Kupplungsbetätigungslagereinrichtung, insbesondere für ein Doppel ku ppl u ngssystem

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsbetätigungslagereinrichtung die als solche dazu dient durch Einstellung der Axialposition eines Lagers gegenüber einem zugeordneten Kupplungssystem den Eingriffszustand desselben festzulegen. Insbesondere richtet sich hierbei die Erfindung auf ein Einrücklager das als solches dazu dient eine zur Herbeiführung eines Kupplungseingriffszustands vorgesehene Axialkraft in ein Kupplungssystem einzuleiten.

Hintergrund der Erfindung

Aus DE 10 2005 027 608 A1 ist ein Kupplungsbetätigungslager bekannt, das konzentrisch zu einer Getriebehauptwelle angeordnet und in Axialrich- tung derselben verlagerbar ist. Bei entsprechender Positionierung des

Kupplungsbetätigungslagers relativ zu einem zugeordneten Kupplungssystem kann dieses in einen Eingriffszustand verbracht werden in welchem über das Kupplungssystem ein Drehmoment übertragen werden kann. Die Einleitung einer das Kupplungsbetätigungslager gegen die zugeordnete Kupplungseinrichtung drängenden Axialkraft erfolgt unter Einsatz eines Ak- tuatorringes der als solcher auf das Kupplungsbetätigungslager aufgesetzt ist und einen Umfangsflansch bildet.

Aus DE G 70 36 423.7 ist ebenfalls ein Kupplungsbetätigungslager be- kannt das zur Übertragung einer für den Kupplungseingriffszustand maß- geblichen Axialkraft vorgesehen ist. Dieses Kupplungsbetätigungslager umfasst einen Lagerinnenring und einen Lageraußenring. Auf den Lageraußenring ist ein Aktuatorring aufgesetzt der ähnlich wie bei dem vorangehend beschriebenen Lagersystem einen Umfangsflansch bildet der als sol- eher der Axialkrafteinleitung dient.

Bei verbreiteten Kupplungssystemen besteht das Problem, dass für das Kupplungsbetätigungslager an sich und den zur Verlagerung desselben vorgesehenen Klauenmechanismustypischerweise nur ein eingeschränkter Bauraum zur Verfügung steht.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsbetätigungsla- gereinrichtung zu schaffen die unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten relativ kostengünstig herstellbar ist, und die sich durch ein vorteilhaftes mechanisches Betriebsverhalten auszeichnet.

Erfindungsgemäße Lösung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kupplungsbetäti- gungslagereinrichtung mit einem Lagerinnenring, einem Lageraußenring, Wälzkörpern die in einem zwischen den beiden Lagerringen definierten Bahnraum aufgenommen sind und die beiden Lagerringe gegeneinander abstützen, und einem Aktuatorring der als solcher den Lageraußenring umgreift und der Einleitung einer Kupplungsbetätigungskraft in den Lageraußenring dient, wobei sich diese Kupplungsbetätigungslagereinrichtung dadurch auszeichnet, dass an dem Lageraußenring an einem in Einbauposition einer Kupplungseinrichtung zugewandten Endbereich, ein radial nach außen hervorkragender Ringflansch ausgebildet ist, und dass der Aktuatorring einen Sitzflächenabschnitt umfasst der auf diesem Ringflansch aufsitzt und hierdurch axial abgestützt ist. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, den Lageraußenring durch den Aktuatorring zu „schleppen" und die an dem Aktuatorring angreifenden Kräfte in strukturmechanisch vorteilhafter Weise in den Lageraußenring zu übertragen. Der Lageraußenring wird hierbei in den zwischen seinem integral angeformten Ringflansch und der innenliegenden Wälzkörperlaufbahn auf Zug belastet. Innerhalb des Aktuatorringes kann ein Ausgleichsraum bereitgestellt werden, der eine zur Vermeidung von Radialverspannungen ausreichende Radialverlagerung des Lageraußenringes innerhalb des Aktuatorringes zulässt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Sitzflächenabschnitt des Aktuatorringes durch einen radial nach außen abragenden Ringflansch gebildet. Am Außenrand dieses Ringflansches kann ein Einfassungssteg ausgebildet sein der als solcher den Ringflansch aussteift.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind im Bereich des Ringflansches des Aktuatorringes mehrere Vorsprünge, insbesondere in form Flacher, kappenartiger Ausstellungen ausgebildet die als solche die auf dem Ringflansch des Lageraußenringes aufsitzenden Stützflächen bilden. Diese Ausstellungen sind vorzugsweise als flache Kappen, oder - von der Rückseite des Ringflansches aus betrachtet als flache topf- oder tassenartige Versenkungen mit flachem Boden ausgebildet. Diese Stützkappenabschnitte sind unter vorzugsweise gleichmäßiger Teilung auf dem Ringflansch des Aktuatorringes angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine besonders gleichmäßig verteilte Einleitung der Kupplungsbe- tätigungskraft in den Lageraußenring. Der Aktuatorring kann als relativ dünnwandiges Bauteil ausgeführt sein. Vorzugsweise ist der Aktuatorring durch mehrere Sickenstrukturen ausgesteift. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Lageraußenring als Tiefziehteil insbesondere aus einem vorzugsweise nachträglich gefügebehandelten Stahlmaterial gefertigt. Der Lagerinnenring und der Lageraußenring sind vorzugsweise so gestaltet, dass diese ein Schrägkugeilager bilden. Zwischen den Lagerinnenring und dem Lageraußenring ist vorzugsweise eine Dichtungseinrichtung vorgesehen die sich als solche vorzugsweise in dem vom Ringflansch umgriffenen Axialbereich befindet und den Lagerinnenraum abdichtet. Diese Dichtungseinrichtung ist vorzugsweise durch ein elastomeres Dichtringelement gebildet das an dem Lageraußenring verankert ist. dieses Dichtringelement bildet vorzugsweise eine Dichtlippe die unter geringer Vorspannung auf einer Außenumfangsfläche des Innenringes läuft.

