DE19912432A1 - Ausrücklager - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Ausrücklager für ein Ausrücksystem von in Fahrzeugen eingesetzten Schalttrennkupplungen, wobei ein Lagerring des Ausrücklagers zweiteilig gestaltet ist und eine Lagerschale an der ein Flanschteil abgestützt ist, umfaßt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Ausrücklager für eine Kupplung vorzugsweise in
Kraftfahrzeugen. Vorrichtungen dieser Bauart bestehen in der Regel zumindest
aus einem drehstarr auf einer Schiebehülse angeordneten Lagerring, einer mit
der Drehzahl der Kupplung rotierenden Lagerschale, wobei zwischen den beiden
Bauteilen sich um eine gemeinsame Rotationsachse drehende Wälzkörpern
untergebracht sind. Die Verschiebung dieses Ausrücklagers bewirkt die
Auslenkung einer Tellerfeder, die das Ein- und Ausrücken der Kupplung steuert.
Die Verschiebung erfolgt über ein manuell zu betätigendes Kupplungspedal oder
ein automatisiertes Betätigungssystem, wobei im Falle der manuellen Betätigung
die Bewegung des Pedals über einen Bowdenzug und einen Ausrückhebel auf
das Führungsrohr des Ausrücklagers übertragen werden kann. Andere manuelle
oder automatisierte Betätigungssysteme sind beispielsweise hydraulisch
betätigt. Diese umfassen einen Geber- und Nehmerzylinder, die durch eine
Hydraulikleitung verbunden sind. Bei einer Aktivierung des Geberzylinders wird
das in diesem befindliche Druckfluid durch die Hydraulikleitung auf den
Nehmerzylinder übertragen und löst damit eine Axialverschiebung des
Ausrücklagers aus.
Der Aufbau des Ausrücklagers entspricht weitestgehend dem eines Axiallagers
bzw. eines Schrägkugellagers, wobei jeder Lagerring ein abgewinkeltes,
rechtwinklig zur Symmetrieachse des Ausrücklagers angeordnetes Flanschteil
aufweist. Dabei ist ein Lagerring über das Flanschteil drehstarr mit dem axial
verschiebbaren Betätigungsglied verbunden. An dem Flanschteil des weiteren
zur Kupplung ausgerichteten, umlaufenden Lagerrings sind die
Tellerfederzungen bzw. Ausrückhebel der Kupplung abgestützt.
Zur Vermeidung des Eintritts von Staub und Verunreinigungen aller Art in das
Ausrücklager ist dieses mit Abdichtungen versehen, die außerdem
Schmiermittelaustritt aus dem Ausrücklager verhindern.
Im eingebauten Zustand kann das Ausrücklager einem sogenannten
Zungenschlag, d. h. einem Axialschlag der Tellerfedern ausgesetzt sein, der den
Verschleiß des Ausrücklagers erhöht und damit zu einer Minderung der
Lebensdauer führt. Dieser fertigungsbedingte, von Kupplungstellerfedern
verursachte Axialschlag führt bei den zuvor genannten Ausrücksystemen zu
Dichtigkeitsproblemen und Komforteinbußen.
Weiterhin können die beiden durch die Kupplung getrennten
Antriebskomponenten einen achsparallelen Versatz der kraftübertragenden
Wellen aufweisen, der durch eine Selbstzentrierung des Ausrücklagers
kompensiert werden muß, da ansonsten das Ausrücklager einem erhöhten
Verschleiß ausgesetzt ist und Komforteinbußen durch Vibrationen hingenommen
werden müssen.
Zur Kompensation bzw. zum Ausgleich eines solchen nachteiligen
Zungenschlags und des axialen Versatzes der kraftübertragenden Wellen
wurden verschiedene Lösungsansätze vorgeschlagen.
Die DE-U 72 45 141 offenbart eine Ausrücklager-Anordnung, bei der zwischen
den Federzungen der Tellerfeder und dem Innenring des Ausrücklagers ein
Zentrierring angeordnet ist. Die Anlagefläche ist zwischen dem Innenring und
dem Zentrierring kugelförmig gestaltet, wodurch sich der Zentrierring gegenüber
dem Innenring des Ausrücklagers verschieben und damit ausrichten kann.
Nachteil der vorgeschlagenen Lösung ist u. a. ein Fehlen eines radialen,
achsparallelen Ausgleichs in Form einer radialen Selbstzentrierung, so daß ein
Versatz der kraftübertragenden Wellen nicht kompensiert werden kann.
Außerdem taumelt ein Ausrücklager der offenbarten Lehre um den
Kugelmittelpunkt des kugelförmig ausgestalteten Zentrierrings, da das
Ausrücklager nur auf dieser axialen Höhe mittels eines elastischen Rings
gelagert ist, so daß auch hier Laufunförmigkeiten und damit verbundene
Vibrationen zu erwarten sind. Die Ausgestaltung des Ausrücklagers in Form
massiver, spanabhebend gefertigter Bauteile bringt außerdem einen relativ
großen erforderlichen Einbauraum und ein hohes Eigengewicht mit sich.
