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Die Erfindung betrifft eine Ausrückvorrichtung für eine Reibungskupplung eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein Führungsrohr, eine Schiebehülse, welche auf dem Führungsrohr axial verschiebbar ist und wenigstens eine radiale und axiale Öffnung umfasst, einen Halteabschnitt, an welchem ein Halteblech befestigt ist, welches ein selbstjustierendes Ausrücklager an einen Flansch der Schiebehülse drückt und wenigstens eine radiale Öffnung umfasst, das Ausrücklager, welches einen drehfest zu der Schiebehülse angeordneten äußeren Lagerring, zwischen dem äußeren und einem inneren Lagerring angeordnete Wälzkörper und einen umlaufenden inneren Lagerring umfasst, wobei der innere Lagerring mit einem Betätigungselement der Reibungskupplung in Wirkverbindung steht, eine Schleuderscheibe, welche mit dem inneren Lagerring verbunden ist und ein erstes und zweites Dichtelement, welche mit dem äußeren Lagerring verbunden sind.
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Eine Reibungskupplung wird hauptsächlich in Kraftfahrzeuge eingebaut, um den Kraftfluss zwischen einem Motor und einem Getriebe beim Anfahren bzw. Gangwechsel zu trennen und zu schließen. Sie kann mechanisch, hydraulisch oder elektrisch betätigt werden und besteht aus einer Kupplungsscheibe, die von einer oder mehreren Federn mit einer Druckplatte an die Schwungscheibe des Motors gepresst wird. Beim Betätigen der Kupplung wird der Federdruck vom Ausrückhebel überwunden, so dass die Scheibe frei drehen kann und die Kupplung getrennt ist.
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Die Reibungskupplung ist im Betrieb schaltbar und nutzt den Reibungswiderstand zwischen zwei Platten, um Kräfte von einer Platte auf eine andere zu übertragen. Daher leistet die Kupplung eine große Reibarbeit, was zu einem starken mechanischen Abrieb der Kupplung führt, welcher durch die Betriebsbedingungen bestimmt ist und deshalb nur unwesentlich beeinflusst werden kann. Dazu kommt die thermische Belastung der Kupplung.
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Ausrückvorrichtungen zur Betätigung einer Reibungskupplung eines Kraftfahrzeuges umfassen als einen hauptsächlichen Bestandteil ein als Wälzlager ausgeführtes Ausrücklager. Das Ausrücklager wird im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Um eine möglichst lange Lebensdauer dieses Ausrücklagers zu gewährleisten, ist eine sorgfältige Abdichtung des Lagerinnenraums erforderlich. In dem Lagerinnenraum stehen die Wälzkörper mit den Laufbahnen des Lagers im kraftübertragenden Wälzkontakt. Typischerweise sind dafür unmittelbar am Wälzlager bzw. an zu dem Lager benachbarten Bauteilen berührende und/oder berührungsfreie Dichtungsanordnungen vorgesehen. Derartige Dichtungsanordnungen sind meist Elastomer- und/oder Labyrinthdichtungen, welche zusätzlich mit einem Sperrmittel gefüllte Aufnahmebereiche umfassen können. Die Hauptfunktion der Dichtungsanordnung ist einerseits die Vermeidung ein Schmierstoffaustritts und andererseits die Reduzierung eines Schmutz- bzw. Feuchtigkeitseintritts in den Lagerinnenraum. Bei berührenden Dichtungen ist jedoch ein Verschleiß unvermeidlich.
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Zusätzlich zu dem Staub aus mechanischem Abrieb sind die Lager der Kupplung durch Feuchtigkeit, Schwebstoffe und andere Schmutzpartikel aus der Umgebungsluft belastet. Dies ist besonders bei Wälzlagerdichtungen in Kraftfahrzeugen gegeben, welche außerordentlich großen Staub- und Schmutzmengen ausgesetzt sind, wie dies u. a. im Straßen- und Bergbau, sowie der Land- und Forstwirtschaft der Fall ist. Die in der Umgebungsluft enthaltenen Stäube und Schwebestoffe gelangen leicht in die Getriebeglocke und werden dort mit der zirkulierenden Luft unmittelbar an die Kuppelungsausrückvorrichtung transportiert. Dort lagern sich diese gemeinsam mit dem ohnehin vorhandenen Kupplungsabrieb ab, bevorzugt an den Dichtelementen des Ausrücklagers. Aufgrund der schwellenden Axialbelastung eines Ausrücklagers und der verschleißfördernden Aggressivität der Stäube und Schwebestoffe kommt es zu einer fortwährenden Verminderung der Wirksamkeit der Dichtsysteme des Lagers. Dies führt dazu, dass diese alsbald nicht mehr funktionieren, was schlussendlich zum Ausfall des Ausrücklagers und damit der gesamten Reibungskupplung führen kann.
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Gattungsgemäße Wälzlager für eine Ausrückvorrichtung zum Betätigen einer Reibungskupplung eines Kraftfahrzeuges sind in der
EP 1 734 270 B1 und
DE 10 2005 026 246 A1 offenbart. Bei den offenbarten Ausrückvorrichtungen wird der Schmutzeintritt in dem Ausrücklager durch ein Sperrmittel abgefangen, welches in einen zwischen dem umlaufenden Lagerring und der Schiebehülse gebildeten Aufnahmebereich eingebracht ist.
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Problematisch bei den vorgeschlagenen Ausrückvorrichtungen ist jedoch, dass das Sperrmittel bei einer radialen Selbstjustierung des Ausrücklagers schrittweise aus dem Aufnahmebereich herausgedrückt werden kann. Zudem kann sich die Sperrmittelschicht auch von einem der Bauteile lösen, wodurch der Eintritt von Stäuben und Schwebestoffen ermöglicht wird. Das Sperrmittel kann zudem direkt von den Stäuben und Schwebstoffen, welche sich in und an dem Ausrücklager sammeln, angegriffen werden. Dadurch wird die Sperrmittel-Eigenschaft negativ beeinflusst, so dass das Sperrmittel allmählich zum hauptsächlichen Störfaktor für die Hauptdichtung wird.
