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Die Erfindung betrifft einen Aktuator für eine Kupplung mit einem Kurvenscheibenantrieb, wobei der Kurvenscheibenantrieb einen Kurvenscheibenabschnitt aufweist, mit einer Welle und mit einem Linearlager, wobei die Welle in dem Linearlager linear bewegbar gelagert ist, und mit einem Rollenlager, wobei das Rollenlager einen Innenring, eine Außenringanordnung mit einem Außenringabschnitt sowie eine Mehrzahl von Wälzkörpern aufweist, wobei die Wälzkörper zwischen dem Innenring und der Außenringanordnung abwälzend angeordnet sind, und wobei der Innenring an der Welle angeordnet ist, wobei der Außenringabschnitt abrollbar auf dem Kurvenscheibenabschnitt angeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Rollenlager, insbesondere für diesen Aktuator.
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Um Rotationsbewegungen der Abtriebswellen von Elektromotoren in Linearbewegungen zu wandeln, werden vielfach Rotationslinearantriebe verwendet, welche die Rotationsbewegung des Elektromotors zunächst auf eine Kurvenscheibe übertragen, wobei die Kurvenscheibe in Umfangsrichtung einen variierenden Durchmesser aufweist. Der Rotationslinearantrieb weist ferner eine Abtriebsrolle auf, welche auf der Kurvenscheibe abrollt und in radialer Richtung, dem Durchmesser der Kurvenscheibe folgend, verschoben wird. Die Abtriebsrollen sind mit Kolbenwellen gekoppelt, welche die Linearbewegung der Abtriebsrollen aufnehmen, sodass am Ende der kinematischen Kette eine Linearbewegung vorliegt.
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Aus dem Bereich der Verbrennungsmotoren sind Wälzlager bekannt, welche als Stößellager eingesetzt werden. Die Druckschrift
GB 1,574,765 beschreibt beispielsweise eine Lagereinrichtung, welche einen dünnen Innenring und einen im Vergleich dazu sehr breiten Außenring aufweist.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Aktuator für eine Kupplung vorzuschlagen, welcher kostengünstig und zugleich betriebssicher ausgebildet ist. Diese Aufgabe wird durch einen Aktuator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Rollenlager mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Aktuator, welcher für eine Kupplung geeignet und/oder ausgebildet ist. Insbesondere dient der Aktuator dazu, die Kupplung zu öffnen bzw. zu schließen. Vorzugsweise wirkt der Aktuator auf einen Hydraulikzylinder zur Betätigung der Kupplung. Optional bildet der Hydraulikzylinder einen Teil des Aktuators. Die Kupplung mit dem Aktuator bildet einen weiteren, möglichen Gegenstand der Erfindung. Besonders bevorzugt ist der Aktuator optional in Kombination mit der Kupplung und/oder mit dem Hydraulikzylinder als eine sogenannte E-Clutch ausgebildet. Der Aktuator und/oder die Kupplung ist für den Einsatz in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug für den Straßenverkehr, wie zum Beispiel in einem Personenkraftwagen, insbesondere mit einem Verbrennungsmotor und/oder Elektromotor als Traktionsmotor, geeignet und/oder ausgebildet.
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Der Aktuator dient dazu eine Rotationsbewegung in eine Linearbewegung umzusetzen, wobei mittels der Linearbewegung die Kupplung betätigt wird.
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Der Aktuator weist einen Kurvenscheibenantrieb auf. Als Antriebsmotor für den Kurvenscheibenantrieb wird insbesondere ein Elektromotor verwendet. Optional bildet der Elektromotor einen Bestandteil des Aktuators und/oder des Kurvenscheibenantriebs.
