WO2008068123A1 - Stützlager eines doppelkupplungsgetriebes - Google Patents

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WO2008068123A1
WO2008068123A1 PCT/EP2007/061968 EP2007061968W WO2008068123A1 WO 2008068123 A1 WO2008068123 A1 WO 2008068123A1 EP 2007061968 W EP2007061968 W EP 2007061968W WO 2008068123 A1 WO2008068123 A1 WO 2008068123A1
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support bearing
outer ring
ball rollers
inner ring
bearing according
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PCT/EP2007/061968
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Ludwig Winkelmann
Steffen Dittmer
Rainer Eidloth
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Schaeffler Kg
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    • F16D2021/0615—Double clutch with torque input plate in-between the two clutches, i.e. having a central input plate the central input plate is supported by bearings in-between the two clutches
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Definitions

  • the invention relates to a support bearing for mounting a Doppelkupplungsvor- direction of a motor vehicle, consisting of an outer ring and an inner ring, between which are arranged in a cage rolling elements are arranged, which roll in raceways, which in a radially inner circumferential surface of the outer ring and in a radially outer Jacket surface of the inner ring are formed, wherein seals are inserted into the opposite lateral surfaces of the outer ring and inner ring, and wherein the outer end faces of the seals flush with associated end faces of the outer ring and inner ring.
  • Double clutch devices of dual clutch transmissions as they are known for example from DE 103 01 405 A1 and DE 103 34 867 A1, in addition to the release bearings used for aktuatorische purposes in oblique shoulder construction also at least one serving as a support bearing roller bearing, which in contrast to the release bearings due comparatively high forces to be absorbed is relatively massive.
  • This support bearing is used in a dual clutch device with dry-running clutches, for example, for mounting an intermediate disc between the two clutch discs of the dual clutch device, wherein such a support bearing should have a high load capacity with the shortest possible bearing width.
  • the width of such support bearings is essentially determined by the diameter This determines the bearing balls, which allow for a defined by the gearbox or clutch manufacturer space only limited space utilization in terms of carrying capacity and the lubricant reservoir. If bearing balls are used as Wälzköper, so far can only reach a pressure angle of 25 ° maximum due to the mounting conditions in the coupling area. Since the coupling loads occur essentially as axial components, the transferable maximum loads are correspondingly limited at the required service life.
  • the invention has for its object to provide a support bearing that does not have the disadvantages.
  • the invention is based on the finding that the stated object can be achieved in a surprisingly simple manner in that ball rollers are used as rolling bodies.
  • the invention is therefore according to the features of the main claim of a support bearing for mounting a dual clutch device of a double clutch transmission of a motor vehicle, consisting of an outer ring and an inner ring, between which are arranged in a cage rolling elements are arranged, which roll in raceways, which in a radially inner circumferential surface of the outer ring and are formed in a radially outer surface of the inner ring, wherein seals in the opposite lateral surfaces of outer ring and inner ring are used, and wherein the outer end faces of the seals flush with associated end faces of the outer ring and inner ring.
  • the rolling elements of the support bearing are designed as ball rollers, which with each because two are symmetrically flattened from a spherical base shape and arranged parallel to each other side surfaces and compared to the diameter of their ball base have a reduced by 15% to 40% width between the side surfaces.
  • the ball rollers are designed as spherical discs or rings.
  • the contact angle ⁇ of the ball rollers is between 15 ° and 40 °.
  • a further embodiment of the invention provides that in the support bearing a single row of held in a cage ball rollers is arranged. Also particularly advantageous is an embodiment of the invention, which is characterized in that two rows of held in a cage ball rollers are arranged in the support bearing. Such a configuration is characterized by a particularly high load capacity in a compact design and has a significantly low weight compared to multi-row, conventional ball bearings. This embodiment can be supplemented by the fact that the ball rollers abut each other with one end face and lead each other.
  • the ball rollers have a common axis of rotation and are matched to avoid relative velocities in their diameters so that intersect the extended envelope contour lines of the ball rollers at a point with the longitudinal center axis of the bearing. In addition to reducing the friction between the ball rollers, this makes it possible to arrange the ball rollers of both rows in a common bearing cage.
  • raceways of the outer ring or raceways of the inner ring of the support bearing are each formed step-like radially offset from one another.
  • This embodiment can also be supplemented by the fact that the axes of rotation of the ball rollers are radially offset and arranged parallel to each other.
  • a raceway of the outer ring and a raceway of the inner ring each open into an inclined shoulder. These shoulders as a one-sided boundary or axial bearing of the ball rollers support the leadership of the ball rollers in an advantageous manner.
  • thermal insulation caps are preferably made of the material PEAK GF35, PPS GF 40 or a Douroplast with low thermal conductivity. It is also within the scope of the invention to provide that for sealing abutting edges of the thermal insulation caps sealing rings are inserted into a groove in the outer ring. It is also useful if, for the sealing of abutting edges of the thermal insulation caps sealing rings in a Groove are inserted in the outer ring.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view through a first embodiment of a support bearing according to the invention
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view through a second embodiment of a support bearing according to the invention
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view through a third embodiment of a support bearing according to the invention
  • Figure 4 is a cross-sectional view through a fourth embodiment of a support bearing according to the invention.
