Die Erfindung betrifft einen Rampenaktuator für ein Kraftfahrzeuggetriebe oder eine Kraftfahrzeugkupplung, mit einer schwenkbaren Rampenscheibe / einem schwenkba- ren Rampenring, der auch als Schwenkaktuatorscheibe bezeichnet werden kann so- wie ein optionales beispielsweise außenseitiges Verzahnungselement besitzt, wobei die Rampenscheibe / der Rampenring auf einer ersten Stirnseite zumindest eine Rampe besitzt, die zum Abrollen eines Wälzkörpers, wie einer Kugel, vorbereitet ist und davon beabstandet eine Laufbahn für Lagerwälzkörper eines zur Aufnahme von Radial- und Axialkräften vorbereiteten Wälzlagers besitzt, sowie mit einem auf einer Welle festlegbaren, bspw. als Lagerinnenring ausgebildeten, Lagerring, der insbeson- dere ebenfalls eine Laufbahn für die Lagerwälzkörper besitzt.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Kupplungsanordnungen für Kraftfahrzeuge bekannt. Beispielsweise offenbart die WO 2018/099642 A1 eine Kupplungsanordnung für ein Kraftfahrzeug umfassend eine Reibungskupplung und eine Aktuatoreinheit zum Betätigen der Reibungskupplung, wobei die Aktuatoreinheit einen Rampenmechanis- mus mit einer feststehenden ersten Rampenscheibe und einer relativ zur ersten Ram- penscheibe bewegbaren zweiten Rampenscheibe aufweist. Es ist ein Kühlmittelreser- voir mit Kühlmittel zur Schmierung der Reibungskupplung vorhanden, wobei das Kühl- mittelreservoir in Bezug auf eine zentrale Achse der Reibungskupplung geodätisch über der zentralen Achse angeordnet ist. Ferner ist eine Dosiereinheit zur Steuerung des Kühlmittelflusses von dem Kühlmittelreservoir in die Reibungskupplung vorhan- den, wobei die Dosiereinheit teilweise an oder in der ersten Rampenscheibe ausgebil- det ist und in Bezug auf die zentrale Achse der Reibungskupplung geodätisch unter- halb der zentralen Achse angeordnet ist.

Gattungsbildender Stand der Technik ist auch aus der DE 10 2005 051 500 B3 be- kannt. Dort wird eine Anordnung zur Kraftmessung an einer Reibungskupplung insbe- sondere im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges offenbart. Die Anordnung umfasst einen Außenlamellenträger, an dem Außenlamellen drehtest und längs einer Längs- achse„A“ axial verschiebbar gehalten sind. Es ist ein Innenlamellenträger vorhanden, an dem Innenlamellen drehtest und längs der Längsachse„A“ axial verschiebbar ge- halten sind. Die Außenlamellen und die Innenlamellen sind axial abwechselnd ange- ordnet und gemeinsam ein Lamellenpaket bildend. Ferner ist der Außenlamellenträger relativ zu einem Gehäuse um die Längsachse„A“ begrenzt drehbar zu lagern und zu- mindest einen Nocken zur Drehabstützung aufweisend. Es sind auch Mittel zur Kraft- messung vorhanden, die derart im Gehäuse anzuordnen sind, dass sie bei Betätigen der Reibungskupplung von dem zumindest einen Nocken in einer mit Abstand quer zur Längsachse verlaufenden Wirkrichtung beaufschlagt werden. Jene ältere Offenba- rung betrifft weiterhin eine Getriebeanordnung mit einer solchen Anordnung zur Kraft- messung. Üblicherweise wirken die auf den Rampen der Rampenscheibe abrollenden Wälzkörper auf eine stehende, d. h. nicht rotierende Aktuatorscheibe, welche eine Stellbewegung ausführt. Die Erfindung betrifft auch eine solche Kombination, in der eine entsprechende Standaktuatorscheibe integriert ist.

Bei einigen Anwendungen hat sich bei bisherigen Rampenaktuatoren ein Problem bei der Wärmebehandlung herausgestellt. Insbesondere bei gesinterten Rampenscheiben / Aktuatorscheiben treten Probleme bedingt durch erhöhte Wanddickensprünge auf.

