DE4304894A1 - Bearing with concentric inner and outer shells - has contact pressure elements and sealing elements between shells to enclose and seal rolling bodies - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lager, insbesondere ein sol­ ches mit konzentrischen inneren und äußeren Schalen. Die Erfindung betrifft auch eine Schwungradausbildung, die ein solches Lager enthält.

Verbund-Schwungradausbildungen für Fahrzeugmotoren werden laufend verwendet. Typisch für solche Schwungradausbil­ dungen ist, daß sie erste und zweite Schwungräder mit ei­ nem dazwischen angeordneten Proportional-Dämpfungsmecha­ nismus aufweisen.

Das erste Schwungrad der Schwungradausbildung ist mit der Kurbelwelle eines Motors verbunden, und eine Kupplung ist an dem zweiten Schwungrad montiert. Ein Lager ist durch Preßpassung an der Nabe des ersten Schwungrads befestigt. Das zweite Schwungrad ist durch das Lager drehbar an dem ersten Schwungrad gehalten.

Dichtungsplatten sind an dem zweiten Schwungrad derart angeordnet, daß sie das Lager axial flankieren und ver­ hindern, daß Schmierfett von dem Proportional-Dämpfungs­ mechanismus aus der Ausbildung austritt, und sie dienen auch als Isolatoren gegen Wärmeübertragung von der Kupp­ lung. Die Dichtungsplatten werden durch Plattenfedern ge­ gen das Lager gedrückt, und zwar so, daß die Abdichtung gegen austretendes Schmierfett sichergestellt und darüber hinaus der Lagerkörper an axialen Taumelbewegungen gehin­ dert wird, so daß das Lager in bezug auf seine Achse nicht abweichen kann.

Das Drehmoment wird über den Proportional-Dämpfungsmecha­ nismus von dem ersten Schwungrad auf das zweite Schwungrad übertragen und dann wiederum von dem zweiten Schwungrad über die Kupplung auf ein getriebewärts ge­ richtetes Element.

Das in der Schwungradanordnung solchermaßen verwendete Lager erfordert Dichtungsplatten und Plattenfedern als separate Bauteile für die Beibehaltung der Abdichtung des Lagers und zur Verhinderung von Abweichungen desselben durch Taumelbewegungen. Demzufolge müssen diese Teile zu­ sätzlich in der Schwungradausbildung installiert werden, was zu Lasten eines bequemen Einbaus des Lagers geht.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Ein­ bau eines Lagers des vorgenannten Typs in die dazugehö­ rige Vorrichtung einfacher zu gestalten.

Weiterhin gilt es, eine übermäßige Abnutzung eines sol­ chen in eine Schwungradausbildung eingebauten Lagers zu verhindern.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 erfin­ dungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Dazu weist ein Lager nach einem Aspekt der Erfindung einen Lagerkörper mit einer inneren Schale auf, die mit dazwischen vorgesehenen Rollkörpern konzentrisch in einer äußeren Schale angeordnet ist, sowie Dichtungselemente und Andrückelemente. Die Dichtungselemente sind zwischen die innere und äußere Schale eingepaßt. Die Andrückele­ mente befinden sich ebenfalls zwischen der inneren und äußeren Schale und grenzen an die Außenseiten der Dichtungselemente an und drücken dort die Dichtungsele­ mente in Richtung zueinander.

Demzufolge ist das Lager innen abgedicht und gegen Tau­ melbewegungen eingeengt. Dadurch sind separate externe Elemente zur Abdichtung und zur Verhinderung von Taumel­ bewegungen nicht erforderlich. Dies ermöglicht einen leichteren Einbau des Lagers in die zugehörige Vorrich­ tung.

Eine Schwungradanordnung nach einem anderen Aspekt der Erfindung weist ein an ein Motorausgangsteil anschließba­ res erstes Schwungrad, ein zweites Schwungrad, an welchem eine Kupplung montiert werden kann, ein Lager, über wel­ ches das erste Schwungrad das zweite Schwungrad drehbar hält, und eine Dämpfungseinheit auf. Die Dämpfungseinheit enthält einen Proportional-Dämpfungsmechanismus zur Dämp­ fung von Torsionsschwingungen durch den Widerstand eines zähflüssigen Mediums. Das Lager ist wie vorstehend be­ schrieben zusammengesetzt und somit gegen Taumelbewegun­ gen eingeengt, wodurch wiederum verhindert wird, daß das durch das Lager gehaltene zweite Schwungrad in axialer Richtung taumelt. Dadurch wird die Abnutzung des Lagers verhindert.

Weiterbildungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Schwungradausbildung gemäß ei­ ner bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht von Fig. 1;

Fig. 3 eine im Querschnitt dargestellte perspektivische Teilan­ sicht eines Details von Fig. 2.

In Fig. 1 ist eine Schwungradausbildung gemäß einer Aus­ führungsform der Erfindung dargestellt.

Diese Schwungradausbildung weist ein erstes Schwungrad 1 auf, ein durch das erste Schwungrad 1 drehbar gehaltenes zweites Schwungrad 3 und eine zwischen dem ersten Schwungrad 1 und dem zweiten Schwungrad 3 angeordnete Dämpfungseinheit 4. Das erste Schwungrad 1 ist an der nicht dargestellten Kurbelwelle eines Fahrzeugmotors be­ festigt. Eine Kupplung 5 kann an dem zweiten Schwungrad 3 montiert werden.

Das erste Schwungrad 1 ist eine Verbundscheibe, die ge­ bildet ist durch eine mit Bolzen 14b an der Kurbelwelle befestigte zentrale Nabe 1a, einen mit der Nabe 1a ein­ stückig ausgebildeten und sich radial nach außen erstrec­ kenden Kragenbereich 1b und einen einstückig als Rand rund um die Peripherie des Kragenbereichs 1b ausgebilde­ ten und axial in Richtung auf das zweite Schwungrad 3 vorspringenden Schwungradbereich 1c. Die Nabe 1a er­ streckt sich in das zweite Schwungrad 3 hinein und hält dieses drehbar durch ein darin angeordnetes Lager 2.

Das zweite Schwungrad 3 ist eine Verbundscheibe, die ge­ bildet ist durch eine zentrale Nabe 3a, einen mit der Nabe 3a einstückig ausgebildeten und sich radial erstrec­ kenden druckbeaufschlagten Bereich 3b und einen mit der umfangsseitigen Peripherie des druckbeaufschlagten Be­ reichs 3b einstückig ausgebildeten Kupplungsmontagebe­ reich 3c. Die Nabe 3a erstreckt sich in Richtung auf das erste Schwungrad 1, und ihre Innenfläche ist an dem Lager 2 gehalten. Die Oberfläche des druckbeaufschlagten Be­ reichs 3b auf der kupplungswärtigen Seite ist ein Reibbe­ lag 3d, auf welchen das Reibmaterial einer Kupplungs­ scheibe 7 drückt. Der Reibbelag 3d erstreckt sich axial über die angrenzende Endfläche der Nabe 3a hinaus, wobei die radial innere Fläche dieser Verlängerung einen in Um­ fangsrichtung vertieften Aufnahmebereich 52 bildet. Die­ ser vertiefte Bereich 52 fängt Schmierfett auf, das wäh­ rend des Betriebs unter Zentrifugalkraft radial nach außen entlang der Oberfläche des zweiten Schwungrads 3 angrenzend an die Kupplungsscheibe 7 austritt.

Eine die Kupplung 5 bildende Kupplungsabdeckungsausbil­ dung 10 ist an einer entsprechenden Fläche des Kupplungs­ montagebereichs 3c montiert. Die Kupplungsabdeckung 10 setzt sich aus einer Kupplungsabdeckung 11, einer An­ drückplatte 12 und einer Membranfeder 13 zusammen.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist das Lager 2 eine über Preßpassung an der Nabe 1a befestigte innere Schale 6, eine über Preßpassung in die Nabe 3a eingesetzte äußere Schale 8, raupenförmig zwischen der inneren Schale 6 und der äußeren Schale 8 enthaltene Rollkörper 9 und schei­ benförmige Dichtungskörper 15 und Kegelfedern 16 auf. Die Dichtungselemente 15 und die Kegelfedern 16 sind zwischen der die Rollkörper 9 flankierenden inneren Schale 6 und äußeren Schale 8 festgelegt.

Die innere Schale 6 ist durch ein Sicherungsblech 14a und Bolzen 14b (Fig. 1) an der Nabe 1a gehalten. Die innere Schale 6 ist an ihren radial nach außen weisenden Ecken mit umfangsseitigen Rillen 6a vertieft. Die äußere Schale 8 ist entlang ihrer Innenfläche in der Nähe ihres axialen Endes mit umfangsseitigen Kanälen 8 vertieft. Die radial nach innen gerichteten Ecken der äußeren Schale 8 sind jeweils Abschrägungen 8b und 8c. Die Abschrägung 8c in Richtung auf den Kragenbereich 1b ist breiter als die Ab­ schrägung 8b auf der zur Kupplung 5 gelegenen Seite der Schale. Die Abschrägungen 8b und 8c erlauben ein einfa­ ches Einsetzen der Dichtungselemente 15 und Kegelfedern 16 in die Schalen 6 und 8. Darüber hinaus strömt das aus der Dämpfungseinheit 4 austretende und sich in Richtung auf das Lager 2 bewegende Fluid während des Betriebs so­ fort entlang der Abschrägung 8c und wird zurückgeführt.