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Vor dem Hintergrund, eine Ausrückvorrichtung für eine Kraftfahrzeugreibungskupplung mit einem selbstjustierenden Ausrücklager bereitzustellen, welches auch unter extremen äußeren Bedingungen zuverlässig geschützt ist und eine hohe Lebensdauer erzielt, schlägt die
DE 10 2008 012 815 A1 vor, dass das Ausrücklager ein Deckelement aufweist. Das Deckelement ist an dem äußeren, drehfesten Lagerring festgelegt und überdeckt einen zwischen den Lagerringen befindlichen Zugangsbereich des Lagerinnenraumes. Zusätzlich wird zwischen dem Deckelement und dem umlaufenden Lagerring ein mit einem Sperrmittel gefüllter Aufnahmebereich ausgebildet. Das Sperrmittel fungiert als vorgelagerte Dichtung und blockiert den Eintritt von Schmutz in das Ausrücklager. Aufgrund der Anordnung des Deckelements wird bei der Selbstjustierung des Ausrücklagers die Form des mit Sperrmittels befüllten Aufnahmebereichs nicht beeinflusst. Auf diese Weise wird die Staub- und Schwebstoffbelastung des Dichtsystems stark reduziert. Allerdings kommt es auch bei der hier vorgeschlagenen Lösung dazu, dass das Sperrmittel direkt von den groben Stäuben und Schwebstoffen angegriffen wird, so dass die Sperrmittel-Eigenschaft negativ beeinflusst wird. Weiterhin wird das Sperrmittel aufgrund der undefinierten Form des Aufnahmebereichs und dem Fliehkraft-Effekt entlang der Deckelementinnenseite radial nach außen wandern, so dass sich die Menge an Sperrmittel kontinuierlich verringert. Dies ermöglicht allmählich der Eintritt von Fremdpartikeln in das Ausrücklager. Auf diese Weise wird daher lediglich Zeit bis zum verschleißbedingten Ausfall des Ausrücklagers gewonnen.
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Da es für die Lebensdauer von Wälzlagern von entscheidender Bedeutung ist, deren Lagerinnenraum von äußeren Umwelteinflüssen zu schützen, wird auf aktuellem Stand der Technik zudem versucht, Dichtungen bzw. die Möglichkeit der Bildung von Aufnahmen für Sperrmittel zu optimieren. Dies kann unter anderem durch eine berührungsfreie Labyrinthdichtung geschehen, wie in der
DE 10 2012 215 967 A1 vorgeschlagen. Die Labyrinthdichtung ist mit einer Fangrinne für Verunreinigungen ausgestattet und ist durch eine Schleuderscheibe geschützt. Die Fangrinne schützt das Ausrücklager vor flüssigen und festen Verunreinigungen, indem diese zuverlässig und schnell abgeleitet werden. Auf diese Weise reduziert sich der Wartungsaufwand des Wälzlagers deutlich. Allerdings ergibt sich damit das Problem, dass die Fangrinne bei fortdauernder Einwirkung von Schmutz und Feuchtigkeit, besonders in extrem schwebstoff- und staubbelasteten Gebieten, verstopfen kann. Bei einer verstopften Fangrinne ist der Schmutzaustrieb derart vermindert wird, dass Schmutz ins Ausrücklager gelangen kann, was zu ausfallbedingten Wartungs- und Reparaturarbeiten des Lagers führt.
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Auf aktuellem Stand der Technik wird des Weiteren versucht, die Lebensdauer von Ausrücklagern dadurch zu verlängern, dass gezielt Ablagerungsbereiche für Fremdstoffe vorgesehen werden, welche in einem Zirkulationsbereich der Fremdstoffe angeordnet sind. Diesbezüglich ist auf die Offenlegungsschrift
EP 1 734 271 A1 zu verweisen, welche vorschlägt, Staubablagerungen mittels Strömungskanälen gezielt von dem Ausrücklager wegzuleiten und in einem vorgesehenen Bereich zu deponieren. Die Ablagerung dieser Stoffe kann zudem dadurch verbessert werden, wenn die Bereiche mit einem Haftmittel versehen werden.
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Hierbei ergibt sich allerdings das Problem, dass die mit Haftmittel versehenen Bereiche insbesondere in extrem staub- und schmutzbelasteten Gebieten schnell voll sind oder die Kanäle aufgrund der Deponierung der wegzuleitenden Fremdstoffe verstopfen. Dann können die Fremdstoffe wieder ins Ausrücklager gelangen, was zu ausfallbedingten Wartungs- und Reparaturarbeiten führt
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Es besteht daher ein großer Bedarf an einer Ausrückvorrichtung für eine Reibungskupplung eines Kraftfahrzeuges mit einem selbstjustierendem Ausrücklager, welches zuverlässig und lang anhaltend gegen Verschmutzungen, wie Schwebestoffe, Stäube und Feuchtigkeitseintritt, geschützt ist. Es ist daher von großer Bedeutung ein Ausrücklager so gut abzudichten, dass die Schmutzpartikelmenge lokal, d.h. im Bereich des Lagerinneren, maximal reduziert wird und dass die Abdichtung einem möglichst geringen eigenen Verschleiß unterworfen ist. Ausgehend von diesem Punkt hat sich die Erfindung daher die Aufgabe gestellt, Wälzlager bereitzustellen, dessen Dichtelemente auch unter extremen äußeren und verschleißfördernden Bedingungen längere Lebenszeiten des Ausrücklagers und damit geringere Ausfallzeiten und Reparatur- bzw. Wartungskosten sicherstellen. Ein weiterer Aspekt, um die Lebensdauer des Ausrücklagers zu verlängern, ist, die im Lager entstehende Hitze nach außen abzutransportieren, da die nicht abgeführte Wärme die Lebensdauer des Lagers negativ beeinflusst. Bei den auf aktuellem Stand der Technik bekannten Vorschlägen für Dichtanordnungen bzw. Dichtsysteme in Ausrücklagern wird dieses Problem nicht thematisiert. Diese werden hingegen beispielsweise durch eine Schiebehülse stark abgekapselt, was zu einer Verminderung der Wärmeabfuhr führt. Daher hat sich die Erfindung des Weiteren die Aufgabe gestellt, das Wälzlager gezielt zu kühlen und die überschüssige Wärme in die Umgebung abzuleiten.
