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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung richtet sich auf ein Kupplungsausrücklager das
als solches dazu dient zwischen einer umlaufenden Kupplungsstruktur,
beispielsweise einer Kupplungsfederplatte und einem Aktuatorsystem,
beispielsweise einem im Bereich eines Getriebegehäuses
oder einer Kupplungsglocke angeordneten Ausrückzylinder
eine Axialkraft zu übertragen und hierdurch den Kupplungszustand
der Kupplungsstruktur festzulegen.
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Typischerweise
umfassen derartige Kupplungsausrücklager ein weitgehend
abgedichtetes Wälzlager das einen durch das Aktautorsystem
abgestützten ersten Laufring und einen mit der Kupplungsstruktur
umlaufenden zweiten Laufring aufweist. Diese Laufringe können
so gestaltet sein, dass diese neben den zur Bereitstellung der Wälzkörperlaufflächen
vorgesehenen Ringabschnitten auch weitere Ringabschnitte umfassen
die der Aufhängung und Abstützung des Wälzlagers,
sowie der weiteren Übertragung der über die Wälzkörper
geführten Betriebskräfte z. B. auf die eingangs
genannte Kupplungsfederplatte dienen.
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Aus
US 3,741,361 ist ein Kupplungsausrücklager
der eingangs genannten Art bekannt, das eine Wälzlagereinrichtung
mit einem ersten und einem zweiten Laufring, sowie einen über
eine Kalottenringstruktur abgestützten Anlaufring aufweist.
Der Anlaufring umfasst einen Zylinder- oder Ringzapfenabschnitt,
der unter Einbindung eines Elastomer-Rings in einen Innenöffnungsbereich
des inneren Laufrings des Kupplungsausrücklager eingesetzt ist.
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Für
den Verbau der Kupplungsausrücklager steht in der Regel
nur ein äußerst eingeschränkter und Wartungsarbeiten
unzugänglicher Bauraum zur Verfügung. Aufgrund
der eingeschränkten Zugänglichkeit zur Einbaustelle
bestehen hinsichtlich Langlebigkeit und Funktionssicherheit hohe
Anforderungen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kupplungsausrücklager
zu schaffen das unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten günstig
herstellbar ist, das unter montagetechnischen Gesichtspunkten vorteilhaft
verbaubar ist und zudem über einen langen Betriebszeitraum
eine hohe Funktionssicherheit bietet.
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Diese
Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung gelöst durch ein Kupplungsausrücklager
mit:
- – einem ersten Wälzlagerlaufring,
- – einem zweiten Wälzlagerlaufring
- – Wälzkörpern die in einem zwischen
dem ersten Wälzlagerlaufring und dem zweiten Wälzlagerlaufring
definierten, zu einer Wälzlagerachse konzentrischen Bahnraum
aufgenommen sind,
- – einer Anlaufringeinrichtung zur Bereitstellung einer
zur Kontaktierung einer Kupplungsstruktur vorgesehenen Stirnfläche,
und
- – einer Ausgleichslagereinrichtung zur Abstützung
der Anlaufringeinrichtung derart, dass diese innerhalb eines Ausgleichswinkelbereichs
um ein Kippzentrum kippbar ist das sich auf, oder zumindest nahe
der Wälzlagerachse befindet,
- – wobei die Ausgleichseinrichtung eine Kalottenringstruktur
und eine darauf aufsitzende Kippringstruktur umfasst, und jene Kalottenringstruktur
eine Ringwandung umfasst die eine Kalottenringinnenöffnung
umsäumt,
- – wobei sich dieses Kupplungsausrücklager
dadurch auszeichnet, dass an die Anlaufringeinrichtung ein Sicherungsringelement
angebunden ist das die Kalottenringinnenöffnung axial durchsetzt und
eine zum Bahnraum vordringende, radial auskragende Ringschulter
bildet die als solche jene Kalottenringstruktur auf einer der Anlaufringeinrichtung
abgewandten Seite hintergreift.
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Dadurch
wird es auf vorteilhafte Weise möglich, bei einem Kupplungsausrücklager,
das mit einem über eine Ausgleichseinrichtung abgestützten Anlaufring
versehen ist, diesen Anlaufring wirkungsvoll in der Kupplungsausrücklagereinrichtung
zu sichern und dadurch zu gewährleisten, dass dieser weder
während der Montage, noch unter ungünstigen Betriebszuständen,
sowie auch nicht bei andauernd rauen Betriebsbedingungen unzulässig
weit von der Kalottenringstruktur axial abhebt.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
das Sicherungsringelement derart gestaltet, dass dieses jene Ringschulter
unter Belassung eines Bewegungsspiels hintergreift. Dieses Bewegungsspiel
ist vorzugsweise derart bemessen, dass zwischen der entsprechenden Außenwandung
des Sicherungsringelementes und der diesen zugewandten Innenwand
der Kalottenringstruktur ein Spaltraum verbleibt dessen in Richtung
der Lagerachse gemessene Weite im Bereich von 0,8 bis 4 mm liegt.
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Alternativ
zu der vorgenannten Maßnahme ist es auch möglich,
das Sicherungsringelement derart zu gestalten, dass dieses unter
vorzugsweise lediglich geringer federelastischer Vorspannung auf der
mitlaufenden, der Anlaufringeinrichtung abgewandten Rückseite
der Ringschulter aufsitzt. Das Sicherungsringelement kann so gestaltet
sein, dass dessen die Kalottenringstruktur hintergreifende Wandungsabschnitte
durch mehrere Federzungenabschnitte gebildet sind, wobei diese Federzungenabschnitte
vorzugsweise derart weit aus lenkbar sind, dass das Sicherungsringelement
von vorne durch die Kalottenringöffnung in diese einsetzbar
ist.