Die Anordnung eines selbstzentrierenden Ausrücklagers ist in US 4 555 007
gezeigt. Der drehstarr angeordnete äußere Lagerring des Ausrücklagers ist
radial verschiebbar an einem Gehäuse abgestützt, welches drehfest mit der
Verschiebehülse verbunden ist. Das Gehäuse umgreift dabei außenseitig das
Ausrücklager nahezu vollständig, wobei der äußere, achsparallel zur
Symmetrieachse des Ausrücklagers verlaufende Schenkel des Gehäuses am
freien Ende mit einer Dichtscheibe versehen ist, die radial nach innen gerichtet
mit dem zweiteilig gestalteten Innenring des Wälzlagers eine
Labyrinthabdichtung bildet. Diese Anordnung ermöglicht keine Verschiebung
oder ein Verschwenken eines Bauteils vom Ausrücklager zum Ausgleich eines
Zungenschlags der Tellerfederzungen.
Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Ausrücklager derart auszubilden, daß eine
Anpassung des Ausrücklagers zum Ausgleich eines achsparallelen Versatzes
der kraftübertragenden Wellen und eine Kompensation des Zungenschlags der
Tellerfederzungen sowie andere zum Versatz der beiden Wellen beitragenden
Einflüsse ermöglicht wird. Außerdem soll das Ausrücklager einen gegenüber
dem Stand der Technik verkleinerten Einbauraum aufweisen sowie
kostengünstiger fertigbar sein.
Die vorliegende Aufgabe wurde erfindungsgemäß durch Ausbildung eines
Ausrücklagers gelöst, das aus einem zwischen einem drehstarr auf einer
Schiebehülse angeordneten Lagerring, einer rotierenden Lagerschale sowie
zwischen beiden Bauteilen geführten, sich um eine gemeinsame Rotationsachse
drehenden Wälzkörpern besteht und zwischen einer zur Kupplung gehörigen
Tellerfeder und dem Ausrücklager zwei komplementäre Kugelflächensegmente
aufweisende Bereiche vorsieht, wobei der erste ein Kugelflächensegment
aufweisenden Bereich mittelbar oder unmittelbar an der Tellerfeder vorgesehen
ist und der zweite ein Kugelflächensegment aufweisende Bereich mittelbar oder
unmittelbar am Ausrücklager vorgesehen ist und der Krümmungsradius der
Kugelflächensegmente die von den Wälzkörpern des Ausrücklagers
vorgegebene gemeinsame Rotationsachse schneidet und das Ausrücklager
parallel zur Rotationsachse selbstzentrierend ist.
Vorteilhaft ist weiterhin, daß die die Kugelflächensegmente aufweisenden
Bauteile sich gegeneinander verschwenken können, ohne daß Rückstellkräfte
wirksam werden, die in dem vorgesehen Schwenkbereich durch Anschläge
bewirkt werden können.
Der Aufbau des erfindungsgemäßen Ausrücklagers sieht weiterhin einen
zweiteilig gestalteten Lagerring vor, an dem die Tellerfederzungen bzw. die
Kupplungstellerfedern der Reibungskupplung abgestützt sind. Dieser
umlaufende Lagerring ist zur Führung der Wälzkörper mit einer Lagerschale
versehen und mit einem mit den Federzungen zusammenwirkenden Flanschteil,
das an der Lagerschale abgestützt ist, wobei des Flanschteil und die
Lagerschale die komplementären Kugelflächensegmente bilden. Damit ist der
einen Abstützflansch bzw. ein Flanschteil bildende Abschnitt des Lagerringes
getrennt von dem Bauteil, an dem die Wälzkörper geführt sind. Durch den
erfindungsgemäß geteilten Lagerring kommt es im eingebauten Zustand bei
einem fertigungsbedingten Axialschlag der Kupplungstellerfeder zu einer
einmaligen Einstellung des geteilten Lagerrings, d. h. einer Verschiebung des
Flanschteils zur Lagerschale. Die vom Axialschlag ausgehenden Zwangskräfte
werden folglich vom Ausrücklager ferngehalten, wodurch ein optimaler Rundlauf
des Wälzlagers erhalten bleibt. Der erfindungsgemäße selbsteinstellende,
rotierende Lagerring des Ausrücklagers unterbindet weiterhin damit wirksam ein
nachteiliges vom Axialschlag ausgehendes Kupplungsrupfen. Der Aufbau des
erfindungsgemäßen zweiteilig gestalteten Lagerrings ist dabei sowohl für eine
gezogene als auch für eine gedrückte Betätigung der Reibungskupplung
einsetzbar.
Die Erfindung schließt weiterhin ein abgedichtetes Ausrücklager ein, d. h.