Meist wird ferner auf eine zweiteilige Variante gesetzt, bei der die Montage eines ein- reihigen Schrägkugellagers mit der gesinterten Aktuatorscheibe realisiert wird. Leider ist dann eine zusätzliche Toleranzkette vorhanden, wodurch eine weitere Toleranzsi- tuation betrachtet werden muss. Im ersten Schritt hat sich dabei als zielführend die Kombination eines Schrägkugellagers mit der Aktuatorscheibe als einteiliges Bauteil positiv herausgestellt. Doch leider zieht dies momentan eine massive Ausführung nach sich, was unter anderem aus vorstehend angegeben Gründen ungewünscht ist.

Es sollen aber die Nachteile aus dem Stand der Technik nun vermieden oder zumin- dest gemindert werden. Insbesondere soll ein ungleichmäßiger Härteeintrag der ein- zelnen Aktuatorscheiben aufgrund hoher Wanddickensprünge verhindert werden.

Auch sollen zusätzliche Toleranzen zwischen der Aktuatorscheibe und dem Schrägku- gellager ausgeschlossen werden. Darüber hinaus soll eine Relativbewegung zwischen der Aktuatorscheibe und dem Schrägkugellager und erhöhter Verschleiß abgestellt werden. Der bisher hohe Platzbedarf aufgrund einer Fügestelle soll vermieden wer- den. Eine Vormontage des Schrägkugellagers in der Aktuatorscheibe soll unterbleiben können. Ferner soll hoher Materialverlust bei der üblichen spanenden Kombination von Aktuatorscheibe und Schrägkugellager-Außenring vermieden werden. Eine spa- nende Kombination der Aktuatorscheibe und des Schrägkugellager-Außenrings muss bisher durchgehärtet werden, was hohe Flärtezeiten nach sich zieht, was auch vermie- den werden soll. Grundsätzlich sollen die hohen Zeiten und hohen Kosten bei einer spanenden Herstellung der Rampenkontur vermieden werden. Materialfasern sollen nicht mehr durchtrennt werden, um so die Festigkeit zu erhöhen.

Es soll also zusammenfassend erreicht werden, dass Verstelleinheiten, umfassend Wälzlager und einen Rampenaktuator mit einem Rampenmechanismus, beinhaltend eine Schwenkaktuatorscheibe / Rampenscheibe und eine Standaktuatorscheibe, nicht mehr zu viel Material aufweisend / massiv und spanabhebend gefertigt werden. Trotz- dem sollen hohe Belastungen aufgefangen werden.

Dies wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass einerseits das Verhältnis von axialer Breite der Rampenscheibe relativ zu deren Stützhöhe zwischen 2,9 und 4,1 liegt, bevorzugt 3,0, 3,1 , 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9 oder 4,0 beträgt, und andererseits das Verhältnis zwischen dem Rampenra- dius der Rampe der Rampenscheibe relativ zur Stützhöhe der Rampenscheibe zwi- schen 0,7 und 1 ,3 liegt, bevorzugt 0,8, 0,9, 1 ,0, 1 ,1 oder 1 ,2 beträgt.

Mit anderen Worten wird also auf Blechmaterial gesetzt, um eine Verstelleinheit reali- sieren zu können. Ein Faserverlauf wird bei der vorgestellten Lösung nicht unterbro- chen und geht von der Stirnseite der Rampenscheibe, aufweisend die Rampenkontur, in Richtung einer gegenüberliegenden Stirnseite, wobei der Außenkontur des Bauteils gefolgt wird. Der Faserverlauf nähert sich dabei einer radialen Innenkante der die Rampenkontur aufweisenden Stirnseite zielgerichtet an.