Die Dichtungselemente 15 sind zum Beispiel aus Harz her­ gestellt. Fig. 3 zeigt, daß die radial äußere Kante je­ des Dichtungselements 15 radial nach innen zu einer über­ lappenden Lippe 15a umgelegt ist, die in einen der um­ fangsseitigen Kanäle 8a der äußeren Schale 8 eingesetzt ist. Die radial inneren Ränder der Dichtungselemente 15 befinden sich somit in den umfangsseitigen Rillen 6a und werden zur Abstützung an der inneren Schale 6 gezwungen. An die axial äußere Seite jedes Dichtungselements 15 grenzt eine entsprechende Kegelfeder 16 an. Der äußere Rand jeder Kegelfeder 16 ist in die Lippe 15a eines Dich­ tungselements 15 eingesetzt, wobei die Kegelfedern 16 die innere Schale 6 fassen und deren Ränder durch die Dich­ tungselemente 15 in geschwenkter Gegenstellung in der äußeren Schalte gehalten werden. Infolgedessen ist das Lager so eingeengt, daß es axial nicht taumeln kann, wo­ durch auch das zweite Schwungrad 3 an einer axialen Taumelbewegung gehindert wird. Die Kegelfeder 16 zwingt die Lippe 15a des Dichtungselements 15 in Druckkontakt mit dem umfangsseitigen Kanal 8a und verbessert dadurch die Abdichtung des Lagers 2.

Wie vorstehend beschrieben, sind die Dichtungselemente 15 und die Kegelfedern 16 als eine Einheit in dem Lagerkör­ per enthalten, der gebildet ist durch die die Rollkörper 9 enthaltende innere Schale 6 und äußere Schale 8. Da­ durch wird der Einbau des Lagers zwischen das erste Schwungrad 1 und das zweite Schwungrad 3 erheblich er­ leichtert.

Nachstehend erfolgt eine kurze Erläuterung der Dämpfungs­ einheit 4. Diese weist ein Paar Antriebsplatten 25 und 26 auf, einen zwischen diesen angeordneten Proportionaldämp­ fer 27 und ein Paar angetriebener Platten 28 und 29, die über den Proportionaldämpfer 27 in elastischer Verbindung mit dem Antriebsplattenpaar 25 und 26 stehen.

Der Außendurchmesser der an das zweite Schwungrad 3 an­ grenzend angeordneten Antriebsplatte 26 ist größer als jener der Antriebsplatte 25 und wird in einer Vertiefung 1d mit entsprechendem Durchmesser aufgenommen, die in dem Schwungradrandbereich 1c des ersten Schwungrads 1 ausge­ bildet ist. Die andere Antriebsplatte 25 und der Propor­ tionaldämpfer 27 sind in einer mit kürzerem Durchmesser bemessenen Vertiefung 1e der Schwungradausbildung 1 auf­ genommen. Die Dämpfungseinheit 4 ist auf diese Weise in das erste Schwungrad 1 eingebaut und durch eine Dich­ tungsplatte 20 und Bolzen 21 gehalten. Die radial nach innen gerichteten Ränder der angetriebenen Platten 28 und 29 sind mit der Nabe 3a des zweiten Schwungrads 3 verbun­ den, und zwar durch Eingriff entlang der Krone.

Der Proportional-Dämpfungsmechanismus 27 weist ein rund um die Peripherie der angetriebenen Platten 28 und 29 an­ geordnetes Fluidgehäuse 30 auf, welches eine Vielzahl von Nasen 31 besitzt, die in Umfangsrichtung in festen Inter­ vallen voneinander beabstandet sind. Jede Nase 31 hat eine Öffnung, die von einem Bolzen 32 durchgriffen ist. Die Bolzen 32 dichten das Fluidgehäuse 30 zwischen den Antriebsplatten 25 und 26 ab. Entlang des radial nach in­ nen gerichteten Bereichs des Fluidgehäuses 30 befindet sich ein gegenüberliegendes Paar innerer Ränder 30a, die zur Abdichtung einer durch das Fluidgehäuse 30 definier­ ten Fluidkammer in die ringförmigen Vertiefungen einge­ setzt sind, die in den angetriebenen Platten 28, 29 aus­ gebildet sind. Eine Vielzahl von Torsionsfedern 22 ist radial innerhalb des Fluidgehäuses 30 angeordnet und dient zur elastischen Verbindung der Antriebsplatten 25, 26 mit den angetriebenen Platten 28, 29.