Dichtelemente, die beidseitig der Wälzkörper angeordnet sind. Damit wird ein
nachteiliger Eintritt von Verunreinigungen in das Innere des Ausrücklagers, d. h.
auf die Führungsbahn der Wälzlager vermieden. Gleichzeitig verhindern diese
Dichtungselemente einen Schmiermittelaustritt aus dem Ausrücklager.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind so vorgesehen, daß zur Abdichtung des
Innenraums des Ausrücklagers eine Dichtscheibe an dem Lagerring angeordnet
sein kann und daß ein freies Ende der Dichtscheibe unter Einhaltung eines
Dichtspalts bis an das Flanschteil geführt sein kann.
Auch kann die Dichtscheibe spanlos aus Blech hergestellt sein und/oder ein L-
förmiges Profil aufweisen, wobei ein kurzer Schenkel unter Vorspannung an
einem zylindrischen Schenkel unter Einhaltung eines Ringspalts radial in
Richtung des Lagerrings ausgerichtet sein kann.
Die Bauteile des zweiteilig gestalteten, umlaufenden Lagerings sind im Bereich
einer gekrümmten Kontaktzone abgestützt. Bei einer von den
Kupplungstellerfedern ausgehenden, schräggerichteten Krafteinleitung auf das
Flanschteil des Lagerrings ist dadurch eine gewisse Verschiebung gegenüber
dem Lagerring möglich. Die gekrümmte Kontaktzone kann dabei an die
auftretenden Kräfte bzw. unter Berücksichtigung des verwendeten Werkstoffs
bzw. der Werkstoffpaarung zur Verschleißminderung und Erzielung einer hohen
Lebensdauer entsprechend dimensioniert sein.
Die erfindungsgemäße Ausgleichsfunktion des geteilten umlaufenden Lagerrings
bewirkt einen optimalen Kraftfluß, der sich positiv auf die Lebensdauer des
Ausrücklagers auswirkt. Diese Wirkung stellt sich ein durch die Teilung des
Lagerrings in eine Lagerschale zur Führung der Wälzkörper und in ein
Flanschteil, an dem die Federzungen der Kupplungstellerfeder geführt sind. Die
Lagerschale besitzt auf der von der Wälzkörperlaufbahn abgewandten Seite eine
Kontaktzone, an der das Flanschteil abgestützt ist. In der Kontaktzone sind die
Lagerschale wie auch das Flachteil komplementär kugelsegmentförmig gestaltet
und dabei zueinander konzentrisch angeordnet, so daß in einer Einbaulage das
Flanschteil längs der Krümmung auf der Lagerschale verschiebbar ist. Die
gewünschte Selbstjustierung des zweiteilig gestalteten umlaufenden Lagerrings
wird dadurch verbessert, daß die Lagerschale und das Flanschteil im Bereich
einer Kontaktzone jeweils ein Kugelsegment bilden. Diese Formgebung
vereinfacht bei einem auftretenden Axial- oder Federzungenschlag eine gewollte
Verschiebung des Flanschteils entlang der gekrümmt gestalteten Anlagefläche
an der Lagerschale.
Eine alternative Ausbildung sieht eine dünnwandige, vorzugsweise aus Stahl
spanlos hergestellte Lagerschale vor, die in ein die Lagerschale umgreifendes
Flanschteil eingesetzt ist. Dazu ist das Flanschteil mit einer der äußeren
Krümmung der Lagerschale angepaßten eine Kontaktzone bildenden Aufnahme
versehen, die eine Verschiebung des Flanschteils längs der Krümmung der
Lagerschale ermöglicht.
Als ein ausreichender Wert für die Schwenkbarkeit des Flanschteils gegenüber
der Lagerschale hat sich für den erfindungsgemäß geteilten, umlaufenden
Lagerring ein Schwenkwinkel β von ±10°, vorzugsweise ±1,5° als ausreichend
erwiesen. Als unterstützende Maßnahme zur Erfindung einer
reibungsmindernden Verschiebung des Flanschteils auf der Lagerschale schließt
die Erfindung eine mit einem Gleitmittel behandelte Kontaktzone ein.
Die Erfindung schließt weiterhin ein, daß der innere Lagerring oder der äußere
Lagerring als geteilt umlaufender Lagerring ausgebildet sind. Damit nimmt die
Erfindung keinen Einfluß auf die Anordnung bzw. Einbaulage der Lagerringe des
Ausrücklagers und die Anordnung der die Kugelflächensegmente aufweisenden
Bereiche. So kann beispielsweise der das zweite Kugelflächensegment
aufweisende Bereich aus der Lagerschale geformt sein, die die
Kugelflächensegmente bildenden Bereiche können radial außerhalb oder radial
innerhalb des von den Wälzkörpern gebildeten Umfangs angeordnet sein
und/oder der ein erstens Kugelflächensegment aufweisende Bereich kann auf
dem Flanschteil oder direkt auf der Tellerfeder ausgeformt sein.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung bezieht sich auf die Lage der
Kontaktzone zwischen der Lagerschale und dem Flanschteil. Diese befindet sich
erfindungsgemäß in Fortsetzung einer Drucklinie, die beide Kontaktpunkte des
Wälzkörpers an der Lagerschale und dem drehstarr angeordneten Lagerring
verbindet, und die durch den Wälzkörpermittelpunkt verläuft, wobei der
Krümmungsradius die von den Wälzkörpern definierte Rotationsachse
schneidet. Die Lagerübereinstimmung begünstigt die Krafteinleitung vom
Flanschteil in das Ausrücklager.