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Der Kurvenscheibenantrieb weist einen Kurvenscheibenabschnitt auf, wobei der Kurvenscheibenabschnitt insbesondere mit Fremdenergie, z.B. mittels des Elektromotors, geschwenkt und/oder gedreht werden kann. Prinzipiell kann der Kurvenscheibenabschnitt als eine Innenkontur ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist der Kurvenscheibenabschnitt jedoch als eine Außenkontur ausgebildet, welche sich in Umlaufrichtung um eine Antriebswelle und/oder Antriebsachse des Kurvenscheibenantriebs erstreckt. Der Kurvenscheibenabschnitt hat in Umlaufrichtung einen variierenden Durchmesser, insbesondere Außendurchmesser.
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Ferner weist der Aktuator eine Welle, insbesondere eine Linearwelle, sowie ein Linearlager auf. Das Linearlager lagert die Welle in einer linearen Richtung. Das Linearlager kann als ein Gleitlager oder als ein Wälzkörperlager ausgebildet sein. Die Welle ist in dem Linearlager linear bewegbar gelagert und kann z.B. einen oszillierenden und/oder alternierenden Hub entlang einer Hubachse durchführen.
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Der Aktuator weist ein Rollenlager auf, wobei das Rollenlager insbesondere als ein Radiallager, im Speziellen als ein Radialwälzlager ausgebildet ist. Das Rollenlager weist einen Innenring, eine Außenringanordnung mit einem Außenringabschnitt sowie eine Mehrzahl von Wälzkörpern auf. Die Wälzkörper sind vorzugsweise als Rollen, insbesondere als Nadeln ausgebildet. Die Wälzkörper sind zwischen dem Innenring und der Außenringanordnung abwälzend angeordnet.
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Der Innenring ist an der Welle angeordnet. Eine Rollenachse des Rollenlagers ist vorzugsweise senkrecht zu einer der Hubachse der Welle ausgerichtet. Insbesondere ist der Innenring in der Richtung der linearen Bewegbarkeit und/oder Hubachse starr mit der Welle verbunden. Insbesondere ist die Verbindung so ausgebildet, dass bei einer Bewegung des Rollenlagers in Richtung der Hubachse die Welle mit dem gleichen Hub und/oder gleichen Bewegungsrichtung mitgeführt wird.
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Der Außenringabschnitt ist abrollbar auf dem Kurvenscheibenabschnitt angeordnet. Funktional betrachtet läuft das Rollenlager die Kontur des Kurvenscheibenabschnitts ab und wird aufgrund des variierenden Durchmessers des Kurvenscheibenabschnitts in Richtung der Hubachse bewegt. Diese Linearbewegung wird durch die Verbindung zwischen dem Innenring und der Welle auf die Welle übertragen, sodass eine Rotations-Linear-Wandlung erfolgt.
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Fertigungstechnisch betrachtet ist der Innenring als ein Blechumformteil, insbesondere aus Metall, im Speziellen aus Stahl, ausgebildet. Derartige Blechumformteile können in hohen Stückzahlen sehr kostengünstig hergestellt werden. Vorzugsweise ist der Innenring tiefgezogen.
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Der Außenringabschnitt ist dagegen als ein Massivring, insbesondere als ein dickwandiger Ring ausgebildet. Dieser ist somit für hohe Rollenlasten ausgelegt. Gegenüber einer spanlos hergestellten Außenhülse weist der Außenringabschnitt ein besseres bzw. unempfindliches Verhalten bei verkippter oder versetzter Lasteinleitung auf. Es gibt auch keine fertigungsbedingten Festigkeitsreduzierungen im Bereich des umgelegten Bordes, wie dies bei spanlos hergestellten Außenhülsen auftritt. Damit wird durch die Kombination eines als Blechumformteil ausgebildeten Innenrings und einem Außenringabschnitt, welcher als ein Massivring ausgebildet ist, eine kostengünstige Zwischen- oder Hybridlösung vorgeschlagen, welche zugleich eine hohe Betriebssicherheit aufweist.
