DE102008005028A1

DE102008005028A1 - Kupplungsausrücklagereinrichtung

Info

Publication number: DE102008005028A1
Application number: DE102008005028A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Winkelmann
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-01-22
Filing date: 2008-01-22
Publication date: 2009-07-23
Also published as: FR2926617A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsausrücklagereinrichtung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen aufzuzeigen, durch welche es möglich wird, eine Kupplungsausrücklagereinrichtung zu schaffen, die in produktionstechnischer Hinsicht kostengünstig herstellbar ist und sich durch vorteilhafte mechanische Eigenschaften, insbesondere eine hohe Steifigkeit, auszeichnet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kupplungsausrücklagereinrichtung mit einem ersten Lagerlaufring, der als flache Ringscheibe ausgeführt ist und einen ersten Wälzkörperlaufflächenbereich bildet, einem zweiten Lagerlaufring, der ebenfalls als flache Ringscheibe ausgeführt ist und welcher den um eine Lagerachse mitlaufenden Lagerlaufring darstellt und welcher einen zweiten Wälzkörperlaufflächenbereich bildet, wobei der erste Wälzkörperlaufflächenbereich und der zweite Wälzkörperlaufflächenbereich sich ohne axiale Überlappung in axial voneinander beabstandeten Axialbereichen erstrecken, Wälzkörpern, die in einem zwischen dem ersten Lagerlaufring und dem zweiten Lagerlaufring definierten Bahnraum aufgenommen sind, einer Käfigeinrichtung zur Führung der Wälzkörper innerhalb des Bahnraumes und einem Ausrückring zur Bereitstellung einer Kupplungsanlagefläche, wobei der Ausrückring über ein Kalottenringgelenk derart an dem zweiten Lagerlaufring axial abgestützt ist, dass der Ausrückring um ein Kippzentrum kippbar ist, das sich im Bereich der Lagerachse befindet. Dadurch wird es ...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsausrücklagereinrichtung mit einem ersten Laufring, einem zweiten Laufring, Wälzkörpern die in einem zwischen den beiden Laufringen definierten Bahnraum aufgenommen sind, und einer Käfigeinrichtung zur Führung der Wälzkörper innerhalb des genannten Bahnraumes. Insbesondere bezieht sich die Erfindung hierbei auf eine Kupplungsausrücklagereinrichtung die über einen langen Betriebszeitraum hinweg hohen Laufbelastungen standhält.
Hintergrund der Erfindung
Aus DE 724 51 41 U1 ist ein selbstzentrierendes Kupplungsausrücklager bekannt das ein Wälzlager mit einem ersten und einem zweiten Laufring sowie einem Zentrierring umfasst. Der Zentrierring ist über ein Ringkalottengelenk am Innenring des Wälzlagers abgestützt.
Aus DE 101 14 846 A1 ist ebenfalls eine selbstzentrierende Kupplungsausrücklagereinrichtung bekannt die ein auf einer Verschiebehülse gesichertes Wälzlager und einen über ein Ringkalottengelenk an dem Wälzlager abgestützten Ausrückring umfasst. Das Ringkalottengelenk ist mit einem Gleitbelag versehen der aus einem Kunststoffmaterial gefertigt und an einem Kalottenringabschnitt des Ausrückrings verrastet ist.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen aufzuzeigen durch welche es möglich wird, eine Kupplungsausrücklagereinrichtung zu schaffen die in produktionstechnischer Hinsicht kostengünstig herstellbar ist, und die sich durch einen lange Lebensdauer sowie durch eine vorteilhafte mechanische Betriebscharakteristik, insbesondere eine hohe Steifigkeit auszeichnet.