  • Figure 5 is a cross-sectional view through a fifth embodiment of a support bearing according to the invention.
  • inventive support bearing 1 for supporting a washer of a double clutch device, not shown, of a dual-clutch transmission of a motor vehicle shown, wherein the intermediate disc is arranged axially between the two dry-operated clutch discs of the dual clutch device.
  • the support bearings according to the invention are useful within the dual clutch device but also for the storage of other rotatable components, which are exposed during operation of a radial and an axial load.
  • the support bearings 1 each have an outer ring 2 and an inner ring 3, between which a plurality of rolling elements 4 are arranged, which are held and guided in a cage 5.
  • a radially inner circumferential surface 6 of the outer ring 2 and in a radially outer circumferential surface 7 of the inner ring 3 each raceways 8, 9 are incorporated, on which the rolling elements 4 roll.
  • the rolling bodies 4 are designed as ball rollers 10 with convex jacket surfaces 11 and planar side surfaces or end faces 12 which have a width reduced by 15% to 40% relative to the diameter of their ball base form between the side surfaces 13, 14.
  • the width of the ball rollers 10 is only 60% to 85% of previously commonly used bearing balls.
  • the ball rollers 10 according to Figures 1 to 5 are formed as rings and have to simplify manufacturing a central and axial bore. However, it is also possible to produce the ball rollers 10 of solid material, so that the ball rollers 10 would then have the shape of a circular disc with a spherical outer surface 11.
  • seals 13, 14 are used, which serve to seal the support bearing 1 to the outside and inside. Between the seals 13, 14, a lubricant for maintenance-free lubrication of the rolling elements 4 is axially and radially inside the support bearing 1. The fact that more space is available in the support bearing due to the smaller width of the ball rollers, the support bearing 1 can be filled with a significantly larger amount of lubricant.
  • Outer end faces 15, 16 of the seals 13, 14 close flush with the two associated th end faces 17, 18, 19, 20 of outer ring 2 and inner ring 3 from.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a support bearing 1 according to the invention, whose outer ring 2 and inner ring 3 correspond to a conventional support bearing with respect to their outer dimensions. Characterized in that four ball rollers 10 are used as rolling elements, pressure angle ⁇ of up to 40 ° are possible. The axial load capacity of the support bearing 1 is thereby substantially increased, whereby an increase in the life is associated. Due to the narrow design of the ball rollers 10 and the available space for grease lubrication space in the support bearing 1 is increased at the same time, whereby the service life of the bearing is extended. To WälzConsequently Entry a cage 5 is provided with adapted to the ball rollers board geometry, which ensures the drain kinematics of the ball rollers 10 enough free space and avoids a dysfunctional forced operation.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a support bearing 1 ' according to the invention, which largely corresponds to the support bearing 1 shown in FIG.
  • the outer diameter is increased compared to the embodiment shown in Figure 1, which allows an enlargement of the diameter of the ball rollers 10 ' .
  • the load bearing capacity of the support bearing 10 ' increases exponentially, which further increases the nominal service life. Also, this increases the storage space for the lubricant, which additionally has an effect on the service life.
  • the contact angle ⁇ in this embodiment is 25 °.
  • FIGs 3 and 4 a third and fourth embodiment of a support bearing according to the invention 1 " and 1 '" is shown, which in each case two rows of ball rollers 10 " and 10 “' has.
  • These double-row support bearings 1 " and 1 '” are advantageous if sufficient space is available in the dual clutch transmission or its dual clutch device for such a support bearing.
  • the ball rollers 10 " and 10 "' allow by their flat end faces 12 a so-called “back to back” arrangement mutual rolling body guide.
  • the ball rollers 10 "on a common axis of rotation A, while the axes of rotation B, C of the ball rollers 10 "' according to the embodiment of Figure 4 radially offset from one another but are arranged parallel to each other.
  • the support bearing 1 " shown in FIG. 3 it is possible that due to the reduced width of the rolling elements 4 " designed as ball rollers 4, the support bearing 1 " , which is equipped instead of one row with two rows of rolling elements 4 arranged directly adjacent to one another conventional ball bearing 10 "of both rows with their mutually facing side surfaces 12, 12 ' are mutually leading directly to each other and are respectively guided in a snap cage 5 made of plastic. 3 that the adjacent rolling bodies 4 and 10 " each have a common axis of rotation A. This causes the rolling bodies 4 of both rows resting against one another to roll synchronously with each other Channeled tracks 23, 24 of the inner ring 3 are staggered radially offset from one another in order to accommodate the ball rollers 10 " with their common axis of rotation.
  • the pressure angle ⁇ is 40 °.
  • the rolling elements 4 are arranged in a tandem arrangement, so that the axes of rotation B and C of the ball rollers 10 '"are radially offset and arranged parallel to one another
  • the two cages 5 serve only for reducing friction and spacing Runway 22 of the outer ring 2 and a raceway 24 of the inner ring 3 opens into an inclined shoulder 25 and 26, respectively.
