DE102009030209A1

DE102009030209A1 - Schrägschulterkugellager mit axialer Dichtlippe

Info

Publication number: DE102009030209A1
Application number: DE102009030209A
Authority: DE
Inventors: Dominic Burgstahler
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2010-12-30

Abstract

Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Schrägschulterkugellager, insbesondere Ausrücklager für Schaltkupplungen, mit einem Außenring und einem Innenring, wobei beide Ringe relativ zueinander bewegbar und zur gemeinsamen Führung von Wälzkörpern vorgesehen sind. Ziel ist es, ein reibungsarmes sowie kostengünstiges Schrägschulterkugellager herzustellen. Dazu wird ein Schrägschulterkugellager vorgeschlagen, dessen radial außen liegender Spalt zwischen Innenring und Außenring mittels einer axialen Dichtlippe schleifend abgedichtet ist. Die axiale Dichtlippe kann derart gestaltet werden, dass eine Materialersparnis entsteht beziehungsweise nur eine geringe Überdeckung erforderlich ist und/oder die Steifigkeit der axialen Dichtlippe vorteilhaft reduzierbar ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Schrägschulterkugellager, insbesondere Ausrücklager für Schaltkupplungen, mit einem Außenring und einem Innenring, wobei beide Ringe relativ zueinander bewegbar und gemeinsam zur Führung von Wälzkörpern vorgesehen sind.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiges Schrägschulterkugellager kommt in vielfältigen Ausführungen als Ausrücklager für Schaltkupplungen zum Einsatz. Dafür ist das Ausrücklager an einer Haltekonsole befestigt, die auf einer Antriebswelle axial verschiebbar geführt wird. In der Regel wird die Betätigungsbewegung von der Haltekonsole auf das Ausrücklager und von diesem auf die Trennkupplung übertragen, wobei deren Ausrückfinger meist an einem radialen Abschnitt des Innen- oder Außenrings des Ausrücklagers anliegen.
Aus DE 196 3186 A1 ist ein Ausrücklager zur Betätigung einer Schalttrennkupplung eines Fahrzeuges bekannt, die zur Verbesserung der Tragfähigkeit des Ausrücklagers einen Druckwinkel zwischen 36 und 35° realisiert. Ferner werden besondere Bedingungen für die Schmiegung an den Lagerringen formuliert. Zur Abdichtung des von der Rotationsachse des Ausrücklagers radial außen liegenden Spaltes des Außen- und Innenringes wird eine Dichtungsanordnung mit radialen Dichtungslippen verwendet. Diese radialen Dichtungslippen gehören zu einem elastischen Teil, welcher mittels eines am Außenring befestigten Trägerrings in Position gehalten werden. Diese Anordnung verursacht ein hohes Reibmoment, welches gerade bei hohen Drehzahlen zu einem hohen Kraftstoffverbrauch, beziehungsweise zu hohen Temperaturen führt. Ferner sind aufgrund der radialen Ausdehnung der Dichtungselemente der Materialaufwand und damit auch die Herstellungskosten nicht unbeträchtlich.
Aus DE 198 37 578 A1 ist ein Ausrücklager bekannt, welches zur Abdichtung des radial außen gelegenen Spaltes zwischen Außen- und Innenring eine Spaltdichtung auf der Basis eines am Außenring gebildeten Bordes lehrt. Die Spaltöffnung ist radial auf die Rotationsachse des Ausrücklagers gerichtet. Eine Dichtlippe wird zur Abdichtung des genannten Spaltes nicht verwendet. Allerdings reicht eine reine Spaltdichtung für eine Vielzahl von Anwendungen nicht aus, weil Feuchtigkeit stets in das Lager eindringen kann.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein reibungsarmes und kostengünstiges Schrägschulterkugellager anzugeben.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch ein Schrägschulterkugellager der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass ein am Schrägschulterkugellager radial außen liegender Spalt zwischen Innenring und Außenring mittels einer axialen Dichtlippe schleifend abgedichtet ist.
Das erfindungsgemäße Schrägschulterkugellager weist einen Außenring und einen Innenring auf und ist insbesondere als Ausrücklager für Schaltkupplungen ausführbar. Innen- und Außenring sind relativ zueinander drehbar und gemeinsam zur Führung von Wälzkörpern vorgesehen. Beide Ringe sind koaxial zueinander drehbar, wobei sie die Wälzkörper nicht nur führen, sondern sich diese auf den Laufbahnen der Ringe abwälzen. Dazu weist der Außenring eine Innenlaufbahn bzw. der Innenring eine Außenlaufbahn auf.