Erfindungsgemäße Lösung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kupplungsausrücklagereinrichtung mit einem ersten Lagerlaufring der als flache Ringscheibe ausgeführt ist und einen ersten Wälzkörperlaufflächenbereich bildet, einem zweiten Lagerlaufring der ebenfalls als flache Ringscheibe ausgeführt ist und welcher den um eine Lagerachse mitlaufenden Lagerlaufring darstellt und welcher einen zweiten Wälzkörperlaufflächenbereich bildet, wobei der erste Wälzkörperlaufflächenbereich und der zweite Wälzkörperlaufflächenbereich sich ohne axiale Überlappung in axial voneinander beabstandeten Axialbereichen erstrecken, Wälzkörpern die in einem zwischen dem ersten Lagerlaufring und dem zweiten Lagerlaufring definierten Bahnraum aufgenommen sind, einer Käfigeinrichtung zur Führung der Wälzkörper innerhalb des Bahnraumes, und einem Ausrückring zur Bereitstellung einer Kupplungsanlagefläche, wobei der Ausrückring über ein Kalottenringgelenk derart an dem zweiten Lagerlaufring axial abgestützt ist, dass der Ausrückring um ein Kippzentrum kippbar ist das sich im Bereich der Lagerachse befindet.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine hochsteife Kupplungsausrücklagereinrichtung zu schaffen, bei welcher für die Realisierung des Anlaufringes und des Kalottenringgelenks ein relativ großer axialer Bauraum zur Verfügung steht, und das Kalottenringgelenk zudem in axialer Richtung hochsteif abgestützt ist. Durch das erfindungsgemäße Konzept wird es weiterhin möglich, verschiedenste Kupplungsausrücklagervarianten baukastenartig bereitzustellen, da aufgrund des geringen axialen Bauraumbedarfs des Wälzlagers ein großer Rest-Bauraum für verschiedenste Anlaufring- und Kalottenringgelenkkonstruktionen besteht. Das erfindungsgemäße in die Ausrücklagereinrichtung eingebundene flachbauende Lager kann in besonders vorteilhafter Weise als dauergeschmiertes Lager ausgeführt sein ermöglicht insbesondere über einen langen Betriebszeitraum hinweg eine ausreichende Schmierstoffversorgung durch einen in unmittelbarer Nähe der Wälzkörper gespeicherten Schmierstoff.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kupplungsausrücklagereinrichtung derart gestaltet, dass das Kalottenringgelenk eine erste Kalottenringstruktur umfasst, die an den zweiten Lagerlaufring angebunden ist. Die Anbindung dieser ersten Kalottenringstruktur an den zweiten Lagerlaufring kann insbesondere durch Einpressen eines Ringsteges der Kalottenringstruktur in einen Innenumfangsbereich des zweiten Lagerlaufrings bewerkstelligt sein. Über die vorzugsweise durch jenen Innenumfangsbereich des zweiten Lagerlaufrings bereitgestellte Innenfläche erfolgt vorzugsweise unmittelbar eine Zentrierung der Kalottenringstruktur an dem zweiten Lagerlaufring. Alternativ hierzu, oder auch in Kombination mit dieser Maßnahme ist es auch möglich, die Zentrierung der ersten Kalottenringstruktur und gegebenenfalls auch die Befestigung derselben an dem zweiten Lagerlaufring durch anderweitige Füge- oder Verbindungsgeometrien kraft- oder formschlüssig zu bewerkstelligen.
Vorzugsweise ist die erste Kalottenringstruktur derart ausgebildet, dass diese auf einem Stirnflächenbereich des zweiten Lagerlaufrings aufsitzt und dadurch unmittelbar durch die Stirnfläche jenes zweiten Lagerlaufrings in axialer Richtung hochsteif abgestützt ist.
Die erste Kalottenringstruktur kann als Blechumformteil oder insbesondere auch als Kunststoff-Verbundbauteil ausgeführt sein. Insbesondere bei der Ausführung der ersten Kalottenringstruktur als Kunststoff-Verbundbauteil ist es möglich, jenen, die eigentliche Kalottenringfläche der Kalottenringstruktur bildenden Bauteilsabschnitt aus einem Kunststoffmaterial zu fertigen, wobei der Kunststoffmaterialabschnitt vorzugsweise nicht nur die Kalottenringgeometrie bildet, sondern auch eine Gleitlagerstruktur darstellt und damit eine hinreichend leichtgängige Lagerung des Anlaufringes sicherstellt.
Die erste Kalottenringstruktur kann in ihrer Gesamtgeometrie so gestaltet sein, dass diese eine zur Kupplungsanlagefläche hin konvex ausbauchende Kalottenringfläche bereitstellt. Bei dieser Gestaltung der Kalottenringstruktur befindet sich das durch diese realisierte Kippzentrum in einem bezüglich dem Wälzlager der Kupplungseinrichtung abgewandten Bereich.
Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Kalottenringstruktur so auszubilden, dass diese eine, zum zweiten Lagerlaufring hin konkav einwärts gewölbte, d. h. „schalen-randartige" Kalottenringfläche bereitstellt. Bei dieser Variante der Kalottenringstruktur befindet sich das Kippzentrum in einem, von der Kupplungseinrichtung eingenommenen Axialbereich, d. h. also in einem „vor" dem Ausrücklager liegenden Axialbereich.
Das erfindungsgemäß an ein durch zwei flache Ringscheiben realisierte, axial äußerst kurzbauendes Wälzlager angebundene Kalottenringgelenk ist vorzugsweise hinsichtlich seiner geometrischen Eigenschaften so gestaltet, dass der in Richtung der Lagerachse X gemessene Abstand des Kippzentrums Z von einer, zu jener Lagerachse X radialen und den Wälzkörperbahnraum erfassenden Radialfläche wenigstens 30% des Bahnradius des Wälzkörperbahnraums beträgt. Dabei liegt der Nenndruckwinkel vorzugsweise im Bereich zwischen 35° und 55°, besonders bevorzugt bei 45°.