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Aufgabe der Erfindung ist es also, eine Ausrückvorrichtung für eine Reibungskupplung eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, dessen ausfallbedingte Reparatur- und Wartungszeiten auf ein Minimum reduziert werden, indem das Ausrücklager zuverlässig und langlebig gegen in das Lagerinnere eindringende Verschmutzungen und austretende Schmierstoffen geschützt wird. Zudem wird die am Ausrücklager entstehende Wärme zuverlässig abgeleitet, was die Lebenszeit des Lagers zusätzlich erhöht.
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Diese Aufgabe wird durch die Ausrückvorrichtung für eine Reibungskupplung eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst, insbesondere indem die Schleuderscheibe mit dem Flansch der Schiebehülse einen umlaufenden Spalt ausbildet, die Schleuderscheibe eine konzentrische Strömung innerhalb der Ausrückvorrichtung erzeugt und das erste Dichtelement mit dem inneren Lagerring und der Schleuderscheibe eine Dichtstruktur ausbildet. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination realisierbar sind, sind in den Unteransprüchen dargestellt.
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Es wird eine Ausrückvorrichtung für eine Reibungskupplung eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, welche ein Führungsrohr, eine auf dem Führungsrohr axial verschiebbaren Schiebehülse, einen Halteabschnitt, an welchem ein Halteblech befestigt ist, ein selbstjustierendes Ausrücklager, eine Schleuderscheibe und ein erstes und zweites Dichtelement umfasst. Die Ausrückvorrichtung kann in gezogener oder gedrückter Bauweise gebaut werden.
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Unter dem Begriff „Schiebehülse" versteht sich eine auf dem Führungsrohr axial verschiebbare Hülse. Die Schiebehülse ist aus einem beliebigen Material herstellbar, dies ist jedoch im Rahmen der Erfindung nicht wesentlich. Diese ist zusätzlich zu ihrer zentrischen Öffnung mit weiteren Öffnungen versehen, wobei diese Öffnungen funktionale Öffnungen für die Erhöhung der Luftzirkulation und/oder den Abtransport von Verschmutzungen bzw. Wärme sind. Diese sind am Außenrand der Schiebehülse angeordnet. Die Öffnungen sind radial und axial ausgerichtet. Bevorzugt umfasst die Schiebehülse wenigstens eine radiale und axiale Öffnung. Bevorzugt sind die radiale und axiale Öffnung in Höhe des Ausrücklagers angeordnet. Bevorzugt umfasst die Schiebehülse für ein gezogenes Ausrücklager wenigstens zwei radiale Öffnungen und eine axiale Öffnung. Für ein gedrücktes Ausrücklager umfasst die Schiebehülse bevorzugt eine radiale Öffnung und wenigstens zwei axiale Öffnungen.
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Die radialen Öffnungen sind bevorzugt derart ausgestaltet, dass sich diese nach außen verjüngen, um so sicherzustellen, dass Schmutz aufgrund seines eigenen Gewichtes und/oder Wärme nach außen aus dem Ausrücklager geleitet werden. Gleichzeitig wird aufgrund der besonderen Ausgestaltung der Öffnungen und der Zentrifugalkraftströmung der Schleuderscheibe damit auch der Schmutzeintrag in das Ausrücklager verringert. Natürlich können derartige radiale Öffnungen auch an anderen Stellen der Ausrückvorrichtung angebracht sein.
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Die axiale Öffnung ist so ausgestaltet, dass sich diese nach außen verjüngt. Somit wird hauptsächlich Wärme über eine nach außen enger werdende, trichterförmige Öffnung aus dem Ausrücklager ausgeleitet. Natürlich kann nicht verhindert werden, dass auch Schmutz über die axiale Öffnung aus dem Ausrücklager nach außen abtransportiert wird. Die abgeleitete Menge an Schmutz ist allerdings zu vernachlässigen, da dieser aufgrund seines eigenen Gewichtes und über die Zentrifugalkraft bevorzugt über die radialen Öffnungen ausgeleitet wird. Die besondere Ausgestaltung der axialen Öffnung der Schiebehülse in Trichterform und die Zentrifugalkraftströmung bieten zudem den Vorteil, dass nur sehr wenig Schmutz von außen nach innen gelangen kann.
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Die Schiebehülse kann zudem eine eingebrachte Nut aufweisen, welche die Montage des Halteblechs erleichtert und sicherstellt, dass in das Lager einfallender Schmutz gleich wieder aus dem Lager austransportiert wird.
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Der Begriff „Halteabschnitt“ betrifft einen Abschnitt, an welchem ein Halteblech befestigt ist, welches ein selbstjustierendes Ausrücklager an einen Flansch der Schiebehülse drückt. Zwischen diesem Flansch und dem äußeren Lagerring des Ausrücklagers befindet sich ein Federelement. Bevorzugt ist der Flansch ein Radialflansch. Das Halteblech ist an der Außenumfangsfläche des Haltebereichs verrollt und erstreckt sich unter Einfluss eines radialen Justierspaltes axial über das Ausrücklager. Das Halteblech greift an der von dem Haltebereich abgewandten Stirnseite des radial äußeren, drehfesten Lagerrings an das Ausrücklager an.