Erfindungsgemäß ist ein am Schrägschulterkugellager radial außen liegender Spalt zwischen Innenring und Außenring mittels einer axialen Dichtlippe schleifend abgedichtet. Der Außenring des Schrägkugellagers umfasst den Innenring zumindest teilweise, wobei zwei Spalte entstehen, durch die Feuchtigkeit und Schmutzpartikeln an die Wälzkörper bzw. auf den Laufbahnen geraten können. Da es sich um ein Schrägschulterkugellager handelt befindet sich einer der beiden Spalte radial außen liegend zur Rotationsachse des Schrägschulterkugellagers. Dieser außen liegende Spalt wird mittels einer axialen Dichtlippe schleifend abgedichtet, das heißt, dass die Dichtlippe zwischen den beiden Ringen vorgespannt ist und einen Dichtkontakt bildet. Ferner sind die beiden Bauteile, die den Dichtkontakt bilden, relativ zueinander drehbar, in der Art, wie auch Innenring und Außenring relativ zueinander drehbar sind.
Da sich die Dichtlippe in axialer Richtung orientiert, kann diese im Vergleich zu anderen Dichtlippen relativ kurz gehalten und damit Material eingespart werden. Ferner kann auch die Vorspannung der axialen Dichtlippe über die genaue Positionierung des Innenrings und des Außenrings zueinander reguliert werden. Dabei ist man nicht von unveränderbaren radialen Abmessun gen der Ringe, wie zum Beispiel bei radialen Dichtlippen, festgelegt.
Vorteilhafterweise ist es möglich das Schrägschulterkugellager derart auszuführen, dass bei der Befestigung der axialen Dichtlippe am rotierenden Lagerring durch die Zentrifugalkraft ein Selbstreinigungseffekt einsetzt, womit das radiale Äußere der axialen Dichtlippe regelmäßig von Schmutz und Flüssigkeiten befreit wird.
Vorteilhafterweise ist es möglich die axiale Dichtlippe in ihrer Elastizität und/oder ihrer Überdeckung in der Art zu festzulegen, dass die durch Reibung verursachte Wärmeentwicklung minimiert wird. Dies kann beispielsweise über eine entsprechende Wahl eines Elastomers, beziehungsweise über eine Beimischung eines Zusatzstoffes in das Elastomer bewerkstelligt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind entweder der Innenring oder der Außenring, oder beide Ringe mehrteilig ausgeführt. Es ist durchaus denkbar, dass die axiale Dichtlippe nicht unmittelbar vom Lagerring getragen wird, sondern von auf dem Innen- oder Außenring aufgebrachten Bauteilen. Diese Bauteile können beispielsweise gebördelte Bleche, Zwischenringe, Armierungen oder ähnliche Bauteile sein, die an einem der Ringe durch Kraft- oder Formschluss befestigt sind.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Dichtung am Innenring oder am Außenring angebracht, an der die axiale Dichtlippe ausgeformt ist. Um eine optimale Befestigung der Dichtlippe zu gewährleisten, ist es sinnvoll diese mit einem gewissen Materialüberschuss an einem der Ringe anzuvulkanisieren oder anderweitig zu befestigen. Diese Dichtung kann weitere Funktionen übernehmen, wie zum Beispiel eine Spaltdichtung herausbilden oder eine solche teilweise mitformen. Ferner kann sie aber auch als Energiespeicher für eine optimale Vorspannung der axialen Dichtlippe dienen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform liegt die axiale Dichtlippe in einer Nut oder in einer Rille des gegenüberliegenden Innenrings oder des gegenüberliegenden Außenrings schleifend an. Die Nut, beziehungsweise deren Boden, bildet somit das Gegenstück zur axialen Dichtlippe und kann zum Schutz derselben verwendet werden. Alternativ oder optional können die Flächen der Nut und die Flächen, die den schleifenden Teil der axialen Dichtlippe bilden, derart aufeinander abgestimmt werden, dass aerodynamische oder fluidische Strömungen die Dichtwirkung des Dichtkontaktes unterstützen. Ferner ist es möglich eine Schmutzagglomerationen direkt an der Dichtlippe weitgehend zu vermeiden.
Vorteilhafterweise unterstützt eine Nut oder einer Rille den weiter oben beschriebenen Selbstreinigungseffekt, der durch die Rotation der axialen Dichtlippe eintritt. Die Nut oder die Rille bewirkt eine Fliehkraftentlastung der axialen Dichtlippe, womit der Dichtkontakt zu keinem Zeitpunkt durch die Fliehkräfte unterbrochen werden muss und auch keine Einbußen bei der Vorspannungskraft in Kauf genommen werden müssen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Dichtung, an der die axiale Dichtlippe ausgeformt ist, teilweise oder ganz an einer Armierung befestigt, die zur Stabilisierung des Außenrings oder des Innenrings vorgesehen ist. Dies führt zu einer weiteren Materialeinsparung.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Spaltdichtung in einem von der axialen Dichtlippe abgedichteten Raum vorgesehen. Die axiale Dichtlippe dichtet in erster Linie den Wälzraum des Schrägkugellagers, das heißt, den Raum um die Wälzkörper und die Laufbahnen, ab. Zwischen dem Wälzraum und der axialen Dichtlippe kann auch optional eine Spaltdichtung vorgesehen werden, die durch eigens dafür gedachte Bauteile oder durch Bauteile, die bereits eine andere Funktion haben, gebildet wird. So ist es beispielsweise möglich, dass eine Armierung neben einer axialen Ausdehnung auch eine radiale aufweist, womit eine Spaltdichtung mit dem Innenring des Schrägkugellagers gebildet werden kann. Denkbar ist auch, dass die Dichtung, die die axiale Dichtlippe aufweist, auch zur Dichtung mittels eines Spaltes herangezogen wird.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen.
