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Technisches Gebiet
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Die Erfindung befasst sich mit Kupplungsausrücklageranordnungen, insbesondere mit der Abdichtung von Wälzlagern in Kupplungsausrücklagern.
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Allgemein üblich ist es, Schalttrennkupplungen von Brennkraftmaschinen mit sogenannten Kupplungsausrückanordnungen zu versehen, welche im Wesentlichen von einem Wälzlager und einem axial verschiebbaren und das Wälzlager aufnehmenden Gehäuse gebildet wird. Das Wälzlager solcher Kupplungsausrückanordnungen ist allgemein als Schrägkugellager ausgestaltet und umfasst einen ersten und einen zweiten, koaxial zum ersten angeordneten zweiten Lagerring, Wälzkörper, die im Ringraum zwischen den beiden Lagerringen abrollen und einen einstückig ausgebildeten und mit Taschen versehenen Käfig, der in Taschen eingesetzte Wälzkörper in gegenseitigem Abstand hält und der von den eingesetzten Wälzkörpern geführt wird. Einer der beiden Lagerringe ist mit dem Gehäuse drehfest verbunden und kann mit diesem unter einer auf das Gehäuse wirkenden Kraft entlang einer das Gehäuse durchdringenden Hülse axial verschoben werden. Am anderen – drehenden – Lagerring ist eine, zumeist von einem mit dem Lagerring verbundenen Flansch bereitgestellte Schulter zur Übertragung einer axialen Kraft auf Federn einer Schalttrennkupplung vorgesehen. Wird zur Trennung der Schalttrennkupplung das Kupplungspedal betätigt, wird unter Vermittlung von üblicherweise mechanischen oder hydraulischen Übertragseinheiten das Gehäuse in axialer Richtung verschoben. Gleichzeitig mit dieser Axialverschiebung des Gehäuses erfährt auch der mit ihm drehfest verbundene Lagerring und durch Vermittlung durch die Wälzkörper auch der andere der beiden Lagerringe eine Axialverschiebung gegen die Wirkung der Federn der Schalttrennkupplung, womit die Schalttrennkupplung öffnet und die Kraftübertragung zwischen einer Brennkraftmaschine und etwa einem der Brennkraftmaschine nachgeschaltetem Getriebe unterbrochen wird.
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Um das Wälzlager gegenüber Umwelteinflüssen zu schützen und um den Austritt von in den Ringraum eingebrachten Schmierstoffen zu verhindern, ist zumindest eines der axialen Enden der Lagerringe mittels einer Dichtung abge dichtet.
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Eine solch gattungsmäßige Anordnung ist etwa aus
DE 10152484 A1 bekannt. Um die erforderliche Dichtwirkung zu erzielen, ist es etwa aus
DE 102008039489 A1 bekannt, zwei den Ringraum zwischen den beiden Lagerringen, in welchem die Wälzkörper abrollen, durch zwei berührende Dichtungen gegenüber Umwelteinflüssen zu schützen, was sehr aufwändig ist. Daneben ist es aus
DE 102009049466 A1 bekannt, lediglich ein Ende des Ringraums mittels einer berührenden Dichtung zu versehen und das andere Ende mittels einer nichtberührenden Dichtung abzudichten. Auch wenn die Kombination von berührender und nichtberührender Dichtung einfacher zu realisieren ist, hat die nichtberührende Dichtung in dieser Kombination gegenüber einer aufwändigen berührenden Dichtung eine etwas schlechtere Dichtwirkung.
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Daher Liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Kupplungsausrücklageranordnungen in einfacher Weise in ihrer Dichtwirkung gegenüber Abrieb des Kupplungsbelags und sonstiger Umwelteinflüsse zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind den Ansprüchen 2 bis 5 entnehmbar.
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Ist die Getriebeeingangswelle oder der drehende Lagerring mit Turbinenschaufeln versehen, die in den radialen Abstand ragen, welcher zwischen den Lagerringen und einer die Lagerringe durchdringenden Getriebeeingangswelle besteht, und sind die Stellung der Turbinenschaufeln und die Drehrichtung der Getriebeeingangswelle oder der drehenden Lager so aufeinander abgestimmt, dass bei Rotation der Turbinenschaufeln ein Luftstrom erzeugt wird, der sich von den Wälzkörpern wegbewegt, werden Staubpartikel und andere Verunreinigungen, die gerade bei nicht berührenden Dichtungen sehr leicht ins Lager eingetragen werden können, durch den herrschenden Luftstrom von der Dichtung und damit vom Eintritt ins Lager abgehalten.