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Das
erfindungsgemäße Kupplungsausrücklager
ist vorzugsweise derart aufgebaut, dass dessen stationärer
Laufring, d. h. dessen lediglich in axialer Richtung verlagerbarer,
jedoch nicht umlaufender Laufring durch den ersten Wälzlagerlaufring
gebildet ist, der hierbei als Lagerinnenring fungiert. Der zweite Wälzlagerlaufring
bildet dabei den Lageraußenring. Die erfindungsgemäße
Kippringstruktur ist vorzugsweise unmittelbar an den zweiten Wälzlagerlaufring, d.
h. den Lageraußenring angebunden, beispielsweise integral
mit diesem ausgeführt.
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Die
Kippringstruktur ist vorzugsweise so gestaltet, dass diese eine
zur Anlaufringeinrichtung hin konvex ausbauchende Ringfläche
bildet, die hinsichtlich ihrer räumlichen Krümmung
auf einem Kugelmantel verläuft. Bei einer derartigen Gestaltung
der Kupplungsausrücklagereinrichtung liegt das durch die
Kippringstruktur definierte Kippzentrum auf einer Seite der Anlaufringeinrichtung
die der zu betätigenden Kupplungsstruktur abgewandt ist.
Es ist jedoch auch möglich, das erfindungsgemäße
Sicherungsringelement bei Bauformen anzuwenden, bei welchen die
Kippringstruktur eine konkav einwärts gewölbte „Tellerrandfläche"
bildet, in welcher ein konvex ausbauchender Abschnitt des Anlaufringes
oder zumindest eines diesen tragenden Gleitlagersystems sitzt. Das
durch eine derartige Gestaltung der Kippringstruktur definierte
Kippzentrum liegt dann auf der Seite des Kupplungssystems.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst
die Anlaufringeinrichtung einen Gleitbelagring, der beispielsweise aus
einem Sinter- oder einem vorzugsweise mit Füllstoffen befüllten
Kunststoffmaterial gefertigt ist. Dieser Gleitbelagring kann an
der Anlaufringeinrichtung fixiert, insbesondere verrastet sein.
Es ist auch möglich, den Gleitbelagring unmittelbar im
Wege eines Spritzformprozesses an die Anlaufringeinrichtung anzuspritzen.
An der Anlaufringeinrichtung sind in diesem Fall vorzugsweise Strukturen,
insbesondere Durchbrechungen vorgesehen, die eine besonders hoch feste
Verankerung des Gleitbelagrings an der Anlaufringeinrichtung ermöglichen.
Der Gleitbelagring kann auch aus einem umgeformten (Sandwich-)Lagermetallblech
gefertigt sein. Der Gleitbelagring kann hierbei eine Ringrinnenstruktur
bilden in welche anderweitige Kunststoffringelemente, insbesondere
ein Anlaufringelement eingesetzt werden kann.
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Es
ist möglich, das erfindungsgemäße Sicherungsringelement
an der Anlaufringeinrichtung zu fixieren. Diese Fixierung kann insbesondere
durch entsprechende z. B. radial nach außen offene Rinnenstrukturen,
Bördel oder Verrastungsabschnitte erreicht werden. Alternativ
hierzu, oder auch in Kombination mit der vorgenannten Maßnahme
ist es auch möglich, das Sicherungsringelement an dem Gleitbelagring
zu fixieren. An dem Gleitbelagring können hierzu insbesondere
Ringschultern ausgebildet sein, in welche das Sicherungsringelement
hinreichend fest eingreifen kann.
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Es
ist auch möglich, das Sicherungsringelement als integralen
Bestandteil des Gleitbelagrings zu fertigen. An dem Gleitbelagring
können hierzu Halteflanken angeformt sein, die als solche
die Kalottenringinnenöffnung axial durchsetzen und den
Kalottenring auf seiner der Anlaufringeinrichtung bzw. dem Gleitringbelag
abgewandten Rückseite hintergreifen. Diese entsprechenden
Armabschnitte können so ausgebildet sein, dass diese unter
federelastischer Auslenkung durch die Kalottenringinnenöffnung
hindurchgeführt werden und bei Erreichen der Montagestellung
des Gleitbelagrings den Kalottenring von innen her unter einem Schnapp-Eingriff
hintergreifen.
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Es
ist weiterhin möglich, das Sicherungsringelement so zu
gestalten, dass dieses einerseits über entsprechende Strukturen
mit der Anlaufringeinrichtung gekoppelt ist und andererseits unter
Wirkung des Gleitbelagrings in dieser Montagestellung gesichert
ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die eingangs angegebene, der
Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch durch ein Kupp lungsausrücklager
mit den im Patentanspruch 19 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Dadurch
wird es auf vorteilhafte Weise möglich, neben einer besonders
wirkungsvollen Sicherung der Anlaufringeinrichtung auch eine wirkungsvolle
Kapselung und Schmutzabschottung des Kupplungsausrücklagers
zu erreichen.
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Das
Sicherungsringelement kann insbesondere als Ringbuchse ausgeführt
sein. Diese Ringbuchse kann als Tiefziehbauteil aus einem vorzugsweise
korrosionsbeständigen Stahl- oder Buntmetallmaterial gefertigt
sein. Es ist auch möglich, dieses Sicherungsringelement
als gerolltes oder gewickeltes, mit einer Axialnaht versehenes Bauteil
zu fertigen. Weiterhin ist es auch möglich, das Sicherungsringelement
aus einem Kunststoffmaterial zu fertigen und weiterhin auch als
Trägerstruktur für zusätzliche Dichtungssysteme
zu verwenden.
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In
vorteilhafter Weise ist das Sicherungsringelement auf den zweiten
Wälzlagerlaufring aufgepresst und an diesem axial gesichert.
Das Sicherungsringelement kann so gestaltet sein, dass dieses auf
Höhe der hinteren Umfangskante des Wälzlagerlaufrings
mit einer Endschulter versehen ist, die einen einwärts
zur Achse des Lagers vordringenden Ringrand umfasst, der den zweiten
Wälzlagerlaufring auf einer dem Bahnraum abgewandten Rückseite
hintergreift. Bei dem derart gestalteten Kupplungsausrücklager
bildet der zweiter Wälzlagerlaufring vorzugsweise den Lageraußenring.
