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Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung, insbesondere eine Ausrücklageranordnung, umfassend ein Wälzlager sowie einen das Wälzlager tragenden, vorzugsweise hydraulisch bewegbaren Kolben, an dem das Wälzlager mittels eines Halteelements unter Zwischenschaltung eines ringförmigen Federelements fixiert ist.
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Über einen verstellbaren Kolben axial bewegliche Wälzlager kommen beispielsweise bei Kupplungen zur Anwendung, dort vornehmlich in Form von Ausrücklageranordnungen. Der Kolben ist beispielsweise Teil eines konzentrischen Nehmerzylinders (concentric slave cylinder, CSC), der gesteuert betätigt werden kann, um über die Kolbenbewegung die Lagerbewegung zu initiieren, worüber die Kupplung betätigt wird. Hierzu ist es erforderlich, das Wälzlager mit dem Kolben zu verbinden. Bekannt ist hierzu die Verwendung eines metallenen Halterings, der am Ende des Kolbens, diesen außenseitig übergreifend, aufgesetzt wird und mit mehreren nach innen gebogenen Rast- oder Schnappnasen am Kolben außenseitig verschnappt. An diesem metallenen Haltering ist oberseitig eine Ringnut ausgebildet, in die in der Montagestellung ein ringförmiges Federelement eingreift und dort fixiert wird, und das seinerseits das Wälzlager respektive einen Ring des Wälzlagers übergreift. Über diesen Übergriff wird das Wälzlager am Haltering fixiert, der hierzu eine entsprechende umlaufende Schulter aufweist, die unmittelbar an die Nut angrenzt. Der metallene Haltering dient also einerseits der Verbindung von Wälzlager und Kolben, andererseits trägt er das Wälzlager unmittelbar selbst, weshalb er entsprechend auszulegen ist.
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Nicht nur ist die Herstellung dieses metallenen Halterings aufwändig, da einerseits seine Grundgeometrie einzuformen ist, andererseits die entsprechenden Schnapp- oder Rastzungen, auch die Montage ist relativ aufwändig. Denn im Rahmen der Montage ist zunächst der Haltering auf den Kolben aufzuschnappen, wonach das Wälzlager und das Federelement zu positionieren sind. Erst anschließend wird in einem Press- oder Bördelvorgang das obere Ende des Halterings umgebogen, um die Nut zu schließen und das Federelement und damit auch das Wälzlager festzulegen. Denn wenn die Nut bereits zuvor geschlossen wäre, könnte das Federelement respektive Wälzlager nicht angesetzt werden.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Wälzlageranordnung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der unter Verwendung eines einfacher ausgebildeten Halteelements eine sichere Lagerfixierung möglich ist.
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Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Halteelement ein hülsenartiger Haltering aus Kunststoff ist, der in der Montagestellung, in der er in den hohlzylindrischen Kolben eingeschoben ist, mit wenigstens einem an seinem unteren Ende radial nach außen abstehenden Rastelement in eine an der Innenfläche des Kolbens vorgesehene Rastaufnahme einschnappt, wobei der Haltering mit einem am oberen Ende radial nach außen abstehenden Ringflansch das ringförmige Federelement übergreift und gegen das Wälzlager drückt.
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Bei der erfindungsgemäßen Wälzlageranordnung ist ein sehr einfach ausgelegtes Halteelement in Form eines hülsenförmigen Halterings vorgesehen, der ein einfaches Kunststoffbauteil ist. Anders als beim bisher bekannten Stand der Technik wird dieser hülsenförmige Kunststoff-Haltering in den hohlzylindrischen Kolben geschoben. Der Haltering weist außenseitig wenigstens ein Rastelement auf, das leicht federnd ist, so dass es, wenn der Haltering in den hohlzylindrischen Kolben geschoben wird, leicht einfedern kann. Kolbenseitig ist an der Innenwand ebenfalls wenigstens eine Rastaufnahme vorgesehen, in die das Rastelement einschnappt, wenn die Montageendstellung erreicht ist. Zur Fixierung des Wälzlagers über das Federelement ist am anderen Ende des hülsenförmigen Halterings ein radial nach außen stehender Ringflansch vorgesehen, der das Federelement übergreift, worüber das Wälzlager fixiert wird. Hervorzuheben ist hierbei, dass das Wälzlager dabei direkt auf der Stirnseite des Kolben abgestützt ist, und nicht wie bisher im Stand der Technik am Halteelement selbst. Das heißt, dass bei der erfindungsgemäßen Wälzlageranordnung das Halteelement tatsächlich auch nur eine Haltefunktion hat, nicht aber eine Tragfunktion. Dies ermöglicht es, das Halteelement auch einfach zu konzipieren und insbesondere aus Kunststoff, vorzugsweise als einfaches Spritzgussbauteil, zu fertigen.