  • These shoulders 25, 26 each serve as abutment for the ball rollers 10 '" , whereby the Leadership of the rolling body is supported.
  • FIG. 5 shows a fifth embodiment of a support bearing 1 "" is shown, which largely corresponds to the support bearing 1 shown in Figure 1 and uses the same reference numerals.
  • This support bearing 1 "" is provided with two thermal insulation caps 27, 28, which are pushed axially from both sides of the support bearing 10 "" at its completion.
  • the material used for the caps 27, 28 is PEAK GF35, PPS GF 40 or a Douroplast with low thermal conductivity.
  • sealing rings 31, 32 are inserted into a groove 33 in the outer ring 2.
  • the one-piece caps 27, 28 according to FIG. 5 can advantageously also be structurally supplemented in a manner not shown.
  • it can be provided to reduce the heat transfer by reducing the contact surface on the bearing seat between, for example, an intermediate disk bore and the support bearing.
  • This can be achieved by providing only support portions of the caps 27, 28, which are distributed uniformly around the circumference, to support the bearing forces, which are provided at least on the outer diameter, but preferably also on the inner diameter of the sealing caps.
  • radially extending legs can be formed on the cylindrical portion of the sealing caps.
  • the supporting webs can be formed in a meandering manner on the outside diameter. As a result, a continuous sealing contour is achieved while reducing the contact surfaces on the bearing seat and washer.
  • the webs can also be executed comb-shaped open on one side. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stützlager (1, 1 ', 1 ',1 ' ',1 ' ') zur Lagerung einer Doppelkupplungsvorrichtung eines Doppelkupplungsgetriebes eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einem Außenring (2) und einem Innenring (3), zwischen denen in einem Käfig (5) aufgenommene Wälzkörper (4) angeordnet sind, welche in Laufbahnen (8, 9; 21, 22, 23, 24) abrollen, welche in einer radial inneren Mantelfläche (6) des Außenrings (2) und in einer radial äußeren Mantelfläche (7) des Innenrings (3) ausgebildet sind, wobei Dichtungen (13, 14) in die gegenüberliegenden Mantelflächen (6, 7) von Außenring (2) und Innenring (3) eingesetzt sind, und wobei die Außenstirnseiten (15, 16) der Dichtungen (13, 14) bündig mit zugeordneten Stirnseiten (17, 18, 19, 20) von Außenring (2) und Innenring (3) abschließen. Um bei möglichst kurzer Baubreite des Stützlagers eine hohe Gebrauchsdauer zu ermöglichen ist vorgesehen, dass die Wälzkörper (4) des Stützlagers als Kugelrollen (10, 10', 10', 10' ') ausgebildet sind, welche mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen (12) ausgebildet sind und gegenüber dem Durchmesser ihrer Kugelgrundform eine um 15% bis 40% reduzierte Breite zwischen den Seitenflächen (12) aufweisen.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Stützlager eines Doppelkupplungsgetriebes
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Stützlager zur Lagerung einer Doppelkupplungsvor- richtung eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einem Außenring und einem Innenring, zwischen denen in einem Käfig aufgenommene Wälzkörper angeordnet sind, welche in Laufbahnen abrollen, welche in einer radial inneren Mantelfläche des Außenrings und in einer radial äußeren Mantelfläche des Innenrings ausgebildet sind, wobei Dichtungen in die gegenüberliegenden Mantelflächen von Außenring und Innenring eingesetzt sind, und wobei die Außenstirnseiten der Dichtungen bündig mit zugeordneten Stirnseiten von Außenring und Innenring abschließen.
Hintergrund der Erfindung
Doppelkupplungsvorrichtungen von Doppelkupplungsgetrieben, wie sie beispielsweise aus der DE 103 01 405 A1 und der DE 103 34 867 A1 bekannt sind, weisen neben den für aktuatorische Zwecke verwendeten Ausrücklagern in Schrägschulterbauweise auch wenigstens ein als Stützlager dienendes Wälzkugellager auf, das im Gegensatz zu den Ausrücklagern aufgrund vergleichsweise hoher aufzunehmender Kräfte relativ massiv aufgebaut ist. Dieses Stützlager dient bei einer Doppelkupplungsvorrichtung mit trocken laufenden Kupplungen beispielsweise zur Lagerung einer Zwischenscheibe zwischen den beiden Kupplungsscheiben der Doppelkupplungsvorrichtung, wobei ein sol- ches Stützlager eine hohe Tragfähigkeit bei möglichst kurzer Lagerbaubreite aufweisen soll.
