DE102015215249A1

DE102015215249A1 - Wälzlager einer Kupplungsausrückanordnung

Info

Publication number: DE102015215249A1
Application number: DE102015215249.9A
Authority: DE
Inventors: Jens Baumann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2017-02-16

Abstract

Zur Verbesserung der Schmierung eines Wälzlagers (2) einer Kupplungsausrückanordnung (1) wird angegeben, eine der Seitenscheiben (14, 14‘) des Käfigs (13) mit einen Bund (17) zu versehen, welcher sich in Richtung desjenigen Lagerrings (3) erstreckt, der drehfest festgelegt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung befasst mit der Lebensdauerverlängerung von Wälzlagern in einer Kupplungsausrückanordnung durch eine verbesserte Schmierstoffhaltung.
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.
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 abgedichtet.
Eine solch gattungsmäßige Anordnung ist etwa aus DE 10152484 A1 bekannt.
Wälzlager, die in Kupplungsausrückanordnungen verwendet werden, sind in aller Regel durch den von der Brennkraftmaschine vorgegebenen ständigen Drehzahlwechsel hoch belastet. Daher ist eine gute Schmierung solcher Wälzlager für eine zufriedenstellende Lebensdauer unerlässlich. Dem steht aber nach Erkenntnissen der Anmelderin entgegen, dass eine große Schmierstoffmenge, die in den Ringraum des Wälzlagers einer Kupplungsausrückanordnung eingebracht wird und welche allein in einer Mengenbetrachtung ausreichend wäre, das Wälzlager dauerhaft, also bis zum Ende seines Lebenszyklus‘, zu schmieren, ungeeignet ist, denn durch die Rotation des Käfigs und der herrschenden Fliehkräfte werden derartige große Schmierstoffmengen aus dem Wälzlager ausgetragen und führen zum Verschmieren des Kupplungsausrückanordnung. Wird allerdings der zur Verfügung stehende Ringraum lediglich mit nur 20% seiner Größe mit Schmierstoff befüllt, dann ist ein Austritt von Schmierstoff nicht mehr zu beobachten. Diese geringe Füllung des Ringsraums hat aber zur Folge, dass sich der Schmierstoff durch die vom drehenden Käfig erzeugten Fliehkräfte im Ringraum frei verteilen kann und daher nur noch sehr eingeschränkt zur Schmierung der Wälzkörper zur Verfügung steht und daher vielfach von einem vorzeitigen Verschleiß des Wälzlagers in Kupplungsausrückanordnungen begleitet wird.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager für Kupplungsausrückanordnungen anzugeben, welches die sich im Stand der Technik ergebenden Probleme überwindet.
Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind den Ansprüchen 2 bis 7 entnehmbar.
Ist nur eine Seitenscheibe mit einen Bund versehen, welcher sich in Richtung desjenigen Lagerrings erstreckt, der drehfest festgelegt ist, wird eine in den Ringraum eingebrachte Fettgabe von dem Bund zurückgehalten.
Die Rückhaltewirkung auf die in den Ringraum eingebrachte Fettgabe ist verbessert, wenn der freie, nicht mit der Seitenscheibe verbundene Rand des Bundes mit einem Ansatz versehen ist, der sich quer zum Verlauf des Bundes erstreckt.
Erstreckt sich der Bund schräg von den Stegen des Käfigs weg in Richtung des drehfest angeordneten Lagerrings, sorgt diese Schräge für eine Vergrößerung des zur Anlagerung bzw. Aufnahme von Fett vorgesehenen Raumangebots.
Ein nahezu geschlossener Raum entsteht, wenn der freie Rand des Bundes oder der freie, nicht mit dem Bund verbundene Rand des Ansatzes zu dem drehfest festgelegten Lagerring einen geringen axialen Abstand A einhält.
Eine nachhaltige Fettführung und Fettrückhaltung ist dann erreicht, wenn im Montagezustand die Fettfüllung des Wälzlagers auf den Bereich zwischen Bund und in den Käfig eingesetzten Wälzlagern beschränkt ist.