Eine massive Rampenscheibe, wie sie etwa aus der DE 10 2005 051 500 B3 bekannt ist, wird vermieden. Trotzdem können drei bzw. fünf Kugeln mit/ohne Axialkugelkäfig eingesetzt werden. Auch wird eine Lagerung der stehenden Aktuatorscheibe umge- setzt. Eine Lagerung der schwenkenden Aktuatorscheibe, also der schwenkbaren Rampenscheibe, ist derart, dass sie bspw. die Lamellen eines Lamellenpakets einer Lamellenkupplung betätigt, nämlich unter Nutzung der stehenden Aktuatorscheibe / Standaktuatorscheibe. Durch eine relative Rotationsbewegung der verzahnten Aktua- torscheibe / Rampenscheibe gegenüber der Standaktuatorscheibe / stehenden Aktua- torscheibe, werden die Kugeln entlang einer Rampengeometrie abgerollt, wodurch aus der Rampensteigung ein Axialversatz resultiert. Dieser Axialversatz betätigt ein Lamellenpaket, worüber Schaltzustände im Getriebe abgebildet werden können.

Die Rampenscheibe hat somit eine Doppelfunktion, nämlich Rampen zum Ablaufen von Kugeln aufzuweisen, und eine Laufbahn zur Verfügung zu stellen, um Wälzkörper eines Schrägkugellagers zu kontaktieren. Dadurch kann eine Verstelleinheit für ein Ausrücksystem für Lamellenkupplungen realisiert werden, etwa bei (Differential-)ge- trieben, wobei auf einer Seite eine stehende Kupplungsscheibe vorhanden ist und auf der anderen Seite ein Betätigungselement vorhanden ist. Dabei hat es sich bewährt, wenn die Rampenkontur aufgeprägt wird.

Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.

So ist es von Vorteil, wenn einerseits das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des als Kugel ausgebildeten Lagerwälzkörpers relativ zu der Schulterhöhe des Lagerrings > 3:2, aber < 10, 7,5 oder 5 ist und andererseits die Wandstärke des Lagerrings am Scheitelpunkt des Lagerwälzkörpers relativ zur Schulterhöhe des Lagerrings zwischen 0,2 und 0,6 liegt, bevorzugt 0,3, 0,4 oder 0,5 ±0,05 beträgt.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Rampenring als spanlos hergestelltes Blechteil ausgebildet ist. Auf Spanvorgänge kann dann verzichtet werden, wodurch der Faserverlauf ununterbrochen bleibt und die Belastungen im Betrieb höher ausfallen können. Es ist zweckmäßig, wenn das Wälzlager als Schrägkugellager oder angestelltes Ku- gellager ausgebildet und eingebaut ist. Auf diese Weise kann mit günstigen Standard- komponenten eine langlebige Unterbaueinheit geschaffen werden.

Wenn über dem Umfang der Stirnseite der Rampenscheibe drei segmentartig abge- grenzte Rampen mit einer konkaven Kontur vorhanden sind, so kann die Krafteinlei- tung optimiert werden und ein Verkippen ausgeschalten bleiben. Eine gute Funktiona- lität ist die Folge.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ist auch dadurch gekennzeichnet, dass die Stirn- seite der Rampenscheibe von einem Flansch gestellt ist, der zumindest einen radial abstehenden Vorsprung und/oder stirnseitige über den Umfang gesehen gleichver- teilte und gleichartige Nuten besitzt. Eine elektromotorische Verschwenkung mittels eines Elektromotors kann dann aufgrund eines Formschlusses effizient hervorgerufen werden. Auch lässt sich Schmiermittel geschickt zuführen.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Fierstellen einer Rampenscheibe für ei- nen Rampenaktuator, wobei die Rampenscheibe vorzugsweise Verhältnisse von axia- ler Breite der Rampenscheibe relativ zu deren Stützhöhe zwischen 2,9 und 4,1 sowie ein Verhältnis zwischen dem Rampenradius der Rampe der Rampenscheibe relativ zur Stützhöhe der Rampenscheibe zwischen 0,7 und 1 ,3 besitzt, und die Schritte Zie- hen, Stauchen und Prägen, vorzugsweise in dieser Reihenfolge, durchlaufen werden.

