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Die Erfindung betrifft eine Ausrücklageranordnung für eine vorzugsweise hydraulisch betätigbare Kupplung, umfassend ein Ausrücklager, das über ein Federelement, das an einem Gehäuse, relativ zu dem das Ausrücklager beweglich ist, gegengelagert ist, vorgespannt ist.
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Eine solche Ausrücklageranordnung bildet das Verbindungsglied zwischen der rotierenden Kupplungsdruckplatte auf der Motorseite und dem feststehenden Ausrückmechanismus auf der Getriebeseite. Die Ausrücklageranordnung umfasst ein Ausrücklager, in der Regel ein Wälzlager, mit einem Außenring und einem Innenring. Der Innenring ist beispielsweise bei einer Ausführung der Ausrücklageranordnung als konzentrischer Nehmerzylinder (üblicherweise CSC (concentric slave cylinder) genannt) an einem Befestigungsring festgelegt, der bei einer hydraulisch betätigbaren Ausrücklageranordnung als Kolben dient und axial über ein hydraulisches Stellmittel bewegt werden kann, um die Kupplung zu betätigen. Zur Erleichterung dieser Betätigung ist das Ausrücklager über ein Federelement, üblicherweise eine Schraubenfeder, axial vorgespannt. Die Schraubenfeder ist mit einem Ende an einem lagefesten Gehäuse der Ausrücklageranordnung aufgelagert, das andere Federende ist mit dem Ausrücklager gekoppelt, beispielsweise über einen Abstützring, der seinerseits mit dem Innenring gekoppelt ist. Eine solche Ausrücklageranordnung ist beispielsweise aus
DE 199 44 083 A1 bekannt.
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Um ein Eindringen von Schmutz insbesondere in den Bereich der beweglichen Elemente der Ausrücklageranordnung zu vermeiden ist üblicherweise ein Faltenbalg vorgesehen, der sich zwischen dem Gehäuse und dem Ausrücklager erstreckt. Gehäuseseitig ist er an einer entsprechenden Halteaufnahme angeordnet, auch ausrücklagerseitig ist beispielsweise am Abstützring eine entsprechende Aufnahme für den Faltenbalg vorgesehen, so dass er an beiden Elementen fest angeordnet werden kann und die Relativbewegung des Ausrücklagers zum Gehäuse mitvollziehen kann.
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Bei diesen bekannten Ausrücklageranordnungen sind folglich zwei sich vom Gehäuse zum Ausrücklager erstreckende Elemente separat zu montieren, nämlich zum einen die Schraubenfeder, zum anderen der Faltenbalg, was aus Montagesicht aufwendig ist. Darüber hinaus sind gehäuse- und ausrücklagerseitig entsprechende Vorkehrungen zu treffen, um beide Elemente entsprechend fixieren zu können.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Ausrücklageranordnung anzugeben, die im Aufbau einfacher ist, gleichwohl aber die benötigte Vorspannung wie auch den Verschmutzungsschutz bietet.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Ausrücklageranordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Federelement eine aus einem Band gewickelte, sich überlappende Windungen aufweisende kegelförmige Schraubenfeder ist.
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Anstelle einer bisher üblichen, aus einem Draht gewickelten Schraubenfeder mit zwangsläufig offenen Windungen sieht die Erfindung den Einsatz einer kegelförmigen, aus einem Band gewickelten Schraubenfeder vor, wobei das Band derart gewickelt ist, dass sich die einzelnen Windungen überlappen. Es ergibt sich also eine radial geschlossene Konfiguration. Wird eine solche aus dem im Querschnitt rechteckigen Band gewickelte Schraubenfeder zwischen Gehäuse und Ausrücklager gesetzt, so werden mit diesem einen Bauteil zwei Funktionen erfüllt. Zum einen wird über die Feder die benötigte Vorspannung erzeugt. Zum anderen bildet die Feder gleichzeitig einen Verschmutzungsschutz, nachdem sie aufgrund der Wicklung aus dem rechteckigen Band mit den sich überlappenden Wicklungen ein radial geschlossenes Bauteil darstellt, das trotz intrinsisch gegebener Beweglichkeit der Windungen relativ zueinander ein geschlossenes Äußeres darstellt. Die Schraubenfeder erfüllt mithin die Funktion des im Stand der Technik verwendeten Faltenbalgs, der bei der erfindungsgemäßen Ausrücklageranordnung nunmehr entfallen kann.
