DE102017108771B3

DE102017108771B3 - Kupplungsausrücklager

Info

Publication number: DE102017108771B3
Application number: DE102017108771.0A
Authority: DE
Inventors: Mario Willian Privatti; Bruno Corsi Alabarse
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-04-25
Filing date: 2017-04-25
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2037-04-26
Also published as: WO2018196923A1

Abstract

Kupplungsausrücklager (1), aufweisend einen Lageraußenring (2), einen Lagerinnenring (3), zwischen den beiden Lagerringen (2, 3) in einem Käfig (4) geführte Wälzkörper (5), sowie mindestens eine Dichtung (7), die an einem Lagerring (2, 3) befestigt ist, wobei an dem der Dichtung (7) gegenüberliegenden Lagerring (3, 2) eine Dichtscheibe (8) angeordnet ist, die in einer Richtung, ausgehend von der Rotationsachse der Lagerringe (2, 3), zur Dichtung (7) versetzt angeordnet ist und in hierzu orthogonaler Richtung mit der Dichtung (7) überlappt, so dass die Dichtscheibe (8) in Zusammenwirken mit der an dem anderen Lagerring (3, 2) befestigte Dichtung (7) eine Verliersicherung darstellen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kupplungsausrücklager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Montieren eines solchen Kupplungsausrücklagers.
Ein typisches Kupplungsausrücklager ist in DE 10 2007 040 459 A1 gezeigt und wird von zwei Lagerringen, einigen Wälzkörpern, die zwischen den Lagerringen abrollen, und Dichtungen gebildet, die dem Ringraum, in welchen die Wälzkörper abrollen, axial abdichten. Kupplungsseitig wird die Dichtung von einem Metallring gebildet, der mit seinem einen Ringrand mit dem äußeren, nicht drehenden Lagerring verbunden ist. Der andere, dem inneren Lagerring zugewandte Ringrand des Metallrings in mit einer Dichtlippe aus einem Kunststoffmaterial versehen, die in berührendem Kontakt mit dem inneren Lagerring steht und zur ihrer Befestigung am Metallring diesen Ringrand U-förmig einschließt.
Typischerweise werden Kupplungsausrücklager beim Hersteller bereits zusammengebaut. Somit müssen die komplettierten Kupplungsausrücklager gegen eine ungewünschte Demontage oder gegen Verlieren von Bauteilen während der Lagerhandhabung und dem Transport gesichert werden.
In der EP 1 243 804 A1 ist ein Ausrücklager für eine in Fahrzeugen eingesetzte Schalttrennkupplung offenbart, die mit einer Verliersicherung versehen ist. Die Verliersicherung ist mit der nach der Komplettierung aller Bauteile des Ausrücklagers zusammengefügt. Dabei übergreift in einer Einbaulage ein an dem Innenring oder dem Außenring befestigtes Halteblech oder Halteelement einen Endabschnitt des Einstellrings spielbehaftet.
In der DE 10 2007 040 459 A1 ist eine Verliersicherungseinrichtung für Lageranordnungen offenbart. Die Verliersicherungseinrichtung weist dabei ein Halteelement auf, das dazu ausgebildet ist, die Lagerringe der Lageranordnung direkt spielbehaftet zu verbinden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes und rationell herstellbares Kupplungsausrücklager mit einer Verliersicherung aufzuzeigen, das nach einer Komplettierung verliersicher zusammengehalten wird.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird das im Anspruch 1 angegebene Kupplungsausrücklager und in Anspruch 9 dessen Montageverfahren vorgeschlagen. Optionale vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ganz oder teilweise aus den abhängigen Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße Kupplungsausrücklager weist einen Lageraußenring, einen Lagerinnenring, zwischen den beiden Lagerringen in einem Käfig geführte Wälzkörper sowie mindestens eine Dichtung, die in einem Lagerring befestigt ist, auf. Das erfindungsgemäße Kupplungsausrücklager zeichnet sich dadurch aus, dass an dem der Dichtung gegenüberliegenden Lagerring eine, zumindest einen Abschnitt Si aufweisende Dichtscheibe angeordnet und mit diesem Lagerring festverbunden ist, die in einer Richtung, ausgehend von der Rotationsachse der Lagerringe, zur Dichtung versetzt angeordnet ist und in hierzu orthogonaler Richtung mit der Dichtung überlappt, wobei die Dichtung sowie die Dichtscheibe derart zueinander ausgerichtet sind, dass sich der Abschnitt Si der Dichtscheibe, der sich radial erstreckt, in axialer Richtung näher an den Wälzkörpern befindet als der Dichtabschnitt der Dichtung, so dass die Dichtscheibe in Zusammenwirken mit der an dem anderen Lagerring befestigte Dichtung eine Verliersicherung darstellen. Das bedeutet, dass die Dichtscheibe und die Dichtung derart zueinander ausgerichtet sind, dass sie eine Verliersicherung bilden. Vorzugsweise erzielen die Dichtscheibe und die Dichtung durch das Zusammenwirken eine zusätzliche Dichtwirkung. Die Begriffe „Dichtscheibe“ und „Dichtung“ sind zur sprachlichen Unterscheidung gewählt und implizieren keine Aussage über eine unterschiedliche geometrische Ausgestaltung der genannten Teile.