Als eine bevorzugte Ausgestaltung umfaßt die Erfindung eine Lagerschale, die
über einen Winkel von < 100° die kugelförmigen Wälzkörper umschließt. Das
Flanschteil umschließt wiederum vollständig die Lagerschale. Zur Begrenzung
der Schwenkbewegung des Flanschteils gegenüber der dünnwandig gestalteten
Lagerschale sind in der Aufnahme des Flanschteiles jeweils, beabstandet vom
jeweiligen Ende der Lagerschale, Anschläge vorgesehen.
Die Erfindung schließt weiterhin eine Maßnahme zur Erzielung eines
vorkomplettierbaren Ausrücklagers ein. Dazu dient ein Halteglied, das an einem
Lagerring befestigt den weiteren Lagering spielbehaftet, formschlüssig umgreift.
Mit dem erfindungsgemäßen Halteglied kann eine unverlierbare
Ausrücklagereinheit geschaffen werden, mit der eine Montagevereinfachung
sowie eine kostenoptimierte Lagerhaltung erzielbar sind.
Erfindungsgemäß umfaßt das Ausrücklager Lagerringe, die spanlos,
beispielsweise durch ein Tiefziehverfahren, aus Blech hergestellt sind und sich
somit kostengünstig prozeßsicher in großen Stückzahlen fertigen lassen.
Dieselben Voraussetzungen treffen auf die Herstellung und Verwendung aller
übrigen Bauteile beispielsweise des Halteglied zu.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, das
Halteglied bzw. einen Haltering an dem drehfesten Lagerring des Ausrücklagers
zu befestigen. Das freie Ende des Haltegliedes umschließt danach unter
Einhaltung eines Ringspaltes einen Abschnitt des zugehörigen weiteren
umlaufenden Lagerrings. Das freie Ende des Haltegliedes folgt dabei radial
beabstandet einer Außenkontur des radial gestuften Abschnitts des Lagerrings
und bewirkt damit eine Haltesicherung beider Lagerringe zur Erreichung einer
vormontierbaren Einheit des gesamten Ausrücklagers. Das Halteglied übernimmt
weiterhin die Aufgabe, ein funktionsbedingtes Spaltmaß zwischen den
Lagerringen abzudichten, wodurch ein Eindringen von Staub und
Verunreinigungen aller Art in das Ausrücklager wirksam verhindert wird.
Alternativ schließt die Erfindung ein Halteglied ein, welches an der Lagerschale
oder dem Flanschteil des geteilt gestalteten Lagerrings befestigt ist und mit dem
freien Ende das zugehörigen Bauteil des geteilt gestalteten Lagerrings
übergreift. Ein derartiges Halteglied kann zusätzlich mit einem radial
ausgerichteten Bord versehen sein, der zur Schaffung einer vormontierbaren
Einheit ein freies Ende des zugehörigen weiteren Lagerrings radial übergreift.
Als Halteglied eignet sich ein spanlos aus Blech, vorzugsweise durch ein
Tiefziehverfahren hergestelltes Bauteil. Zur Befestigung kann dieses
beispielsweise über einen Preßsitz oder eine Schweißung befestigt sein. Im
eingebauten Zustand besitzt das Halteglied eine ausreichende Elastizität, so daß
deren radial gestufter Abschnitt beim Zusammenfügen der Lagerringe radial
ausweicht und damit eine formschlüssige Halterung der einzelnen Bauteile
ermöglicht.
Die Erfindung schließt ein weiteres Dichtelement ein, das zur Erreichung einer
beidseitigen Abdichtung des Innenraumes vom Ausrücklager vorzugsweise an
der vom Halteglied abgewandten Seite des Wälzkörpers angeordnet ist. Dazu
eignet sich vorzugsweise eine Dichtscheibe, die an dem drehstarr angeordneten
Lagerring befestigt und unter Einhaltung eines Ringspaltes bis an den
gegenüberliegenden Lagerring geführt ist. Als Dichtscheibe bietet es sich an, ein
spanlos aus Blech geformten Bauteil mit einem L-förmigen Profil einzusetzen.
Der kurze Schenkel dieser Dichtscheibe stützt sich dabei unter Vorspannung an
dem drehstarr angeordneten Lagerring ab. Der lange Schenkel der Dichtscheibe
überbrückt den Abstand zwischen beiden Lagerringen. Zur Erzielung eines
labyrinthartigen Dichtspaltes zwischen der Dichtscheibe und dem rotierenden
Lagerring kann weiterhin das freie Ende der Dichtscheibe parallel zu einem
vertikal verlaufenden Abschnitt des rotierenden Lagerrings angeordnet werden.
Diese Ausgestaltung verlängert den Dichtspalt und verbessert damit die
Wirksamkeit der Abdichtung.