Das erfindungsgemäß an das Flachscheiben-Wälzlager angebundene Kalottenringgelenk umfasst vorzugsweise eine zweite Kalottenringstruktur, die auf der ersten Kalottenringstruktur sitzt, sodass diese zweite Kalottenringstruktur gegenüber der ersten Kalottenringstruktur um ein zur Kompensation von Fluchtungsfehlern ausreichendes Maß um jenes Kippzentrum Z kippbar ist. Diese zweite Kalottenringstruktur kann so gestaltet sein, dass diese unmittelbar den Ausrückring bildet. Es ist auch möglich, an diese Kalottenringstruktur weitere Ringelemente anzusetzen, durch welche die Übertragung der Kupplungsbetätigungskräfte in die zugeordnete Kupplungseinrichtung noch weiter verbessert wird.
Die erste Kalottenringstruktur kann so gestaltet sein, dass diese den Außenrandbereich des zweiten Lagerlaufrings umgreift. In diesem umgreifenden Bereich können insbesondere die zur Abstützung der zweiten Kalottenringstruktur erforderlichen Kalottengleitflächen ausgebildet sein.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das als Flach-Scheibenaxiallager ausgeführte Kupplungsausrücklager weiterhin an eine Trägerstruktur angebunden und zwar derart, dass das Wälzlager gegenüber jener Trägerstruktur in radialer Richtung um ein zur Kompensation eines Fluchtungsversatzes ausreichendes Maß weiter verlagerbar ist. Das erfindungsgemäße Konzept der Anbindung eines Kalottenringgelenks an ein axial äußerst kurzbauendes und hochsteifes Flachscheiben-Wälzlager und die zusätzliche Lagerung dieses Wälzlagers derart, dass dessen Position gegenüber einer Trägerstruktur in radialer Richtung geringfügig verlagerbar ist, führt zu einer Ausrücklagereinrichtung mit einem besonders vorteilhaften, mechanischen Betriebsverhalten. Die vorgenannte Trägerstruktur kann insbesondere als Schiebehülse, oder zumindest als an eine Schiebehülse angebundenes Buchsenelement ausgebildet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zudem eine Ringkappe vorgesehen, die an den mitlaufenden, zweiten Lagerlaufring angebunden ist und einen, zwischen dem ersten Lagerlaufring und dem zweiten Lagerlaufring verbleibenden Laufspalt übergreift und damit abdeckt. Diese Ringkappe kann in ihrem, dem zweiten Lagerlaufring abgewandten Auslaufbereich mit einem radialen Einzug versehen sein, durch welche die Abkapselung des Wälzlagers noch weiter verbessert wird. Durch diese Ringkappe kann weiterhin eine Verliersicherung realisiert sein, durch welche der zweite Lagerlaufring verliersicher an den ersten Lagerlaufring angebunden ist. Die Befestigung der Ringkappe an dem zweiten Lagerlaufring kann insbesondere durch Verstanzungen, Ausklinkungen und Bördelstrukturen bewerkstelligt werden.
Kurze Beschreibung der Figuren
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine Axial-Schnittansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagereinrichtung mit einem axial hochsteif an einem Doppelringscheiben-Wälzlager abgestützten Kalottenringgelenk, sowie einem radial verschiebbar geführten stationären Lagerlaufring;
2 eine Axial-Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer zweiten Variante einer erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagereinrichtung mit einem frontal aufgesetzten innenzentrierten Kalottenringgelenk sowie daran abgestütztem Kupplungsfederzungen-Kontaktring;
3 eine Axial-Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer dritten Variante eines erfindungsgemäßen Axiallagers bei welcher der an den mitlaufenden Lagerring angesetzte Kalottengelenkring eine konkave Ringfläche bildet.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
Das in 1 dargestellte Kupplungsausrücklager umfasst einen ersten Lagerlaufring 1, der als relativ flache Ringscheibe ausgeführt ist und einen Wälzkörperlaufflächenbereich B1 bildet. Die Kupplungsausrücklagereinrichtung umfasst weiterhin einen zweiten Lagerlaufring 2, der ebenfalls als flache Ringscheibe ausgeführt ist und der den um eine Lagerachse X umlaufenden Lagerlaufring darstellt. Durch diesen zweiten Lagerlaufring 2 wird ein zweiter Wälzkörperlaufflächenbereich B2 gebildet. Der erste Wälzkörperlaufflächenbereich B1 und der zweite Wälzkörperlaufflächenbereich B2 erstrecken sich in axial voneinander beabstandeten Axialbereichen, ohne sich hierbei zu überlappen. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind beide Wälzkörperlaufflächenbereiche B1, B2 als einander zugewandte, flache, sich axial nicht überlappende und axial voneinander beabstandete Ringrillen ausgeführt.