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Im Rahmen der Montage, wenn also das Wälzlager am Kolben zu fixieren ist, wird zunächst das Wälzlager kolbenseitig angesetzt, wonach das ringförmige Federelement angesetzt wird. Nun ist lediglich noch der hülsenförmige Kunststoff-Haltering in den Kolben einzuschieben, bis er die Montageendstellung erreicht, in der das Rastelement in der Rastaufnahme verschnappt. Diese hochfeste Verbindung garantiert eine sichere Fixierung des Wälzlagers, das über den Ringflansch und das Federelement gegen die Kolbenstirnseite gespannt ist.
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Das Rastelement selbst kann als umlaufender Rastvorsprung ausgeführt sein, wobei der Haltering vorzugsweise wenigstens einen sich zumindest über einen Teil seiner Länge erstreckenden Schlitz aufweist. Während der Schlitz die hinreichende Federelastizität verleiht, dass also der Rastvorsprung beim Einschieben leicht einfedern und beim Erreichen der Montagestellung in die Raststellung ausfedern kann, ist über die Länge des Rastvorsprungs, der bis auf den wenigstens einen Schlitz vollständig umläuft, ein großflächiger Untergriff an der entsprechenden Rastaufnahme am Kolben gegeben, so dass eine großflächige, äußerst feste Verbindung erreicht wird.
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Selbstverständlich können auch mehrere solcher Schlitze vorgesehen sein, beispielsweise vier, so dass sich mehrere, beispielsweise vier, Federzungen ergeben, die jeweils einen Abschnitt des Rastvorsprungs tragen.
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Sofern jedoch der Rastvorsprung aufgrund des verwendeten Materials eine hinreichende Eigenelastizität aufweist, dass er sich beim Einschieben ausreichend verformt und wieder zurückschnappt, muss kein Schlitz vorgesehen werden.
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Um eine möglichst einfach konzipierte Rastaufnahme zu bilden, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, diese entweder als umlaufende Rastschulter oder in Form einzelner, äquidistant verteilter Rastschulterabschnitte auszubilden. Eine umlaufende Rastschulter ermöglicht ein beliebiges Einsetzen des Halterings, unabhängig davon, ob er nun einen oder mehrere Schlitze aufweist. Denn an jeder Umfangstelle ist folglich eine Rastmöglichkeit gegeben. Sind einzelne, äquidistant verteilte Rastschulterabschnitte vorgesehen, so ist dies aus herstellungstechnischer Sicht hinsichtlich des Kolbens zweckmäßig, da ein Rastschulterabschnitt leichter zu entformen ist, als eine umlaufende Rastschulter, die ja einen umlaufenden Hinterschnitt darstellt. Der Haltering kann, wenn lediglich ein nahezu vollständig umlaufender Rastvorsprung gegeben ist, wiederum beliebig eingesteckt werden. Sind ausgezeichnete Federzungen gegeben, so ist es denkbar, zur Sicherstellung eines vollständigen Untergriffs den Haltering nur in einer bestimmten Stellung einstecken zu können. Dies ist letztlich abhängig davon, wie weit die einzelnen Rastschultern umlaufen respektive wie weit die einzelnen Federzungen bzw. deren Rastvorsprünge umlaufen.
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Zweckmäßigerweise ist der Außendurchmesser des Halterings im Bereich zwischen dem oder den Rastelementen und dem Ringflansch im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Kolbens in dem Bereich, in dem sich Halterung und Kolben gegenüberliegen, entsprechend ausgelegt. Dies deshalb, damit sichergestellt ist, dass der Haltering in der Montagestellung möglichst spielfrei, also wackelfrei, in dem Kolben aufgenommen ist. Selbstverständlich sollte eine minimale Durchmesserdifferenz gegeben sein, damit der Haltering eingeschoben werden kann.