Ist der Käfig als Kammkäfig ausgebildet, kann dieser – nachdem bereits die Wälzkörper zwischen den Lagerringen angeordnet sind – ohne großen Aufwand in den Ringraum eingebracht werden.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der mit dem Bund versehene Seitenring des Käfigs axial zwischen der Ebene, die von abrollenden Wälzkörpern gebildet ist, und dem axialen Ende eines der beiden Lagerringe liegt, welches mit den Federn einer Schalttrennkupplung in Wirkverbindung steht. In diesem Fall wird eine im Montagezustand im Bereich des Bundes oder des Bundes und des Ansatzes eingebrachte Fettgabe an einer ungehinderten Verteilung im Ringraum gehindert. Neben der Wirkung des Bundes bzw. des Bundes und des Ansatzes wird in diesen Bereich eingebrachtes Fett oder Schmierstoff nämlich auch von den abrollenden Wälzkörpern in dem Bereich gehalten. Da der Bund in Richtung desjenigen Lagerrings weist, der drehfest festgelegt ist, sind auf die Fettgabe wirkende und durch die Drehung des Käfigs während des Betriebs des Wälzlagers entstehende Fliehkräfte folgenlos, da es durch den Seitenring, den Bund und die Wälzkörper für die in diesen Bereich eingebrachte Fettgabe nahezu unmöglich ist, diesen Bereich zu verlassen. Da die Wälzköper i.ü. den Ort, an welchem während der Montage die Fettgabe platziert wird, in axialer Richtung verschließen, wird gleichzeitig durch den Kontakt des Schmierstoffs mit den umlaufenden Wälzkörpern eine gute und lang andauernde Schmierung des Wälzlagers sichergestellt.
Die Rückhaltewirkung des Käfigs auf die eingebrachte Fettgabe ist weiter verbessert, wenn bei nur einem Seitenring des Käfigs die freien Enden der Stege oder einem Käfig mit zweiten Seitenringen, derjenige Seitenring, welcher nicht mit dem Bund versehen ist, mit einer in den Ringraum ragenden axial verlaufenden Verlängerung versehen ist. Kommt es nämlich vor, dass Fett, welches im Montagezustand im Bereichs des Seitenrings in dem Bund ins Wälzlager eingebracht wurde, durch die Rotation quasi durch die von den Lagerringen und den Wälzkörpern gebildeten Barriere ausgetragen wird, wird dieses ausgebrachte Schmiermittel von den axial verlaufenden Verlängerungen zurückgehalten und mithin an einer weiteren Verteilung im Ringraum gehindert.
Kurze Darstellung der Figuren
Es zeigen:
1 eine Kupplungsausrückanordnung im Schnitt oberhalb der Drehachse, und
2 eine weitere Kupplungsausrückanordnung entsprechend der Darstellung gemäß 1
Wege zum Ausführen der Erfindung
Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher erläutert werden.
In 1 ist eine übliche Kupplungsausrückanordnung 1 gezeigt. Diese Kupplungsausrückanordnung 1 umfasst im Wesentlichen ein Wälzlager 2, welches von einem ersten Lagerring 3 und einem zweiten, den ersten Lagerring 3 koaxial umgebenden Lagerring 4 gebildet ist. In dem Ringraum 6 zwischen den beiden Lagerringen 3, 4 rollen auf von den beiden Lagerringen 3, 4 bereitgestellten Laufbahnen 7 Wälzkörper 8 in der Form von Kugeln ab. Wie 1 leicht entnehmbar ist, handelt es sich bei dem Wälzlager 8 um ein Schrägkugellager, denn die beiden Laufbahnen 7 halten einen leichten axialen Versatz zueinander ein.
Dass eine axiale Ende 9.1 der beiden Lagerringe 3, 4 ist von einer berührenden Dichtung 10 abgedichtet, während das andere axiale Ende 9.2 weitgehend offen gestaltet ist und lediglich von Flaschen 11a, 11b abgedeckt ist. Im Einzelnen dies so realisiert, dass jeder Lagerring 3; 4 mit einem von dem jeweiligen Lagerring 3; 4 ausgehenden sich in Richtung der Drehachse DA des Wälzlagers 2 erstreckenden Flansch 11a, 11b versehen ist, wobei beide Flansche 11a, 11b zueinander einen geringen Abstand A einhalten und der Flansch 11a des Lagerrings 4 radial bis in den Bereich des Flansches 11b des Lagerrings 3 reicht und beide Flansche 11a, 11b einen Überdeckungsbereich ÜB aufweisen.
Nur der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass der Flansch 11a, welcher mit dem zweiten, drehenden Lagerring 4 verbunden ist, mit den Membranfedern 12 einer nicht weiter gezeigten Schalttrennkupplung in Wirkverbindung steht.