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Bevorzugt umfasst das Halteblech wenigstens eine radiale Öffnung, welche am Außenrand des Halteblechs angeordnet ist. Über diese radiale Öffnung wird mittels der von der Schleuderscheibe erzeugten Zentrifugalkraft Schmutz und/oder Wärme nach außen aus dem Ausrücklager geleitet. Der Schmutz wird zudem aufgrund seines eigenen Gewichtes nach außen geleitet. Somit wird erreicht, dass der Schmutzeintrag in das Ausrücklager deutlich verringert bzw. vermieden wird. Es versteht sich, dass wenigstens eine weitere derartige radiale Öffnung auch an einer anderen Stelle der Ausrückvorrichtung angebracht sein kann.
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Unter dem Begriff „Ausrücklager“ versteht sich ein Ausrück- oder Wälzlager, welches einen drehfest zu einer Schiebehülse angeordneten äußeren Lagerring, zwischen dem äußeren und einem inneren Lagerring angeordnete Wälzkörper und einen umlaufenden inneren Lagerring umfasst. Der innere Lagerring ist mittels eines Axialfortsatzes über das Ausrücklager hinaus verlängerbar und steht mit einem Betätigungselement der Reibungskupplung in Wirkverbindung. Bevorzugt ist das Ausrücklager selbstjustierend ausgestaltet, d.h. es zentriert sich selbst in radialer Ausrichtung auf der Kurbelwelle. Der Fachmann weis dies zu realisieren.
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Der Begriff "Schleuderscheibe" betrifft eine fest verbaute, kreisringförmige Scheibe, welche mit dem inneren Lagerring verbunden ist. Bevorzugt ist die Schleuderscheibe an der von der Wälzkörperlaufbahn abgewandten Umfangsfläche des drehenden inneren Lagerrings fixiert und umschließt eine von dessen Stirnseiten. Die Schleuderscheibe ist derart ausgebildet, dass diese mit dem Flansch der Schiebehülse einen umlaufenden Spalt bildet, durch welchem Verschmutzungen und Wärme abgeleitet werden. Die Schleuderschiebe kann aus einem beliebigen Material bestehen und verschiedene Formen aufweisen.
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Die Schleuderscheibe erzeugt bevorzugt eine konzentrische Strömung innerhalb der Ausrückvorrichtung, welche durch die Zentrifugalkraft radial nach außen abgelenkt wird. Mit dieser Strömung wird somit Wärme und Schmutz abtransportiert bzw. mitgerissen. Bevorzugt führt die Strömung dazu, dass Verschmutzungen aus dem Ausrücklager über die radiale Öffnung der Schiebehülse und/oder die radiale Öffnung des Halteblechs nach außen abtransportiert bzw. mitgerissen werden. Zudem reißt die Strömung Wärme aus dem Ausrücklager über die radiale und/oder axiale Öffnung der Schiebehülse und/oder die radiale Öffnung des Halteblechs mit.
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Der Begriff "Dichtelement" betrifft ein Mittel zur Abdichtung des Ausrücklagers. Bevorzugt umfasst die Ausrückvorrichtung zwei Dichtelemente. Das erste Dichtelement dichtet den Wälzkörperraum zur der Innenseite des Ausrücklagers ab, wohingegen das zweite Dichtelement den Wälzkörperraum zur Außenseite des Ausrücklagers abdichtet. Beide Dichtelemente sind mit dem äußeren Lagerring verbunden und bilden bevorzugt eine Labyrinthdichtung aus. Bevorzugt sind die Dichtelemente vulkanisiert und fixiert.
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Bevorzugt bildet das erste Dichtelement mit dem inneren Lagerring auf der einen Seite und der Schleuderscheibe auf der anderen Seite eine Dichtstruktur aus, welche das Ausrücklager zuverlässig vor eindringenden Fremdpartikeln bzw. Feuchtigkeit schützt.
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Der Schutz des Ausrücklagers basiert darauf, dass mittels der von der Schleuderscheibe erzeugten Zentrifugalkraftströmung und des eigenen Gewichtes der Fremdpartikel, Schwebstoffe und Stäube, diese über die radiale und/oder axiale Öffnung der Schiebehülse nach außen abtransportiert werden. Auf diese Weise wird bereits eine hohe Abschirmung des Ausrücklagers erreicht. Es kann jedoch der Fall auftreten, dass dennoch Schwebstoffe bzw. Stäube aufgrund der Bewegung des Lagerinneren über einen Kapillarspalt nach innen wandern. Der Kapillarspalt ist derart realisiert, dass sich dessen begrenzende Flächen, d.h. der umlaufende innere Lagerring und der feststehende äußere Lagerring, gerade nicht berühren und dieser von dem Justagevorgang des Ausrücklagers nicht beeinflusst wird. Der Kapillarspalt erweitert sich in axialer Richtung zu dem ersten Dichtelement, welches die Schwebstoffe bzw. Stäube aufhält und wenigstens eine Dichtlippe aufweist. Zudem schützt das erste Dichtelement das Ausrücklager vor ausdringenden Schmierstoffen. Bevorzugt sind wenigsten zwei Dichtlippen umfasst, noch mehr bevorzugt drei Dichtlippen.
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Auf der Außenseite des Ausrücklagers ist die Belastung der Dichtung mit Schwebstoffen bzw. Stäuben im Vergleich zu der auf der Lagerinnenseite sehr gering, da diese problemlos nach außen abfallen können. D. h., dass die Lageraußenseite weniger anfällig für Verschmutzungen ist. Falls dennoch Schwebstoffe bzw. Stäube versuchen sollten, in das Lager einzudringen bzw. Schmierstoffe versuchen sollten, aus diesem nach außen zu gelangen, werden diese dann von dem zweiten Dichtelement aufgehalten. Das zweite Dichtelement weist wenigstens eine Dichtlippe auf. Bevorzugt sind wenigsten zwei Dichtlippen umfasst, noch mehr bevorzugt drei Dichtlippen.