Auch betrifft die Erfindung eine Weiterentwicklung des Verfahrens zum Fierstellen ei- ner Rampenscheibe für einen Rampenaktuator, insbesondere aufweisend die Schritte Ziehen, Stauchen und Prägen, wobei auch statt dieser Schritte andere Schritte oder zusätzliche Schritte vorhanden sein können und die vorstehend besagten Verhältnisse vorliegen oder abgewandelt sind, wobei die kleinste radiale und/oder axiale Wand- stärke der Rampenscheibe größer als die Stärke ihres Ausgangsmaterials, etwa einer Ronde, ist.

Es ist dabei von Vorteil, wenn zwischen dem Ziehen und dem Stauchen die Rampen- scheibe beschnitten und/oder gelocht wird. Ferner ist es von Vorteil, wenn der Abstand zwischen der Rampenoberfläche und der Laufbahn auf der Innenseite der Rampenscheibe für die Kugeln des Schrägkugella- gers an der dünnsten Stelle größer als die Dicke des Ausgangsmaterials für die Ram- penscheibe ist.

Es wird nun also eine Kombination der Aktuatorscheibe mit der Rampenkontur und dem (Lager-)Außenring eines einreihigen Schrägkugellagers unter Vermeidung von Fügestellen vorgestellt. Somit ermöglicht diese einteilige Variante ein einfacheres Handling und eine einfachere Montage. Eine kompakte Bauweise unter Reduktion von Bauraum und Gewicht wird erreicht. Eine spanlose Formgebung des (Lager-) Außen- ringes, insbesondere unter Nutzen von Kaltumformen / Tiefziehen eines Absatzes für die Kugellagerlaufbahn wird umgesetzt. Die Lagerlaufbahn kann vorgeprägt werden und im Abschluss möglicherweise spanend nachgearbeitet werden, bspw. unter Nut- zen von Schleif- und/oder Hohnschritten. Als bevorzugtes Material hat sich 16MnCr5 herausgestellt. Die benötigte Oberflächenhärte kann mittels Einsatzhärtens erreicht werden. Einsatzhärten eignet sich auch für eine Kaltumformung. Eine höhere Festig- keit durch den Umformprozess, aufgrund einer Vermeidung eines Durchtrennens der Materialfasern, ist die Folge.

Aus einer Ronde wird mittels Tiefziehens die Form vordefiniert. Die Rampengeometrie wird durch Prägen hergestellt und betrifft die geforderte Genauigkeit und Oberflächen- güte. Die Lagerlaufbahn wird vorgeprägt und abschließend spanend nachbearbeitet, so gewünscht. Der Kugelkranz und der Innenring sind möglichst Standardkomponen- ten. Eine Verdrehsicherung durch einen Hebel bzw. durch radial angeordnete Nuten ist wünschenswert. Eine Ölzufuhr durch radial angeordnete Nuten ist ebenfalls wün- schenswert. Mit anderen Worten wird nun eine Verstelleinheit möglich, die nicht mehr massiv und schwer ist und eben nicht zu viel Material besitzt. Auf spanabhebende Verfahren wird aus Kostengründen verzichtet. Die Verstelleinheit wird aus Blechkom- ponenten zusammengestellt, die den hohen Belastungen im Einsatz gewachsen sind.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Dabei sind unterschiedliche Ausführungsformen wiedergegeben. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungs- form eines Rampenaktuators in teilgeschnittener Wiedergabe,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht nur der schwenkbaren Rampenscheibe der Aus- führungsform aus Fig. 1 ,

Fig. 3 eine weitere perspektivische Ansicht der Rampenscheibe aus Fig. 2,

Fig. 4 eine weitere perspektivische Ansicht eines anderen Rampenaktuators gemäß der Erfindung,

Fig. 5 eine Längsschnittdarstellung durch ein verwendetes einreihiges Schrägkugel- lager und eine Rampenscheibe, wie sie auch in Fig. 4 dargestellt ist, für jenes spezielle Ausführungsbeispiel eines Rampenaktuators,

Fig. 6 eine Frontansicht auf die Stirnseite der Rampenscheibe mit ihren dort gleich- verteilt angeordneten drei Rampen und hinter der Rampenscheibe befindli- chen als einreihiges Schrägkugellager ausgebildetem Wälzlager,