Das erfindungsgemäße Kupplungsausrücklager umfasst weiterhin Wälzkörper W, die in einem zwischen dem ersten Lagerlaufring 1 und dem zweiten Lagerlaufring 2 definierten Bahnraum B aufgenommen und als Kugeln ausgeführt sind. Die Kupplungsausrücklagereinrichtung umfasst weiterhin auch eine Käfigeinrichtung 3 zur Führung der Wälzkörper W innerhalb des Bahnraums B, sowie einen Ausrückring 4 zur Bereitstellung einer Kupplungsanlagefläche KF.
Die hier dargestellte Kupplungsausrücklagereinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Ausrückring 4 über ein Kalottenringgelenk KG derart an dem zweiten Lagerlaufring 2 axial abgestützt ist, dass der Ausrückring 4 um ein Kippzentrum Z kippbar ist, das sich im Bereich der Lagerachse X, insbesondere exakt auf jener Lagerachse X befindet.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Kalottenringgelenk KG eine erste Kalottenringstruktur 5, die an den zweiten Lagerlaufring 2 angebunden ist. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist weiterhin die erste Kalottenringstruktur 5 an einem Innenumfangsbereich 6 des zweiten Lagerlaufrings 2 zentriert. Die erste Kalottenringstruktur 5 ist zudem derart ausgebildet, dass diese auf einem Stirnflächenbereich 7 des zweiten Lagerlaufrings 2 aufsitzt und hierdurch in axialer Richtung hochsteif abgestützt ist.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist weiterhin die erste Kalottenringstruktur 5 als Verbundbauteil, insbesondere Kunststoff-Verbundbauteil ausgeführt und umfasst einen Ringkern 8 sowie einen, daran angeformten, aus einem Kunststoffmaterial mit guten Gleitlagerungseigenschaften bestehenden Kalottenkopfabschnitt 5b.
Der vorgenannte Kalottenkopfabschnitt 5b bildet eine, zur Kupplungsanlagefläche KF hin oder zum Außenrand hin konvex ausbauchende Kalottenringfläche 5c, wobei das Kugelzentrum dieser Kalottenringfläche 5c das Kippzentrum Z darstellt, das sich, wie hier erkennbar, in einem der hier nicht näher dargestellten, Kupplungseinrichtung abgewandten Axialbereich, d. h. hinter dem eigentlichen Ausrücklager befindet.
Der Ausrückring 4 ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als relativ massives Ringbauteil ausgeführt und bildet auf seiner, der Kupplungsanlagefläche KF abgewandten Innenfläche unmittelbar die auf der Kalottenringfläche 5c aufsitzende, komplementär zu jener vorgenannten Kalottenringfläche 5c konkav gewölbte Sitzfläche.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der erste Lagerlaufring 1 derart an eine Trägerstruktur 9 angebunden, dass dieser gegenüber jener Trägerstruktur 9 in radialer Richtung um ein zur Kompensation eines Fluchtungsversatzes ausreichendes Maß verlagerbar ist. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Trägerstruktur 9 als Tiefzieh-Blechumformteil, insbesondere Stufenring ausgeführt, das in an sich bekannter Weise auf einer vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigten Schiebehülse sitzt und an dieser verankert ist.
Durch die Trägerstruktur 9 wird ein Ringsteg 10 gebildet, an welchem sich ein Innenumfangsbereich einer Tellerfeder 11 abstützt. Durch diese Tellerfeder 11 wird ein Innenrandbereich des ersten Lagerlaufrings 1 gegen eine, durch die Trägerstruktur 9 bereitgestellte Stirnfläche gespannt. Zwischen einem Innenumfangskantenbereich des ersten Lagerlaufrings 1 und einer Außenumfangsfläche eines Buchsenabschnitts 9a der Trägerstruktur 9 ist der hier erkennbare Radialspalt R belassen, der, wie bereits erwähnt, eine geringfügige radiale Verlagerung des ersten Lagerlaufrings 1 gegenüber der Trägerstruktur 9 ermöglicht.