Die Baubreite derartiger Stützlager wird im Wesentlichen von dem Durchmes- ser der Lagerkugeln bestimmt, welche bei einem durch den Getriebe- oder Kupplungshersteller festgelegten Bauraum eine nur begrenzte Bauraumnutzung hinsichtlich der Tragfähigkeit und des Schmiermittelreservoirs zulassen. Werden als Wälzköper Lagerkugeln verwendet, so lässt sich bislang aufgrund der Montagebedingungen im Kupplungsbereich nur ein Druckwinkel von maximal 25° erreichen. Da die Kupplungslasten im Wesentlichen als Axialkomponenten auftreten, sind die übertragbaren maximalen Lasten bei der geforderten Lebensdauer entsprechend begrenzt.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stützlager zu schaffen, das die geschilderten Nachteile nicht aufweist. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Stützlager zu schaffen, welches bei möglichst kurzer Baubreite eine hohe Gebrauchsdauer ermöglicht und hohe Traglasten aufnehmen kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die gestellte Aufgabe auf überraschend einfache Art und Weise dadurch lösen lässt, dass als Wälzkörper Kugelrollen verwendet werden.
Die Erfindung geht gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs daher von einem Stützlager zur Lagerung einer Doppelkupplungsvorrichtung eines Dop- pelkupplungsgetriebes eines Kraftfahrzeuges aus, bestehend aus einem Außenring und einem Innenring, zwischen denen in einem Käfig aufgenommene Wälzkörper angeordnet sind, welche in Laufbahnen abrollen, welche in einer radial inneren Mantelfläche des Außenrings und in einer radial äußeren Mantelfläche des Innenrings ausgebildet sind, wobei Dichtungen in die gegenüber- liegenden Mantelflächen von Außenring und Innenring eingesetzt sind, und wobei die Außenstirnseiten der Dichtungen bündig mit zugeordneten Stirnseiten von Außenring und Innenring abschließen. Zudem ist vorgesehen, dass die Wälzkörper des Stützlagers als Kugelrollen ausgebildet sind, welche mit je- weils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen ausgebildet sind und gegenüber dem Durchmesser ihrer Kugelgrundform eine um 15% bis 40% reduzierte Breite zwischen den Seitenflächen aufweisen.
Durch diesen Aufbau wird vorteilhaft erreicht, dass bei ansonsten gleichen Abmessungen des Stützlagers und der Kugeldurchmesser der Nenndruckwinkel des Stützlagers deutlich erhöht werden kann. Die axiale Tragfähigkeit des Stützlagers ist dadurch wesentlich vergrößert, welches zu einer signifikanten Erhöhung der Lebensdauer führt. Durch die schmale Bauweise der Kugellrollen wird gleichzeitig auch der für Fettschmierung zur Verfügung stehende Bauraum vergrößert, wodurch die Gebrauchsdauer ebenfalls erhöht wird.
Der Einsatz von Kugelrollen ist auf dem Gebiet von einreihigen Radialwälzla- gern an sich bekannt. So ist aus der DE 43 34 195 A1 ein Radialwälzlager bekannt, bei dem ein Teil oder alle seine Wälzkörper aus Kugelscheiben bestehen, deren Radien der Begrenzungskreise gleich groß sind. Dadurch soll bei der Herstellung des Lagers eine größere Anzahl von Rollkörpern eingebaut werden können. Beim Befüllen eines Rillenkugellagers mit den Kugelscheiben werden diese axial zum Lager zwischen Innenring und Außenring eingeführt. Wenn sich ihr Mittelpunkt auf der Höhe der Rollbahnenachse befindet, werden sie um 90° gedreht, so dass ihre Kugeloberfläche in den Rollbahnen abrollen kann. Um die Kugelscheiben in ihren Positionen zu halten, werden sie von einem Käfig geführt. Gemäß einer Besonderheit dieses bekannten Lagers ist vorgesehen, dass eine oder beide Begrenzungskreisflächen der Kugelscheiben zur Führung in dem Käfig nicht eben, also beispielsweise ballig ausgebildet ist. Ähnliche Rillenkugelscheibenlager sind aus der US 3, 020,106 und aus der DE-PS 311 317 bekannt. Allerdings fehlte es bislang an Anregungen, derartige scheibenartige Wälzkörper auch für Stützlager von Kupplungsvorrichtungen, insbesondere von Doppelkupplungsgetrieben, zu verwenden, da man bislang den Kugelrollen skeptisch gegenüber stand, insbesondere, da die seitliche Führung von Kugelrollen Probleme zu bereiten schien und zusätzliche fertigungstechnische Maßnahmen erforderlich erschienen, die bei Kugeln nicht notwendig sind.
Bei Untersuchungen mit erfindungsgemäßen Stützlagern haben sich einige Vorteile gegenüber herkömmlichen Stützlagern mit Lagerkugeln herausgestellt. Insbesondere konnte eine höhere Tragfähigkeit und damit eine höhere nominelle Lebensdauer erreicht werden. Letzterer Vorteil wird insbesondere durch einen größeren Schmiermittelvorrat bei gleichem Füllgrad erreicht, was einer längeren Gebrauchsdauer einhergeht. Alternativ dazu lässt sich bei gleicher Tragfähigkeit und gleicher Lebensdauer im Vergleich zu einem herkömmlichen Stützlager mit Lagerkugeln eine kürzere Baubreite des Stützlagers erreichen.