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Besonders ist besonders bevorzugt als ein Zylinderring ausgebildet. An der radialen Außenseite trägt der Massivring eine Scheibenlaufbahn, wobei die Scheibenlaufbahn als eine gerade Zylindermantelfläche ausgebildet sein kann, alternativ ist die Scheibenlaufbahn in einem Längsschnitt betrachtet ballig oder gekrümmt ausgebildet, um den Kontakt zu der dem Kurvenscheibenabschnitt insbesondere unter Last zu verbessern. Möglichkeiten für die Materialwahl des Außenringabschnitts und/oder Massivrings sind insbesondere auch bei den nachfolgend genannten Varianten zum Beispiel Kunststoff, Sintermetall, Gussmetall, Aluminiumlegierung oder Stahllegierung.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Innenring zwei Innenborde auf, wobei die Innenborde radial nach außen gerichtet sind. Vorzugsweise führen die Innenborde die Außenringanordnung in axialer Richtung zu der Rollenachse des Rollenlagers. Optional weist der Innenring an einem axialen Ende einen Kragen auf, wobei sich der Kragen in axialer Richtung erstreckt und wobei der Kragen durch eine Materialdopplung gebildet ist. Durch den Kragen kann der Innenring lagerichtig positioniert werden.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Außenringanordnung eine Zwischenhülse auf, wobei die Zwischenhülse zwischen dem Massivring und/oder dem Außenringabschnitt und den Wälzkörpern angeordnet ist. Die Zwischenhülse trägt den Außenringabschnitt. Insbesondere sind Zwischenhülse und Außenringabschnitt miteinander formschlüssig, reibschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden. Die Zwischenhülse kann in den Außenringabschnitt eingepresst sein. Alternativ hierzu kann der Außenringabschnitt auch auf die Zwischenhülse urformend aufgebracht sein. Die Zwischenhülse trägt an der Innenseite eine Lagerlaufbahn für die Wälzkörper. Somit wälzen die Wälzkörper unmittelbar auf der Zwischenhülse ab.
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Besonders bevorzugt ist die Zwischenhülse als ein weiteres Blechumformteil realisiert. Vorzugsweise ist die Zwischenhülse als eine tiefgezogene Stahlhülse ausgebildet. Besonders bevorzugt weist die Zwischenhülse eine gehärtete, insbesondere einsatzgehärtete, randschichtgehärtete oder durchgehärtete Lagerlaufbahn auf.
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Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung weist die Zwischenhülse eine Bordseite und eine Laufbahnseite auf. An der Bordseite ist ein Außenbord ausgebildet, welcher vorzugsweise nach radial außen orientiert ist. An der Laufbahnseite läuft die Zwischenhülse als Hohlzylinderabschnitt aus. Vorzugsweise ist der Abschnitt der Lagerlaufbahn und der Laufbahnseite als ein Hohlzylinderabschnitt mit in axialer Richtung konstant bleibendem Querschnittprofil ausgebildet. Durch den Außenord weist die Zwischenhülse eine hohe Eigenstabilität auf und kann trotzdem in den Außenringabschnitt eingepresst werden.
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Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung weist die Zwischenhülse zwei Bordseiten auf, wobei an jeder Bordseite ein Außenbord angeordnet ist. Für den Fall, dass die Außenborde nach radial außen gerichtet sind, wird der Außenringabschnitt zum Beispiel mittels Kunststoffspritzgussverfahren aufgeformt, um den Massivring zu bilden.
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Es ist jedoch besonders bevorzugt, dass die Außenborde radial nach innen gerichtet sind. Damit kann der Massivring auf die Zwischenhülse aufgeschoben oder aufgepresst werden. Ferner ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, dass der Innenring die zwei nach radial außen orientierte Innenborde aufweist, wobei sich zwischen den Außenborden der Zwischenhülse und den Innenborden des Innenrings ein Ringscheibenspalt als ein Dichtungsspalt ergibt. Vorzugsweise sind die Borde so bemessen, dass die Innenborde einen Außendurchmesser haben, welcher größer ist als der Innendurchmesser der Außenborde, sodass Außenborde und Innenborde überlappen und auf diese Weise beidseitig jeweils den Ringscheibenspalt als Dichtungsspalt bilden.