Fig. 7 eine Längsschnittdarstellung durch den Rampenaktuator und der Fign. 4 bis

6,

Fign. 8 bis 11 eine weitere Ausführungsform eines Rampenaktuators gemäß der Dar- stellungsart der Fign. 4 bis 7 und

Fign. 12 bis 14 die Verfahrensabfolge zum Herstellen der Rampenscheibe.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der

Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rampenaktuators

1 dargestellt. Der Rampenaktuator 1 weist eine schwenkbare Rampenscheibe 2 auf. Die Rampenseite 2 kann auch als schwenkbarer Rampenring oder Schwenkaktuator- scheibe bezeichnet werden. Unter Vorgriff auf Fig. 10 sei auf ein als Verzahnung oder Vorsprung ausgebildetes Verzahnungssegment 3 zum Koppeln eines Elektromotors hingewiesen.

Zurückkommend auf Fig. 1 sei das Vorhandensein von einer Rampe 4 auf einer ers- ten Stirnseite 5 bzw. einer ersten Stirnfläche hingewiesen. Um genau zu sein, gibt es drei segmentartige Rampen 4, die eine konkave Oberfläche zur Aufnahme von einer Kugel oder mehreren .Kugeln, etwa zwei, drei, vier oder fünf Kugeln, besitzt. Diese Kugeln sind nicht dargestellt.

Davon beabstandet gibt es eine Laufbahn 6, auf der Lagerwälzkörper 7 eines der Auf- nahme von Radial- und Axialkräften vorbereiteten Wälzlagers 8 besitzt. Dieses Wälz- lager 8 besitzt auch einen Lagerring 9, nämlich einen Lagerinnenring 10, der zum La- gern / Festlegen auf einer Welle vorbereitet ist. Diese Welle ist nicht dargestellt. Die Rampenscheibe 2 stellt somit den Lageraußenring des Wälzlagers 8. Es kann ein Kä- fig 11 vorhanden sein, um die Lagerwälzkörper 7 in Position zu halten.

Wie in den Fign. 2 und 3 auch gut zu erkennen ist, besitzt die Rampenscheibe 2 somit einen Flansch / Flanschbereich 12 und eine Hülse / einen Hülsenbereich 13. Der Flansch 12 stellt die erste Stirnseite 5 mit den Rampen 4, wohingegen die Hülse 13 die Laufbahn 6 für die Lagerwälzkörper 7 des Wälzlagers 8 stellt.

Insbesondere in Fig. 4 ist das Vorhandensein von gleichverteilten in Radialrichtung ra- genden Ausnehmungen 14 auf der Außenseite des Flansches 12 der Rampenscheibe 2 zu erkennen. Davon abweichend gibt es grundsätzlich anders ausgebildete Ausneh- mungen 14 in der Ausführungsform der Rampenscheibe 2 gemäß der Ausführungs- form nach Fig. 8, wobei diese Ausnehmungen als Ölführungsnuten 15 gestaltet sind und kanalartig ausgebildet sind. Dort, bei dieser Ausführungsform, gibt es einen radial abstehenden Vorsprung 16, der letztlich das Verzahnungssegment 3 stellt. Zurückkommend auf die Ausführungsform der Fig. 4 sei auch auf die Fign. 5 bis 7 hin- gewiesen. Die axiale Breite der Rampenscheibe 2 ist mit dem Bezugszeichen 17 ver- sehen. Die Stützhöhe ist mit dem Bezugszeichen 18 versehen. Der Rampenradius ist mit dem Bezugszeichen 19 gekennzeichnet. Die Schulterhöhe der Rampenscheibe ist mit dem Bezugszeichen 20 versehen. Der Durchmesser des kugelartigen Lagerwälz- körpers 7 ist mit dem Bezugszeichen 21 versehen. Die Schulterhöhe des Lagerrings ist mit dem Bezugszeichen 22 versehen. Die Wandstärke des Lagerrings am Scheitel- punkt des Lagerwälzkörpers 7 ist mit dem Bezugszeichen 23 versehen. Die Wand- stärke der Rampenscheibe am Scheitelpunkt des Lagerwälzkörpers ist mit dem Be- zugszeichen 24 versehen. Dabei ist die Wandstärke 24 bestimmt durch den kleinsten Abstand zwischen der konkaven Oberfläche der Laufbahn auf der Rampe 4 für die entsprechende Kugel und der Laufbahn auf der radialen Innenseite der Rampen- scheibe 2 für die Lagerwälzkörper 7.