Durch die erfindungsgemäße Anbindung eines Kalottenringgelenks KG an ein axial äußerst kurzbauendes und in axialer Richtung hochsteifes Wälzlager, das zudem an der Trägerstruktur 9 geringfügig radial verlagerbar gesichert ist, wird es möglich, eine Kupplungsausrücklagereinrichtung zu realisieren, die sich durch ein erstaunlich gutes mechanisches Betriebsverhalten auszeichnet und die zudem baukastenartig durch Bestückung des axial kurzbauenden für verschiedene Ausrücklagervarianten geeigneten Ringscheiben-Wälzlagers realisiert werden kann.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist an den zweiten Lagerlaufring 2 eine Ringkappe 12 angebunden, die als solche einen zwischen dem ersten Lagerlaufring 1 und dem zweiten Lagerlaufring 2 verbleibenden Laufspalt S1 abdeckt. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ringkappe 12 durch eine Einsickung 13, sowie durch Ausstellungen 14 an dem zweiten Lagerlaufring 2 fixiert. Zwischen dem Innenumfangsbereich der Ringkappe 12 und der Außenumfangsfläche des der Ringkappe 12 benachbarten Abschnitts des ersten Lagerlaufrings 1 ist ein ausreichend großer Laufspalt S2 belassen. Durch die Ringkappe 12 wird neben einem Verschmutzungsschutz des Wälzlagers auch eine Verliersicherung des zweiten Lagerlaufrings 2 und damit insgesamt eine zuverlässige Zusammenfassung des Kalottenringgelenks mit dem ersten Lagerlaufring 1 erreicht. Die hier gezeigte Ringkappe ist weiterhin mit einem Halteringabschnitt 50 versehen der mehrere Halteschenkel 51 trägt, wobei diese Halteschenkel 51 derart gestaltet sind, dass durch diese eine Verliersicherung gebildet ist die den Ausrückring 4 auf dem Kalottenringgelenk KG sichert, ohne hierbei die Kippbewegbarkeit des Ausrückringes 4 unzulässig stark einzuschränken.
Für das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel gelten die vorangegangenen Ausführungen sinngemäß. Die Komponenten des Kupplungsausrücklagers gemäß 2, die als solche den Komponenten des Kupplungsausrücklagers gemäß 1 entsprechen, tragen hier die gleichen Bezugszeichen wie für 1 eingeführt.
Der wesentliche Unterschied zwischen diesem Kupplungsausrücklager nach 2 gegenüber dem vorangehend beschriebenen Kupplungsausrücklager nach 1 besteht in der Gestaltung des Kalottenringgelenks KG. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Kalottenringgelenk KG so ausgebildet, dass dieses eine erste Kalottenringstruktur 5a' umfasst, die hier als Blech-Umformbauteil ausgeführt ist und an den zweiten Lagerlaufring 2 angesetzt ist. Die erste Kalottenringstruktur 5a' ist so ausgebildet, dass deren äußerer Randbereich den Außenumfangsrand des zweiten Lagerlaufrings 2 in radialer Richtung mit einem zum Außenrand des ersten Lagerlaufrings zurückgezogenen Tellerrand übergreift. In diesem, den zweiten Lagerlaufring 2 übergreifenden Umfangsbereich ist an der dem Bahnraum B abgewandten Außenfläche eine konvex nach außen gewölbte Kalottengelenkfläche 5c ausgebildet. Auf dieser Kalottenringfläche sitzt ein Gleitbelag 20, der an der zweiten Kalottenringstruktur 21 befestigt ist. Die zweite Kalottenringstruktur 21 bildet Teil einer als Ausrückring fungierenden Baugruppe. An der zweiten Kalottenringstruktur 21 ist ein zur Bereitstellung der Anlagefläche KF vorgesehenes Ringelement 4' befestigt. Das Ringelement 4' kann im Bereich seiner der hier nicht näher dargestellten, Kupplungseinrichtung zugewandten Stirnfläche KF derart profiliert ausgebildet sein, dass einerseits eine Verdrehsicherung erreicht wird und zudem eine besonders günstige Kraftübertragung auf die hier nicht näher dargestellten Betätigungsorgane der zugeordneten Kupplungseinrichtung sichergestellt ist.
Der Gleitbelag 20 ist vorzugsweise aus einem relativ hochtemperaturbeständigen Gleitwerkstoff, insbesondere einem metallischen Gleitmaterial gefertigt. Dieser Gleitbelag 20 kann durch eine stoffliche Verbindung, insbesondere durch Löten oder Schweißen an die Innenumfangsfläche des zweiten Kalottenrings 21 angebunden sein.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Ringkappe 12 vorgesehen, die gemeinsam mit dem zweiten Lagerlaufring 2 umläuft. Die Einbindung dieser Ringkappe 12 in das erfindungsgemäße Kupplungsausrücklager ist, abweichend von dem Ausführungsbeispiel nach 1, über einen Ringabschnitt bewerkstelligt, der, wie hier erkennbar, noch durch einen Außenumfangsbereich des Kalottengelenkrings 5c bereitgestellt ist. Ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel nach 1 ist auch bei dieser Variante ein Haltering 50 vorgesehen der Schenkel 51 aufweist durch welche der Ausrückring 4' bzw. der diesen tragende Kalottenring 21 in der Kupplungsausrücklagereinrichtung gesichert ist.