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Wie bereits beschrieben, ist der Haltering erfindungsgemäß aus Kunststoff. Es bietet sich hier jeder Kunststoff an, der die gewünschten Festigkeitseigenschaften aufweist. Hierbei kommt es natürlich entscheidend auf den Einsatzzweck der Wälzlageranordnung an. Bevorzugt ist der Haltering wie beschrieben ein Spritzgussteil.
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Der Kolben selbst ist wie bereits beschrieben bevorzugt Teil eines konzentrischen Nehmerzylinders, häufig auch CSC (concentric slave cylinder) genannt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Wälzlageranordnung in einer Explosionsdarstellung,
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2 eine Prinzipdarstellung mit drei Schnittansichten, die den Montagevorgang des Halterings zeigen,
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3 eine Schnittansicht durch eine Wälzlageranordnung einer zweiten Ausführungsform,
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4 eine Perspektivansicht eines Halterings einer weiteren Ausführungsform,
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5 eine Schnittansicht durch eine Wälzlageranordnung und Verwendung des Halterings aus 4, und
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6 eine Teilperspektivansicht im Schnitt eines Kolbens einer weiteren Ausführungsform.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Wälzlageranordnung 1, umfassend das Wälzlager 2, im gezeigten Beispiel ein Schrägkugellager mit (siehe 2) einem Innenring 3, einem Außenring 4 sowie dazwischen laufenden Wälzkörpern in Form von Kugeln 5. Vorgesehen ist ferner ein ringförmiges Federelement 6, hier eine Tellerfeder, die den nach innen gerichteten Radialflansch 7 des Innenrings 3 übergreift, siehe wiederum 2.
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Des Weiteren ist Teil der erfindungsgemäßen Wälzlageranordnung ein Kolben 8, an dem das Wälzlager 2 zu befestigen ist, wozu ein Halteelement 9 in Form eines hülsenförmigen Halterings 10 dient, der ein Kunststoffbauteil ist.
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Am Haltering 10 ist im gezeigten Beispiel radial umlaufend ein Rastelement 11 in Form eines radial nach außen stehenden Rastvorsprungs 12 vorgesehen. Dieser dient zum Verrasten hinter einer einen Rastabschnitt bildenden, im gezeigten Beispiel ebenfalls umlaufenden Rastschulter 13, die an der Innenseite 14 des Kolbens 8 ausgebildet ist. Der Haltering 10 ist aus Kunststoff, so dass eine gewisse Flexibilität respektive Elastizität im Bereich des Rastvorsprungs 12 gegeben ist, so dass dieser Bereich leicht einfedern kann.
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2 zeigt in anschaulicher Darstellung den Montagevorgang.
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Zunächst wird das Wälzlager 2 am Kolben 8 angesetzt. Hierzu wird das Wälzlager 2 mit dem Radialflansch 7 des Innenrings 3 auf die obere Stirnfläche 15 des Kolbens 8 gesetzt. Hiernach wird das Federelement 6 aufgelegt. Nun wird, siehe 2a), der hülsenförmige Kunststoff-Haltering 10 von oben eingesteckt. Am vorlaufenden Ende ist der Rastvorsprung 10. Der Haltering 10 wird nun, siehe Figuren b) und c), immer weiter in den Kolben 8 hineingeschoben, der Rastvorsprung bzw. der ihn tragende Ringbereich verformt sich leicht, wobei der Außendurchmesser des Halterings 10 im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Kolbens 8 im oberen Bereich, also im Bereich zwischen der Stirnfläche 15 und der Rastschulter 13 entspricht. Daraus ergibt sich eine sichere Führung und verkippungsfreie Aufnahme.