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Weitere
Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
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1 eine
Axialschnittansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagers
gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung,
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2 eine
Axialschnittansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagers
gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung,
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3a eine
Axialschnittansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagereinrichtung
gemäß einer dritten Ausführungsform der
Erfindung,
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3b eine
Detaildarstellung zur Veranschaulichung weiterer konstruktiver Einzelheiten,
wie sie insbesondere bei der Kupplungsausrücklagereinrichtung
gemäß der dritten Ausführungsform der
Erfindung Anwendung finden können,
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3c eine
weitere Detaildarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines
integral mit einem Anlaufbelag gefertigten erfindungsgemäßen
Sicherungsringelementes,
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4 eine
Axialschnittansicht zur Veranschaulichung konstruktiver Einzelheiten
eines Kupplungsausrücklagers gemäß einer
vierten Ausführungsform der Erfindung,
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5 eine
Axialschnittansicht zur Veranschaulichung konstruktiver Einzelheiten
eines Kupplungsausrücklagers gemäß einer
fünften Ausführungsform der Erfindung,
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6 eine
Axialschnittansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagers
gemäß einer sechsten Ausführungsform
der Erfindung,
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7 eine
Axialschnittansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus einer siebten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Kupplungsausrücklagers,
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8 eine
Axialschnittansicht zur Veranschaulichung einer achten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagers,
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9 eine
Axialschnittansicht zur Veranschaulichung einer neunten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagers.
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Das
in 1 dargestellte Kupplungsausrücklager
umfasst einen ersten Wälzlagerlaufring 1, einen
zweiten Wälzlagerlaufring 2 sowie Wälzkörper 3,
die in einem zwischen dem ersten Wälzlagerlaufring 1 und
dem zweiten Wälzlagerlaufring 2 definierten, zu
einer Wälzlagerachse X konzentrischen Bahnraum B aufgenommen
sind.
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Das
hier dargestellte Kupplungsausrücklager umfasst weiterhin
eine Anlaufringeinrichtung 4, die der Bereitstellung einer
zur Kontaktierung einer hier nicht näher dargestellten
Kupplungsstruktur, insbesondere Kupplungsfederplatte vorgesehene
Stirnfläche S bildet. Diese Anlaufringeinrichtung 4 ist über eine
Ausgleichslagereinrichtung 5 derart abgestützt, dass
die Anlaufringeinrichtung 4 innerhalb eines ausreichend
groß bemessenen Ausgleichswinkelbereichs W um ein Kippzentrum
Z kippbar ist, das sich auf, oder zumindest relativ nahe an der
Wälzlagerachse X befindet.
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Die
Ausgleichseinrichtung 5 umfasst eine Kalottenringstruktur 6,
die bei diesem Ausführungsbeispiel mit dem zweiten Wälzlagerlaufring 2 gekoppelt,
insbesondere als integraler Bestandteil desselben ausgeführt
ist. Diese Kalottenringstruktur 6 umfasst eine Ringwandung 6a,
die eine Kalottenringöffnung O umsäumt. Weiterhin
umfasst die Ausgleichseinrichtung 5 eine Kippringstruktur 7,
die eine zur Außengeometrie der Ringwandung 6a komplementäre Gleitfläche
bildet und über diese auf der Kalottenringstruktur 6 aufsitzt.
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Das
hier dargestellte Kupplungsausrücklager zeichnet sich dadurch
aus, dass an die Anlaufringeinrichtung 4 ein Sicherungsringelement 8 angebunden
ist, das die Kalottenringöffnung O axial durchsetzt und
eine zum Bahnraum B vor dringende, radial auskragende Ringschulter 8a bildet,
die als solche jene Kalottenringstruktur 6 auf einer der
Anlaufringeinrichtung 4 abgewandten Rückseite
hintergreift.
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Bei
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Sicherungsringelement 8 derart
gestaltet, dass dessen Ringschulter 8a die Ringwandung 6a der
Kalottenringstruktur 6 unter Belassung eines kleinen Bewegungsspiels
hintergreift. Das Sicherungselement 8 ist weiterhin derart
ausgebildet, dass zumindest im Bereich betriebsrelevanter Ausgleichsschwenkwinkel
W keine unzulässige Kollision desselben mit der Ringwandung
der Kalottenringstruktur 6 oder auch des hier erkennbaren,
zur Anlaufringeinrichtung 4 vordringenden Fortsatzes 1a des
ersten Wälzlagerlaufrings 1 eintritt.
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Bei
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel bildet der erste
Wälzlagerlaufring 1 den Lagerinnenring, der als
solcher den stationären – d. h. lediglich axial
verlagerbaren -Laufring des Kupplungsausrücklagers darstellt.
Dieser stationäre Laufring ist über eine Ringklammer 10 auf
einer Ausrückstruktur fixiert. Diese Ausrückstruktur
kann insbesondere als Ringkolben ausgeführt sein, der auf
einer, eine Getriebeeingangswelle umgebenden Buchse sitzt. Die Ringklammer 10 ist
mit mehreren Rastzungen 11 versehen, durch welche eine
axiale Sicherung der Ringklammer 10 auf dem diese tragenden
Strukturbauteil, insbesondere Ringkolben erreicht wird. Die Ringklammer 10 ist
weiterhin durch einen vorzugsweise als geschlossene Tellerfeder
ausgeführten Federring 22 mit einem radial einwärts
vordringenden Ringschulterabschnitt 1b des Fortsatzes 1a des
Innenrings 1 gekoppelt. Der Fortsatz 1a des Innenrings 1 und
die Ringwandung 6a der Kalottenringstruktur 6 sind
derart gestaltet, dass zwischen diesen Strukturbauteilen ein Zwischenraum
K verbleibt, in welchen die radial auskragende Wandung 8a des
Sicherungsringelementes 8 leichtgängig, vorzugsweise
kollisionsfrei eintauchen kann. An der radial auskragenden Wandung 8a kann
eine Dichtstruktur angeordnet sein, durch welche der der Wandung 8a zugängliche Bewegungsringraum
zum Wälzkörperbahnraum B hin abgedichtet ist.
