. Außerdem weist der Einstellring 14 im Kontakt mit den Enden 2 der Teller- feder Anlagesegmente 26 bzw. 27 auf. Das im Kontakt nach außen ballige Anlagesegment 26 ist bevorzugt für die Anlage von Enden 2, die im Kontakt flach - eben ausgebildet sind und das im Kontakt flach - ebene Anlagesegment 27 ist bevorzugt für die Anlage von Enden 2, die im Kontakt nach außen ballig - gekrümmt ausgeführt sind. Wenn die Federenden nicht gekrümmt sondern gerade ausgebildet sind, ist es auch vorteilhaft, wenn das Anlagesegment in den einzelnen Kontaktzonen aus beliebig vielen zueinander benachbarten tangential ausgerichteten Kontaktlinien gestaltet und im Längsschnitt entlang der Mittelachse des Kupplungsausrücklagers ballig nach außen konvex ist, so dass in jedem Fall zwischen dem mit einer linienförmigen Kontaktzone anliegenden geraden Federende und dem Anlagesegment Linienkontakt besteht.
Das Anlagesegment 26 bzw. 27 weist axiale Rippen 29 auf, die zwecks um- fangsseitiger Mitnahme in axiale Vertiefungen 28 an dem Einstellring 14 eingreifen. Außerdem greift jedes der Enden 2 der nicht weiter dargestellten Tellerfe- der zwecks formschlüssiger umfangsseitiger Mitnahme axial in eine Radialnut 30 ein. Bezugszeichen
Kupplungsausrücker
Ende der Tellerfeder
Ausrücklager
Rotationsachse drehbeweglicher Lagerring drehfester Lagerring
Wälzkörper
Verbindung
Verlängerung
Sicherungelement
Gelenk
Drehachse
Stützring
Einstellring
Mittenlinie
Umfangslinie
Außenfläche
Innenfläche
Einstichpunkt
Einstichpunkt
Gleitplatte
Feder radialer Vorsprung
Vertiefung
Noppen
Anlagesegment
Anlagesegment
Vertiefung
Rippe
Radialnut

Claims

Patentansprüche
1. Selbsteinstellender Kupplungsausrücker (1 ) für eine axial durch Zug- kräfte belastbare Ausrückeinrichtung, beispielsweise für eine zugbelastbare Tellerfeder, der
- ein Ausrücklager (3) mit einem um die Rotationsachse (4) des Ausrücklagers (3) drehbeweglichen Lagerring (5) aufweist und
- mit einer axial durch Ausrückkräfte wenigstens auf Zug belastbaren Verbindung (8) zwischen dem Lagerring (5) und der Ausrückeinrichtung versehen ist,
wobei
- die Ausrückeinrichtung um eine Drehachse (12) rotationsfähig angeordnet ist und
- der Lagerring (5) sowie über die Verbindung (8) mit der Ausrückeinrichtung drehbeweglich und durch Ausrückkräfte belastbar verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (8) wenigstens schwenkgelenkig selbstjustierend zwischen der Drehachse (12) und der Rotationsachse (4) ist, wobei
- die Verbindung (8) wenigstens einen Stützring (13) und mindestens einen Einstellring (14) aufweist,
und wobei - einem der Ringe (13, 14) wenigstens eine zumindest abschnittsweise sphärisch nach außen gewölbten Außenfläche
(17) zugeordnet ist und
- dem anderen der Ringe (13, 14) zumindest eine wenigstens abschnittsweise sphärisch nach innen gewölbten Innenfläche
(18) zugeordnet ist,
- die Form der Außenfläche (17) mit der Form der Innenfläche (18) gelenkig korrespondiert,
- der Stützring (13) axial mit dem drehbeweglichen Lagerring (5) verbunden und um die Rotationsachse (4) rotierbar ist,
- der Einstellring (14), zusammen mit der Ausrückeinrichtung rotationsfähig, an der Ausrückeinrichtung anliegt und zur Drehachse (12) schwenkbar ist
- der Stützring (13) und der Einstellring (14) mit wenigstens ei- nem Teil der Außenfläche (17) an zumindest einem Teil der Innenfläche (18) aneinander abgestützt sind.
2. Kupplungsausrücker nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
- dass die Krümmung der Außenfläche (17) zumindest in beliebigen Schnitten entlang der Rotationsachse (4) des Ausrücklagers jeweils durch einen Außenradius (RA) beschrieben ist, wobei die Außenradien (RA) aller der beliebigen Schnitte un- tereinander verglichen gleich groß sind,
- dass die Krümmung der Innenfläche (18) in beliebigen Längs- schnitten entlang der der Drehachse der Ausrückeinrichtung durch einen Innenradius (Rl) beschrieben ist, wobei der Innenradius (Rl) für alle der beliebigen Schnitte gleich ist
- und dass der Innenradius (Rl) größer als der Außenradius
(RA) ist.
3. Kupplungsausrücker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenradius (Rl) mindestens 7% vom Wert des Außenradius (RA) größer ist als der Außenradius (RA).
4. Kupplungsausrücker nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
- dass die Krümmung der Außenfläche (17) zumindest in beliebi- gen Schnitten entlang der Rotationsachse (4) des Ausrücklagers jeweils durch einen Außenradius (RA) beschrieben ist, wobei die Außenradien (RA) aller der beliebigen Schnitte untereinander verglichen gleich groß sind, und wobei
- die Außenradien von der Umfangslinie eines gedachten Kreises abgehen und dabei
- der Kreis um die Rotationsachse (4) umläuft und in seinem Mittelpunkt quer von der Rotationsachse (4) durchstoßenen ist,
- und dass die Innenfläche (18) in beliebigen Längsschnitten der Drehachse (12) der Ausrückeinrichtung durch einen gemeinsamen Innenradius (Rl) beschrieben ist, wobei
- der Innenradius (Rl) von der Drehachse (12) der Ausrückeinrichtung ausgeht.
5. Kupplungsausrücker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelpunkt des gedachte Kreises, von dessen Umfangslinie (16) die Außenradien (RA) abgehen, axial zu dem Einstichpunkt 20 beabstandet ist, von dem der Innenradius (Rl) abgeht, wobei der je- weilige Außenradius (RA) kleiner ist als der Innenradius (Rl).
6. Kupplungsausrücker nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (R) des Kreises mindestens dem 0, 04 fachen des Wertes jedes der zueinander gleich großen der Außenradien (RA) entspricht.
7. Kupplungsausrücker nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dem Stützring (13) die Außenfläche (17) und dem Einstellring (14) die Innenfläche (18) zugeordnet ist.
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