Die Dichtung sowie die Dichtscheibe ragen teilweise in Richtung zum jeweils gegenüberliegenden Lagerring. Falls die Dichtscheibe am Lagerinnenring befestigt ist, dann ragt somit ein Teil der Dichtscheibe zum Lageraußenring hin. Dementsprechend ragt ein Teil der am Lageraußenring angeordneten Dichtung zum Lagerinnenring hin. Für den umgekehrten Fall bedeutet das, dass sich ein Teil der am Lageraußenring befestigten Dichtscheibe zum Lagerinnenring und ein Teil der am Lagerinnenring befestigten Dichtung zum Lageraußenring hin erstrecken.
Beispielsweise ist die Dichtscheibe axial zur Dichtung versetzt und überlappt in radialer Richtung mit der Dichtung. Das bedeutet, dass die sich radial erstreckenden Teile der Dichtscheibe und der Dichtung axial hintereinander angeordnet sind. Des Weiteren überlappen die sich radial erstreckenden Teile, so dass mindestens eines der beiden Teile sich über mehr als die Hälfte des Zwischenraums zwischen Lageraußenring und Lagerinnenring erstreckt. Vorzugsweise ist der radiale Teil der Dichtung größer ausgebildet als der radiale Teil der Dichtscheibe.
Alternativ ist die Dichtscheibe radial zur Dichtung versetzt angeordnet und überlappt mit der Dichtung in axialer Richtung. Das bedeutet, dass sich die zueinander erstreckenden Teile der Dichtung und der Dichtscheibe zum größten Teil in axialer Richtung erstrecken. Diese beiden axial erstreckenden Teile der Dichtung und der Dichtscheibe sind dementsprechend radial hintereinander angeordnet. Des Weiteren überlappen sich die axial erstreckenden Teile derart, dass sich mindestens eines der beiden axial erstreckenden Teile über mehr als die Hälfte des Zwischenraums zwischen Lageraußenring und Lagerinnenring erstreckt. Bei dieser Ausführungsform ist vorzugsweise der axiale Teil der Dichtung größer als der axiale Teil der Dichtscheibe ausgebildet.
In einer möglichen Ausführungsform ist die Dichtung als berührende Dichtung ausgebildet. Dabei ist die Dichtung vorzugsweise aus einem Stahlkern mit einer Elastomerummantelung hergestellt. Die berührende Dichtung berührt vorzugsweise die Dichtscheibe.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Dichtung als berührungslose Dichtung ausgebildet. Dabei ist die Dichtung aus Stahl hergestellt. Der Dichtspalt ergibt sich vorzugsweise zwischen Dichtscheibe und Dichtung.
Ferner ist die Dichtscheibe in einer bevorzugten Ausführungsform aus Stahl hergestellt. Die Dichtscheibe weist vorzugsweise eine Dicke auf, die weniger als die Hälfte der Dicke der Lagerringe darstellt. Das heißt, dass die Materialstärke der Dichtscheibe geringer ist als die Materialstärke der Lagerringe. Vorzugsweise ist die Dicke der Dichtscheibe kleiner als die Dicke der berührungslosen Dichtung.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist an dem Lagerring mit der befestigten Dichtscheibe ein Dichtelement an der gegenüberliegenden Stirnseite angeordnet, wobei das Dichtelement in Kontakt mit einer Tellerfeder ist. Das bedeutet, dass der Lagerring, insbesondere der Lagerinnenring, über das Dichtelement mit der Tellerfeder einer Kupplung, insbesondere Schalttrennkupplung, gekoppelt ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Montieren eines oben beschriebenen erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagers. Das erfindungsgemäße Montageverfahren zeichnet sich durch folgende Schritte aus: Zuerst werden die Lagerringe mit den in einem Käfig geführten Wälzkörpern zusammengebaut. Anschließend wird die Dichtscheibe an einen der Lagerringe angebracht. Im Anschluss daran wird eine Dichtung an dem gegenüberliegenden Lagerring angebracht. Das bedeutet, dass erst die Dichtscheibe ins Kupplungsausrücklager eingebaut wird und im Anschluss daran die Dichtung eingesetzt wird. Somit ist zwischen Stirnseite des Kupplungsausrücklagers und der im Kupplungsausrücklagers angeordneten Dichtscheibe die Dichtung angeordnet. Die Dichtung sowie die Dichtscheibe werden dabei von der gleichen Stirnseite des Kupplungsausrücklagers ins Kupplungsausrücklager eingebracht.
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung sowie aus den Zeichnungen. Diese zeigen in:

1 eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagers in Schnittansicht,
2 eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagers in Schnittansicht,
3 das Kupplungsausrücklager aus 2 in teilweiser Explosionsdarstellung,
4 ein erster Montageschritt nach dem Komplettieren des Kupplungsausrücklagers gemäß 2,
5 ein zweiter Montageschritt nach dem Anbringen der Dichtscheibe,
6 ein dritter Montageschritt nach dem Anbringen der Dichtung.

In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
In der 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagers 1 in Schnittansicht dargestellt. Das Kupplungsausrücklager 1, das als Schrägkugellager ausgebildet ist, weist einen Lageraußenring 2, einen Lagerinnenring 3 sowie zwischen den beiden Lagerringen 2, 3 in einem Kä4 geführte Wälzkörper 5 auf. Die Wälzkörper 5 sind hier als Kugeln ausgebildet. Der Lagerinnenring 3 ist in dieser Ausführungsform als feststehender Lagerring und der Lageraußenring 2 als drehbarer Lagerring ausgebildet.
Axial zwischen getriebeseitiger Stirnseite 6 und Wälzkörper 5 des Kupplungsausrücklagers 1 sind eine Dichtung 7 sowie eine Dichtscheibe 8 angeordnet. Die Dichtscheibe 8 ist dabei an dem Lagerinnenring 3 und die Dichtung 7 an dem Lageraußenring 2 angeordnet.
Die Dichtscheibe 8 weist im Querschnitt drei Abschnitte S_I , S_II , S_III auf, wobei sich die beiden äußeren Abschnitte S_I , S_III in radialer Richtung erstrecken und der mittlere Abschnitt S_II , der die beiden äußeren Abschnitte S_I , S_III miteinander verbindet, in axialer Richtung verläuft. Der mittlere Abschnitt S_II der Dichtscheibe 8 liegt auf der Außenumfangsfläche des Lagerinnenrings 3 auf und ist vorzugsweise durch eine Pressverbindung mit dem Lagerinnenring 3 fest verbunden. Der dritte Abschnitt S_III der Dichtscheibe 8 erstreckt sich entlang der getriebeseitigen Stirnseite 6 des Lagerinnenrings 3 in radialer Richtung zur Rotationsachse des Kupplungsausrücklagers 1. Die Länge des dritten Abschnitts S_III der Dichtscheibe 8 ist kürzer ausgebildet als die Dicke des Lagerinnenrings 3.
Die Dichtung 7 ist hier als berührende Dichtung mit einem von einem Elastomermantel 9 umhüllten Stahlkern 10 ausgebildet. An der Innenumfangsfläche des Lageraußenrings 2 ist die Dichtung 7 angebracht. Die Dichtung 7 weist ein Befestigungsabschnitt 11, der sich axial erstreckt, sowie einen Dichtabschnitt 12, der sich radial erstreckt, auf. Der Befestigungsabschnitt 11 der Dichtung 7 ist an der Innenumfangsfläche des Lageraußenrings 2 eingepresst von dem aus radial zur Rotationsachse des Kupplungsausrücklagers 1 der Dichtabschnitt 12 der Dichtung 7 verläuft.
Die Dichtung 7 sowie die Dichtscheibe 8 sind derart zueinander ausgerichtet, dass sich der erste Abschnitt S_I der Dichtscheibe 8, der sich radial erstreckt, in axialer Richtung näher an den Wälzkörpern 5 befindet als der Dichtabschnitt 12 der Dichtung 7. Das heißt, dass die Dichtung 7 sowie die Dichtscheibe 8 axial, ausgehend von der Rotationsachse des Kupplungsausrücklagers 1, zueinander versetzt angeordnet sind. Der Dichtabschnitt 12 der Dichtung 7 berührt die Dichtscheibe 8, insbesondere den mittleren Abschnitt .S_II der Dichtscheibe 8.
Der erste Abschnitt S_I der Dichtscheibe 8 sowie der Dichtabschnitt 12 der Dichtung 7 überlappen sich des Weiteren in radialer Richtung. Durch die Überlappung in radialer Richtung ist eine axiale Verschiebung der Lagerringe 2, 3 voneinander weg, insbesondere im nicht eingebauten Zustand, nur noch bedingt möglich, da der erste Abschnitt S_I der Dichtscheibe 8 mit dem Dichtabschnitt 12 der Dichtung 7 bei einer zu großen axialen Verschiebung aneinanderstößt. Eine komplette Demontage des Kupplungsausrücklagers 1 wird somit während des Transports oder bei der Lagerhandhabung im noch nicht eingebauten Zustand verhindert.