In dem Lagerinnenring ist vorzugsweise über ein Ringkalottengelenk ein Druck- oder sog. Z-Ring abgestützt. Der Druckring und der Ringflansch des Lageraußenringes sind vorzugsweise so gestaltet, dass diese im wesentlichen den gleichen Außendurchmesser aufweisen. Der Aktuatorring kann so gestaltet sein, dass dieser den Lageraußenring unter Bildung eines ringglockenartigen Gehäuses umgreift.

Kurzbeschreibung der Figuren

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:

Figur 1 eine Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaues einer erfindungemäßen Kupplungsbetätigungslagereinrichtung für ein Doppelkupplungsgetriebe;

Figur 2 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Aktua- torringes;

Figur 3 eine weitere perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Aktuatorringes ebenfalls mit Blick auf dessen dem Lager abge- wandte Rückseite; Figuren 4a ₃ 4b, 4c eine Darstellungsserie zur Veranschaulichung der Änderung der Axiallastverteilung entlang des Ringflansches des Aktuatorringes;

Figur 5 eine Skizze zur Veranschaulichung der Gestaltung der Ausstellungen des Ringflansches.

Ausführliche Beschreibung der Figuren

Die in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Kupplungsbetätigungsla- gereinrichtung umfasst einen Lagerinnenring 1 , einen Lageraußenring 2, sowie Wälzkörper 3 die in einem zwischen den beiden Lagerringen 1 , 2 definierten Bahnraum aufgenommen sind und die beiden Lagerringe 1 , 2 nach Art eines Schrägkugellagers gegeneinander abstützen.

Die erfindungsgemäße Kupplungsbetätigungslagereinrichtung umfasst weiterhin einen Aktuatorring 4 der als solcher den Lageraußenring 2 umgreift und der Einleitung einer Kupplungsbetätigungskraft in den Lageraußenring 2 dient.

Die erfindungsgemäße Kupplungsbetätigungslagereinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass an dem Lageraußenring 2 an einem in Einbauposition einer Kupplungseinrichtung oder einem Druckring 10 zugewandten Endbereich ein radial nach außen hervorkragender Ringflansch 2a ausge- bildet ist, und dass der Aktuatorring 4 eine Sitzfläche bildet die auf diesem

Ringflansch 2a aufsitzt und hierdurch axial abgestützt ist.

Hierdurch wird es möglich, den in der Darstellung veranschaulichten Kraftflussweg zu realisieren. Der Lageraußenring 2 wird damit über seinen Ringflansch 2a geschleppt. Hierdurch ergibt sich eine besonders vorteilhafte Belastung des Lageraußenringes 2 und Beibehaltung einer günstigen Geometrie der durch den Lageraußenring gebildeten Wälzkörperlaufbahn. Der Aktuatorring 4 und der Lageraußenring 2 sind bei diesem Ausführungsbeispiel weiterhin derart aufeinander abgestimmt, dass zwischen diesen beiden Ringen 2, 4 ein Zwischenraum verbleibt der eine gewisse Radialverlagerung dieser beiden Ringe 2, 4 gegeneinander zulässt. In jenem Zwischenraum kann ein hier nicht näher dargestellte elastomeres Vorzentrierungselement aufgenommen sein das den Aktuatorring 4 und den Lageraußenring 2 zueinander zentriert.