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Hieraus resultiert zum einen eine vereinfachte Montage, da lediglich die Schraubenfeder zu montieren ist, jedoch kein zusätzlicher Faltenbalg. Weiterhin kann auch die Ausgestaltung des Gehäuses respektive des Ausrücklagers vereinfacht werden, da letztlich nur noch Aufnahmen für die erfindungsgemäße Schraubenfeder vorzusehen sind, nicht aber für einen zusätzlichen Faltenbalg.
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Wenngleich es bereits für einen wirksamen Verschmutzungsschutz ausreichend ist, die einander überlappenden Windungen so zu legen, dass sie einen minimalen Spalt aufweisen, sich mithin also nicht berühren, sieht eine zweckmäßige Alternative vor, die Windungen einander berührend zu legen. Dies ist möglich, insbesondere, nachdem durch entsprechendes Wickeln der radiale Druck, mit dem die Windungen aneinander anliegen, ohne Weiteres so eingestellt werden kann, dass die innere Reibung in diesem Bereich sehr gering ist, mithin also die Vorspannfunktion ohne jede Beeinträchtigung aus einer federinhärenten Reibung realisiert werden kann.
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Zur Anbindung der Schraubenfeder, die natürlich an beiden Enden jeweils eine ebene Stirnfläche aufweist, am Innenring des Ausrücklagers ist dort zweckmäßigerweise ein Lagerabschnitt vorgesehen, an dem die Schraubenfeder umlaufend bündig anliegt. Dieser Lagerabschnitt kann entweder mittels eines integral am Innenring ausgebildeten, die Schraubenfeder radial und/oder axial stützenden Lagerbundes realisiert sein, d. h., dass der Lagerring von Haus aus so ausgeformt wird, dass er den entsprechenden Federsitz bietet. Alternativ dazu kann am Innenring auch ein separates, die Schraubenfeder radial und/oder axial stützendes Lagerbauteil, insbesondere ein Ring, angeordnet werden. Die radiale Abstützung ist jedoch nicht zwingend erforderlich, nachdem die Schraubenfeder aufgrund ihrer Bildung durch das gewickelte, im rechten Querschnitt rechteckige Band eine hinreichende Eigenstabilität besitzt.
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Am Gehäuse ist entsprechend der Schraubenfederform am dortigen Ende eine geeignete Lageraufnahme, insbesondere eine umlaufende Eintiefung, vorgesehen, in der die Schraubenfeder aufgenommen ist, wobei sie dort zumindest axial abgestützt ist, zusätzlich aber auch radial gestützt sein kann.
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Die Schraubenfeder selbst ist bevorzugt aus einem Federstahlband gewickelt, grundsätzlich denkbar ist aber auch eine Wicklung aus einem entsprechenden kunststoffbasierten Material oder Verbundwerkstoff.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine Teilansicht im Schnitt durch eine erfindungsgemäße Ausrücklageranordnung einer ersten Ausführungsform;
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2 eine Perspektivansicht einer konischen, aus einem Federstahlband gewickelten Schraubenfeder;
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3 eine Teilansicht im Schnitt einer erfindungsgemäßen Ausrücklageranordnung einer zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt als Prinzipdarstellung im Schnitt eine erfindungsgemäße Ausrücklageranordnung 1, umfassend ein Ausrücklager 2 mit einem Außenring 3 und einem Innenring 4 sowie dazwischen wälzenden Kugeln 5. Das Ausrücklager 2 ist über einen radial nach innen gerichteten Flansch 6 des Innenrings 4 an einem Kolben 7, das über ein hier nicht näher gezeigtes hydraulisches Betätigungsmittel zum Betätigung der Kupplung axial bewegt wird, in an sich bekannter Weise befestigt.
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Der Kolben 7 ist in einem zylindrischen Ring 8, der an einem Gehäuse 9 ausgebildet ist, das positionsfest ist, axial bewegbar, mit ihm also auch das Ausrücklager 2.