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Beide Dichtelemente sind berührungsfreie Labyrinthdichtungen, welche mit nach außen gerichteten Dichtlippen ausgeführt sind. Diese sind derart konstruiert, dass nur ein sehr kleiner Spalt zwischen der Dichtung und dem inneren Lagerraum verbleibt, so dass diese nicht schleift und folglich auch nicht durch Reibung abgenutzt werden kann. Die sich zwischen den Dichtlippen befindenden Bereiche können zudem einen Aufnahmebereich für ein Sperrmittel ausbilden. Der Aufnahmebereich kann alternativ eine Schmiermittel-Reserve für das Lager enthalten. Mittels der Dichtlippen und der mit Sperrmittel befüllten Aufnahmeräume wird eine zuverlässige Abdichtung des Ausrücklagers erreicht, so dass sich die Ausfallzeit für Reparatur- und/oder Wartungsarbeiten drastisch reduziert. Folglich sinken damit auch die Kosten, da weniger Ausfälle auftreten bzw. weniger Reparatur- und/oder Wartungsarbeiten notwendig sind.
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Alternativ können die Dichtelemente auch berührend ausgestaltet sein. Bevorzugt weisen die Dichtlippen dann eine erhöhte Abriebfestigkeit auf, um abriebbedingte Abnutzungen zu vermeiden. Bei der Berührungsdichtung liegen die Dichtkanten der Dichtlippen im Schleifkontakt am inneren Lagerring an und dichten somit das Ausrücklager gegen äußere Einflüsse ab.
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Der Begriff „Sperrmittel" betrifft ein Schmiermittel oder eine Zusammensetzung, wie ein Fett, eine Paste und/oder ein anderes geeignetes Schmiermittel, welches den Eintritt von Schmutz in das Ausrücklager blockiert und so äußere Fremdpartikel und Wasser primär von der Dichtungsanordnung und sekundär von dem Lagerinneren fernhält. Bevorzugt ist das Sperrmittel ein Schmiermittel, ein Fett und/oder eine Paste. Noch mehr bevorzugt ist das Sperrmittel temperaturbeständig.
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Bevorzugt ist das Sperrmittel in einem Aufnahmebereich vorhanden und bildet ein Depot, welches bei Vorhandensein einer Dichtungsanordnung als eine zwischengelagerte Dichtung wirkt. Infolge wird die fremdartige Belastung an der Dichtungsanordnung und damit der dort auftretende Verschleiß reduziert, wodurch die Lebensdauer des Wälzlagers beachtlich gesteigert wird. Mittels des Sperrmittels wird somit erreicht, dass in der Umgebung des Ausrücklagers auftretende Fremdpartikel nicht so leicht in das Lagerinnere vordringen. Verständlicherweise bedeutet dies nicht, dass lediglich das Eindringen von Fremdpartikeln, wie Schmutz, Schwebstoffen und Stäuben verhindert wird, sondern natürlich auch das Eindringen von Feuchtigkeit und das Ausdringen von Schmierstoffen aus dem Lagerinneren.
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Es wird davon ausgegangen, dass die Definitionen und Ausführungen der oben genannten Begriffe für alle in dieser Beschreibung im Folgenden beschriebenen Aspekte gelten, sofern nichts anders angegeben ist.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktion einander entsprechende Elemente.
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Im Einzelnen zeigt:
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1 eine Teilschnittdarstellung einer gezogenen Ausrückvorrich tung mit zwei Ausrücklagern;
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2 eine vergrößerte Darstellung der Dichtungsanordnung des gezogenen Ausrücklagers aus 1;
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3 eine vergrößerte Teilschnittdarstellung des gezogenen Aus rücklagers aus 1;
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4 in isometrischer Darstellung eine Schiebehülse für das gezo gene Ausrücklager;
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5 eine Schiebehülse mit einem Halteblech in isometrischer Darstellung für das gezogene Ausrücklager;
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6 eine Teilschnittdarstellung einer gedrückten Ausrückvorrich tung mit zwei Ausrücklagern;
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7 eine vergrößerte Darstellung des gedrückten Ausrücklagers aus 6;
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8 in isometrischer Darstellung eine Schiebehülse für das ge drückte Ausrücklager.
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Die 1 zeigt eine Teilschnittdarstellung einer gezogenen Ausrückvorrichtung (100) mit zwei Ausrücklagern (110) zur Betätigung einer nicht dargestellten Reibungskupplung eines Kraftfahrzeuges. Die Ausrückvorrichtung (110) umfasst zunächst ein Führungsrohr (107) und eine Schiebehülse (101), welcher auf dem Führungsrohr (107) axial verschiebbar ist und wenigstens eine radiale und axiale Öffnung am äußeren Rand aufweist (102, 103). Die Ausrückvorrichtung (100) umfasst zudem einen Halteabschnitt (104), an welchem ein Halteblech (105) befestigt ist, welches ein selbstjustierendes Ausrücklager (110) an einen Flansch der Schiebehülse (101) drückt und eine radiale Öffnung (108) am äußeren Rand aufweist. Des Weiteren umfasst ist ein an dem Halteblech (105) angeordnetes selbstjustierendes Ausrücklager (110).
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Das Ausrücklager (110) umfasst einen drehfest zu der Schiebehülse (101) angeordneten äußeren Lagerring (111), zwischen dem äußeren und einem inneren Lagerring (111, 113) angeordnete Wälzkörper (112) und einen umlaufenden inneren Lagerring (113). Zwischen dem äußeren Lagerring (111) des Ausrücklagers (110) und dem Schiebehülsen-Flansch (101) befindet sich ein Federelement (125). Der innere Lagerring (113) ist mittels eines Axialfortsatzes (114) über das Ausrücklager (110) hinaus verlängert und steht mit einem Betätigungselement der Reibungskupplung in Wirkverbindung.