Ebenso ist aber mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Stützlagers auch möglich, unter Beibehaltung der Baubreite den Außendurchmesser des Stützlagers zu vergrößern, welches eine Vergrößerung der Kugelrollendurch- messer ermöglicht. Durch die Durchmesservergrößerung des Stützlagers wächst die Tragfähigkeit des Lagers entsprechend exponentiell, wodurch die nominelle Lebensdauer erhöht wird. Gleichzeitig wird der Vorratsraum für das Schmiermittel vergrößert, wodurch die Gebrauchsdauer ebenfalls verlängert wird.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Kugelrollen als Kugelscheiben oder Ringe ausgebildet sind. In anderen praktischen Weiterbildungen kann vorgesehen sein, dass der Druckwinkel α der Kugelrollen zwischen 15° und 40° beträgt.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in dem Stützlager eine einzige Reihe von in einem Käfig gehalterten Kugelrollen angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist ebenso eine Ausgestaltung der Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, dass in dem Stützlager zwei Reihen von in einem Käfig gehalterten Kugelrollen angeordnet sind. Eine derartige Ausgestaltung zeichnet sich durch eine besonders hohe Tragfähigkeit bei kompakter Bauweise aus und weist im Vergleich zu mehrreiheigen, konventionellen Kugellagern ein deutlich geringes Gewicht auf. Diese Ausgestaltung lässt sich noch dadurch ergänzen, dass die Kugelrollen mit jeweils einer Stirnseite aneinander anliegen und sich gegenseitig führen. Es liegt ebenso im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass die Kugelrollen eine gemeinsame Drehachse aufweisen und zur Vermeidung von Relativgeschwindigkeiten in ihren Durchmessern so aufeinander abgestimmt sind, dass sich die verlängerten Hüllkonturlinien der Kugelrollen in einem Punkt mit der Längsmittelachse des Lagers schneiden. Neben der Reduzierung der Reibung zwischen den Kugelrollen wird es dadurch möglich, die Kugelrollen beider Reihen in einem gemeinsamen Lagerkäfig anzuordnen.
In einer besonders praktischen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass Laufbahnen des Außenringes bzw. Laufbahnen des Innenrings des Stützlagers, im Querschnitt des Lagers gesehen, jeweils treppenartig radial versetzt zueinander ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung lässt sich auch noch dadurch ergänzen, dass die Drehachsen der Kugelrollen radial versetzt und parallel zueinander angeordnet sind.
Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass eine Laufbahn des Außenrings und eine Laufbahn des Innenrings jeweils in eine schräg verlaufende Schulter münden. Diese Schultern als einseitige Begrenzung oder axiale Anlage der Kugelrollen unterstützen die Führung der Kugelrollen in vorteilhafter Weise.
Eine weitere sinnvolle Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Stützlager mit zwei Wärmedämm-Kappen versehen ist, welche von beiden Seiten des Stützlagers auf dieses aufgeschoben sind. Diese Wärmedämm-Kappen bestehen vorzugsweise aus dem Werkstoff PEAK GF35, PPS GF 40 oder aus einem Douroplast mit niedrigen Wärmeleitwert. Ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegt es vorzusehen, dass zur Abdichtung von aneinander stoßenden Kanten der Wärmedämm-Kappen Dichtringe in eine Nut im Außenring eingelegt sind. Sinnvoll ist es zudem, wenn zur Abdichtung von aneinander stoßenden Kanten der Wärmedämm-Kappen Dichtringe in eine Nut im Außenring eingelegt sind. Diese Ausgestaltung lässt sich noch dadurch ergänzen, dass Stegbereiche der Wärmedämm-Kappen, welche gleichmäßig am Umfang der Kappen verteilt sind, am Außendurchmesser und vorzugsweise auch am Innendurchmesser der Kappen vorgesehen sind. Besonders vorteil- haft ist auch eine Ausgestaltung der Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, dass radial verlaufende Schenkel an den zylindrischen Bereich der Wärmedämm-Kappen angeformt sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
Figur 1 eine Querschnittansicht durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Stützlagers gemäß der Erfindung,
Figur 2 eine Querschnittansicht durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Stützlagers gemäß der Erfindung,
Figur 3 eine Querschnittansicht durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Stützlagers gemäß der Erfindung,
Figur 4 eine Querschnittansicht durch ein viertes Ausführungsbeispiel eines Stützlagers gemäß der Erfindung, und
Figur 5 eine Querschnittansicht durch ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Stützlagers gemäß der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
In den Figuren 1 bis 5 sind jeweils Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Stützlager 1 zur Lagerung einer Zwischenscheibe einer nicht dargestellten Doppelkupplungsvorrichtung eines Doppelkupplungsgetriebes eines Kraftfahr- zeuges dargestellt, wobei die Zwischenscheibe axial zwischen den beiden trocken betriebenen Kupplungsscheiben der Doppelkupplungsvorrichtung angeordnet ist. Die erfindungsgemäßen Stützlager sind innerhalb der Doppelkupplungsvorrichtung aber auch zur Lagerung anderer drehbarer Bauteile sinnvoll verwendbar, welche im Betrieb einer radialen und einer axialen Belastung ausgesetzt sind.