Die Wälzkörper 8 werden von einem Käfig 13 gehalten und geführt, welcher vorliegend als Kammkäfig ausgeführt ist. Weil allgemein bei Kammkäfigen üblich, werden diese von einer Seitenscheibe 14 und einer Mehrzahl von Stegen 15 gebildet, die in Umfangsrichtung der Seitenscheibe 14 einen gegenseitigen Abstand einhalten. Mithin stehen durch diese Ausgestaltung eine Mehrzahl von an den freien Enden 16 der Stege 15 offene Taschen zur Verfügung, in welche die Wälzkörper 8 eingesetzt sind.
Wie der Darstellung gemäß 1 entnehmbar ist, weist die Seitenscheibe 14 einen Bund 17 auf, dessen freier Rand 19 sich in diesem Ausführungsbespiel von der Seitenscheibe 14 weg in Richtung der Drehachse DA erstreckt.
Ist die Kupplungsausrückanordnung 1 montiert und gefettet, ist nur der Bereich B, welcher von Seitenscheibe 14, dem Bund 17, dem ersten Lagerring 3 und Wälzkörpern 8 umrandet ist, mit einer Schmierfettgabe SG versehen.
Rotiert während der Nutzung der Kupplungsausrückanordnung nur der Lagerring 4 und mit ihm auch der Käfig 13 um die Drehachse DA des Wälzlagers 2, führen unvermeidbare und auf die Schmierstoffgabe SG wirkende Fliehkräfte nicht dazu, dass der Schmierstoff abgeschleudert wird. Da während der Rotation des ersten Lagerrings 4, des Käfigs 13 und der Wälzkörper 8 letztere immer in Kontakt mit der Schmierstoffgabe SG stehen, kann es allenfalls vorkommen, dass Schmierfett von der Oberfläche der Wälzkörper 8 mitgenommen und zu der dem Bund 17 abgewandten Seite des Käfigs 13 transportiert wird, an welcher die freien Enden 16 der Stege 16 enden. Um dort ein Abschleudern von Schmierstoff zu verhindern, sind die freien Enden 16 mit axialen, in den Ringraum 6 ragenden Verlängerungen 18 versehen, an welchen – wie in 1 durch die Kreuze angedeutet – sich vom Bereich B hierher transportierter Schmierstoff anlagern kann.
In 2 ist eine weitere Ausführung einer Kupplungsausrückanordnung 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zu der Ausführung gemäß 1 weist in der Ausführung gemäß 2 Rand 19 des Bunds 17 des Käfigs 13 nicht frei in Richtung der Drehachse DA, sondern weist mit einen axial verlaufenden und zum Flansch 11b einen geringen Abstand A1 einhaltenden Ansatz 20 auf. Durch den Ansatz 20, den Bund 17, die Seitenscheibe 14 und die Wälzkörper 8 wird ein nahezu abgeschlossener Raum 21 gebildet, der, wenn er wie in 2 gezeigt mit einer Schmierstoffgabe SG befüllt ist, sicherstellt, dass die Schmierstoffgabe SG auch unter Rotation des Lagerrings 4 gegenüber dem Lagerring 3 ihre Einbringlage beibehält und und eine langandauernde Schmierung der Wälzkörper 8 sicherstellt.
Deutlich ist den beiden Ausführungen der 1 und 2 entnehmbar, dass der jeweilige Bund 17 nicht rechtwinklig, sondern unter einem kleineren Winkel α zur Drehachse DA der Kupplungsausrückanordnung 1 verläuft. Dieser schräge Verlauf des Bundes 17 stellt sicher, dass im Vergleich zu einem rechtwinkligen Verlauf des Bundes 17 (in 2 durch einen Strichelung angedeutet) der Raum 21 eine wesentlich größere Schmierstoffgabe SG aufnehmen kann.
Ist der Käfig 13 nicht wie in den beiden 1 und 2 als Kammkäfig ausgebildet, sondern mit zwei Seitenscheiben 14, 14‘ versehen, zwischen denen die Stege 15 verlaufen, stellen sich Verhältnisse ein, die in 2 durch die strichpunktierte Darstellung der Seitenscheibe 14‘ angedeutet sind.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsausrückanordnung
2: Wälzlager
3: erster Lagerring
4: zweiter Lagerring
5
6: Ringraum
7: Laufbahnen
8: Wälzkörper
9.1, 9.2: Enden
10: Dichtung
11a, 11b: Flansch
12: Membranfeder
13: Käfig
14, 14‘: Seitenscheibe
15: Steg
16: freie Enden
17: Bund
18: Verlängerungen
19: freier Rand
20: Ansatz
21: Raum
DA: Drehachse
A, A1: Abstand
B: Bereich
ÜB: Überdeckungsbereich
SG: Schmierstoffgabe
E: Ebene