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Die in 2 vergrößerte Darstellung der Dichtungsanordnung des gezogenen Ausrücklagers (110) weist einen drehfest zu der Schiebehülse (101) angeordneten äußeren Lagerring (111), zwischen dem äußeren und einem inneren Lagerring (111, 113) angeordnete Wälzkörper (112) und einen umlaufenden inneren Lagerring (113) auf. Das Halteblech (105) ist an der Außenumfangsfläche des Haltebereichs (104) verrollt und erstreckt sich unter Einfluss eines radialen Justierspaltes (116) axial über das Ausrücklager (110). Das Halteblech (105) greift an der von dem Haltebereich (104) abgewandten Stirnseite des radial äußeren, drehfesten Lagerrings (111) an das Ausrücklager (110) an. Dabei befindet sich zwischen einem Flansch der Schiebehülse (101) und dem äußeren Lagerring (111) des Ausrücklagers (110) ein Federelement (125).
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Die Schiebehülse (101) ist auf dem Führungsrohr (107) axial verschiebbar und weist eine radiale und axiale Öffnung auf (102, 103). Deutlich zu erkennen ist, dass sich die axiale Öffnung (103) nach außen verjüngt.
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Der äußere und innere Lagerring (111, 113) weisen zueinander zugewandte Laufbahnen für in einem Kugelkäfig (117) geführte Kugeln, d.h. den Wälzkörpern (112), auf. Um diese vor dem Eindringen von Verschmutzungen und Feuchtigkeit, sowie dem Austritt von Schmiermittel aus dem Lagerinnenraum schützen, sind ein erstes und ein zweites Dichtelement (118, 122) angeordnet. Diese sind bevorzugt als berührungsfreie Labyrinthdichtungen ausgestaltet, welche Dichtlippen (119) und einen zwischen den Dichtlippen (119) angeordneten Aufnahmeraum (120) umfassen, welcher mit einem Sperrmittel (121) befüllt ist. Beide Dichtelemente (118, 122) sind mit dem äußeren Lagerring (111) verbunden und somit drehfest.
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Das erste Dichtelement (118) bildet zusammen mit dem inneren Lagerring (113) auf der einen Seite und der Schleuderscheibe (115) auf der anderen Seite eine Dichtstruktur aus. Mittels der Schleuderscheibe (115) wird eine Zentrifugalkraftströmung erzeugt, so dass in das Lager fallender Schmutz mittels der Zentrifugalkraft und der Kraft des eigenen Gewichtes aus der axialen Öffnung (103) bzw. den radialen Öffnungen (102, 108) der Schiebehülse (101) und des Halteblechs (105) ausgetrieben werden. Die Schleuderscheibe (115) ist derart ausgebildet, dass diese mit dem Flansch der Schiebehülse (101) einen umlaufenden Spalt (124) bildet. Der Schmutz, die Wärme und/oder die Feuchtigkeit werden dabei in dem umlaufenden Spalt (124) über die Öffnungen abtransportiert.
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Trotz der ständigen Austragswirkung der Schleuderscheibe (115) kann es dennoch passieren, dass geringfügig Schmutz und oder Feuchtigkeit versucht, über den Kapillarspalt (123) in das Lagerinnere vorzudringen. Dabei muss es allerdings die nach außen gerichteten Dichtlippen (119) und die mit dem Sperrmittel (121) befüllten Aufnahmeräume (120) zwischen den Dichtlippen (119) überwinden. Das erste Dichtelement (118) bzw. die damit ausgebildete Dichtstruktur dichtet somit den Wälzkörperraum zur der Innenseite des Ausrücklagers ab.
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Das zweite Dichtelement (122) weist nach außen gerichtete Dichtlippen (119) und einen mit Sperrmittel (121) befüllten Aufnahmeraum (120) zwischen den Dichtlippen (119) auf. Das zweite Dichtelement (122) ist ebenfalls als berührungsfreie Labyrinthdichtung ausgestaltet und dichtet den Wälzkörperraum zur Außenseite des Ausrücklagers ab. Dieser ist vor Verschmutzungen bereits dadurch geschützt, dass Schmutz einfach nach außen abfallen kann.
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Es ist in 2 deutlich zu erkennen, dass zwischen den Dichtlippen (119) ein Aufnahmeraum (120) für ein Sperrmittel (121) ausgebildet ist. Alternativ kann anstelle eines Sperrmittels (121) auch ein anderweitig geeignetes temperaturbeständiges Fett oder eine entsprechende Paste eingefüllt werden, um dem Lagerinnenraum gegenüber dem Eintritt von Fremdpartikeln zu schützen.
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Der umlaufende Spalt (124) ist der ausgebildet, dass Verschmutzungen und Feuchtigkeit, sowie Wärme leicht über die in der Schiebehülse (101) bzw. dem Halteblech (105) ausgesparten radialen bzw. axialen Öffnungen (102, 103, 108) abgeführt werden können. Hingegen ist der Kapillarspalt (123) derart bemessen, dass der umlaufende innere Lagerring (113) den feststehenden äußeren Lagerring (111) gerade nicht berührt. Dieser Kapillarspalt (123) erweitert sich in axialer Richtung zu dem ersten Dichtelement (118). Wenn sich das Ausrücklager (110) im Einbauzustand in einem Kraftfahrzeug bei einem Justagevorgang in der zur Zeichnungsebene senkrechten Ebene selbst justiert, so wird der zwischen dem inneren und dem äußeren Lagerring (111, 113) angeordnete Kapillarspalt nicht beeinflusst.