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Wenngleich sich die nach der Erfindung einstellende Verbesserung der Dichtwirkung hauptsächlich bei nichtberührenden Dichtungen zu verzeichnen ist, kann die Erfindung auch im Zusammenhang mit berührenden Dichtungen Verwendung finden, da auch die ohnehin schon gute Dichtwirkung von berührenden Dichtungen weiter gesteigert ist, wenn Staubpartikel erst gar nicht bis zur berührenden Dichtung gelangen können.
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Der Luftstrom kann in sehr einfacher Weise realisiert werden, wenn jeder der beiden Lagerringe mit einem Flansch versehen ist, beide Flansche sich in Richtung der Drehachse DA des Wälzlagers unter Einhaltung eines gegenseitigen axialen Abstands A erstrecken und der innere, der Getriebeeingangswelle zugewandte Rand des drehenden Lagerrings mit einstückig am Rand ausgebildeten und etwa durch Umformung des inneren Randes hergestellten Turbinenschaufeln versehen ist.
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Ein Verzug des Lagerrings beim Ausbilden der Turbinenschaufeln muss nicht befürchtet werden, wenn die Turbinenschaufeln am Rand eines separat gefertigten Rings ausgebildet sind und dieser Ring mit dem drehenden Lagerring später verbunden wird.
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Eine sehr einfache Realisierung von Turbinenschaufeln am Rand des Ringes ist dann gegeben, wenn dieser Ring als Spritzgussteil, etwa aus Kunststoff, hergestellt ist.
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Werden Anlaufscheiben oder Anlaufringe verwendet, die mit dem Flansch des drehenden Lagerrings verbunden sind und auf denen sich die Federn einer Schalttrennkupplung abstützen, ist es ganz besonders vorteilhaft, wenn diese Anlaufringe an ihrem inneren gleichzeitig Turbinenschaufeln aufweisen, da diese Anlaufringe ohnehin aus Kunststoff hergestellt sind und das Vorsehen von Turbinenschaufeln am inneren Rand von Anlaufringen – wenn überhaupt – nur einen unbeachtlichen Mehraufwand zur Folge hat.
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Kurze Darstellung der Figuren
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Es zeigen:
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1 einen Schnitt durch eine Kupplungsausrückanordnung;
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2 eine Perspektive eines Lagerings mit Anlaufring; und
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3 eine Kombination aus drehendem Lagerring und Getriebeeingangswelle.
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Wege zum Ausführen der Erfindung
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Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher erläutert werden.
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Die in 1 gezeigte Kupplungsausrückanordnung 1, umfasst im Wesentlichen ein Wälzlager 2, welches vorliegend als Schrägkugellager ausgebildet ist. Wie jedes Wälzlager 2 hat auch das in 1 gezeigte Wälzlager einen inneren Lagerring, einen äußeren, den inneren Lagerring koaxial umgebenden äußeren Lagerring und Wälzköper 3, die im Ringraum 4 zwischen den beiden Lagerringen abrollen. An der in 1 gezeigten Kupplungsausrückanordnung 1 bildet der innere Lagerring den stehenden Lagerring 5 und der äußere Lagerring den drehenden Lagerring 6. Dies bedeutet, dass sich während des Betriebs dieser Kupplungsausrückanordnung 1 der äußere Lagerring um den inneren Lagerring dreht.
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Jeder der beiden Lagerringe 5; 6 ist mit einem Flansch 7a; 7b versehen, wobei jeder der beiden Flansche 7a; 7b einen radialen Abstand A1, A2 zu einer die Lageringe 5, 6 durchdringenden Getriebewelle 8 einhält, wobei der Abstand A1 des Flansches 7b zur Getriebeeingangswelle 8 deutlich geringer ist als der Abstand A2 des Flansches 7a zur Getriebeeingangswelle 8.
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Nur der Vollständigkeit halber, sei darauf hin gewiesen, dass der drehende Lagerring 6 mit Federzungen 9 einer nicht weiter veranschaulichten Schalttrennkupplung in Wirkverbindung steht und dass in 1 auf die Darstellung eines Gehäuses verzichtet wurde, an welchem der stehende Lagerring 5 drehfest festgelegt ist.