Der erste Lagerlaufring 1 ist in gleiche Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach 1 an eine Trägerstruktur 9 derart angebunden, dass dieser in radialer Richtung gegenüber einer Schiebehülse 22 radial verlagerbar ist. Die Schiebehülse 22 ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt und bildet eine Flanschfläche 23, an welcher ein dem Bahnraum B abgewandter Rückseitenbereich des ersten Lagerlaufrings 1, ggf. unter Zwischenschaltung der Trägerstruktur 9 anliegt.
Die erste Kalottenringstruktur 5a' bildet weiterhin einen Ringrand 5d, über welchen einerseits eine Zentrierung und Verankerung der ersten Kalottenringstruktur 5a an dem zweiten Lagerlaufring 2 bewerkstelligt wird, und andererseits auch eine Befestigung eines Einsatzringes 23 ermöglicht wird. Dieser Einsatzring 23 ist hinsichtlich seines Querschnitts vorzugsweise wie in der Darstellung gemäß 2 abgebildet gestaltet. Durch diesen Einsatzring 23 wird einerseits eine besonders wirkungsvolle Abschirmung des Bahnraums B gegenüber dem Innenumfangsbereich des Wälzlagers erreicht. Zudem kann durch diesen Einsatzring 23 eine Führungsstruktur bewerkstelligt werden, durch welche der zur Führung der Wälzkörper W vorgesehene Käfig 3 in radialer Richtung geführt ist. Da der Käfig gegenüber dem umlaufenden Einsatzring nur etwa mit der halben Drehzahl umläuft wirkt der Käfig "schleppend" und damit positiv hinsichtlich Lagerreibung. An dem Einsatzring 23 kann weiterhin ein Vlies-, oder anderweitiger Poröskörper 24 gesichert sein, durch welchen eine weitere Abdichtung des Bahnraums B gegenüber dem Innenumfangsbereich des Lagers erreicht wird und zudem auch eine verbesserte Schmierung des Auflageabschnitts der Tellerfeder 11 auf der entsprechend dieser Tellerfeder 11 zugewandten Innenfläche des ersten Lagerlaufrings 1 erreicht werden kann. Die erste Kalottenringstruktur kann auch hier direkt einstückig am Lagerlaufring 2 angeformt sein.
In 3 ist eine dritte Variante eines erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagers dargestellt. Bei diesem Kupplungsausrücklager ist das Kalottenringgelenk KG derart gestaltet, dass das Kippzentrum Z des Ausrückrings 4 im Bereich der hier nicht näher dargestellten Kupplungseinrichtung auf der Lagerachse X liegt. Die erste Kalottenringstruktur 5a ist hierzu derart gestaltet, dass diese eine, zum zweiten Lagerlaufring 2 hin konkav einwärts gewölbte Kalottenringfläche 5c bildet. Auf dieser Kalottenringfläche 5c sitzt ein Gleitbelag 20, der an den Ausrückring 4 angebunden ist. Dieser Gleitbelag 20 kann aus einem Kunststoffmaterial, oder vorzugsweise aus einem relativ hochtemperaturbeständigen, metallischen Gleitlagermaterial gefertigt sein.
Die erste Kalottenringstruktur 5a ist als Blech-Umformteil ausgeführt und an dem zweiten Lagerlaufring 2 zentriert. Die Zentrierung wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen Ringsteg 5d erreicht, der als solcher integralen Bestandteil der ersten Kalottenringstruktur 5a bildet. Die erste Kalottenringstruktur 5a ist als Tiefzieh-Umformbauteil ausgeführt, das zumindest lokal spanabhebend nachbearbeitet ist. Die axiale Abstützung dieser ersten Kalottenringstruktur an dem zweiten Lagerlaufring 2 erfolgt über einen inneren Umfangsflächenabschnitt 5e und einen radial weiter außen liegenden, äußeren Stützflächenabschnitt 5f.
Ansonsten ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel das durch zwei relativ flache und im wesentlichen lediglich radial ausgedehnte Laufringelemente gebildete Wälzlager an der Trägerstruktur 9 derart gesichert, dass der erste Wälzlagerlaufring 1 gegenüber der Trägerstruktur 9 in radialer Richtung um ein geringes Maß verlagerbar ist zur Bewerkstelligung des Ausgleichs von Fluchtungsfehlern.
Durch das erfindungsgemäße Konzept wird es möglich, ein Ausrücklager zu schaffen, das sich durch einen besonders guten Selbstjustierungseffekt auszeichnet und das zudem eine hohe axiale Steifigkeit aufweist. Das erfindungsgemäße Kupplungsausrücklager kann in fertigungstechnischer Hinsicht kostengünstig durch Umbau eines durch flache Lagerscheiben gebildeten Axiallagers gefertigt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklager handelt es sich um ein relativ kostengünstig herstellbares, selbstjustierendes Ausrücklager in der Bauform eines Axialkugellagers mit einer Selbstjustiereinrichtung.