Der Aktuatorring 4 ist als Tiefziehbauteil ausgeführt und weist mehrere Versteifungssicken auf. Der Aktuatorring 4 weist einen radial einwärts vordringenden Bundabschnitt 4c auf. An diesem Bundabschnitt 4c ist ein Führungsring 7 verankert. Der Führungsring 7 unterstützt die Führung des Ak- tuatorringes 4 auf einer Zentralbuchse 8.

Der Lagerinnenring 1 sitzt in einem vom Lageraußenring 2 umgriffenen A- xialbereich. Der Lagerinnenring 1 bildet im Bereich seiner Innenumfangs- fläche 1a eine Kalottenfläche die auf einem Ausgleichsring 9 sitzt. Jener Ausgleichsring 9 wiederum stützt sich auf einem Druckring 10 ab. Der Druckring 10 dient der Einleitung der über das Lager geführten Betäti- gungskraft Fa in ein hier nicht näher dargestelltes Kupplungssystem.

In einem vom vorgenannten Druckring 10 und dem Lager umgriffenen Axialbereich befindet sich ein weiteres Kupplungsbetätigungslager 1 1.

In Figur 2 ist der Aktuatorring 4 in perspektivischer Darstellung mit Blick auf die Innenseite desselben dargestellt. Neben dem zur Axialkraftübertragung vorgesehenen Ringflansch 4a umfasst der Aktuatorring 4 einen unter Belassung eines Ringraumes an die Außengeometrie des Lageraußenringes 2 (vgl. Fig. 1 ) angepassten Mantelabschnitt 4b sowie einen den rückwärti- gen, (d.h. einen dem Z-Ring 10 abgewandten) Randbereich des Lageraußenringes 2 hintergreifenden und dabei radial einwärts vordringenden Ringboden 4c. Der Ringboden 4c ist mit einer Sickenstruktur 4d versehen die den Aktuatorring 4 insbesondere den Ringboden 4c aussteift. Die Si- ckenstruktur 4d bildet mehrere Versteifungswandungen die beispielsweise den hier dargestellten, zwischen dem Innenrand und dem Außenrand des Ringbodens alternierenden, „sternkonturartigen" Verlauf aufweisen können.

Wie aus dieser Darstellung weiter ersichtlich sind im Bereich des Ringflansches 4a mehrere flache Stollen oder Ausstellungen 4e ausgebildet. Diese Ausstellungen 4e weisen jeweils Deckflächen auf die als solche in verbautem Zustand auf dem Flansch 2a des Lageraußenringes 2, oder ggf. einer Zwischenscheibe aufsitzen.

An dem Ringflansch 4a sind weiterhin zwei Stützohren 4f, 4g ausgebildet die als solche dem Betätigungskraftabgriff aus einem hier nicht näher dargestellten Betätigungsklauensystem dienen.

In Figur 3 ist der erfindungsgemäße Aktuatoring 4 mit Blick auf dessen

Rückseite weiter veranschaulicht. In dieser Darstellung ist insbesondere auch der Ringsteg 4h erkennbar der sich entlang des Aussenrandes des Ringflansches 4a erstreckt. Durch diesen Ringsteg 4h wird insbesondere im Bereich der Stützohren 4f, 4g eine hohe Struktursteifigkeit des Aktuator- ringes 4 erreicht.

Die insbesondere in der Darstellung nach Figur 3 erkennbaren, an dem Ringflansch 4a ausgebildeten Vorsprünge oder Ausstellungen 4e können so gestaltet sein, dass diese in Abhängigkeit von der, in die Ohrenab- schnitte 4g, 4f eingeleiteten Axialkräfte zum Tragen kommen.

In den Figuren 4a, 4b und 4c ist veranschaulicht, welche der Ausstellungen 4e bei Niedriglast, bei Betriebslast und bei Überlast zum Tragen kommen. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Aktuatorring so gestal- tet, dass bei Niedriglast zunächst die hier erkennbaren Ausstellungen 4en1 bzw. 4en2 an dem Radialflansch des Lageraußenrings aufsitzen. Wie in Figur 4b veranschaulicht sitzen bei Erreichen der Betriebslast zusätzlich zu den Ausstellungen 4en1 , 4en2 auch die Ausstellungen 4eb1 , 4eb2, 4eb3 und 4eb4 auf dem Radialflansch 2a des Lageraußenrings auf.