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Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung bildet der Massivring die Außenringanordnung, sodass der Massivring mit seiner radialen Außenseite an dem Kurvenscheibenabschnitt abläuft und mit seiner radialen Innenseite die Lagerlaufbahn für die Wälzkörper bildet. Diese Ausgestaltung kann das Rollenlager und damit der Aktuator besonders kostengünstig hergestellt werden.
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Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Aktuator zwei Dichtseitenringe aufweist, wobei die Dichtseitenringe von außen auf den Außenring aufgesetzt werden, insbesondere derart, dass die Laufbahn zum Abrollen auf dem Kurvenscheibenabschnitt nicht versperrt ist. Insbesondere sind die Dichtseitenringe als Dichtkappen ausgebildet. Es ist vorgesehen, dass die Dichtseitenringe die Innenborde des Innenrings dichtend umgreifen. Z.B. können die Dichtseitenringe im Bereich der Innenborde als schleifende Dichtungen ausgebildet sein. Mit den Dichtseitenringen kann das Rollenlager besonders einfach abgedichtet werden.
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Alternativ oder ergänzend können Dichtscheiben in dem Wälzkörperraum des Rollenlagers integriert sein, um den Wälzkörperraum abzudichten. Dabei ist es möglich, dass die Dichtscheiben im Außenring eingepresst oder eingeschnappt sind oder aber lose (schwimmend) beigefügt sind. Die Dichtscheiben können zusätzlich zur Dichtfunktion auch die axialen Kontakte zwischen der Außenringanordnung und dem Innenring verbessern. Die Dichtscheiben können bei entsprechender geometrischer Gestaltung das Rollenlager axial spielfrei stellen. Als Material für die Dichtscheibe kann Kunststoff, zum Beispiel Thermoplast mit oder ohne PTFE, oder Elastomer oder auch Metall eingesetzt werden.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Rollenlager, welches insbesondere für den Aktuator, der zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist. Das Rollenlager ist insbesondere so aufgebaut wie zuvor beschrieben. Es weist den Innenring, die Außenringanordnung mit dem Außenringabschnitt, sowie die Mehrzahl von Wälzkörpern auf, wobei die Wälzkörper zwischen dem Innenring und der Außenringanordnung abwälzend angeordnet sind. Der Innenring ist an der Welle anordenbar und der Außenringabschnitt ist auf dem Kurvenscheibenabschnitt abrollbar anordenbar. Der Innenring ist als ein Blechumformteil ausgebildet, der Außenringabschnitt ist als ein Massivring ausgebildet.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Diese zeigen:
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1 eine schematische Skizze eines Aktuators für eine Kupplung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 in einer schematischen Querschnittdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Rollenlager des Aktuators in der 1;
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3 in gleicher Darstellung wie in der 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Rollenlagers für den Aktuator in der 1;
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4 in gleicher Darstellung wie die zwei vorhergehenden Figuren ein drittes Ausführungsbeispiel für das Rollenlager für den Aktuator in der 1;
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5 in gleicher Darstellung wie die vorhergehenden Figuren ein viertes Ausführungsbeispiel für das Rollenlage für den Aktuator in der 1;
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6 in gleicher Darstellung wie die vorhergehenden Figuren ein fünftes Ausführungsbeispiel für das Rollenlager des Aktuators in der 1.
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Einander entsprechende oder gleiche Teile sind mit gleichen oder mit einander entsprechenden Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt in einer schematischen Prinzipdarstellung einen Aktuator 1 für eine Kupplung 2 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Aktuator 1 dient insbesondere dazu eine Linearbetätigung der Kupplung 2 durchzuführen, um die Kupplung 2 zu öffnen bzw. zu schließen. Insbesondere wirkt der Aktuator 1 auf einen Hydraulikzylinder (nicht dargestellt) zur Betätigung der Kupplung 2. Der Aktuator 1 wird auch als E-Clutch bezeichnet.