Ein weiterer erfinderischer Gedanke sieht ein Ausrücklager, bei dem die
Lagerschale und das Flanschteil aus Bauteilen gebildet sind, die sich gegenseitig
linienberührt abstützen. Hierbei kann eine Verschiebung beziehungsweise ein
Verschwenken des Flanschteils gegenüber dem Lagerring auf einer Krümmung
des Lagerrings, die vorteilhafterweise eine linienförmige Führung bildet, möglich
sein.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Fig. 1 bis 5 näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Ausrücklager in einem Halbschnitt
mit einem geteilten Außenring,
Fig. 2 ein Ausrücklager mit einem ebenfalls zweigeteilten
Außenring, bei dem die Lagerschale im Flanschteil integriert
ist,
Fig. 3 ein alternativ gestaltetes Ausrücklager, dessen umlaufender
Innenring zweiteilig ausgebildet ist,
Fig. 4 ein zweiteiliger Außenring mit einem an der Lagerschale
befestigten Halteglied
und
Fig. 5 in einem vergrößerten Maßstab ein Detail des in Fig. 1
abgebildeten Ausrücklagers.
In Fig. 1 ist ein Ausrücklager 1a abgebildet, das an einem axial verschiebbar
angeordneten Betätigungsglied 2 befestigt ist. Das Ausrücklager 1a umfaßt
einen drehstarr mit dem Betätigungsglied 2 verbundenen inneren Lagerring 3.
Dazu ist der Lagerring 3 mit einem vertikal ausgerichteten, d. h. rechtwinkelig zu
einer Rotationsachse 4 verlaufenden Flanschteil 5 versehen, das an einem aus
Blech geformten Halteelement 6 abgestützt ist. Zur Erreichung einer
kraftschlüssigen Anlage des Flanschteils 5 am Halteelement 6 dient eine
zwischen einem inneren zylindrischen Abschnitt des Halteelements 6 und dem
Flanschteil 5 eingesetzte Tellerfeder 7. Das an einer Stirnseite 8 des
Betätigungsgliedes 2 anliegende Halteelement 6 umgreift mit einem äußeren
zylindrischen Abschnitt 9 einen Endbereich des Betätigungsgliedes 2 und greift
dabei zur Erzielung einer formschlüssigen Sicherung mit einer Schnappnase 10
in eine radiale Ausnehmung 11 des Betätigungsgliedes 2. Der umlaufende
äußere Lagerring 12a besteht aus zwei Bauteilen, und zwar einem Flanschteil
13a sowie einer Lagerschale 14a.
Das Flanschteil 13a bildet zwei rechtwinkelig zueinander angeordnete Schenkel
16, 17. Dabei dient der vertikal ausgerichtete Schenkel 16 zur Abstützung von
Federzungen 15, die mit einer im Fig. 1 nicht abgebildeten Reibungskupplung
in Verbindung stehen. Der in Gegenrichtung der Federzungen 15 abgewinkelte
Schenkel 17 ist mit einem radial nach außen gerundeten Endabschnitt 18 verse
hen und stützt sich innenseitig über eine Kontaktzone 19 an der Lagerschale 14a
ab. Die Kontaktzone 19 befindet sich dabei außenseitig an einem ein
Kugelflächensegment aufweisenden Bereich 20 der Lagerschale 14a, wobei der
Radius R des Kugelflächensegments die Rotationsachse 4 schneidet. Auf Grund
der komplementär zur Krümmung 20 gestalteten Innenkontur des Endabschnitts
18 bilden das Flanschteil 13a und die Lagerschale 14a ein Kugelsegment 22.
Zur Erzielung einer direkten Krafteinleitung und Vermeidung einer Zwangskraft
besteht zwischen der Kontaktzone 19 und der Drucklinie 23 des Ausrücklagers
1a eine Lageübereinstimmung. Die Drucklinie 23 ist durch den Druckwinkel "α"
des Ausrücklagers 1a bestimmt. Aufgrund der erfindungsgemäßen geteilten
Anordnung des Lagerrings 12a und einer gekrümmt ausgebildeten Kontaktzone
19 besitzt das Flanschteil 13a einen gewissen Freiheitsgrad, so daß sich dieses
bei einem auftretenden Axialschlag der Federzunge 15 ausrichten und dabei
eine Verschiebung der Lagerschale 14a entsprechend dem durch einen
Doppelpfeil gekennzeichneten Schwenkbereich "β" vornehmen kann.