Die Stützlager 1 weisen jeweils einen Außenring 2 und einen Innenring 3 auf, zwischen denen eine Mehrzahl von Wälzkörpern 4 angeordnet sind, welche in einem Käfig 5 gehaltert und geführt sind. In eine radial innere Mantelfläche 6 des Außenrings 2 und in eine radial äußere Mantelfläche 7 des Innenrings 3 sind jeweils Laufbahnen 8, 9 eingearbeitet, an welchen die Wälzkörper 4 abrollen. Die Wälzkörper 4 sind erfindungsgemäß als Kugelrollen 10 mit balligen Mantelfächen 11 und planen Seitenflächen oder Stirnseiten 12 ausgebildet, die gegenüber dem Durchmesser ihrer Kugelgrundform eine um 15% bis 40% reduzierte Breite zwischen den Seitenflächen 13, 14 aufweisen. Anders formuliert beträgt die Baubreite der Kugelrollen 10 lediglich 60% bis 85% von bislang üblicherweise verwendeten Lagerkugeln.
Die Kugelrollen 10 gemäß den Figuren 1 bis 5 sind als Ringe ausgebildet und weisen zu Fertigungsvereinfachung eine zentrale und axiale Bohrung auf. Es ist jedoch auch möglich, die Kugelrollen 10 aus Vollmaterial herzustellen, so dass die Kugelrollen 10 dann die Form einer kreisrunden Scheibe mit balliger Mantelfläche 11 aufweisen würden.
In die gegenüberliegenden Mantelflächen 6, 7 von Außenring 2 und Innenring 3 sind Dichtungen 13, 14 eingesetzt, die dazu dienen, das Stützlager 1 nach außen und innen abzudichten. Zwischen den Dichtungen 13, 14 ist axial und radial innen im Stützlager 1 ein Schmiermittel zur wartungsfreien Schmierung der Wälzkörper 4 angeordnet. Dadurch, dass durch die geringere Breite der Kugelrollen mehr Bauraum im Stützlager vorhanden ist, kann das Stützlager 1 mit einer deutlich größeren Menge an Schmiermittel befüllt sein. Außenstirnseiten 15, 16 der Dichtungen 13, 14 schließen bündig mit den beiden zugeordne- ten Stirnseiten 17, 18, 19, 20 von Außenring 2 und Innenring 3 ab.
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stützlagers 1 dargestellt, dessen Außenring 2 und Innenring 3 bezüglich ihrer Au- ßenabmessungen einem herkömmlichen Stützlager entsprechen. Dadurch, dass als Wälzkörper 4 Kugelrollen 10 verwendet werden, sind Druckwinkel α von bis zu 40° möglich. Die axiale Tragfähigkeit des Stützlagers 1 wird hierdurch wesentlich erhöht, womit eine Erhöhung der Lebensdauer einhergeht. Durch die schmale Bauweise der Kugelrollen 10 wird gleichzeitig auch der für Fettschmierung zur Verfügung stehende Bauraum im Stützlager 1 vergrößert, wodurch die Gebrauchsdauer des Lagers verlängert wird. Zur Wälzkörperführung ist ein Käfig 5 mit an die Kugelrollen angepasster Bordgeometrie vorgesehen, welcher der Ablaufkinematik der Kugelrollen 10 genügend freien Spielraum gewährleistet und eine funktionsstörende Zwangsführung vermeidet.
In Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stützlagers 1 ' dargestellt, dass weitgehend dem in Figur 1 dargestellten Stützlager 1 entspricht. Bei gleicher Baubreite ist der Außendurchmesser gegenüber dem im Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel vergrößert, welches eine Vergrö- ßerung des Durchmessers der Kugelrollen 10' ermöglicht. Hierdurch wächst die Tragfähigkeit des Stützlagers 10' entsprechend exponentiell, was die nominelle Lebensdauer noch weiter erhöht. Ebenfalls wird hierdurch der Vorratsraum für das Schmiermittel vergrößert, welches sich zusätzlich auf die Gebrauchsdauer förderlich auswirkt. Der Druckwinkel α beträgt bei dieser Aus- führungsform 25°.
In den Figuren 3 und 4 ist ein drittes bzw. viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stützlagers 1 " und 1 ' " dargestellt, welches jeweils zwei Reihen von Kugelrollen 10" und 10" 'aufweist. Diese zweireihigen Stützlager 1 " und 1 ' "sind dann vorteilhaft, wenn genügend Bauraum im Doppelkupplungsgetriebe bzw. dessen Doppelkupplungsvorrichtung für ein solches Stützlager zur Verfügung steht. Die Kugelrollen 10" bzw. 10" 'ermöglichen durch ihre planen Stirnseiten 12 eine so genannte „back to back"-Anordnung mit gegenseitiger Rollkörperführung. In Figur 3 weisen die Kugelrollen 10" eine gemeinsame Drehachse A auf, während die Drehachsen B, C der Kugelrollen 10"'gemäß der Ausführung nach Figur 4 radial zueinander versetzt jedoch parallel zueinander angeordnet sind.