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Die im Ringraum 4 zwischen den Lagerringen 5, 6, abrollenden Wälzkörper 3 sind gegenüber der Umwelt abgedichtet. Das mit Blickrichtung auf 1 rechte Ende des Ringraums 4 der Kupplungsausrückanordnung 1 ist dazu mit einer berührenden Dichtung 10 versehen, welche sich radial zwischen den beiden Lagerringen 5, 6 erstreckt. Das axiale Ende des Ringraums 4, welches der berührenden Dichtung 10 gegenüberliegt und an welchem sich die beiden Flansche 7a, 7b der Lagerringe 5, 6 in Richtung der Getriebeeingangswelle 8 unter Einhaltung eines gegenseitigen axialen Abstands Ax erstrecken, ist mittels einer berührungsfreien Dichtung 11 geschützt. Im Einzelnen wird die berührungsfreie Dichtung 11 von einer Wandung 12 des die Wälzkörper 3 aufnehmenden und führenden Käfigs 13 und einer zu dieser einen geringen Abstand A3 einhaltenden Innenwandung 14 des Flansches 7a gebildet.
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Nur der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass in einem anderen – nicht näher dargestelltenm – Ausführungsbeispiel die berührungsfreie Dichtung 11 auch von den beiden Flanschen 7a, 7b selbst gebildet sind, wenn diese Flansche 7a; 7b einen radial überdeckenden Bereich aufweisen, in welchem der axiale Abstand Ax auf das gezeigte Maß A3 reduziert ist.
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Um die Wirkung der berührungsfeien Dichtung 11 zu verbessern, ist im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der innere Rand 15 des Flansches 7a des drehenden Lagerrings 6 mit einstückig mit dem drehenden Lagerring 6 verbundenen Turbinenschaufeln 16 versehen, von denen in 1 nur eine gezeigt ist. Wird nun unter Vermittlung der am Flansch 7a des Lagerrings 6 anliegenden Federzungen 9 dieser Lagerring 6 in Rotation versetzt und sind die Turbinenschaufeln 16 auf die Drehrichtung des drehenden Lagerrings 6 abgestimmt, wird ein Luftstrom erzeugt, der in 1 durch den Pfeil P angedeutet ist. Dieser Luftstrom P bewirkt, dass Schmutzpartikel, etc., die in die Nähe der Öffnung Ö zwischen dem Rand 16 und der Getriebeeingangswelle 8 gelangen, von diesem am Eintritt in den Ringraum 4 gehindert werden. Wie das Zusammenspiel von Drehrichtung des drehenden Lagerrings 6 und Anstellung der Turbinenschaufeln 16 zu sein hat, um einen – bezogen auf den Ringraum 4 – auswärts gerichteten Luftstrom P zu erzeugen, wird im Zusammenhang mit 2 noch näher erläutert werden.
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In 2 ist lediglich der drehende Lagerring 6 einer Kupplungsausrückanordnung gezeigt. Im Unterschied zu der Anordnung gemäß 1 ist Flansch 7a des drehenden Lagerrings 6 mit einer Anlaufscheibe 17 aus Kunststoff versehen, an dessen Ringfläche 18 sich später im montierten Zustand die Federzungen 9 (1) der Schalttrennkupplung abstützen hin 2 nicht gezeigt). In Gegensatz zu der Ausführung gemäß 1 ist in 2 der innere Rand 15a der Anlaufscheibe 17 mit einer Vielzahl Turbinenschaufeln 16 versehen.