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Bei
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel eines Kupplungsausrücklagers
ist die Anlaufringeinrichtung 4 so gestaltet, dass die
Abstützung derselben auf der Ringwandung 6a der
Kalottenringstruktur 6 über ein Gleitelement 7 erfolgt,
das beispielsweise aus einem mit Füllstoffen befüllten
Kunststoffmaterial gefertigt sein kann oder insbesondere auch aus
einem Sintermaterial, insbesondere Bronzekugel-Sintermaterial gefertigt
sein kann. Die durch die Anlaufringeinrichtung 4 bereitgestellte
Stirnfläche S ist bei diesem Ausführungsbeispiel
durch ein Anlageelement 12 gefertigt, das aus einem mechanisch
hochbelastbaren Werkstoff, insbesondere einem mit Füllstoffen
befrachteten Kunststoffmaterial gefertigt sein kann. Dieses Anlaufringelement 12 ist
bei diesem Ausführungsbeispiel mit einem Ringzapfen 13 versehen,
der eine durch das eigentliche Anlaufringelement 4a gebildete
Innenöffnung durchsetzt und auf einer der Stirnseite S
abgewandten Rückseite des Anlaufringelementes 8 dieses
radial hintergreift. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel
wird durch die spezielle Gestaltung des Anlaufringelementes 12 eine
besonders wirkungsvolle Sicherung des Sicherungsringelementes 8 an
dem Anlaufringelememt 4a erreicht.
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Weiterhin
ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel das Sicherungsringelement 8 aus
einem korrosionsbeständigen Stahlmaterial, insbesondere
tiefgezogenen Niro-Stahlmaterial gefertigt. Das Sicherungsringelement 8a bildet
eine Ringstufe, durch welche dieses sowohl radial als auch axial
positioniert an den hier durch einen flachen Ringscheibenabschnitt 15 definierten
Innenumfangskantenbereich des Anlaufringes 4a ansetzbar
ist.
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Es
ist möglich, die Anlaufringeinrichtung 4 so zu
gestalten, dass der Gleitringabschnitt 7 und das Anlaufringelement 12 gemeinsam
im Rahmen eines Kunststoffspritzschrittes an den Anlaufring 4a angespritzt
werden. Hierzu ist es möglich, an dem Anlaufring 4a entsprechende
Verankerungsstrukturen auszubilden, durch welche eine hinreichende
Verankerung dieser Kunststoffstrukturen an dem Anlaufring 4a sichergestellt
ist. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der
Anlaufring 4a weiterhin mit einer Ring- oder Abschlussschulter 4b versehen,
durch welche ein zwischen dem Anlaufring 4a und der Ringwandung 6a der
Kalottenringstruktur definierter Zwischenraum derart abgeschlos sen
ist, dass das darin aufgenommene Gleitringelement 7 darin
sicher gehalten ist.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 wird
das Sicherungsringelement 8 durch Verschnappen des Kunststoffanlaufringes 12 in
der Bohrung des Halteelements 4a fixiert. Zur Erleichterung
des Verschnappens kann im Schnappnasenbereich am Kunststoffanlaufring
durch mehrere axiale Einstiche eine entsprechende Bildung von Segmenten,
oder Rastarmen erfolgen.
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In 2 ist
in Form einer Detaildarstellung ein Kupplungsausrücklager
gemäß einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung dargestellt. Für dieses Kupplungsausrücklager
gelten die Ausführungen zu dem vorangehend beschriebenen
Ausführungsbeispiel weitgehend sinngemäß.
Abweichend von dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist
bei dieser Bauform das Sicherungsringelement 8 an dem Anlaufring 4a durch
einen Ringnutabschnitt 8b gesichert, der als solcher die
dem Bahnraum B abgewandte und die dem Bahnraum B zugewandte Seite des
Anlaufringes 4a im Bereich der Innenumfangskante K von
innen heraus umgreift. Durch diesen Ansatz ist ebenfalls eine besonders
wirkungsvolle Sicherung und Zentrierung des Sicherungsringelementes 8 an
dem Anlaufring 4a sichergestellt. Der Gleitbelag 7 ist
bei diesem Ausführungsbeispiel durch ein Formteil gebildet,
das über mehrere Rastkantenabschnitte 7a, 7b an
dem Anlaufring 4a gesichert ist.
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Abweichend
von dem Ausführungsbeispiel gemäß 1,
wird bei dieser Ausführungsform die zur Kontaktierung einer
Kupplungsstruktur vorgesehene Stirnfläche S unmittelbar
durch eine entsprechende (hier als flacher Ringscheibenabschnitt
ausgebildete) Wandung des Anlaufringes 4a gebildet. Dieser
Anlaufring 4a kann insbesondere als Blech-Umformbauteil
gefertigt sein.
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Das
Sicherungsringelement 8 ist in gleicher Weise wie bei dem
Ausführungsbeispiel gemäß 1 derart
gestaltet, dass dieses bei Verschwenken des Anlaufringes 4a gegenüber
dem ersten Wälzlagerlaufring 1 (Lagerinnenring)
kollisionsfrei in den zwischen dem Fortsatz 1a und der
Ringwandung 6a defi nierten Zwischenraum K eintauchen kann.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist in den Innenbereich
des zweiten Wälzlagerlaufrings 2 ein Abdeckring 16 eingesetzt,
durch welchen der den Wälzkörpern 3 vorbehaltene
Bahnraum B weitgehend gegenüber dem, dem Abschnitt 8a des
Sicherungsrings 8 zugänglichen Bereich des Zwischenraums
K abgeschirmt ist. Dieser Abdeckring 16 ist bei diesem
Ausführungsbeispiel drehfest in einen entsprechenden Aufnahmeabschnitt
des zweiten Wälzlagerlaufrings 2 eingesetzt. Es
ist auch möglich, diesen Abdeckring 16 an dem
ersten Wälzlagerlaufring 1 bzw. an dem Fortsatz 1a desselben
zu fixieren.