Nachstehend wird der Betrieb der Schwungradausbildung 1 beschrieben.

Wenn während des Betriebs Torsionsschwingungen übertragen werden, werden das erste Schwungrad 1 und die Antriebs­ platten 25, 26 relativ zu den angetriebenen Platten 28, 29 mit dem Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn verdreht. Wegen der Strömung des Fluids in dem Proportio­ nal-Dämpfungsmechanismus 27 entsteht ein dem Torsionswin­ kel entsprechender viskoser Widerstand, derart, daß Tor­ sionsschwingungen während des Betriebs gedämpft werden.

In diesem Moment werden axiale Taumelbewegungen des zwei­ ten Schwungrads 3 verhindert, da das Lager 2 gegen axia­ les Taumeln eingeengt ist. Deshalb ist das Lager 2 keiner überdurchschnittlichen Abnutzung ausgesetzt und entspre­ chend längerlebig.

Bei vorstehend beschriebener Ausführungsform ist das La­ ger zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad einer Schwungradausbildung angeordnet. Das erfindungsgemäße La­ ger kann auch in einer Haltekonstruktion für andere Rota­ tionselemente verwendet werden.

Vorliegende Erfindung wurde anhand einer bevorzugten Aus­ führungsform beschrieben, die dem Zweck der Erläuterung dient und keine Einschränkung der Erfindung darstellt, deren Rahmen in den Ansprüchen wiedergegeben ist. Abwand­ lungen sind möglich, ohne vom Rahmen der Erfindung abzu­ weichen.

Claims (16)

1. Lager, gekennzeichnet durch einen ringförmigen La­ gerkörper mit einer äußeren Schale (8), einer in der äußeren Schale konzentrisch angeordneten inneren Schale (6) und zwischen diesen enthaltenen Rollkörpern (9), zwi­ schen der inneren (6) und äußeren Schale (8) eingesetzte Dichtungselemente (15), die die Rollkörpereinschließung abdichten, und durch Andrückelemente (16), die zwischen der inneren (6) und äußeren Schale (8) eingesetzt sind und an jedes der Dichtungselemente (15) auf deren ent­ sprechenden, in bezug auf die Einschließung der Rollkör­ per (9) äußeren Seiten angrenzen, wobei die Andrückele­ mente (16) die Dichtungselemente (15) in Richtung zuein­ ander drücken.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der einander axial gegenüberliegenden Gruppen von Dichtungselementen (15) und die daran angrenzenden An­ drückelemente (16) in bezug auf die Einschließung der Rollkörper (9) axial jenseits liegen.

3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schale (6) an ihren radial äußeren Ecken mit umfangsseitigen Rillen (6a) vertieft ist und eine radial nach innen gerichtete Fläche der äußeren Schale (8), in welcher die Rollkörper (9) raupenförmig aufgenommen sind, mit umfangsseitigen Kanälen (8a) angrenzend an die axia­ len Enden der äußeren Schale (8) vertieft ist, wobei die radial äußeren Kanten der Dichtungselemente (15) mit den umfangsseitigen Kanälen (8a) der äußere Schale (8) inein­ andergreifen und radial innere Ränder der Dichtungsele­ mente (15) gemäß Druckbeaufschlagung durch die Andrück­ elemente (16) den Kontakt mit den umfangsseitigen Rillen (6a) der inneren Schale (6) beibehalten.

4. Lager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die umfangsseitigen Rillen (6a) der inneren Schale (6) distal offen und die radial inneren Ecken der äußeren Schale (8) abgeschrägt sind.

5. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Dichtungselement (15) eine aus Kunstharz herge­ stellte Scheibe ist, deren radial äußere Kante radial nach innen zu einer überlappenden Lippe (15a) umgelegt ist, und daß jedes der Andrückelemente (16) eine Kegelfe­ der ist, deren äußerer Rand in die umgelegte Lippe (15a) eines entsprechenden Dichtungselements (15) eingesetzt ist.