Die erfindungsgemäße Kupplungsausrücklagereinrichtung kann durch ein Basislager mit Selbstzentrierausrüstung auch für andere Einsatzfälle, bei denen eine Selbstzentrierung des Ausrücklagers ausreichend ist, gefertigt werden. Mittels einem zusätzlichen Zwischenring mit sphärischem Einstellbereich und einem Einstellring kann erfindungsgemäß eine weitere Selbstjustierfunktion realisiert werden. Das erfindungsgemäße Lager kommt bei Verwendung z. B. eines Vliesringes als Schmierdepot für Minderschmierung mit einer relativ geringen Schmierstoffmenge aus. Bei dem erfindungsgemäßen Lager ist eine Verliersicherung über eine am Außenumfang angeordnete Dichtkappe erreicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Halteringabschnitt 50 vorgesehen der mehrere Halteschenkel 51 trägt, wobei diese Halteschenkel 51 derart gestaltet sind, dass durch diese eine Verliersicherung gebildet ist die den Ausrückring 4 auf dem Kalottenringgelenk KG sichert, ohne hierbei die Kippbewegbarkeit des Ausrückringes 4 unzulässig stark einzuschränken. Der Halteringabschnitt 50 ist über die Kalottenringstruktur 5a an dem zweiten Lagerlaufring 2 gesichert.
Eine Belagfixierung kann am Zwischenring durch Umspritzen erreicht werden. Zusätzlich kann eine innere Abdichtung mittels eines Vliesrings erreicht werden.
Das erfindungsgemäße Ausrücklager ist kostengünstig durch einfach herzustellende Bauteile im Baukastensystem bereitstellbar. Bei dem erfindungsgemäßen Ausrücklager erfolgt ein direkter Kraft-Kurzschluss, der eine hohe Steifigkeit des Ausrücklagers, insbesondere bei der Ausführung für die konventionelle Betätigung über einen Ausrückhebel sicherstellt. Das erfindungsgemäße Lager zeichnet sich durch eine besonders zuverlässige und wirkungsvolle Abdichtung gegen Schmierstoffaustritt und Verschmutzung von außen aus.
Bei der in 1 gezeigten Variante ist der Gleitbelag am Einstellring kraft- oder formschlüssig fixiert, insbesondere aus einem Gleitmaterial wie einem Perma-Glidematerial oder aus einem Kunststoffmaterial angespritzt.
Der Ring zur Führung des Käfigs ist gleichzeitig Aufnahme für die Vliesringabdichtung sowie eine Spaltdichtung zur Schmutzabweisung von außen. Am Ausrücklager ist eine Kunststoffanlaufscheibe angebracht. Das erfindungsgemäße Ausrücklager zeichnet sich durch eine kurze axiale Bauform, und durch einfache und insbesondere im Präge- oder Tiefziehverfahren gefertigte Bauteile aus.
Bei dem Ausrücklager gemäß 2 ist der umlaufende Lagerring mit der sphärischen Einstellkalotte einstückig ausgeführt. Hierdurch wird eine hochsteife Ausführung für Ausrücklager mit konventioneller Hebelbetätigung erreicht. Bei der Variante gemäß 2 wird ferner eine besonders kompakte Bauweise durch die Anordnung der Selbstzentriereinrichtung am Außendurchmesser des drehfest angeordneten Lagerring erreicht. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 wird weiterhin eine Selbstjustiereinrichtung realisiert, bei der der sphärische Einstellbereich einen relativ kleinen Wirkabstand zur Drehachse aufweist. Dabei dient der Einstellring als Träger für den Kunststoffgleitbelag.
Weiterhin wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 der umlaufende Außenring und die Kalotte einstückig ausgeführt. Zur optimalen Bauraumnutzung wird vorgeschlagen, den umlaufenden Lagerring als Fließpressteil oder als Feingussteil herzustellen und spanabhebend nachzuarbeiten. Der Einstellring ist vorzugsweise mit einem Belag aus hochverschleißfestem, reibungsarmen Kunststoff am sphärischen Einstellbereich und/oder an der Kontaktstelle zu den Tellerfederzungen der Kupplung ausgeführt. Alternativ ist es möglich, den Belag im sphärischen Einstellbereich mit einem Sinterbronze-Kugelgleichtbelag mit St-Trägerrücken, welcher zum Beispiel durch Laserschweißen stoffschlüssig fixiert ist, auszurüsten. Hierdurch wird eine hohe Lagersteifigkeit durch optimal angepasste Ringquerschnitte sowie ein relativ großer Schmiermittelvorratsraum erreicht. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird es möglich, dieses Lager auch für die konventionelle Betätigung mittels Ausrückhebels auszuführen.