Bei Überlast bzw. bei Erreichen der maximal zulässigen Ausrücklageraxialkraft werden durch die elastische Verformung des Aktuatorringes 4 die Ausstellungen 4en1 und 4en2 entlastet. Die Axialkraftübertragung erfolgt dann durch einen symmetrischen 4-Punkt Kontakt über die Ausstellungen 4eb1 , 4eb2, 4eb3, 4eb4. Bei temporärer Maximallastüberschreitung kann eine Sicherheitsabstützung auch noch durch die in den Ausstellungen über die sitzen neben den vorgenannten Ausstellungen auch noch die Ohrenabschnitten 4f, 4g ausgebildeten Überlastausstellungen 4em1 und 4em2 erfolgen.

Das vorangehend beschriebene, bestimmte Tragverhalten des erfindungsgemäßen Aktuatorrings wird unter Berücksichtigung der strukturmechanischen Eigenschaften des gesamten Aktuatorrings erreicht. Typischerweise sitzen dabei zunächst die für die Übertragung geringer Axialkräfte vorgesehenen Ausstellungen 4en1 , 4en2 bzw. Stollen auf dem Radialflansch 2a des Lageraußenrings auf. Diese Ausstellungen 4en1 bzw. 4en2 befinden sich bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel auf einer Achse Q, die orthogonal zu einer die Ohrenabschnitte 4f, 4g durchsetzenden Achse Q2 verläuft. Die bereits bei Niedriglast tragenden Stollen oder Ausstellungen 4en1 , 4en2 liegen einander bezüglich der Mittelachse X des Aktuatorrings gegenüber. Das vorangehend beschriebene Konzept zur weitgehend vergleichmäßigten Axialkraftübertragung von dem Aktuatorring 4 in den Radialflansch 2a des Lageraußenringes kann auch durch anderweitige spezielle Gestaltung des Aktuatorrings 4 in im wesentlichen gleichwirkender Weise erreicht werden.

Insbesondere ist es möglich, anstelle der Ausstellungen oder Stollen 4e anderweitige Strukturen im Bereich des Ringflanschs 4a vorzusehen oder auch diesem Ringflansch 4a an sich einen entsprechend ungleichförmigen „unplanen" Verlauf zu geben. Weiterhin ist es auch möglich, die spezielle Tragkraftverteilung zwischen dem Ringflansch 4a des Aktuatorrings 4 und dem Radialflansch 2a des Lageraußenringes durch Einlageelemente zu erreichen, die als solche die Eigenelastizität, d.h. dessen Verformungsverhal- ten im dimensionierungsrelevanten Kräftebereich des Aktuatorrings 4 entsprechend abbilden.

In Figur 5 ist beispielhaft nochmals das Verhältnis der Stollen oder Ausstellungen 4en1 , 4en2, 4eb1 , 4eb2, 4em1 des Ringflansches 4a des Aktuato- ringes 4 gegenüber dem Ringflansch 2a des Lageraußenringes 2 veranschaulicht. Wie erkennbar, tragen bei Niedriglast im wesentlichen nur die Ausstellungen 4en1 bzw. 4en2. Bei Betriebslast sitzen zusätzlich zu den vorgenannten Ausstellungen 4en1 bzw. 4en2 oder Stollen auch die Ausstellungen oder Stollen 4eb1 , 4eb2 auf dem Ringflansch 2a auf. Bei Über- schreiten einer Überlast schließlich sitzt auch der Stollen 4em1 auf dem

Ringflansch 2a auf. Die Ausstellungen bzw. Stollen sind bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel so gestaltet, dass diese gegenüber der durch den Ringflansch 2a definierten Aufstandsfläche F unterschiedliche Abstände Δ1 bzw. Delta Δ2 aufweisen.

Bei dem vorangehend in Verbindung mit den Figuren 2 bis 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel herrscht bei Niedriglast ein sogenannter Zwei- Punktkontakt, wobei die Krafteinleitung in den Radialflansch 2a des Lageraußenrings 2 unter einem Versatz von 90 Grad zu der Verbindungsach- se Q2 erfolgt, unter welcher die Betätigungskraft in den Aktuatorring 4 eingeleitet wird. Hierdurch ergibt sich eine gewisse kardanische Aufhängung des Lagerlaufringes die sich vorteilhaft auf die Laufruhe des Lagers auswirkt. Bei Betriebslast besteht ein 6-Punkt, bei welchem sich eine besonders gleichmäßige Axialkraftverteilung auf dem Radialflansch 2a des La- geraußenringes 2 ergibt. Bei Überlast erfolgt eine Kraftübertragung über einen symmetrischen 4-Punktkontakt.