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In 3a ist
eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Kupplungsausrücklagers dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist das erfindungsgemäße Sicherungsringelement 8 als
beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigtes Formteil
ausgeführt, das unter Klemmung des Gleitbelags 7 an
dem Anlaufring 4a fixiert ist. Das Sicherungsringelement 8 bildet
bei diesem Ausführungsbeispiel einen Ringfortsatz 8b,
der bei diesem Ausführungsbeispiel eine durch die Kalottenringstruktur 6 definierte
Kalottenringinnenöffnung O axial durchgreift. An den Ringfortsatz 8b schließt
sich eine Hintergriffsschulter 8e an, die als solche die
dem Anlaufring 4a abgewandte Rückseite der Kalottenringstruktur 6 hintergreift.
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Bei
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Gleitbelag 7 integral
mit einem, die Stirnfläche S der Anlaufringeinrichtung 4 bereitstellenden
Materialabschnitt gefertigt. Es ist möglich, über
das erfindungsgemäße Sicherungsringelement 8 eine
Verdrehsicherung zu realisieren, durch welche eine unzulässige
Verdrehung des der Anlaufringeinrichtung 4 gegenüber
dem zweiten Wälzlagerlaufring 2 verhindert wird.
Diese Verdrehsicherung kann, wie hier dargestellt, insbesondere
durch radial auskragende Nasenabschnitte 4f realisiert
sein, die als solche in entsprechend in der Ringwandung 6a ausgebildete Mitnehmertaschen 6c eingreifen.
Diese Mitnehmertaschen 6c und die in diese eintauchenden
Radialvorsprünge 4f sind derart aufeinander abgestimmt, dass
durch diese die Verkippung des Anlaufrings 4a gegenüber
dem zweiten Wälz lagerlaufring 2 nicht unzulässig
beeinträchtigt wird und genügend großes Spiel
in Umfangsrichtung verbleibt.
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Die
zur Sicherung der Anlaufringeinrichtung 4 an dem zweiten
Wälzlagerlaufring 2 dienenden Hintergriffsstrukturen 8e können
so gestaltet sein, dass die Anlaufringeinrichtung 4 unter
moderaten Kräften auf den zweiten Wälzlagerlaufring 2 aufgesteckt
und auf diesem verrastet werden kann. Hierzu können die Hilfsstrukturen
aus elastischen Kunststoff im Mehrstoff-Spritzverfahren angeformt
werden.
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Gemäß 3a wird
ferner vorgeschlagen, die Halteeinrichtung 8 stoffflüssig
mit dem Kunststoffanlaufring 12 (hochverschleißfester,
reibungsarmer Kunststoff) bzw. formschlüssig mit dem Einstellring 4 als
Mehrstoffelement anzuspritzen. Dadurch, dass die Halteeinrichtung 8 segmentförmig
angeformt, aus biegeelastischem Kunststoff, z. B. PA 66 angespritzt ist,
kann eine größere Überlappung gegenüber
dem Bordinnendurchmesser der Öffnung O des umlaufenden
Außenringes 2 erreicht werden.
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In 3b ist
in Form einer Axialschnittdarstellung eine weitere Variante eines
erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagers
gezeigt, das in seinem Hauptaufbau im wesentlichen dem Aufbau des
Kupplungsausrücklagers gemäß 3a entspricht.
Bei dem Kupplungsausrücklager gemäß 3b,
ist das Sicherungsringelement 8 als ringscheibenartige,
umfangsprofilierte Struktur ausgebildet, die über Verankerungszapfen 72 an
dem Anlaufring 4a gesichert ist. Die Verankerungszapfen 72 sind
bei diesem Ausführungsbeispiel unmittelbar durch ein den
Gleitbelag 7 bildendes Bauteil bereitgestellt. Diese Verankerungszapfen 72 sind
nach Aufsetzen des Sicherungsringelementes 8 im Bereich
ihres axialen Endbereiches 72a radial aufgeweitet und sichern
hierdurch das Sicherungsringelement 8.
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An
dem Sicherungsringelement 8 ist, ähnlich wie bei
dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, ein
Ringrand 8c ausgebildet, der eine Hintergriffsschulter
bildet, durch welche die Anlaufringeinrichtung 4 in axialer
Rich tung an den zweiten Wälzlagerlaufring 2 gesichert
ist. Der Anlaufring 4a ist, ähnlich wie bei dem
Ausführungsbeispiel gemäß 1,
mit einem Anlaufringbelag 12 versehen, der aus einem reibungsreduzierenden
und abrasionsbeständigen Material, insbesondere einem mit
Füllstoffen befrachteten Kunststoffmaterial gefertigt ist.
Dieser Anlaufringbelag 12 bildet die zur Kontaktierung eines
Kupplungssystems vorgesehene Stirnfläche S.
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Anstelle
der hier dargestellten Ausbildung des Verankerungszapfens 72 als
integralen Bestandteil des den Gleitbelag 7 bildenden Strukturbauteils ist
es auch möglich, diesen Verankerungszapfen 72 als
Bestandteil des Anlaufringelementes 4a oder auch des zur
Bildung des Gleitbelages 12 herangezogenen Strukturbauteils
zu bilden. Weiterhin ist es auch möglich, diesen Verankerungszapfen 72 als Einzelelement,
insbesondere als plastisch stauchbaren Bolzen auszuführen, über
welchen der Anlaufgleitbelag 12, der Anlaufring 4a und
der Gleitbelag 7 sowie das Sicherungsringelement 8 zu
einer Baueinheit zusammengenietet werden können.
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In
weiterer Ausgestaltung kann wie aus 3b ersichtlich
ein selbstjustierendes ALC realisiert werden, bei welchem das Halteelement 8 als
separates Element als Kunststoffteil oder ST-Tiefziehteil gefertigt
und auf Fixiernocken 72, Vorsprünge oder Haltekragen
oder ähnliches des Einstellringes 4 mit angespritzten
Kunststoffbereichen aufgeschnappt wird.