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Der Aktuator 1 weist einen Kurvenscheibenantrieb 3 auf, wobei der Kurvenscheibenantrieb 3 einen Kurvenscheibenabschnitt 4 umfasst, welcher um eine Antriebswelle 5 gedreht werden kann. Die Antriebswelle 5 ist beispielsweise mit einem nicht dargestellten Elektromotor wirkverbunden, sodass der Kurvenscheibenabschnitt 4 aktiv gedreht werden kann. Der Kurvenscheibenabschnitt 4 weist an seinem Außenumfang 6 oder Kontur einen sich in Umlaufrichtung variierenden und in diesem Beispiel in Uhrzeigersinn kleiner werdenden Radius R auf. Der Verlauf des Außenumfangs 6 bzw. der Kontur kann in Umlaufrichtung um die Antriebswelle 5 als spiralförmig oder schneckenförmig bezeichnet werden.
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Ferner weist der Aktuator 1 eine Welle 7 auf, welche als eine Linearwelle in einem Linearlager 8 linear gelagert und geführt ist, sodass sich die Welle 7 entlang der Bewegungsrichtung entlang einer Hubachse H linear bewegen lässt. Das Linearlager 8 ist in einem nicht weiter dargestellten Gehäuse 9 festgelegt. Das Linearlager 8 kann z.B. als ein Gleitlager oder auch ein Linearwälzlager ausgebildet sein.
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In Wirkverbindung zwischen dem Kurvenscheibenabschnitt 4 und der Welle 7 ist ein Rollenlager 10 angeordnet. Das Rollenlager 10 ist zum einen verschiebefest mit der Welle 7 verbunden. Beispielsweise umfasst der Aktuator 1 eine Übertragungsgabel, wobei die Übertragungsgabel an der Welle 7 befestigt ist und die zwei Gabelenden eine axiale Befestigung für das Rollenlager 10 bilden. Eine Rollenachse A ist parallel zu der Antriebswelle 5 ausgerichtet. Mit seinem Außenumfang rollt das Rollenlager 10 auf dem Außenumfang 6 des Kurvenscheibenabschnitts 4 ab. Somit wird bei einer Drehung des Kurvenscheibenabschnitts 4 das Rollenlager 10 in der Richtung der Hubachse H verschoben. Nachdem das Rollenlager 10 verschiebefest mit der Welle 7 gekoppelt ist, wird die Welle 7 in gleicher Weise in linearer Richtung verschoben. Damit bildet der Aktuator 1 eine Rotations-Linearantriebswandlereinrichtung.
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Die 2 zeigt in einem schematischen Querschnitt senkrecht zu der Hubachse H und/oder in einem schematischen Längsschnitt entlang der Rollenachse A das Rollenlager 10. Das Rollenlager 10 weist einen Innenring 11 auf, wobei der Innenring 11 mit der Welle 7 in nicht dargestellter Weise verschiebefest gekoppelt ist. Ferner weist das Rollenlager 10 eine Außenringanordnung 12 auf sowie eine Mehrzahl von Wälzkörpern 13 auf, wobei die Wälzkörper 13 abwälzend zwischen dem Innenring 11 und der Außenringanordnung 12 angeordnet sind. Die Wälzkörper 13 sind in einem Käfig 14 geführt und/oder voneinander beabstandet.
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Der Innenring 11 ist als ein Blechumformteil und insbesondere als ein Tiefziehteil ausgebildet. Der Innenring 11 weist einen Festbord 15 sowie einen Bördelbord 16 als Innenborde auf. Auf der Seite des Festbords 15 ist ein Kragen 17 ausgebildet, der beim Montieren des Rollenlagers eine definierte Position in dem aufnehmenden Gabelelement (nicht dargestellt) sicherstellt. Der Kragen 17 ist durch eine Materialdopplung gebildet, wobei sich die Materialdopplung koaxial und/oder konzentrisch zu der Rollenachse A erstreckt. Der durch den Kragen 17 integrierte Abstandshalter erlaubt bei der Montage eine einfache und genaue Positionierung des Rollenlagers 10 in axialer Richtung in Bezug auf die Rollenachse A zum Kurvenscheibenabschnitt 4 und reduziert die Gefahr einer ungleichmäßigen Belastung durch Versatz zwischen Rollenlager 10 und Kurvenscheibenabschnitt 4.