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Um einen bezogen auf die Ebene E (1), in der die Wälzkörper 3 abrollen, auswärts gerichteten und in Pfeilrichtung strömenden Luftstrom mit der Kombination aus dem drehenden Lagerring 6 und der Anlaufscheibe 17 zu erzeugen, wenn diese Kombination zu einer Kupplungsausrückanordnung 1 gemäß 1 komplettiert ist, verlaufen die vom inneren Rand 15a der Anlaufscheibe 17 radial nach innen gerichteten Turbinenschaufeln 16 zur Drehachse DA der später komplettierten Kupplungsausrückanordnung 1 nicht parallel, sondern schräg. Im Einzelnen ist dies bei der Ausführung gemäß 2, bei welcher der drehende Lagerring 6 sich später – wenn die Kupplungsausrückanordnung 1 etwa zwischen dem Getriebe und der Schalttrennkupplung eines Kraftfahrzeugs montiert ist – entgegen dem Uhrzeigersinn um die Drehachse DA der Kupplungsausrückanordnung 1 dreht (in 2 durch den Drehpfeil DP angedeutet), so gelöst, dass die Turbinenschaufeln 16 am vorderen Rand 19 des inneren Randes 15a der Anlaufscheibe 17 beginnen und am hinteren Rand 20 der Anlaufscheibe 17 enden, wobei eine gedachte Linie L, entlang welcher sich die Turbinenschaufeln 16 zwischen dem vorderen und hinteren Rand 19, 20 des inneren Randes 15a erstrecken, zu einer weiteren gedachten Linie, welche parallel zur Drehachse DA durch den inneren Rand 15a verläuft und die die kürzeste Verbindung zwischen dem vorderen und hinteren Rand 19, 20 entlang der axialen Erstreckung der inneren Randes 15a repräsentiert, einen kleinen Winkel einschließt. Dreht sich – wie in 2 – der drehende Lagerring 6 bzw. die mit ihm verbundenen Anlaufscheiben 17 entgegen dem Uhrzeigersinn, dann liegt der Schnittpunkt der am vorderen Rand 19 beginnenden, am hinteren Rand 20 endenden, gedachten und den Verlauf jeder Turbinenschaufel 16 entlang der axialen Erstreckung des Randes 15a repräsentierenden Linie L mit dem hinteren Rand 20 in Umfangsrichtung des inneren Randes 15a und bezogen auf die Drehrichtung DA vor dem Schnittpunkt dieser gedachten Linie L mit dem vorderen Rand 19. Zur Unterstützung des erzeugten, auswärts gerichteten Luftstroms P ist es vorteilhaft, wenn die Turbinenschaufeln 16 nicht geradlinig zwischen dem vorderen und hinteren Rand 19, 20 des inneren Randes 15a, sondern – so wie in 2 gezeigt – auf ihrer Erstreckung zwischen vorderem und hinterem Rand 19, 20 einen leicht bogenförmigen Verlauf haben.
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Nur der Vollständigkeit sei darauf hingewiesen, dass bei einer Drehung des drehenden Lagerrings 6 bzw. der späteren Kupplungsrückanordnung 1 im Uhrzeigersinn, zur Erzeugung eines nach außen gerichteten Luftstroms P der Verlauf der Turbinenschaufeln 16 zwischen dem vorderen und hinteren Rand 19, 20 gegenüber der Ausbildung gemäß 2 genau umgekehrt ist, indem dann dort der Schnittpunkt der am vorderen Rand 19 beginnenden und am hinteren Rand 20 endenden, gedachten und den Verlauf jeder Turbinenschaufel 16 entlang der axialen Dicke des inneren Randes 15a repräsentierenden Linie L mit dem hinteren Rand 20 in Umfangsrichtung des inneren Randes 15a und bezogen auf die Drehrichtung DA vor dem Schnittpunkt dieser gedachten Linie L mit dem vorderen Rand 19 liegt.
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In 3 ist eine Kombination aus drehendem Lagerring 6 und Getriebeeingangswelle 8 gezeigt. Im Unterscheid zur Ausbildung gemäß 1 sind dort die den auswärts gerichteten Luftstrom P erzeugenden Turbinenschaufeln 16 auf dem Außenmantel 21 eines aus Kunststoff gebildeten Rings 22 angeordnet, der auf die Getriebeeingangswelle 8 aufgeschoben und dort drehfest fastgelegt ist. Nur der Vollständigkeit halber sei ausgeführt, dass auf einen separaten Ring 22 verzichtet werden kann, wenn die Getriebeeingangswelle 8 mit einstückig verbundenen Turbinenschaufeln 16 versehen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungsausrücklageranardnung
- 2
- Wälzlager
- 3
- Wälzkörper
- 4
- Ringraum
- 5
- stehender Lagerring
- 6
- drehender Lagerring
- 7a, 7b
- Flansch
- 8
- Getriebeeingangswelle
- 9
- Federzungen
- 10
- berührende Dichtung
- 11
- berührungsfreie Dichtung
- 12
- Wandung
- 13
- Käfig
- 14
- Innenwandung
- 15, 15a
- innerer Rand
- 16
- Turbinenschaufel
- 17
- Anlaufscheibe
- 18
- Ringfläche
- 19
- vorderer Rand
- 20
- hinterer Rand
- 21
- Außenmantel
- 22
- Ring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10152484 A1 [0004]
- DE 102008039489 A1 [0004]
- DE 102009049466 A1 [0004]