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In 3c ist
in Form einer Axialschnittdarstellung ein Ausschnitt eines Kupplungsausrücklagers
dargestellt, bei welchem der Anlaufringbelag 12 und das
Sicherungsringelement 8 als Integralbauteil ausgeführt
sind, das gegebenenfalls an dem Anlaufringelement 4a durch
zusätzliche Verankerungszapfen 72' verankert werden
kann, oder direkt an diesen angespritzt sein kann.
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Bei
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Anlaufringelement 4a so
gestaltet, dass dessen, den Gleitbelag 7 tragender Abschnitt
an die Außenumfangskante AU des Anlaufringes 4a angrenzt. Die
hier gezeigte Ausführungsform zeichnet sich durch eine
besonders kurze, axiale Baulänge F aus. Bei dem hier gezeigten
Ausführungsbeispiel wird weiterhin ein dem Bahnraum B der
Wälzkörper 3 abgewandter Spaltbereich
durch eine Dichtlippeneinrichtung 20 abgedichtet, die als
solche am zweiten Wälzlagerlaufring 2 (dem Wälzlageraußenring)
fixiert ist.
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Zur
Schaffung eines ausreichenden Bewegungsraumes für den Hintergriffsfortsatz 8e des
Sicherungsringes 8 ist an dem diesem Fortsatz 8e zugewandten
Innenbereich der Ringwandung 6a eine Fase 6c ausgebildet,
wobei die durch diese Fase 6c gebildete Fasenfläche
in ihrer Ausrichtung und Gestaltung im wesentlichen so verläuft,
dass diese auf einer zum Kippzentrum Z konzentrischen Kugelfläche
aufsitzt, d. h. im wesentlichen parallel zu dem, der Schulter 8e zugänglichen
Bahnraum verläuft.
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In 3c ist
ein selbstjustierendes Kupplungsausrücklager dargestellt,
bei welchem bei entsprechender Anschlussgeometrie der Kupplungstellerfederzungen
die kürzeste Funktionshöhe „F" erreicht
wird. Das Halteelement ist beispielhaft mittels Ultraschallverprägung
oder Heißverprägung am Einstellring 4a befestigt.
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In 4 ist
eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen
Kupplungsausrücklagers dargestellt, bei welchem eine axiale
Sicherung der Anlaufringeinrichtung 4 erreicht wird indem
das Sicherungsringelement 8 als integraler Bestandteil
des Anlaufbelagelementes 12 ausgeführt ist. Der
zur leichtgängigen Lagerung des Anlaufbelagelementes 12 auf
der Kalottenringstruktur 6a vorgesehene, hier aus einem durch
Tiefziehen umgeformten Metallmaterial gefertigte Gleitbelag 7 kann
auch als angespritzte, eingelegte oder eingepresste Struktur ausgeführt
sein. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der
Gleitbelag 7 so gestaltet, dass dieser ein zur Aufnahme weiterer
Strukturen vorgesehenes Ringrinnen-artiges Bauteil, insbesondere
mit dem hier erkennbaren „S-förmigen" Querschnitt
darstellt.
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4 zeigt
eine Variante des selbstjustierenden ALC bei der das am abschnittsweise
sphärisch gestalteten Außenring 2 des
Wälzlagers anliegende Gleitelement 7 als Formteil,
z. B. aus Permaglide hergestellt ist. Das Formteil dient zugleich
als Trägerelement für die Kunststoffanlaufscheibe,
an dem auch durch Verschnappen das Halteelement aus Kunststoff oder
Metallteilen (tiefgezogen) fixiert wird.
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In 5 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Kupplungsausrücklagers gezeigt, das sich insbesondere auch
hinsichtlich der Gestaltung der Ausgleichseinrichtung 5 von
den vorgenannten Ausführungsbeispielen unterscheidet. Bei dem
hier gezeigten Ausführungsbeispiel bildet die Ausgleichseinrichtung 5 ebenfalls
eine Kalottenringstruktur, jedoch ist diese derart ausgestaltet,
dass das Kippzentrum Z sich im Bereich des von dem Ausrückring 4a betätigten
Kupplungssystems befindet. Bei diesem Ausführungsbeispiel
wird eine axiale Sicherung der Anlaufringeinrichtung 4 erreicht
indem an dem Sicherungsringelement 8, ähnlich
wie bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, eine
Hintergriffsschulter 8e ausgebildet ist, die als konzentrisch
zum Kippzentrum Z ausgeführter Kugelmantelring gestaltet
ist. Auch diese Hintergriffsschulter 8e ist derart angeordnet,
dass diese nicht unmittelbar an der dem Kippzentrum Z abgewandten Rückseite
der Ringwandung 6a anliegt, sondern im regulären
Zustand an dieser unter dem hier erkennbaren Abstand a geometrisch
entlang einer Kugelfläche vorbeigleitet.
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Gemäß 5 ist
das selbstjustierende ALC in einer Ausführungsform realisiert,
bei welcher die Anordnung des sphärischen Einstellbereiches
mit kleinstmöglichem Wirkabstand zur Drehachse erreicht
wird. Der ST-Einstellring 4a dient als Basisträger
für den Kunststoffanlaufring 12 und für
den Gleitbelag 7, dargestellt als Permagleit-Kalottenelement. Der
Kunststoffanlaufring 12, sowie auch der Gleitbelag 7 können
auch als angespritzte Kunststoffelemente ausgeführt werden.
Das als Tiefziehteil vorgeschlagene Halteelement 4 kann
alternativ auch als Kunststoffspritzteil ausgebildet sein und mittels Schnappverbindung
die Bauteile zusammenhalten.