An der Innenumfangsfläche des Lagerinnenrings 3 ist ein aus Kunststoff hergestellter Haltering 13 als Umgebungskonstruktion angeordnet, der eine Abstützung für eine hier nicht dargestellte Feder darstellt. Des Weiteren ist an dem Haltering 13 ein hier ebenfalls nicht dargestellter Faltenbalg gehalten.
An der motorseitigen Stirnseite 14 des Kupplungsausrücklagers 1 ist ein Dichtelement 15 an dem Lagerinnenring 3 angeordnet. Das Dichtelement 15 erstreckt sich zum Lageraußenring 2 hin und dichtet somit diese Seite des Kupplungsausrücklagers 1 ab. Mit dem Dichtelement 15 steht eine Tellerfeder 16 in Kontakt, die Teil der hier nicht weiter dargestellten Kupplung ist.
In der 2 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagers 1 in Schnittansicht dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform aus 1 nur darin, dass hier eine berührungslose Dichtung, statt einer berührenden Dichtung, eingebaut ist. Die berührungslose Dichtung wird häufig auch als Abdeckkappe bezeichnet. Die Dichtung weist ebenfalls einen Befestigungsabschnitt 11, der sich axial erstreckt, sowie einen Dichtabschnitt 12, der sich radial erstreckt, auf. Der Befestigungsabschnitt 11 der Dichtung 7 ist an der Außenumfangsfläche des Lageraußenrings 2 aufgeschoben. Der Dichtabschnitt 12 verläuft an der Stirnseite des Lageraußenrings 2 entlang in Richtung Rotationsachse des Kupplungsausrücklagers 1. Dabei berührt der Dichtabschnitt 12 der Dichtung 7 im Vergleich zum Ausführungsbeispiel aus 1 nicht die Dichtscheibe 8. Allerdings kann bei einem geringen axialen Abstand des ersten Abschnitts S_I der Dichtscheibe 8 zum Dichtabschnitt 12 der Dichtung 7 während des Betriebs des Kupplungsausrücklagers 1 eine zusätzliche Dichtwirkung erreicht werden.
In den 3 bis 6 sind die einzelnen Montageschritte dargestellt. In der 3 ist ein komplettiertes Kupplungsausrücklager 1 dargestellt, an dessen getriebeseitige Stirnseite 6 die anzuordnenden Bauteile, insbesondere Dichtscheibe 8, Dichtung 7 sowie Haltering 13, noch eingebracht werden müssen.
Die 4 stellt das zusammengebaute Kupplungsausrücklager 1 dar, in das zuerst die Dichtscheibe 8 an der getriebeseitigen Stirnseite 6 des Kupplungsausrücklagers 1 eingesetzt werden muss. In der 5 ist der nächste Montageschritt dargestellt. Nach dem einbringen der Dichtscheibe 8 an den Lagerinnenring 3 wird auf den Lageraußenring 2 eine Dichtung 7, hier als berührungslose Dichtung ausgebildet, aufgebracht. Bei der Verwendung einer berührenden Dichtung wird diese an die Innenumfangsfläche des Lageraußenrings 2 angebracht. Anschließend kann gemäß 6 die Umgebungskonstruktion, hier der Haltering 13, an das Kupplungsausrücklager 1 angebracht werden.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsausrücklager
2: Lageraußenring
3: Lagerinnenring
4: Käfig
5: Wälzkörper
6: getriebeseitige Stirnseite des Kupplungsausrücklagers
7: Dichtung
8: Dichtscheibe
9: Elastomermantel
10: Stahlkern
11: Befestigungsabschnitt der Dichtung
12: Dichtabschnitt der Dichtung
13: Haltering
14: motorseitige Stirnseite des Kupplungsausrücklagers
15: Dichtelement
16: Tellerfeder
S_I: erster Abschnitt der Dichtscheibe
S_II: zweiter / mittlerer Abschnitt der Dichtscheibe
S_III: dritter Abschnitt der Dichtscheibe