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Um das Ausrücklager 2 relativ zum Gehäuse 9 vorzuspannen ist ein Federelement 10 vorgesehen, das sich zwischen dem Gehäuse 9 und dem Ausrücklager 2 erstreckt. Das Federelement 10 ist eine konische Schraubenfeder 11, die aus einem im Querschnitt rechteckigen Metallband, vorzugsweise einem Federstahlband, gewickelt ist. Ersichtlich liegen die einzelnen Windungen 13 so, dass sie sich einander überlappen. Die Windungen 13 können so geführt sein, dass sie im Überlappungsbereich über einen minimalen Spalt beabstandet sind, sie können aber auch aneinander anliegen, wobei die Wicklung dergestalt ist, dass sich eine möglichst geringe Reibung zwischen den einzelnen Überlappungsbereichen ergibt. Gegebenenfalls kann die Feder außenseitig mit einem Gleitbelag 12 versehen sein, auf dem die Windungen im Überlappungsbereich gleiten. Infolge der quasi radial nach außen hin geschlossenen Ausführung der Schraubenfeder 11 erfüllt diese folglich zwei Funktionen. Zum einen spannt sie das Ausrücklager 2 vor, zum anderen bildet sie einen Verschmutzungsschutz, d. h., dass die konische Schraubenfeder 11 den darunter befindlichen Bereich, insbesondere den Bereich, in dem die beweglichen Elemente relativ zueinander geführt sind, kapselt. D. h., dass ein einziges Bauteil folglich die Doppelfunktion erfüllt, die bisher im Stand der Technik zwei separate Bauteile erfüllt haben.
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Die Schraubenfeder 11, die im Detail in vergrößerter Ansicht als Perspektivdarstellung in 2 gezeigt ist, weist jeweils ebene Enden 14, 15 auf, mit denen die bündig an entsprechenden Lagerabschnitten am Axiallager 2 respektive am Gehäuse 9 aufgelagert ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist am Innenring 4 ein Lagerbund 16, der sich radial nach außen erstreckt, ausgeformt, an dem ersichtlich die Schraubenfeder axial abgestützt ist. Dieser Lagerbund 16 ist also integral mit dem Innenring 4.
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Am Gehäuse 9 ist eine entsprechende Eintiefung 17 ausgebildet, in der das Ende 15 der Schraubenfeder 11 aufgenommen ist und dort axial abgestützt ist, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel auch eine radiale Abstützung gegeben ist. D. h., dass das Schraubenfederende 15 dort radial leicht klemmend fixiert sein kann.
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2 zeigt wie beschrieben in einer Perspektivansicht die Schraubenfeder 11. Deutlich erkennbar ist, wie sich die einzelnen Windungen 13 überlappen, so dass sich die quasi röhrenförmige Kegelform ergibt, die radial gesehen nach außen geschlossen ist, so dass die Schraubenfeder 11 die Kapsel- respektive Schmutzschutzfunktion bieten kann.
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3 zeigt schließlich eine zweite Ausführungsform einer Ausrücklageranordnung 1, ebenfalls umfassend ein Ausrücklager 2 und ein Gehäuse 9. Wiederum ist ein Federelement 10 in Form einer konischen Schraubenfeder 11 vorgesehen, deren Windungen 13 sich überlappen. Anders als bei der Ausgestaltung gemäß 1 ist die Schraubenfeder 11 mit ihrem ausrücklagerseitigen Ende 14 hier an einem am Innenring 4 angeordneten Lagerbauteil 18 in Form eines umlaufenden Rings 19 abgestützt. Der Ring 19 ist mit einem den Innenring 4 untergreifenden Axialflansch 20 am Innenring 4 fixiert. Er weist einen Radialflansch 21 und einen weiteren Axialflansch 22 auf. Am Radialflansch 21 ist das Federelement 11 axial und am Axialflansch 22 radial abgestützt.
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Die Halterung des gegenüberliegenden Schraubenfederendes 15 erfolgt am Gehäuse ebenfalls in einer Eintiefung 17. Aufbau und Funktion ist insoweit – abgesehen von der unterschiedlichen Lagerung des ausrücklagerseitigen Endes 14 der Schraubenfeder 11 – die gleiche wie zur Ausführungsform nach 1 beschrieben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ausrücklageranordnung
- 2
- Ausrücklager
- 3
- Außenring
- 4
- Innenring
- 5
- Kugel
- 6
- Flansch
- 7
- Kolbenbauteil
- 8
- Ring
- 9
- Gehäuse
- 10
- Federelement
- 11
- Schraubenfeder
- 12
- Gleitbelag
- 13
- Windung
- 14
- Ende
- 15
- Ende
- 16
- Lagerbund
- 17
- Eintiefung
- 18
- Lagerbauteil
- 19
- Ring
- 20
- Axialflansch
- 21
- Radialflansch
- 22
- Axialflansch
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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