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Die Außenringanordnung 12 ist bei diesem Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgebildet und weist eine Zwischenhülse 18 sowie einen Massivring 19 aus. Die Zwischenhülse 18 ist als ein Blechumformteil ausgebildet und insbesondere als ein Tiefziehteil aus Metall realisiert. Die Zwischenhülse 18 weist eine Bordseite mit einem Außenbord 20 auf, welcher radial nach außen gerichtet ist. Auf der gegenüberliegenden axialen Seite weist die Zwischenhülse 18 eine Laufbahnseite auf, wobei sich die Zwischenhülse 18 in Form eines Hohlzylinderabschnitts erstreckt. An der radialen Innenseite der Zwischenhülse 18 ist eine Lagerlaufbahn 21 angeordnet, an der die Wälzkörper 13 abwälzen. Die Zwischenhülse 18 ist beispielsweise in den Massivring 19 eingepresst.
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Der Massivring 19 weist einen auf einer axialen Seite angeordneten Kehlenbereich 22 auf, in dem der Bord 20 angeordnet ist, sodass die Stirnseite der Außenringanordnung 12 im Bereich des Massivrings 19 und der Zwischenhülse 18 bündig und/oder eben ausgebildet ist. An seiner radialen Außenseite weist der Massivring 19 eine Scheibenlaufbahn 23 auf, über die der Massivring 19 und damit die Außenringanordnung 12 an dem Kurvenscheibenabschnitt 4 abrollt. Der Massivring 19 kann eine zylindrische Scheibenlaufbahn 23 aufweisen oder zur Optimierung des Kontakts zu dem Profil des Kurvenscheibenabschnitts 4 optional ballig ausgeführt sein. Der Massivring 19 kann aus einem gehärteten Stahl, beispielsweise durchgehärtet, einsatzgehärtet oder randschichtgehärtet, ausgebildet sein, wobei der Massivring 19 durch spanende Prozesse hergestellt ist.
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Die Zwischenhülse 18 kann auch spanend hergestellt sein oder aus Sintermetall gefertigt werden. Je nach Belastungsbedingung kann als Material ein Einsatzstahl oder ein Durchhärtematerial zum Einsatz kommen. Der dickwandige Massivring 19 führt zur gleichmäßigen Übertragung der Lasten von dem Kurvenscheibenabschnitt 4 auf den Innenring 11. Die Kombination eines gezogenen Innenrings 11 mit der zusätzlichen Zwischenhülse 18 führt zu einer kostengünstigen Ausführungsform des Rollenlagers 10 bei gleichzeitig hoher Belastbarkeit im Kontakt zum Kurvenscheibenabschnitt 4.
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Der Bördelbord 16 und der Festbord 15 als Innenborde sind radial nach außen gewandt, der Bord 20 der Zwischenhülse 18 ist ebenfalls radial nach außen gewandt. Die Innenborde des Innenrings 11 führen die Außenringanordnung 12 und/oder den Käfig 14 in axialer Richtung. Zwischen den Innenborden, nämlich dem Festbord 15 und dem Bördelbord 16, sowie der Außenringanordnung ist jeweils ein Ringscheibenspalt 24 ausgebildet, welcher sich koaxial zu und in einer Radialebene der Rollenachse A erstreckt. Die Ringscheibenspalte sind so eng bemessen, dass diese Dichtspalte für den Wälzkörperraum des Rollenlagers 10 bilden.