Claims

Kupplungsausrücklager (1), aufweisend einen Lageraußenring (2), einen Lagerinnenring (3), zwischen den beiden Lagerringen (2, 3) in einem Käfig (4) geführte Wälzkörper (5), sowie mindestens eine Dichtung (7), die an einem Lagerring (2, 3) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem der Dichtung (7) gegenüberliegenden Lagerring (3, 2) eine, zumindest einen Abschnitt S_I aufweisende Dichtscheibe (8) angeordnet und mit diesem Lagerring (2, 3) fest verbunden ist, die in einer Richtung, ausgehend von der Rotationsachse der Lagerringe (2, 3), zur Dichtung (7) versetzt angeordnet ist und in hierzu orthogonaler Richtung mit der Dichtung (7) überlappt, wobei die Dichtung (7) sowie die Dichtscheibe (8) derart zueinander ausgerichtet sind, dass sich der Abschnitt S_I der Dichtscheibe (8), der sich radial erstreckt, in axialer Richtung näher an den Wälzkörpern (5) befindet als der Dichtabschnitt (12) der Dichtung (7), so dass die Dichtscheibe (8) in Zusammenwirken mit der an dem anderen Lagerring (3, 2) befestigte Dichtung (7) eine Verliersicherung darstellen.
Kupplungsausrücklager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (7) als berührende Dichtung ausgebildet ist.
Kupplungsausrücklager (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (7) aus einem Stahlkern (10) mit einer Elastomerummantelung (9) hergestellt ist.
Kupplungsausrücklager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (7) als berührungslose Dichtung ausgebildet ist.
Kupplungsausrücklager (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (7) aus Stahl hergestellt ist.
Kupplungsausrücklager (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (8) aus Stahl hergestellt ist.
Kupplungsausrücklager (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (8) eine Dicke (D) aufweist, die weniger als die Hälfte der Dicke (D) der Lagerringe (2, 3) darstellt.
Kupplungsausrücklager (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Lagerring (3, 2) mit der befestigten Dichtscheibe (8) ein Dichtelement (15) an der gegenüberliegenden Stirnseite (14) angeordnet ist, wobei das Dichtelement (15) in Kontakt mit einer Tellerfeder (16) ist.
Verfahren zum Montieren eines Kupplungsausrücklagers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a. Zusammenbau der Lagerringe (2, 3) mit den in einem Käfig (4) geführten Wälzkörpern (5), b. Anbringen der Dichtscheibe (8) an einem Lagerring (3, 2), c. Anbringen einer Dichtung (7) an dem gegenüberliegenden Lagerring (2, 3).