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In 6 ist
ebenfalls in Form einer Axialschnittansicht eine sechste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagers
dargestellt, bei welchem abweichend von sämtlichen vorangehend
beschriebenen Ausführungsbeispielen das Sicherungsringelement 8 auf
den hier mitlaufenden zweiten Wälzlagerlaufring 2 aufgesetzt
ist und die Anlaufringeinrichtung 4 unter Belassung des
hier erkennbaren Laufspaltes a übergreift. Das Sicherungsringelement 8 ist
bei diesem Ausführungsbeispiel als Ringbuchse ausgeführt,
die auf dem zweiten Wälzlagerlaufring 2 axial
gesichert ist. Diese axiale Sicherung wird bei dem hier gezeigten
Ausführungsbeispiel durch eine Endschulter 8f sowie
durch eine Sicke 8g erreicht.
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An
dem zur Anlaufringeinrichtung 4 vordringenden axialen Endbereich 8h des
Sicherungselementes 8 ist dieses mit einem Einzugsabschnitt 30 versehen,
der eine Innenfläche bildet deren Ausrichtung so abgestimmt
ist, dass diese im wesentlichen einer diese tangierenden und zum
Kippzentrum Z der Ausgleichseinrichtung 5 konzentrischen
Kugelmantel-Ringfläche entspricht. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel
ist durch das Sicherungsringelement 8 die Anlaufringeinrichtung 4 unter
Belassung eines Bewegungsspaltes verliersicher in die Kupplungsausrücklagereinrichtung
eingebunden.
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Bei
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Anlaufringeinrichtung 4, ähnlich
wie bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen,
einen Anlaufring 4a, der vorzugsweise aus einem hochfesten
Material, insbesondere Stahlmaterial gefertigt ist. An diesen Anlaufring 4a ist
das zur Bildung der Stirnfläche S vorgesehene Anlaufbelagelement 12 angespritzt
oder angesetzt. Auch das zur Bildung des auf der Kalottenringstruktur 6 laufenden Gleitfläche
vorgesehene Gleitelement 7 ist aus einem Kunststoffmaterial
gefertigt, das durch entsprechende Verankerungsöffnungen 8k an
dem Anlaufring 4a verankert ist.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel gemäß 6 ist
das Halteelement 8 am Außenumfang des Lageraußenrings
angebracht, wobei der Anlaufring 4a formschlüssig
und spielbehaftet zum umlaufenden Außenring 2 verliergesichert
ist. Das erfindungsgemäße Sicherungsringelement
kann hierbei als Tiefziehteil, oder auch aus Bandmaterial gerollt,
geclincht und/oder stoffschlüssig verbun den sein. Die Fixierung
des Sicherungsringelementes am Außenring 2 kann
durch Bördeln des radial verlaufenden Bundes oder durch
Anrollieren des mittleren Bereiches (Sicke 8g) erfolgen.
Dabei wird gleichzeitig der Dichtring 26 axial verpresst
und in seiner Endlage fixiert.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, den Kunststoffanlaufring 12 zusammen
mit dem Gleitbelag 7 in einem Arbeitsgang an den Einstellring
anzuformen. Zur Fixierung und zur Halterung sind der Kunststoffanlaufring 12 und
der Gleitbelag 7 über im Einstellring 4a eingebrachte Bohrungen 28 stoff-
bzw. formschlüssig verbunden. Über Haltelöcher 29 im
Einstellring 4a wird der Gleitbelag 7 zusätzlich
am Trägerring fixiert. Zur Vereinfachung der Komplettierung
des ALC mit dem Einstellring wird in der Einzelheit „A"
alternativ vorgeschlagen, den Haltekragen 30 durch mehrfaches
Schlitzen und damit Bildung von Schnapparmen 30a biegeelastisch
radial weitbar zu gestalten, sodass der Einstellring 4a nachträglich
aufgeschnappt werden kann.
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Für
das Ausführungsbeispiel gemäß 7 gelten
die vorangehend zum Ausführungsbeispiel gemäß 6 vorgenommenen
Ausführungen weitgehend sinngemäß. Abweichend
von dem Ausführungsbeispiel nach 6, sind
bei diesem Ausführungsbeispiel der Gleitbelag 7 und
das zur Bildung des Anlaufbelagelementes 12 vorgesehene
Kunststoffmaterial im Rahmen eines einzigen Kunststoffeinspritzens
gefertigt, sodass diese beiden Elemente eine Integralstruktur bilden.
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Weiterhin
ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 das
Sicherungselement 8 derart gestaltet, dass dieses auf einer
der Anlaufringeinrichtung 4 abgewandten Lagerrückseite
eine Hintergriffswandung 8i bildet, die als Haltewandung
für eine Dichtlippenstruktur 34 fungiert. Bei
diesem Ausführungsbeispiel ist das Sicherungsringelement 8 vorzugsweise
so ausgebildet, dass dieses von einer der Anlaufringeinrichtung 4 abgewandten
Rückseite des Kupplungsausrücklagers auf den zweiten
Wälzlagerlaufring 2 aufgeschoben werden kann.
Es ist möglich, zur Erleichterung des Montageprozesses
und zur Vermeidung unzulässig starker elastischer Deformationen
dieses Sicherungsringele ment 8 abschnittsweise axial geschlitzt
auszuführen, sodass eine hinreichend leichtgängige
radiale Weitung des Sicherungsringelementes 8 möglich
ist.
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In 7 wird
als weitere Variante ein selbstjustierendes ALC mit einem Halteelement
am umlaufenden Außenring vorgeschlagen, bei dem das Halteelement 8 gleichzeitig
als Trägerelement für die Abdichtung dient, wobei
durch Anformen des Haltebereiches 8i, sowie Anrollieren
des Fixierbereiches der Einstellring 4 verliergesichert
ist.
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In 8 ist
eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Kupplungsausrücklagers dargestellt, bei welcher das Sicherungsringelement 8 von
vorne, d. h. aus dem Bereich der Kalottenringstruktur 6 auf
den zweiten Wälzlagerlaufring 2 axial aufgeschoben
werden kann. Das Sicherungsringelement 8 ist hierzu mit
Rastklauen 8k versehen, die im Rahmen des Fügevorgangs
zunächst radial nach außen auslenkbar sind und
im Bereich ihrer Axialenden über daran ausgebildete Hintergriffsklauen 8l die
hintere Stirnkante des zweiten Wälzlagerlaufrings 2 hintergreifen.