Figurenbeschreibung
Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:
1 ein Ausrücklager mit drehendem Innenring, und
2 ein Ausrücklager mit drehendem Außenring.
1 zeigt ein Ausrücklager 1 mit drehendem Innenring 10. Die Betätigungskraft zur Trennung der Kupplung wird über den Ringflansch 5 und das Winkelblech 8 auf den Schenkel 7 des Außenrings 6 übertragen. Der Schenkel 7 wird mittels einer Tellerfeder 12 an das Winkelblech 8 gedrückt und ermöglicht zugleich eine radiale Selbsteinstellung.
Der drehende Innenring 10 weist einen radialen Abschnitt 11 auf, der eine Druckfläche 3 für die Ausrückfinger der Trennkupplung zur Verfügung stellt, wobei weder Ausrückfinger noch Trennkupplung abgebildet sind.
Der radiale Abschnitt 11 des Innenrings 10 weist am äußeren radialen Ende eine Nut 15 auf, in welcher eine axiale Dichtlippe 4 anliegt. Die axiale Dichtlippe 4 ist einer Dichtung 2 angeformt, die aus einem Elastomer besteht und sowohl auf dem Außenring 6 sowie auf der Armierung 13 befestigt ist. Die Dichtung 2 kann anvulkanisiert oder auch angeklebt sein.
Vorteilhafterweise kann die Armierung 13 nicht nur zur Stabilität des Außenringes 6 beitragen, sondern kann auch eine Spaltdichtung mit dem Innenring, gegebenenfalls auch mit der Dichtung 2, bilden. Damit unterstützt die Armierung 13 den Außenring 6 vom Innenring 10 übertragene Torsionsmomente ohne Verbiegung aufzunehmen und eine partielle Unterbrechung des Dichtkontaktes zu unterbinden.
Vorteilhafterweise ist die Anlagefläche der axialen Dichtlippe 4 durch die Nut 15 vor Schmutzeintrag geschützt. Der Schmutzeintrag wird auch dadurch erschwert, dass die rotierende Nut 15 durch die Fliehkraft Schmutz und Wasser regelmäßig aus der Kontaktzone befördert. Damit wird eine Schmutzagglomeration wirkungsvoll verhindert.
2 zeigt ein Ausrücklager 20 mit drehendem Außenring 21, der dazu vorgesehen ist mit den (nicht abgebildeten) Ausrückfingern der Trennkupplung in Wechselwirkung zu treten.
Die axiale Dichtlippe 28 ist an eine Dichtung 29 angeformt, die am drehenden Außenring 21 anvulkanisiert oder anderweitig befestigt ist. Normalerweise ist es problematisch eine axiale Dichtlippe an einer radial außen liegenden Stelle anzubringen, da wegen der Fliehkraft eine Gewährleistung des Kontaktdruckes trotz definierter Vorspannkraft nicht möglich ist. Dank der Nut 27 im radialen Abschnitt 23 des Innenrings 22 ist es möglich die axiale Dichtlippe, beziehungsweise deren Anlagefläche an deren Spitze, radial zu fixieren. Damit tritt, ähnlich wie im Ausrücklager der 1, ein Selbstreinigungseffekt ein, der jegliche Schmutzpartikel oder Flüssigkeit von der axialen Dichtlippe in radialer Richtung weggeschleudert.
Die Armierung 26 dient in bekannter Weise zur Stabilisierung des Außenrings 21, aber auch zur Bildung eines Dichtspaltes zwischen dem radial nach innen gerichteten Teiles der Armierung 26 und dem Innenring 22. Damit ist eine Spaltdichtung zwischen dem schleifenden Dichtkontakt der axia len Dichtlippe 28 in der Nut 27 und dem Wälzraum des Ausrücklagers 20, d. h. in einem von der axialen Dichtlippe (28) abgedichteten Raum, angeordnet.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Schrägschulterkugellager, insbesondere Ausrücklager für Schaltkupplungen, mit einem Außenring und einem Innenring, wobei beide Ringe relativ zueinander bewegbar und zur gemeinsamen Führung von Wälzkörpern vorgesehen sind. Ziel ist es ein reibungsarmes sowie kostengünstiges Schrägschulterkugellager herzustellen. Dazu wird ein Schrägschulterkugellager vorgeschlagen dessen radial außen liegender Spalt zwischen Innenring und Außenring mittels einer axialen Dichtlippe schleifend abgedichtet ist. Die axiale Dichtlippe kann derart gestaltet werden, dass eine Materialersparnis entsteht, beziehungsweise nur eine geringe Überdeckung erforderlich ist und/oder die Steifigkeit der axialen Dichtlippe vorteilhaft reduzierbar ist.