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Die in 3 vergrößert Teilschnittdarstellung des gezogenen Ausrücklagers (110) weist einen drehfest zu der Schiebehülse (101) angeordneten äußeren Lagerring (111), zwischen dem äußeren und einem inneren Lagerring (111, 113) angeordnete Wälzkörper (112) und einen umlaufenden inneren Lagerring (113) mit einem Axialfortsatz (114) auf. Das Halteblech (105) ist an der Außenumfangsfläche des Haltebereichs (104) verrollt und erstreckt sich axial über das Ausrücklager (110). Das Halteblech (105) greift an der von dem Haltebereich (104) abgewandten Stirnseite des radial äußeren, drehfesten Lagerrings (111) an das Ausrücklager (110) an. Dabei befindet sich zwischen einem Flansch der Schiebehülse (101) und dem äußeren Lagerring (111) des Ausrücklagers (110) ein Federelement (125).
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Deutlich zu erkennen ist, dass die auf dem Führungsrohr (107) axial verschiebbare Schiebehülse (101) eine eingebrachte Nut (106) ausbildet. Diese Nut (106) erleichtert die Montage des Halteblechs (105) und stellt sicher, dass in das Lager einfallender Schmutz gleich wieder aus der radialen Öffnung des Halteblechs (105, 108) abtransportiert wird.
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Der äußere und innere Lagerring (111, 113) weisen zueinander zugewandte Laufbahnen für in einem Kugelkäfig (117) geführte Wälzkörper (112) auf. Um diese vor dem Eindringen von Verschmutzungen und Feuchtigkeit, sowie dem Austritt von Schmiermittel aus dem Lagerinnenraum schützen, sind ein erstes und ein zweites Dichtelement (118, 122) angeordnet. Diese sind bevorzugt als berührungsfreie Labyrinthdichtungen ausgestaltet, welche nach außen gerichtete Dichtlippen (119) und einen zwischen den Dichtlippen (119) mit einem Sperrmittel (121) befüllten Aufnahmeraum (120) umfassen. Die Dichtelemente (118, 122) sind mit dem äußeren Lagerring (111) verbunden.
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Das erste Dichtelement (118) bildet zusammen mit dem inneren Lagerring (113) auf der einen Seite und der Schleuderscheibe (115) auf der anderen Seite eine Dichtstruktur aus. Mittels der Schleuderscheibe (115) wird eine Zentrifugalkraftströmung erzeugt, so dass in das Lager fallender Schmutz mittels der Zentrifugalkraft und der Kraft des eigenen Gewichtes aus dem Ausrücklager (110) ausgetrieben wird. Die von der Schleuderscheibe (115) erzeugte Zentrifugalkraft reißt dabei nicht nur Schmutz mit, sondern auch Wärme und/oder Feuchtigkeit.
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Das zweite Dichtelement (122) dichtet den Wälzkörperraum zur Außenseite des Ausrücklagers ab, welcher bereits dadurch vor Verschmutzungen geschützt ist, dass dieser einfach nach außen abfallen kann.
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Natürlich kann anstelle des Sperrmittels (121) auch ein anderweitig geeignetes temperaturbeständiges Fett oder eine entsprechende Paste eingefüllt werden, um dem Lagerinnenraum gegenüber dem Eintritt von Fremdpartikeln zu schützen.
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In 4 ist eine isometrische Darstellung der Schiebehülse (101) des gezogenen Ausrücklagers aus 1 gezeigt. Deutlich zu erkennen ist, dass die Schiebehülse (101) neben der zentrischen Öffnung vier radiale Öffnungen (102) und eine axiale Öffnung (103) aufweist, welche zum Abtransport von Schmutz, Feuchtigkeit bzw. zur Wärmeabfuhr dienen. Es ist dabei deutlich zu erkennen, dass sich die radialen Öffnungen (102) der Schiebehülse (101) nach außen verjüngen.
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In 5 ist eine Schiebehülse mit einem Halteblech in isometrischer Darstellung für ein gezogenes Ausrücklager gezeigt. Die auf dem Führungsrohr (107) axial verschiebbare Schiebehülse (101) weist eine axiale Öffnung (103) auf.
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Das Halteblech (105) ist an der Außenumfangsfläche des Haltebereichs (104) verrollt und erstreckt sich axial über das nicht dargestellte Ausrücklager. Das Halteblech (105) weist eine radiale Öffnung (108) auf.
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Des Weiteren ist der Axialfortsatz (114) des inneren Lagerrings des nicht dargestellten Ausrücklagers gezeigt, welcher den inneren Lagerring über das Lager hinaus verlängert und mit einem Betätigungselement der Reibungskupplung in Wirkverbindung steht.
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In 6 ist eine Teilschnittdarstellung einer gedrückten Ausrückvorrichtung (100) mit zwei Ausrücklagern gezeigt. Die dargestellte Ausrückvorrichtung ist im Wesentlichen identisch zu der gezogenen Ausrückvorrichtung (100) aufgebaut, wie in der 1 dargestellt.
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Die Ausrückvorrichtung (100) umfasst eine auf einem Führungsrohr (107) verschiebbare Schiebehülse (101) mit einer radialen Aussparung (102). Die Ausrückvorrichtung (100) umfasst zudem einen Halteabschnitt (104), an welchem ein Halteblech (105) befestigt ist, welches ein selbstjustierendes Ausrücklager (110) an einen Flansch der Schiebehülse (101) drückt und eine radiale Öffnung (108) am äußeren Rand aufweist. Des Weiteren umfasst ist ein an dem Halteblech (105) angeordnetes selbstjustierendes Ausrücklager (110).
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Das Ausrücklager (110) umfasst einen drehfest zu der Schiebehülse (101) angeordneten äußeren Lagerring (111), zwischen dem äußeren und einem inneren Lagerring (111, 113) angeordnete Wälzkörper (112) und einen umlaufenden inneren Lagerring (113). Der innere Lagerring (113) ist mittels eines Axialfortsatzes (114) über das Ausrücklager (110) hinaus verlängert und steht mit einem Betätigungselement der Reibungskupplung in Wirkverbindung.