6. Schwungradausbildung, gekennzeichnet durch ein an ein Ausgangsteil eines Motors anschließbares erstes Schwungrad (1), ein an dem ersten Schwungrad (1) drehbar gehaltenes zweites Schwungrad (3), an welchem eine Kupp­ lung (5) montiert werden kann, ein Lager (2), über wel­ ches das erste Schwungrad (1) das zweite Schwungrad (3) drehbar hält, und eine zwischen dem ersten Schwungrad (1) und dem zweiten Schwungrad (3) befindliche Dämpfungsein­ heit (4) mit einem viskosen Dämpfungsmittel (27) zur Dämpfung von Torsionsschwingungen durch viskosen Wider­ stand, wobei das Lager (2) einen ringförmigen Lagerkörper mit einer äußeren Schale (8), einer in dieser konzen­ trisch angeordneten inneren Schale (6) und dazwischen enthaltenen Rollkörpern (9), zwischen der inneren Schale (6) und äußeren Schale (8) angeordnete und die Einschließung der Rollkörper (9) abdichtende Dichtungs­ elemente (15) und zwischen der inneren Schale (6) und äußeren Schale (8) angeordnete Andrückelemente (16) auf­ weist, die an jedes der Dichtungselemente auf dessen ent­ sprechender, in bezug auf die Einschließung der Rollkör­ per (9) externen Seite angrenzen, wobei die Andrückele­ mente (16) die Dichtungselemente (15) in Richtung zuein­ ander drücken.

7. Schwungradausbildung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste Schwungrad (1) eine sich in Richtung auf das zweite Schwungrad (3) erstreckende zen­ trale erste Nabe (1a) und das zweite Schwungrad (3) eine sich in Richtung auf das erste Schwungrad (1) erstrec­ kende und die erste Nabe (1a) umschließende zentrale zweite Nabe (3a) aufweist, daß die innere Schale (6) des Lagers (2) an der ersten Nabe (1a) befestigt ist und daß die äußere Schale (8) des Lagers (2) in die zweite Nabe (3a) eingesetzt ist.

8. Schwungradausbildung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Halteplatte (14a) und Bolzen (14b), die die Halteplatte (14a) zur Halterung des Lagers (2) an dem er­ sten Schwungrad (1) an der ersten Nabe (1a) festlegen.

9. Schwungradausbildung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die radial äußeren Ecken der inneren Schale (6) durch umfangsseitige Rillen (6a) und eine ra­ dial nach innen gerichtete Fläche der äußeren Schale (8), in der die Rollkörper (9) raupenförmig aufgenommen sind, durch umfangsseitige Kanäle (8a) vertieft sind, und zwar angrenzend an die axialen Enden der äußeren Schale (8), daß die radial äußeren Kanten der Dichtungselemente (15) in die umfangsseitigen Kanäle (8a) der äußeren Schale (8) eingreifen und daß die radial nach innen gerichteten Rän­ der der Dichtungselemente (15) gemäß Druckbeaufschlagung durch die Andrückelemente (16) den Kontakt mit den um­ fangsseitigen Rillen (6a) beibehalten.

10. Schwungradausbildung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die umfangsseitigen Rillen (6a) der in­ neren Schale (6) distal offen und die radial innere Ecken der äußeren Schale (8) abgeschrägt sind.

11. Schwungradausbildung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste Schwungrad (1) eine zentrale erste Nabe (1a) in Erstreckung auf das zweite Schwungrad (3) und einen axial vorspringenden, einen Gehäuseraum zwischen sich und der ersten Nabe (1a) definierenden Rand zur Halterung der Proportional-Dämpfungseinrichtung (27) aufweist.

12. Schwungradausbildung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dämpfungseinheit (4) ein mit dem ersten Schwungrad (1) lösbar verbundenes Antriebselement (25, 26) und ein mit dem zweiten Schwungrad (3) lösbar verbundenes angetriebenes Element (28, 29) aufweist.

13. Schwungradausbildung nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Antriebselement ein Paar Ringplat­ ten (25, 26), deren eine einen radial nach außen gerichte­ ten Bereich zur Montage des ersten Schwungrads (1) be­ sitzt, und eine Vielzahl von das Plattenpaar in gegebenen Abständen miteinander verbindenden Bolzen (32) aufweist, und daß das angetriebene Element einen randseitig an die Nabe (3a) des zweiten Schwungrads (3) anschließbaren ra­ dial inneren Bereich besitzt.

14. Schwungradausbildung nach Anspruch 13, gekennzeich­ net durch Bolzen zur Festlegung des radial nach außen ge­ richteten Montagebereichs der Ringplatte an dem vorsprin­ genden Rand des ersten Schwungrads (1).

15. Schwungradausbildung nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die viskose Dämpfungseinrichtung (27) zwischen dem Ringplattenpaar enthalten ist.

16. Schwungradausbildung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine an dem zweiten Schwungrad (3) montierte Kupp­ lung (5).