Durch das in Figur 3 dargestellte Stützlager 1 " ist es möglich, dass durch die reduzierte Breite der als Kugelrollen 10" ausgebildeten Wälzkörper 4 das Stützlager 1 ", welches anstelle von einer Reihe mit zwei direkt nebeneinander angeordneten Reihen von Wälzkörpern 4 ausgerüstet ist, gegenüber einem herkömmlichen Stützlager mit Lagerkugeln bei annähernd gleichem Bauraum und gleichem Volumen des Schmiermitteldepots mit einer wesentlich höheren Tragfähigkeit ausgebildet werden kann. Dabei liegen die jeweils benachbarten Kugelrollen 10" beider Reihen mit ihren zueinander weisenden Seitenflächen 12, 12' sich gegenseitig führend unmittelbar aneinander an und sind jeweils in einem aus Kunststoff gefertigten Schnappkäfig 5 geführt. Darüber hinaus geht aus Figur 3 noch hervor, dass die benachbarten Wälzkörper 4 bzw. 10" jeweils eine gemeinsame Rotationsachse A aufweisen. Dies bewirkt, dass die jeweils aneinander anliegenden Wälzkörper 4 beider Reihen synchron zueinander abrollen. Gekehlte Laufbahnen 21 , 22 des Außenringes 2 bzw. gekehlte Lauf- bahnen 23, 24 des Innenrings 3 sind zueinander treppenartig radial versetzt angeordnet, um die Kugelrollen 10" mit ihrer gemeinsamen Drehachse aufnehmen zu können. Der Druckwinkel α beträgt hierbei 40°. Bei dieser Ausführung des Stützlagers 1 " ist es auch möglich, die Kugelrollen 10" mit unterschiedlichen Durchmessern auszubilden, so dass deren verlängerte Hüllkontur- linien sich in einem Punkt mit der Längsmittelachse des Lagers schneiden.
In der zweireihigen Ausführungsform gemäß Figur 4 sind die Wälzkörper 4 in Tandem-Anordnung angeordnet, so dass die Drehachsen B und C der Kugelrollen 10' " radial versetzt und parallel zueinander angeordnet sind. Die beiden Käfige 5 dienen dabei nur zur Reibungsminderung und Abstandshalterung. Eine Laufbahn 22 des Außenrings 2 und eine Laufbahn 24 des Innenrings 3 mündet jeweils in eine schräg verlaufende Schulter 25 bzw. 26. Diese Schultern 25, 26 dienen jeweils als Anlage für die Kugelrollen 10' ", wodurch die Führung der Rollkörper unterstützt wird.
In Figur 5 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Stützlagers 1 " " dargestellt, das weitgehend dem in Figur 1 dargestellten Stützlager 1 entspricht und die gleichen Bezugsziffern verwendet. Dieses Stützlager 1 " " ist mit zwei Wärme- dämm-Kappen 27, 28 versehen, welche axial von beiden Seiten des Stützlagers 10" " bei dessen Komplettierung aufgeschoben werden. Als Werkstoff für die Kappen 27, 28 wird PEAK GF35, PPS GF 40 oder ein Douroplast mit niedrigen Wärmeleitwert verwendet. Um eine Abdichtung von aneinander stoßen- den Kanten 29, 30 der Kappen 27, 28 zu gewährleisten, sind Dichtringe 31 , 32 in eine Nut 33 im Außenring 2 eingelegt.
Die gemäß Figur 5 einteiligen Kappen 27, 28 lassen sich vorteilhafterweise auch in nicht dargestellter Weise konstruktiv ergänzen. Hierbei kann vorgese- hen sein, den Wärmedurchgang durch Verringerung der Kontaktfläche am Lagersitz zwischen beispielsweise einer Zwischenscheibenbohrung und dem Stützlager zu reduzieren. Dies kann dadurch erreicht werden, dass zur Abstützung der Lagerungskräfte nur Stegbereiche der Kappen 27, 28, welche gleichmäßig am Umfang verteilt sind, vorgesehen werden, welche zumindest am Außendurchmesser, vorzugsweise aber auch am Innendurchmesser der Dichtkappen vorgesehen sind. Ebenso können, um der Forderung zum Zurückhalten von ausgetreten Schmierstoffes nachzukommen, radial verlaufende Schenkel an den zylindrischen Bereich der Dichtkappen angeformt werden. Damit sich der eventuell aus dem Stützlager 1 "" austretende Schmierstoff nicht über den zylindrischen Sitzbereich mit den zur Wärmedämmung angeordneten Stegen und Zwischenbereichen verteilen kann, können die Abstützstege am Außendurchmesser mäanderförmig verlaufend angeformt sein. Dadurch wird eine durchgängige Abdichtungskontur bei gleichzeitiger Reduzierung der Kontaktflächen am Lagersitz und Zwischenscheibe erreicht. Alternativ können die Stege auch kammförmig einseitig offen ausgeführt werden. Bezugszeichenliste
1 Stützlager 16 Außenstirnseite r Stützlager 17 Stirnseite
1 " Stützlager 18 Stirnseite
Y" Stützlager 19 Stirnseite
1 " " Stützlager 20 Stirnseite
2 Außenring 21 Laufbahn
3 Innenring 22 Laufbahn
4 Wälzkörper 23 Laufbahn
5 Käfig 24 Laufbahn
6 Mantelfläche 25 Schulter