1: Ausrücklager
2: Dichtung
3: Druckfläche
4: axiale Dichtlippe
5: Ringflansch
6: Außenring
7: Schenkel
8: Winkelblech
9: Wälzkörper
10: Innenring
11: radialer Abschnitt des Innenrings
12: Tellerfeder
13: Armierung
15: Nut
20: Ausrücklager
21: Außenring
22: Innenring
23: radialer Abschnitt des Innenrings
24: Flansch
25: Wälzkörper
26: Armierung
27: Nut
28: axiale Dichtlippe
29: Dichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 1963186 A1 [0003]
- DE 19837578 A1 [0004]

Claims

Schrägschulterkugellager (1, 20), insbesondere Ausrücklager für Schaltkupplungen, mit einem Außenring (6, 21) und einem Innenring (10, 22), wobei beide Ringe (6, 21, 10, 22) relativ zueinander drehbar und gemeinsam zur Führung von Wälzkörpern (9, 25) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein am Schrägschulterkugellager (1, 20) radial außen liegender Spalt zwischen Innenring (10, 22) und Außenring (6, 21) schleifend mittels einer axialen Dichtlippe (4, 28) abgedichtet ist.
Schrägschulterkugellager (1, 20) nach Anspruch 1, wobei der Innenring (10, 22) und/oder der Außenring (6, 21) mehrteilig ausgeführt sind/ist.
Schrägschulterkugellager (1, 20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Dichtung (2, 29) am Innenring oder am Außenring (6, 21) angebracht ist, an der die axiale Dichtlippe (4, 28) ausgeformt ist.
Schrägschulterkugellager (1, 20) nach Anspruch 3, wobei die axiale Dichtlippe in einer Nut (15, 27) oder in einer Rille (4, 28) des gegenüberliegenden Innenrings (3, 23) oder des gegenüberliegenden Außenrings schleifend anliegt.
Schrägschulterkugellager (1, 20) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Dich tung (2, 29) teilweise oder ganz an einer Armierung (13, 26) befestigt ist.
Schrägschulterkugellager (1, 20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Spaltdichtung in einem von der axialen Dichtlippe (4, 28) abgedichteten Raum vorgesehen ist.