Im übrigen gelten auch für dieses Ausführungsbeispiel
die Ausführungen zu den 6 und 7 sinngemäß.
Bei dem selbstjustierenden Ausrücklager gemäß 8 ist
das Halteelement 8 mittels Schnappverbindung am Außenring 2 fixiert
ist.
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In 9 ist
eine neunte Variante eines Kupplungsausrücklagers dargestellt,
bei welcher das erfindungsgemäße Sicherungsringelement 8 vom
Bereich der Anlaufringeinrichtung 4 ausgehend den zweiten
Wälzlagerlaufring 2, d. h. den Wälzlageraußenring
unter Belassung eines Bewegungsspaltes a' übergreift und über
einen Bodentellerabschnitt 8m in den Bereich des ersten
Wälzlagerlaufrings 1 vordringt und hierbei an
dem ersten, stationären Wälzlagerlaufring 1 verankert
ist. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist hierzu
an dem Sicherungsringelement 8 ein Einsatzabschnitt 8n ausgebildet, der
unter einem leichten Presssitz im Innenumfangsbereich des ersten
Wälzlagerlaufrings 1 verankert ist. Zur Erleichterung
des Fügevorganges ist an diesem Abschnitt 8h eine
Fasen- oder Radiuskontur 8o angeformt, durch welche das
Einsetzen des Abschnitts 8n in den Innenbereich des ersten
Wälzlagerlaufring 1 erleichtert wird. Das hier
gezeigte Sicherungsringelement bildet als solches einen Ringtopf,
in welchem die gesamte Wälzlagereinrichtung weitgehend
gekapselt aufgenommen ist. Durch dieses Kapsel-Bauteil wird weiterhin
die Anlaufringeinrichtung 4 wirkungsvoll gegen Verlieren
in axialer Richtung gesichert.
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Bei
dem in 9 dargestellten selbstjustierenden Ausrücklager
ist der Sicherungsring 8 in der Bohrung des nicht umlaufenden
Lagerrings verankert. Nach der Komplettierung des ALC mit dem Einstellring 4a wird
die offene Seite derart angeformt, dass eine Überlappung
h'' erreicht wird. Hierdurch ergibt sich eine ausreichende Verliersicherung.
Die durchgestellten Bereiche 56 am radial verlaufenden Wandungsbereich
des Halteelementes 8 dienen als Verdrehsicherung und die
radial verlaufende Wandung 57 dient als Abstützung
für die Vordruckfeder (nicht eingezeichnet). Alternativ
kann durch elastische Gestaltung des Haltebereiches, wie durch Schlitzen,
eine nachträgliche Montage des Einstellrings 4 erfolgen.
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Auf
Grundlage des erfindungsgemäßen Lösungskonzeptes
wird es möglich, insbesondere auch den besonderen Laufeigenschaften
von Dieselmotoren Rechnung zu tragen und dabei sicherzustellen, dass
insbesondere in Betriebszuständen mit rauem Lauf und damit
verbunden entsprechenden Längs- und Drehschwingungen des
Kupplungssystems kein unzulässig starkes Abheben der Anlaufringeinrichtung 4 vom
eigentlichen Kupplungsausrücklager erfolgen kann.
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Durch
das erfindungsgemäße Konzept wird es insbesondere
auch möglich, ein verbessertes Kupplungsausrücklager
ohne Verlängerung des axialen Bauraums zu realisieren.
Der erfindungsgemäße Sicherungsring 8 kann
relativ kostengünstig gefertigt werden und bietet neben
der hiermit erreichbaren kostengünstigen auch einen verbesserten
Schutz des Kupplungsausrücklagers gegen Verunreinigungen.
Weiterhin wird durch den erfindungsgemäßen Sicherungsring 8 der
Kippwiderstand beim Verkippen der Anlaufringeinrichtung nicht in
unzulässiger Weise erhöht. Bei dem erfindungsgemäßen
selbstjustierenden Ausrücklager ist der Anlaufring 4 durch
den besonderen Sicherungsring 8 durch eine an sich formschlüssige,
jedoch unter regulären Betriebszuständen gegenüber
Bewegtflächen spielbehaftete Struktur gesichert.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Ausrücklager ist
der Haltering 8 als Profilring ausgeführt, der
beispielsweise über den Innendurchmesser des Einstellrings 4 zentriert
ist und nach der Zuordnung des Außenrings durch Umbördeln
des Bördelkragens am Bördelring fixiert werden
kann. Der erfindungsgemäße Sicherungsring kann
in fertigungstechnisch vorteilhafter Weise kostengünstig
als Tiefziehteil gefertigt werden. Er erlaubt eine einfache und
sichere Montage der Bauteile auch bei großen Schwenkwinkelbereichen
des Einstellringes. Der Wirkabstand zwischen der Kontaktebene der
Kupplungs-Tellerfederzungen am Anlaufring und der Abstützebene
des ALC am Kolben (der Schiebehülse) kann relativ kurz ausgeführt
werden.
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In
weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagers
wird für die oben genannten Ausführungsformen
vorgeschlagen, den Belag für den sphärischen Kontaktbereich
mit dem umlaufenden Lagerring aus dem Werkstoff PEAK gleitmodifiziert
mit den bestmöglichsten Gleiteigenschaften herzustellen.
Hierzu sind insbesondere folgende Variationen möglich:
- – Einstellring mit Belag für
den Kontaktbereich aus verschleißfestem und reibungsarmen
Kunststoff wie PA46 CF30 PTFE5 oder ähnliches, kombiniert
mit dem Belag für den sphärischen Kontaktbereich
mit dem umlaufenden Lagerring aus dem Werkstoff PEAK gleitmodifiziert:
- – Jeweiliger Belag im Einzelherstellverfahren gefertigt
und am Einstellring fixiert
- – oder beide Beläge in Mehrstoff-Kunststoffspritzverfahren
aufgebracht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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