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 10152484 A1 [0004]

Claims

Wälzlager einer Kupplungsausrückanordnung (1) mit einem ersten Lagerring (3), einem den ersten Lagerring (3) unter Belassung eines Ringraums (6) koaxial umgebenden zweiten Lagerring (4), Wälzkörpern (8), die zwischen den Lagerringen (3; 4) abrollen, und einem Käfig (13), in welchem die den Käfig (13) führenden Wälzkörper (8) eingesetzt sind, wobei der Käfig (13) eine oder zwei ringförmige Seitenscheiben (14) und eine Mehrzahl Stege (15) aufweist, die sich parallel zur Drehachse DA des Wälzlagers (2) erstrecken und die bei nur einer Seitenscheibe (14) nur mit dieser und bei zwei Seitenscheiben (14) mit beiden Seitenscheiben (14) verbunden ist bzw. sind, und wobei einer der beiden Lagerringe (3) drehfest festgelegt ist, mit Dichtungen (10), welche den Ringraum (6) zwischen den beiden Lagerringen (3, 4) zumindest an einem seiner axialen Enden (9a; 9b) abdichten, und mit einer Fettfüllung SG, die in Ringraum (6) eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Seitenscheiben (14, 14‘) des Käfigs (13) mit einen Bund (17) versehen ist, welcher sich in Richtung desjenigen Lagerrings (3) erstreckt, der drehfest festgelegt ist.
Wälzlager einer Kupplungsausrückanordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der freie, nicht mit der Seitenscheibe (14) verbundene Rand (19) des Bundes (17) mit einem Ansatz (20) versehen ist, der sich quer zum Verlauf des Bundes (17) erstreckt.
Wälzlager einer Kupplungsausrückanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der freie Rand (19) des Bundes (17) oder des Ansatzes (20) zu dem drehfest festgelegten Lagerring (3) einen geringen axialen Abstand A; A1 einhält.
Wälzlager einer Kupplungsausrückanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass sich der Bund (17) schräg von den Stegen (15) des Käfigs (13) weg in Richtung des drehfest angeordneten Lagerrings (3) erstreckt.
Wälzlager einer Kupplungsausrückanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass im Montagezustand die Fettfüllung SG des Wälzlagers (2) auf den Bereich B zwischen Bund (17) und in den Käfig (17) eingesetzten Wälzkörper (8) beschränkt ist.
Wälzlager einer Kupplungsausrückanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch kennzeichnet, dass der Käfig (13) ein Kammkäfig ist.
Wälzlager einer Kupplungsausrückanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Bund (17) versehene Seitenring (14) des Käfigs (13) axial zwischen der Ebene E, die von abrollenden Wälzkörpern (8) gebildet ist, und dem axialen Ende (9.2) eines der beiden Lagerringe (4) liegt, welches mit den Menbranfedern (12) einer Schalttrennkupplung in Wirkverbindung steht.
Wälzlager einer Kupplungsausrückanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass bei nur einem Seitenring (14) des Käfigs (13) die freien Enden (16) der Stege (15) oder einem Käfig (13) mit zweiten Seitenringen (14, 14‘), derjenige Seitenring (14‘), welcher nicht mit dem Bund (17) versehen ist, mit einer in den Ringraum (6) ragenden Verlängerung (18) versehen ist.