Der innere drehstarr angeordnete Lagerring 3 bildet an dem vom Flanschteil 5
abgewandten Ende einen zylindrischen Abschnitt 24, auf dem ein hülsenartig
gestaltetes, aus Blech geformtes Halteglied 25 befestigt ist. Dieses umschließt
das Ausrücklager 1a nahezu vollständig, wobei eine Endzone 26 des
Haltegliedes 25 radial nach innen abgekantet ist und dabei den Endabschnitt 18
vom Flanschteil 13a zur Schaffung einer Verliersicherung alle Einzelteile des
Ausrücklagers 1a radial überdeckt. Im eingebauten Zustand des
Ausrücklagers 1a ist das Halteglied 25 sowohl zur Lagerschale 14a als auch zum
Flanschteil 13a radial beanstandet angeordnet. Weiterhin überdeckt das
Halteglied 25 ein Spaltmaß 27 zwischen der Lagerschale 14a und dem Lagerring
3 und verhindert dadurch ein Eindringen von Schmutz und Verunreinigungen in
das Ausrücklager 1a. An der vom Spaltmaß 27 abgewandten Seite der
Wälzkörper 21 ist der Lagerring 3 mit einer L-förmig gestalteten Dichtscheibe 28
versehen. Zur Befestigung ist ein kurzer Schenkel 29 der Dichtungsscheibe 28
unter Vorspannung am Lagerring 3 kraftschlüssig gehalten. Der radial
ausgerichtete Schenkel 30 ist dagegen unter Einhaltung eines Dichtspaltes 31
bis an das Flanschteil 13a geführt.
In der Fig. 2 ist das erfindungsgemäße Ausrücklager 1b abgebildet. Die
einzelnen Bauteile stimmen weitgehend mit denen der Fig. 1 überein, wobei
gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind.
Das Ausrücklager 1b ist mit einem zum Ausrücklager 1a abweichend gestalteten
äußeren Lagerring 12b versehen, dessen Flanschteil 13b gleichzeitig die
Wälzkörper 21 umschließt. Als Lagerschale 14b dient eine dünnwandige,
spanlos geformte Blechschale, die an einer Aufnahme 37 des Flanschteils 13b
abgestützt ist, deren Kontur angepaßt ist an die Kugelsegmentfläche der
Lagerschale 14b. Übereinstimmend mit der Fig. 1 stellt sich dabei zwischen der
Lagerschale 14b und dem Flanschteil 13b eine Kontäktzone 19 ein, die mit der
Drucklinie 23 des Druckwinkels α übereinstimmt. Auch dieser zweiteilige
Lagerring 12b ermöglicht eine Verschiebung zwischen dem Flanschteil 13b und
der Lagerschale 14 aufgrund der beweglich angeordneten Lagerschale 14b in
der Aufnahme 37. Die am Flanschteil 13b angeordneten Anschläge 35, 36, die
jeweils beabstandet zum Ende der Lagerschale 14b angeordnet sind,
verdeutlichen einen Einstellbereich zwischen dem Lagerring 12b und dem
Flanschteil 13b.
In Fig. 3 weist das Ausrücklager 1c als Alternative zu den zuvor erläuterten
Ausführungsformen einen geteilten umlaufenden inneren Lagerring 32 auf, der
sich zusammensetzt aus dem Flanschteil 33 und der Lagerschale 34. Der
äußere Lagerring 38 ist dagegen drehfest mit dem Halteelement 39 verbunden,
das an einen in Fig. 3 nicht abgebildeten Betätigungsglied befestigt ist. Die
Ausbildung des Flanschteils 33 und der Lagerschale 34 und deren Abstützung
vergleichbar mit der Ausbildung des Lagerringes 12a gemäß Fig. 1 das
Flanschteil 33 bildet ebenfalls eine Kugelflächensegment 40 mit dem Radius R,
der mit einer Außenkontur der Lagerschale 34 die Kontaktzone 41 bildet, die auf
der Drucklinie 43 des Druckwinkels angeordnet ist, wobei R die Rotationsachse
4 schneidet. Als Verliersicherung für die beiden Einzelteile des Lagerringes 32
dient ein federnd an der Lagerschale 34 befestigtes Halteglied 42, das den
Endbereich 40 des Flanschteils 33 radial überdeckt. Das Ausrücklager 1c verfügt
weiterhin über eine Dichtungsscheibe 44, die am Lagerring 38 an dem zur
Federzunge 15 gerichteten Ende befestigt ist.
Die Dichtscheibe 44 ist dabei radial nach innen gerichtet und unter Einhaltung
eines Dichtspaltes 45 bis an die Lagerschale 34 geführt.
Das in Fig. 4 abgebildete Ausrücklager 1d umfaßt ebenfalls einen umlaufend
geteilten Außenring 12a in einer zu Fig. 1 abweichenden Formgebung. Da der
prinzipielle Aufbau sich jedoch nicht unterscheidet, sind die die Lagerringe 3, 12a
betreffenden Bauteile mit den Bezugsziffern gemäß Fig. 1 versehen und nicht
weiter erläutert. Im Unterschied zu Fig. 1 umschließt die Lagerschale 14a
einen Endbereich des Lagerrings 3. Als Halteglied 46 dient eine Blechhülse, die
drehfest an der Lagerschale 14a befestigt ist und mit einem radial nach innen
gerichteten Bord 47 ein freies Ende des Lagerrings 3 überdeckt. An dem vom
Bord 47 abgewandten Ende bildet das Halteglied 46 mehrere umfangsverteilt
angeordnete Federspangen 48, die sich unter Vorspannung am Flanschteil 13a
abstützen. Zur weiteren Abdichtung des Ausrücklagers 1d zwischen dem
Flanschteil 13a und dem inneren Lagerring 3 dient eine am Flanschteil 13a
befestigte Dichtscheibe 49, deren freies Ende parallel zu dem vertikal
ausgerichteten Flanschteil 5 vom Lagerring 3 verläuft und damit einen
gewünschten verlängerten Dichtspalt 50 bildet.