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Mit Erreichen der Montageendstellung, siehe 2c), erreicht auch der Rastvorsprung 12 den Bereich der Rastschulter 13, hinter welche er sodann schnappt, siehe 2c). Der Rastvorsprung 12 ist dann also in der Nut 16 aufgenommen, die unterhalb der Rastschulter 13 ausgebildet ist. Hierüber ist eine sichere Verankerung des Halterings 10 im Kolben 8 gegeben. Gleichzeitig übergreift ein Ringflansch 17, der am oberen Ende des Halterings 10 ausgebildet ist, das Federelement 6, siehe wiederum 2c). Hierüber wird das Federelement 6 deformiert und fest auf den Radialflansch 7 des Innenrings 3 gedrückt, der hierüber gegen die Stirnfläche 15 des Kolbens 8 gepresst wird.
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3 zeigt in Form einer Schnittansicht eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Wälzlageranordnung 1, wobei in dieser Figur wie auch in den weiteren Figuren für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Auch hier kommt ein hülsenförmiger Kunststoff-Haltering 10 zum Einsatz, der im Kolben 8 verschnappt ist und über dessen Ringflansch 17 das Wälzlager 2 über das Federelement 6 fixiert ist. Anders als bei der Ausgestaltung gemäß der 1 und 2 befindet sich hier jedoch die Rastschulter 13 am unteren Ende des Kolbens 8, sie ist durch eine einfache Ausdrehung realisiert. Der Rastvorsprung 12 verschnappt auch hier hinter der Rastschulter 13, die Befestigung erfolgt in gleicher Weise wie bezüglich der 1 und 2 beschrieben. Jedoch ist hier der Kolben einfacher herzustellen, da die Nut 16 nicht separat über einen Einstich ausgebildet werden muss, sondern die Rastschulter 13 durch die einfache Ausdrehung ausgebildet werden kann.
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Die 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform eines verwendbaren Halterings 10 in Hülsenform, wiederum aus Kunststoff. Bei dieser Ausgestaltung weist der Haltering 10 neben dem Ringflansch 17 mehrere Längsschlitze 18 auf, im gezeigten Beispiel sind vier solcher Längsschlitze 18 vorgesehen, die sich ca. über die Hälfte seiner axialen Länge erstrecken. Hierüber werden insgesamt vier einzelne Federzungen 19 ausgebildet, wobei jede Federzunge 19 einen Rastvorsprung 12 trägt. Auch hier läuft also der Rastvorsprung letztlich komplett um, lediglich unterbrochen über die Längsschlitze 18, die der einzelnen Federzungen 19 und deren Rastvorsprung definieren.
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Die Montage erfolgt in gleicher Weise wie bezüglich der 1 und 2 beschrieben, eine entsprechende Schnittansicht ist in 5 gezeigt, wobei dort exemplarisch ein Kolben 8 gemäß 3 Verwendung findet.
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Schließlich zeigt 6 eine geschnittene Innenansicht eines Kolbens 8 einer weiteren Ausführungsform. Der Grundaufbau entspricht dem Kolben 8 aus den 1 und 2, jedoch ist hier keine umlaufende Rastschulter 13 vorgesehen, sondern mehrere Rastschulterabschnitte 13a, die nur einen gewissen Umfangsabschnitt umlaufen. Diese Ausbildung ist im Kunststoffspritzprozess mitunter einfacher herzustellen als eine umlaufende Rastschulter. Gleichwohl kann der umlaufende Rastvorsprung des Halterings 10 gemäß der 1 und 2 oder können die einzelnen Rastvorsprünge des Halterings 10 aus 4 ohne weiteres auch hinter diesen kürzer bemessenen Rastschulterabschnitten 13a verrasten.
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Der Kolben 8, unabhängig davon, wie er nun konkret aufgebaut ist, ist bevorzugt Teil eines konzentrischen Nehmerzylindern, er kann aber auch Teil einer anderen Stellelementkonfiguration sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wälzlageranordnung
- 2
- Wälzlager
- 3
- Innenring
- 4
- Außenring
- 5
- Kugel
- 6
- ringförmiges Federelement
- 7
- Radialflansch
- 8
- Kolben
- 9
- Halteelement
- 10
- hülsenförmiger Haltering
- 11
- Rastelement
- 12
- Rastvorsprung
- 13
- Rastschulter
- 13a
- Rastschulterabschnitt
- 14
- Innenseite
- 15
- Stirnfläche
- 16
- Nut
- 17
- Ringflansch
- 18
- Längsschlitz
- 19
- Federzunge