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In der 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel für ein Rollenlager 10 für den Aktuator 1 in der 1 gezeigt. Der Innenring 11 sowie die Wälzkörper 13 mit Käfig 14 sind identisch zu dem Ausführungsbeispiel in der 2 ausgebildet, sodass auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen wird.
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Die Zwischenhülse 18 weist zwei Außenborde 20a, b auf, welche radial nach innen gewandt und in radialer Richtung mit dem Festbord 15 und/oder Bördelbord 16 als Innenborde des Innenrings 11 überlappend angeordnet sind. Genauer betrachtet ist der freie Innendurchmesser der Außenborde 20a, b kleiner als der Außendurchmesser von Festbord 15 und Bördelbord 16, sodass sich zwischen dem Innenring 11 und der Zwischenhülse 18 jeweils ein Dichtspalt, ausgebildet als ein Ringscheibenspalt 24 ergibt. Ferner werden durch die Innenborde 15, 16, die Außenborde 20a, b in axialer Richtung geführt. Der Massivring 19 ist als ein Hohlzylinderabschnitt ausgebildet. Die Zwischenhülse 18 kann spanlos und/oder spanend hergestellt sein oder aus Sintermateril gefertigt sein. Die Zwischenhülse 18 kann aus einem Einsatzstahl oder aus einem Durchhärtematerial bestehen.
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In der 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des Rollenlagers 10 dargestellt, wobei der Innenring 11 sowie die Wälzkörper 13 und Käfig 14 analog zu den vorhergehenden Figuren ausgebildet sind. Die Außenringanordnung 12 wird jedoch ausschließlich durch den Massivring 19 gebildet, sodass dieser an der radialen Innenseite die Lagerlaufbahn 21 trägt. Axial und/oder seitlich wird der Massivring 19 durch die Innenborde 15, 16 des Innenrings 11 geführt, sodass sich ebenfalls Ringscheibenspalte 24 ergeben, die als dünne Dichtspalte ausgebildet sind und das Rollenlager 10 durch den Grundaufbau abgedichtet ist. Der Massivring 19 ist als ein dickwandiger Außenring aus gehärtetem Stahl (durchgehärtet, einsatzgehärtet oder randschichtgehärtet) ausgebildet, welcher durch spanende Prozesse hergestellt ist. Der Innendurchmesser des Massivrings 19 bildet die Lagerlaufbahn 21. Aus Kostengründen wird der Außendurchmesser des Massivrings 19 bevorzug zylindrisch ausgeführt. Der Massivring 19 kann zur Optimierung des Kontaktes zu dem Kurvenscheibenabschnitt 4 optional ballig ausgeführt sein. Die hohe Genauigkeit des Massivringes 19 und der gleichmäßige Härteverlauf führen zu einer über die gesamte Ringbreite gleichmäßigen Belastbarkeit im Kontakt zum Kurvenscheibenabschnitt 4. Der Innenring 11 besteht bevorzugt aus tiefgezogenem Umformstahl und stellt die innere Laufbahn für die Wälzkörper 13. Gleichzeitig dienen die seitlich hochgezogenen Innenborde des Innenringes 11 dazu, die Außenringanordnung 12 und den Käfig 14 axial zu führen und bilden mit der Außenringanordnung eine Spaltdichtung, die den Innenraum des Rollenlagers 10 abdichtet. Zusätzlich ist einseitig am Innenring 11 der Kragen 17 vorgestellt, der beim Montieren des Rollenlagers 10 eine definierte Position in der aufnehmenden Gabel sicherstellt. Der im Innenring 11 integrierte Abstandshalter erlaubt bei der Montage eine einfache und genaue Positionierung des Rollenlagers 10 zum Kurvenscheibeabschnitt 4 und reduziert somit die Gefahr einer ungleichmäßigen Belastung durch Versatz zwischen Rollenlager 10 und dem Kurvenscheibenabschnitt 4.