In Fig. 5 sind die in Wälzkontakt stehenden Bauteile des Ausrücklagers 1a in
einem vergrößerten Maßstab abgebildet. Danach ist das Flanschteil 13a so an
der Lagerschale 14a abgestützt, daß die Drucklinie 23 des Ausrücklagers 1a,
durch die Kontaktzone 19 geführt ist. Die Drucklinie 23 verbindet die sich
zwischen dem Wälzkörper 21 und dem Lagerring 3 bzw. der Lagerschale 14a
einstellenden Kontaktpunkte 51 und 52 und führt durch den Mittelpunkt des
Wälzkörpers 21. Die Verlängerung der durch den Druckwinkel "α" definierten
Drucklinie 23 zur nicht dargestellten Rotationsachse verdeutlicht, daß zur
Erzielung einer Kugelsegmentfläche der Kugelradius die Rotationsachse
schneiden muß.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor
schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die
Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung
und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere
Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des
jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung
eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rück
bezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige
Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden
Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Erfindung ist auch nicht auf (das) die Ausführungsbeispiel(e) der Beschrei
bung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abände
rungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente
und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination
oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen
Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen
und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfah
rensschritten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem
neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschritt
folgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.
1
aAusrücklager
1
bAusrücklager
1
cAusrücklager
1
dAusrücklager
2
Betätigungsglied
3
Lagerring
4
Symmetrieachse
5
Flanschteil
6
Halteelement
7
Tellerfeder
8
Stirnseite
9
Abschnitt
10
Schnappnase
11
Ausnehmung
12
aLagering
12
bLagering
13
aFlanschteil
13
bFlanschteil
14
bLagerschale
14
bLagerschale
15
Federzunge
16
Schenkel
17
Schenkel
18
Endabschnitt
19
Kontaktzone
20
Krümmung
21
Wälzkörper
22
Kugelflächensegment
23
Drucklinie
24
Abschnitt
25
Halteglied
26
Endzone
27
Spaltmaß
28
Dichtscheibe
29
Schenkel
30
Schenkel
31
Dichtspalt
32
Lagerring
33
Flanschteil
34
Lagerschale
35
Anschlag
36
Anschlag
37
Aufnahme
38
Lagerring
39
Halteelement
40
Endabschnitt
41
Kontaktzone
42
Halteglied
43
Drucklinie
44
Dichtscheibe
45
Dichtspalt
46
Halteglied
47
Bord
48
Federspange
49
Dichtscheibe
50
Dichtspalt
51
Kontaktpunkt
52
Kontaktpunkt
αDruckwinkel
βWinkel des Schwenkbereichs
RRadius des Kugelflächensegments
αDruckwinkel
βWinkel des Schwenkbereichs
RRadius des Kugelflächensegments
Claims (32)
1. Ausrücklager einer Kupplung vorzugsweise für Kraftfahrzeuge zumindest
bestehend aus einem drehstarr auf einer Schiebehülse angeordneten
Lagerring, einem rotierenden Lagerring sowie zwischen beiden Bauteilen
geführten, sich um eine gemeinsame Rotationsachse drehenden
Wälzkörpern mit folgenden Merkmalen:
- a) zwischen einer zur Kupplung gehörigen Tellerfeder und dem Ausrücklager sind zwei komplementäre Kugelflächensegmente aufweisende Bereiche vorgesehen,
- b) der erste der Kugelflächensegmente aufweisenden Bereiche ist mittelbar oder unmittelbar an der Tellerfeder vorgesehen,
- c) der zweite der Kugelflächensegmente aufweisenden Bereiche ist mittelbar oder unmittelbar am Ausrücklager vorgesehen,
- d) der Krümmungsradius der Kugelflächensegmente schneidet die von den Wälzkörpern des Ausrücklagers vorgegebene gemeinsame Rotationsachse,
- e) das Ausrücklager ist parallel zur Rotationsachse selbstzentrierend.
2. Ausrücklager insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Kugelflächensegmente aufweisenden Bereiche
gegeneinander schwenkbar sind.
3. Ausrücklager insbesondere nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die die Kugelflächensegmente aufweisenden Bauteile
frei von der Einwirkung von Rückstellkräften, die durch im vorgesehenen
Schwenkbereich der Bauteile angeordnete Anschläge bewirkt werden,
sind.
4. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kugelflächensegmente bildenden
Bereiche einen vorzugsweisen Schwenkbereich von β = ±10°;
vorzugsweise β = ±1,5° bilden.
5. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Lagerring in ein die
Anpreßplatte für die Tellerfeder bildendes Flanschteil und eine Lagerschale
aufgeteilt ist.
6. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der zweite ein Kugelflächensegment
aufweisende Bereich aus einem zum umlaufenden Lagerring gehörigen
Bauteil angeformt ist.
7. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die die Kugelflächensegmente bildenden
Bereiche radial außerhalb des von den Wälzkörpern gebildeten Umfangs
angeordnet sind.
8. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die die Kugelflächensegmente bildenden
Bereiche radial innerhalb des von den Wälzkörpern gebildeten Umfangs
angeordnet sind.
9. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste ein Kugelflächensegment
aufweisende Bereich aus dem Flanschteil angeformt ist.
10. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste ein Kugelflächensegment
aufweisende Bereich aus Zungen der Tellerfeder geformt ist.
11. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß alle Bauteile der die Kugelflächensegmente
aufweisenden Bereiche aufeinander mittels eines am Ausrücklager
befestigten Halteglieds spielbehaftet formschlüssig fixiert werden.
12. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied am Lagerring befestigt ist.
13. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied mittels Schweißung und/oder
durch einen Preßsitz auf dem Lagerring befestigt ist.
14. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied die Bauteile der
Kugelflächensegmente aufweisenden Bereiche umfangsseitig umfaßt.
15. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied die Bauteile der die
Kugelflächensegmente aufweisenden Bereiche in ihrem Innenumfang
umfaßt.
16. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied die Bauteile der die
Kugelflächensegmente aufweisenden Bereiche in ihrem Außenumfang
umfaßt.
17. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale an ihrem mit den
Wälzkörpern in Verbindung stehenden Innenumfang zu einem ein
Kugelflächensegment aufweisenden Bereich ausgeformt ist und daß sich
an diesem Bereich am Außenumfang das die Anpreßplatte bildende
Flanschteil formschlüssig anschließt, wobei ein Halteglied am
Außenumfang des Flanschteils Lagerschale und Flanschteil aufeinander
spielbehaftet und formschlüssig umschließt.
18. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die vom Flanschteil umschlossene
Lagerschale die Wälzkörper über einen Winkel β ≦ 100° umschließt.
19. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß an den Aufnahmen der Lagerschale
Anschläge vorgesehen sind, die den Schwenkbereich des Flanschteils
begrenzen.
20. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß an dem drehstarr angeordneten Lagerring
ein Halteglied befestigt ist, dessen freies Ende einen radial abgestuften
Abschnitt des Flanschteils unter Einhaltung eines radialen Ringspalts
übergreift und gleichzeitig ein sich zwischen dem Lagerring und der
Lagerschale einstellendes Spaltmaß überdeckt.
21. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Lagerschale, an der ein Halteglied befestigt ist,
das an einem Ende als Federspange gestaltet ist, wobei mittels der
Federspange eine kraftschlüssige Anlage des Flanschteils an die
Lagerschale erreicht wird und das Halteglied an dem von der Federspange
abgewandten Ende einen radial nach innen gerichteten Bord aufweist, der
ein freies Ende des drehfest angeordneten Lagerrings radial überdeckt.
22. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied mit einem weiteren
zugehörigen Bauteil vorzugsweise mit dem Flanschteil verschnappt ist.
23. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung eines Innenraums des
Wälzlagers eine Dichtscheibe an dem Lagerring angeordnet ist und daß
ein freies Ende der Dichtscheibe unter Einhaltung eines Dichtspalts bis an
das Flanschteil geführt ist.
24. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheibe spanlos aus Blech
hergestellt ist und/oder ein L-förmiges Profil aufweist, wobei ein kurzer
Schenkel unter Vorspannung an einem zylindrischen Schenkel unter
Einhaltung eines Ringspalts radial in Richtung des Flanschteils
ausgerichtet ist.
25. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtscheibe drehfest an dem
Flanschteil befestigt ist und deren freies Ende unter Bildung eines
Dichtspalts parallel zu einem vertikal ausgerichteten Flanschteil des
Flanschteils verläuft.
26. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Bauteil spanlos hergestellt ist.
27. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Halteglied, das, an dem Lagerring oder
der Lagerschale befestigt, den jeweils anderen Lagering oder ein dem
Lagerring zugehöriges Flanschteil spielbehaftet formschlüssig umgreift.
28. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig der Wälzkörper Dichtelemente
angeordnet sind.
29. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale und das Flanschteil
linienberührt abgestützte Bauteile bilden, wobei die linienberührte
Abstützung eine Verschiebung des Flanschteils entlang einer Krümmung
des Lagerrings ermöglicht.
30. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Bauteil durch ein
Tiefziehverfahren hergestellt ist.
31. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ausrücklager durch den umlaufenden
inneren Lagerring gebildet ist, der die Lagerschale und das Flanschteil
umfaßt.
32. Ausrücklager insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzone zwischen der Lagerschale
und dem Flanschteil auf einer durch den Druckwinkel "α" definierten
Drucklinie des Ausrücklagers angeordnet ist, die beide Kontaktpunkte des
Wälzkörpers an der Lageschale und an dem Lagerring verbindet und durch
den Mittelpunkt des Wälzkörpers geführt ist.
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