Bei dem Wälzlager 8 handelt es sich um ein 35° ±4° angestelltes einreihiges Schräg- kugellager. Grundsätzlich sind aber auch Druckwinkel denkbar, die größer oder klei- ner als 35° sind.

Das Ausführungsbeispiel der Fign. 8 bis 11 ist jenem der Fign. 4 bis 7 hochgradig ähnlich und unterscheidet sich jedoch insbesondere in der Ausgestaltung der Ölfüh- rungsnuten 15 resp. der Ausnehmungen 14 sowie des Vorsprunges 16.

Stützhöhen, axiale Breiten und Schulterhöhen sind herkömmlich und wie oben ange- geben definiert. Es sei festgehalten, dass die Stützhöhe 18 der Rampenscheibe 2 zwi- schen einer Ebene durch die Stirnseite 5 und eine Ebene auf der Rückseite 25 ge- messen wird, wohingegen sich die axiale Breite 17 der Rampenscheibe 2 zwischen jener Ebene durch die erste Stirnseite 5 und eine Ebene durch die gegenüberliegende Stirnseite 26 ergibt. Siehe hierzu insbesondere Fig. 9. Die Wandstärke 24 der Ram- penscheibe 2 am Scheitelpunkt des Lagerwälzkörpers 7 ist derart ausgerichtet, dass sie senkrecht auf der konkaven Oberfläche im Bereich des Rampenradius 19 der Rampenscheibe 2 steht. Die Schulterhöhe 22 des Lagerringes 9 ist bedingt durch den Abstand zwischen einer Ebene auf der radialen Außenseite des Lagerringes 9 und einer ebenfalls konzentri- schen Bezugsebene durch den Scheitelpunkt des Lagerwälzkörpers 7 in der Lager- ringlaufbahn 27. Die Kontaktlinie ist dabei mit dem Bezugszeichen 28 referenziert. Sie ist sowohl zu einer radial als auch zu einer axial ausgerichteten Achse geneigt. Sie weist eine Neigung zur radial ausgerichteten Achse von 35° ±4° auf.

Aus der Abfolge der Fign. 12, 13 und 14 ist das erfindungsgemäße Verfahren der Her- stellung ableitbar, wobei aus einer Ronde 29 mittels mehrerer Umformschritte, insbe- sondere Ziehschritte, ein Napf 30 geschaffen wird, welcher dann mittels Stauchens und Prägens zur Rampenscheibe 2 umgeformt wird. Bedeutsam ist, dass die Lauf- bahn für die Lagerwälzkörper 7 vor oder nach dem Einprägen der Rampe mittels ei- nes Prägevorganges einbringbar ist.

Bezuqszeichenliste Rampenaktuator

Rampenscheibe / Rampenring

Verzahnungssegment

Rampe

erste Stirnseite der Rampenscheibe

Laufbahn

Lagerwälzkörper

Wälzlager

Lagerring

Lagerinnenring

Käfig

Flansch

Hülse

Ausnehmung

Ölführungsnut

Vorsprung

axiale Breite der Rampenscheibe

Stützhöhe der Rampenscheibe

Rampenradius der Rampenscheibe

Schulterhöhe der Rampenscheibe

Durchmesser des kugelartigen Lagerwälzkörpers

Schulterhöhe des Lagerringes

Wandstärke des Lagerringes am Scheitelpunkt des Lagerwälzkörpers Wandstärke der Rampenscheibe am Scheitelpunkt des Lagerwälzkörpers Rückseite

zweite Stirnseite der Rampenscheibe

Lagerringlaufbahn

Kontaktlinie

Ronde

Napf