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In der 5 ist eine Modifikation des Rollenlagers 10 in der 4 gezeigt, wobei in dem Rollenlager 10 zusätzlich Dichtscheiben 25a, b eingelegt sind. Die Dichtscheiben 25a, b erstrecken sich in einer Radialebene zu der Rollenachse A. Die Dichtscheiben 25a, b können in der Außenringanordnung 12, insbesondere im Massivring 19, eingepresst oder eingeschnappt sein oder aber lose (schwimmend) beigefügt sein. Der Massivring 19 kann auf jeder Seite einen Kehlenbereich 22 zur Aufnahme der Dichtscheiben 25a, b aufweisen. Ferner verbessern die Dichtscheiben 25a, b die Dichtfunktion und die axialen Anlaufkontakte zwischen dem Innenring 11 und der Außenringanordnung 12 bzw. dem Massivring 19. Die Dichtscheiben 25a, b können bei entsprechender geometrischer Ausgestaltung das Rollenlager 10 axial spielfrei stellen. Als Material für die Dichtscheiben 25a, b kann Kunststoff (Thermoplast mit oder ohne PTFE oder Elastomer) oder auch Metalle eingesetzt werden. Die Dichtscheiben 25a oder b können auch mit einer oder mehreren Dichtlippen ausgeführt sein. Die Gestaltung der Dichtscheiben 25a, b aus einem elastischen Material erlaubt eine gezielte Kontaktgeometrie mit hoher Dichtwirkung bei gleichzeitig geringer Erhöhung des Reibmomentes durch die Dichtung.
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In der 6 ist eine weitere Variante des Rollenlagers 10 in der 4 dargestellt, wobei auf der Außenringanordnung 12 und/oder dem Massivring 19 Dichtseitenringe 26a, b aufgesetzt sind. Die Dichtseitenringe 26a, b erstrecken sich von der Scheibenlaufbahn 23 bis zu den Außenborden, nämlich dem Festbord 15 und dem Bördelbord 16, des Innenrings 11. Die Dichtseitenringe 26a, b umgreifen damit den Innenring 11 beidseitig und bilden weitere Dichtspalte 27a, b aus. Die weiteren Dichtspalte 27a, b können alternativ oder ergänzend zu den Dichtspalten 24 vorgesehen sein. Die Dichtseitenringe 26a, b können auch als Dichtkappen bezeichnet werden. Die Dichtseitenring 26a, b verhindern den Fettverlust durch die Zentrifugalkraft, der bei schnellen Drehbewegungen des Rollenlagers 10 ansonsten auftreten könnte. Im Kontakt zu dem Innenborden, nämlich dem Festbord 15 und dem Bördelbord 16 des Innenrings 11 können die Dichtseitenringe 26a, b als schleifende Dichtung ausgelegt sein, deren Dichtlippen federelastisch realisiert sind. Dies führt zu einer guten Dichtwirkung bei geringer Erhöhung der Reibung in dem Rollenlager 10. Die Dichtseitenringe 26a, b können aus Kunststoff oder aus einem metallischen Werkstoff sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aktuator
- 2
- Kupplung
- 3
- Kurvenscheibenantrieb
- 4
- Kurvenscheibenabschnitt
- 5
- Antriebswelle
- 6
- Außenumfang
- 7
- Welle
- 8
- Linearlager
- 9
- Gehäuse
- 10
- Rollenlager
- 11
- Innenring
- 12
- Außenringanordnung
- 13
- Wälzkörper
- 14
- Käfig
- 15
- Festbord/Innenbord
- 16
- Bördelbord/Innenbord
- 17
- Kragen
- 18
- Zwischenhülse
- 19
- Massivring
- 20, 20a, b
- Außenbord
- 21
- Lagerlaufbahn
- 22
- Kehlenbereich
- 23
- Scheibenlaufbahn
- 24
- Ringscheibenspalt
- 25
- Dichtscheiben
- 26a, b
- Dichtseitenringe
- 27a, b
- weitere Dichtspalte
- R
- Radius
- A
- Rollenachse
- H
- Hubachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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