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Die in 7 vergrößerte Darstellung des gedrückten Ausrücklagers (110) aus 6 weist einen drehfest angeordneten äußeren Lagerring (111), zwischen dem äußeren und einem inneren Lagerring (111, 113) angeordnete Wälzkörper (112) und einen umlaufenden inneren Lagerring (113) auf. Das Halteblech (105) erstreckt sich unter Einfluss eines radialen Justierspaltes (116) axial über das Ausrücklager (110) und weist eine radiale Öffnung (108) auf. Eine weitere radiale Öffnung (102) weist eine nicht dargestellte Schiebehülse auf. Zwischen einem Flansch der nicht dargestellten Schiebehülse und dem äußeren Lagerring (111) des Ausrücklagers (110) befindet sich ein Federelement (125).
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Um das Ausrücklager (110) vor dem Eindringen von Verschmutzungen und Feuchtigkeit, sowie dem Austritt von Schmiermittel aus dem Lagerinnenraum schützen, sind ein erstes und ein zweites Dichtelement (118, 122) angeordnet. Beide Dichtelemente (118, 122) sind bevorzugt als berührungsfreie Labyrinthdichtungen ausgestaltet und weisen nach außen gerichtete Dichtlippen (119) und einen zwischen den Dichtlippen (119) angeordneten Aufnahmeraum (120) auf, welcher mit einem Sperrmittel (121) befüllt ist. Anstelle des Sperrmittels (121) kann auch ein anderweitig geeignetes temperaturbeständiges Fett oder eine entsprechende Paste verwendet werden, um dem Lagerinnenraum gegenüber dem Eintritt von Fremdpartikeln zu schützen. Beide Dichtelemente (118, 122) sind mit dem äußeren Lagerring (111) verbunden und somit drehfest.
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Das erste Dichtelement (118) bildet zusammen mit dem inneren Lagerring (113) auf der einen Seite und der Schleuderscheibe (115) auf der anderen Seite eine Dichtstruktur aus. Mittels der Schleuderscheibe (115) wird eine Zentrifugalkraftströmung erzeugt, so dass in das Lager fallender Schmutz mittels der Zentrifugalkraft und der Kraft des eigenen Gewichtes aus den radialen Öffnungen (102, 108) ausgetrieben werden. Die Schleuderscheibe (115) ist derart ausgebildet, dass diese mit dem Flansch der Schiebehülse (101) einen umlaufenden Spalt (124) bildet. Der Schmutz, die Wärme und/oder die Feuchtigkeit werden dabei in dem umlaufenden Spalt (124) über die Öffnungen abtransportiert.
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Trotz der ständigen Austragswirkung der Schleuderscheibe (115) kann es dennoch passieren, dass geringfügig Schmutz und oder Feuchtigkeit versucht, über den Kapillarspalt (123) in das Lagerinnere vorzudringen. Dabei muss dieser das erste Dichtelement (118) überwinden, welches den Wälzkörperraum zu der Innenseite des Ausrücklagers abdichtet.
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Der umlaufende Spalt (124) ist derart ausgebildet, dass Verschmutzungen und Feuchtigkeit, sowie Wärme leicht über die in der Schiebehülse bzw. dem Halteblech (105) ausgesparten radialen Öffnungen (102, 108) abgeführt werden können. Hingegen ist der Kapillarspalt (123) derart bemessen, dass der umlaufende innere Lagerring (113) den feststehenden äußeren Lagerring (111) gerade nicht berührt. Dieser Kapillarspalt (123) erweitert sich in axialer Richtung zu dem ersten Dichtelement (118). Wenn sich das Ausrücklager (110) im Einbauzustand in einem Kraftfahrzeug bei einem Justagevorgang in der zur Zeichnungsebene senkrechten Ebene selbst justiert, so wird der zwischen dem inneren und dem äußeren Lagerring (111, 113) angeordnete Kapillarspalt nicht beeinflusst.
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Das zweite Dichtelement (122) dichtet den Wälzkörperraum zur Außenseite des Ausrücklagers ab. Dieser ist vor Verschmutzungen bereits dadurch geschützt, dass Schmutz einfach nach außen abfallen kann.
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In 8 ist eine isometrische Darstellung der Schiebehülse (101) des gedrückten Ausrücklagers aus 6 gezeigt. Deutlich zu erkennen ist, dass die Schiebehülse (101) neben der zentrischen Öffnung nur eine radiale Öffnung (102) und zwei axiale Öffnungen (103) aufweist, welche über einen umlaufenden Spalt (124) zum Abtransport von Schmutz, Feuchtigkeit bzw. zur Wärmeabfuhr dienen. Es ist dabei deutlich zu erkennen, dass sich die radialen Öffnungen (102) der Schiebehülse (101) nach außen verjüngen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Ausrückvorrichtung
- 101
- Schiebehülse
- 102
- radiale Öffnung der Schiebehülse
- 103
- axiale Öffnung der Schiebehülse
- 104
- Halteabschnitt
- 105
- Halteblech
- 106
- Nut
- 107
- Führungsrohr
- 108
- radiale Öffnung des Halteblechs
- 110
- selbstjustierendes Ausrücklager
- 111
- äußerer Lagerring
- 112
- Wälzkörper
- 113
- innerer Lagerring
- 114
- Axialfortsatz
- 115
- Schleuderscheibe
- 116
- Justierspalt
- 117
- Kügelkäfig
- 118
- erstes Dichtelement
- 119
- Dichtlippe
- 120
- Aufnahmebereich
- 121
- Sperrmittel
- 122
- zweites Dichtelement
- 123
- Kapillarspalt
- 124
- umlaufender Spalt
- 125
- Federelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1734270 B1 [0006]
- DE 102005026246 A1 [0006]
- DE 102008012815 A1 [0008]
- DE 102012215967 A1 [0009]
- EP 1734271 A1 [0010]