7 Mantelfläche 26 Schulter
8 Laufbahn 27 Wärmedämm-Kappe
9 Laufbahn 28 Wärmedämm-Kappe
10 Kugelrolle 29 Kante von 27
10' Kugelrolle 30 Kante von 28
10" Kugelrolle 31 Dichtring
10' " Kugelrolle 32 Dichtring
11 Mantelfläche 33 Nut
12 Stirnseite A Achse
13 Dichtung B Achse
14 Dichtung C Achse
15 Außenstirnseite

Claims

Patentansprüche
1. Stützlager (1 , 1 ', 1 ",1 ' ",1 " ") zur Lagerung einer Doppelkupplungsvorrichtung eines Doppelkupplungsgetriebes eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einem Außenring (2) und einem Innenring (3), zwischen denen in einem Käfig (5) aufgenommene Wälzkörper (4) angeordnet sind, welche in Laufbahnen (8, 9; 21 , 22, 23, 24) abrollen, welche in einer radial inneren Mantelfläche (6) des Außenrings (2) und in einer radial äußeren Mantelfläche (7) des Innenrings (3) ausgebildet sind, wobei Dichtungen (13, 14) in die gegenüberliegenden Mantelflächen (6, 7) von Außenring (2) und Innenring (3) eingesetzt sind, und wobei die Außenstirnseiten (15, 16) der Dichtungen (13, 14) bündig mit zugeordneten Stirnseiten (17, 18, 19, 20) von Außenring (2) und Innenring (3) abschließen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (4) des Stützlagers als Kugelrollen (10, 10', 10", 10' ") ausgebildet sind, welche mit jeweils zwei symmetrisch von einer
Kugelgrundform abgeflachten sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen (12) ausgebildet sind und gegenüber dem Durchmesser ihrer Kugelgrundform eine um 15% bis 40% reduzierte Breite zwischen den Seitenflächen (12) aufweisen.
2. Stützlager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelrollen (10, 10', 10", 10' ") als Kugelscheiben oder als Ringe ausgebildet sind.
3. Stützlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckwinkel (α) der Kugelrollen (10, 10', 10",10' ") zwischen 25° und 40° beträgt.
4. Stützlager nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stützlager (1 , 1 ',1 " ") eine Reihe von in einem Käfig (5) gehalterten Kugelrollen (10, 10') angeordnet ist.
5. Stützlager nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stützlager (1 ",1 ' ") zwei Reihen von in einem gemeinsamen Käfig (5) gehalterten Kugelrollen (10", 10' ") angeordnet ist.
6. Stützlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelrollen (10", 10' ") mit jeweils einer Stirnseite (12) aneinander anliegen und sich gegenseitig führen.
7. Stützlager nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelrollen (10") eine gemeinsame Drehachse (A) aufweisen.
8. Stützlager nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass Laufbahnen (21 , 22) des Außenringes (2) bzw. Laufbahnen (23, 24) des
Innenrings (3) des Stützlagers (1 ") jeweils zueinander treppenartig radial versetzt angeordnet sind.
9. Stützlager wenigstens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Drehachsen (B, C) der Kugelrollen (10' ") radial zueinander versetzt und parallel zueinander angeordnet sind.
10. Stützlager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Laufbahn (22) des Außenrings (2) und eine Laufbahn (24) des Innenrings (3) jeweils in eine schräg verlaufende Schulter (25; 26) mündet.
11. Stützlager wenigstens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Stützlager (1 , 1 ', 1 ",1 ' ",1 " ") mit zwei Wärmedämm-Kappen (27, 28) versehen ist, welche von beiden Seiten des Stützlagers (10, 10', 10", 10' ") auf dieses aufgeschoben sind.
12. Stützlager nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämm-Kappen (27, 28) aus dem Werkstoff PEAK GF35, PPS GF 40 oder aus einem Douroplast mit einem niedrigen Wärmeleitwert bestehen.
13. Stützlager nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung von aneinander stoßenden Kanten (29, 30) der Wärmedämm- Kappen (27, 28) Dichtringe (31 , 32) in eine Nut (33) im Außenring (2) eingelegt sind.
14. Stützlager nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch ge- kennzeichnet, dass Stegbereiche der Wärmedämm-Kappen (27, 28), welche gleichmäßig am Umfang der Kappen (27, 28) verteilt sind, am Außendurchmesser und/oder am Innendurchmesser der Kappen (27, 28) vorgesehen sind.
15. Stützlager nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass radial verlaufende Schenkel an den zylindrischen Bereich der Kappen (27, 28) angeformt sind.
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