Ferner können bei sämtlichen aufgezeigten Ausführungsbeispielen die Einstellringe mit Kunststoff-Anlaufscheiben mit Verdrehsicherungsstegen für die schnelle Selbstzentrierung, mit flacher Anlaufkontur für Tellerfederzungen mit balligen Zungenenden, oder segmentweise ballig ausgeführten Anlaufkonturen für Tellerfedern mit geraden Tellerfederzungenenden ausgeführt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 7245141 U1 [0002]
- DE 10114846 A1 [0003]

Claims

Kupplungsausrücklagereinrichtung mit: – einem ersten Lagerlaufring (1) der als flache Ringscheibe ausgeführt ist und einen ersten Wälzkörperlaufflächenbereich (B1) bildet, – einem zweiten Lagerlaufring (2) der ebenfalls als flache Ringscheibe ausgeführt ist und welcher den um eine Lagerachse (X) mitlaufenden Lagerlaufring darstellt und welcher einen zweiten Wälzkörperlaufflächenbereich (B2) bildet, wobei der erste Wälzkörperlaufflächenbereich (B1) und der zweite Wälzkörperlaufflächenbereich (B2) sich ohne axiale Überlappung in axial voneinander beabstandeten Axialbereichen erstrecken, – Wälzkörpern (W) die in einem zwischen dem ersten Lagerlaufring (1) und dem zweiten Lagerlaufring (2) definierten Bahnraum (B) aufgenommen sind, – einer Käfigeinrichtung (3) zur Führung der Wälzkörper (W) innerhalb des Bahnraumes (B), und – einem Ausrückring (4) zur Bereitstellung einer Kupplungsanlagefläche (KF), – wobei der Ausrückring (4) über ein Kalottenringgelenk (KG) derart an dem zweiten Lagerlaufring (2) axial abgestützt ist, dass der Ausrückring (4) um ein Kippzentrum (Z) kippbar ist das sich im Bereich der Lagerachse (X) befindet.
Kupplungsausrücklagereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalottenringgelenk (KG) eine erste Kalottenringstruktur (5) umfasst die an den zweiten Lagerlaufring (2) angebunden ist.
Kupplungsausrücklagereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kalottenringstruktur (5) über einen Innenumfangsbereich (6) des zweiten Lagerlaufrings (2) zentriert ist.
Kupplungsausrücklagereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kalottenringstruktur (5) auf einem Stirnflächenbereich (7) des zweiten Lagerlaufrings (2) abgestützt ist.
Kupplungsausrücklagereinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kalottenringstruktur (5) als Verbundbauteil ausgeführt ist.
Kupplungsausrücklagereinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kalottenringstruktur (5) als Blechumformteil ausgeführt ist.
Kupplungsausrücklagereinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kalottenringstruktur (5) eine zur Kupplungsanlagefläche (KF) hin konvex ausbauchende Kalottenringfläche bereitstellt, und dass sich das Kippzentrum (Z) in einem der Kupplungseinrichtung abgewandten Axialbereich hinter dem Ausrücklager befindet.
Kupplungsausrücklagereinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dass die erste Kalottenringstruktur (5c) eine zum zweiten Lagerlaufring (2) hin konkav einwärts gewölbte Kalottenringfläche bereitstellt und dass sich das Kippzentrum (Z) in einem von der Kupplungseinrichtung eingenommenen Axialbereich vor dem Ausrücklager befindet.
Kupplungsausrücklagereinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 8, dass das Kalottenringgelenk (KG) eine zweite Kalottenringstruktur (4, 21) umfasst die auf der ersten Kalottenringstruktur (5) sitzt.
Kupplungsausrücklagereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kalottenringstruktur den Ausrückring (4) bildet.
Kupplungsausrücklagereinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 10, dass die erste Kalottenringstruktur (5) derart ausgebildet ist, dass der Kalottengleitflächenbereich den Außenrandbereich des zweiten Lagerlaufrings (2) umgreift.
Kupplungsausrücklagereinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dass der erste Lagerlaufring (1) derart an eine Trägerstruktur (9) angebunden ist, dass dieser gegenüber jener Trägerstruktur (9) in radialer Richtung um ein zur Kompensation eines Fluchtungsversatzes ausreichendes Maß verlagerbar ist.
Kupplungsausrücklagereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (9) an einer Schiebehülse fixiert ist.
Kupplungsausrücklagereinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dass eine Ringkappe (12) vorgesehen ist die als solche einen zwischen dem ersten Lagerlaufring (1) und dem zweiten Lagerlaufring (2) verbleibenden Laufspalt (S1) abdeckt.
Kupplungsausrücklagereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkappe (12) an den zweiten Lagerlaufring (2) angebunden ist.