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Die Erfindung betrifft einen Ausrücker sowie einen Antriebsstrang mit einem Ausrücker.
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Die
DE 10 2014 111 593 A1 offenbart einen Ausrücker mit Öffnungen an einer Schiebehülse. Hierdurch sollen Verschmutzungen verhindert werden.
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Es ist Aufgabe einen Ausrücker für eine Reibungskupplung bereitzustellen, der ein verbessertes Verschmutzungsvermeidungsverhalten aufweist. Diese Aufgabe wird durch einen Ausrücker gemäß dem Patentanspruch 1 erfüllt.
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Der Ausrücker ist für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs geeignet und betätigt vorzugsweise eine Reibungskupplung zur Unterbrechung einer Kraftübertragung zwischen einem Antriebsaggregat und einem Getriebe. Diese Ausführung ist lediglich beispielhaft. Der Ausrücker wird dabei vorzugsweise für Nutzkraftfahrzeuge verwendet, die wesentlich höhere Laufleistungen erreichen als Personenkraftwagen. Insbesondere handelt sich bei dem Ausrücker um einen konzentrischen um eine Antriebswelle herum angeordneten Ausrücker, der die Antriebswelle vollständig umfasst.
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Der Ausrücker weist eine Schiebehülse auf, die ein oder mehrteilig ausgebildet sein kann. Die Schiebehülse ist so ausgebildet, dass diese auf einer Führungshülse oder einem Führungsrohr gleiten kann. Bei mehrteiliger Ausführung der Schiebehülse kann diese beispielsweise durch eine Gleithülse, welche in Kontakt mit der Antriebswelle treten kann sowie einer Trägerhülse, die radial außen an der Gleithülse befestigt ist, ausgebildet sein. Die Trägerhülse weist dabei mit Vorteil einen Flansch auf.
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Zudem weist der Ausrücker ein Mittel zur rotatorischen Ausrichtung innerhalb eines Antriebsstrangs auf, die eine Ausrichtung innerhalb eines Antriebsstrangs oder eines etwaigen Kraftfahrzeugs ermöglichen, in dem der Ausrücker verbaubar ist. Diese Mittel zur rotatorischen Ausrichtung können beispielsweise an der Schiebehülse ausgebildet sein und die übliche Form aufweisen. Obwohl der Ausrücker über die Mittel zur rotatorischen Ausrichtung aufweist, die den Ausrücker gegenüber dem Antriebsstrang ausrichten, ist der Antriebsstrang trotzdem nicht Bestandteil des Anspruchs 1.
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Ebenso weist der Ausrücker ein Ausrücklager auf, welches vorzugsweise selbstzentrierend ausgeführt ist. Das Ausrücklager kann gemäß bekannter Ausrücklager ausgeführt sein. Das Ausrücklager weist dabei günstiger Weise zumindest einen Innenring, einen Außenring, mehrere Wälzelemente zumindest eine Dichtungsanordnung auf.
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Des Weiteren weist der Ausrücker ein Halteelement auf, welches das Ausrücklager an dem Flansch der Schiebehülse anordnet. Das Haltelement kann beispielsweise durch ein Halteblech ausgebildet sein, wobei die Kombination von Schiebehülse, Ausrücklager und Halteelement mit Vorteil eine Selbstzentrierung des Außenlagers gemäß bekannter Lösungen ermöglicht.
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Das Ausrücklager weist dabei zumindest eine flanschseitige Dichtungsanordnung auf, wobei zwischen dieser flanschseitigen Dichtungsanordnung und der Schiebehülse oder auch der flanschseitigen Dichtungsanordnung und dem Flansch ein Zwischenraum, der im weiteren Schmutzraum genannt wird, ausgebildet ist. Dieser Schmutzraum läuft an dem im Wesentlichen rotationssymmetrischen Ausrücker in Umfangsrichtung vollständig um. In diesem Schmutzraum sammeln sich bei konventionellen Ausrückern Schmutzpartikel, die mit der Zeit die Dichtungsanordnung passieren, etwaige Sperrmittel verunreinigen und dadurch die Dichtungsanordnung und letztlich auch den Ausrücker beschädigen.
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Des Weiteren ist an dem Ausrücker zumindest eine Öffnung ausgebildet, die gemeinsam mit dem Schmutzraum einen Strömungskanal zwischen einem Außenraum und einem Innenraum des Ausrückers bereitstellen. Günstigerweise sind an dem Ausrücker mehrere Öffnungen ausgebildet. Die Öffnung stellt dabei im Wesentlichen eine Durchdringung des Ausrückers dar. Der Außenraum ist dabei radial außerhalb des Ausrückers ausgebildet, wobei der Innenraum radial innerhalb des Ausrückers definiert ist. Dieser Innenraum wird in eingebautem Zustand zumindest teilweise durch die rotierende Antriebswelle ausgefüllt. Durch den Strömungskanal kann Luft von dem Außenraum in den Innenraum über die Öffnung und anschließend den Schmutzraum strömen. Die Luft wird im Betriebsstand im Wesentlichen durch die Rotationsbewegung einer Kupplung, die wie eine Pumpe wirkt, angesaugt und strömt durch den Strömungskanal.
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Die Mittel zur rotatorischen Ausrichtung und die Öffnung bzw. die Öffnungen an dem Ausrücker sind derart ausgebildet oder derart zueinander ausgerichtet, dass sich die Öffnung bzw. die Öffnungen in einem späteren Zustand, in dem der Ausrücker innerhalb eines Triebstrangs angeordnet ist oder anordenbar ist, auf einer schwerkraftseitigen Hälfte oder einer unteren Hälfte des Ausrückers angeordnet ist. Der Spätere Zustand ist vorzugsweise ein montierter Zustand. Wie bereits zuvor erwähnt ist der Antriebsstrang nicht Bestandteil des Anspruchs 1, dennoch ist der Verweis auf diesen notwendig, um eine bestimmte Richtung zu definieren, die lediglich in montiertem Zustand erkennbar und auch definierbar ist. Mit anderen Worten weisen die Mittel zur rotatorischen Ausrichtung sowie die Öffnung an dem Ausrücker eine konkrete rotatorische Ausrichtung an dem Ausrücker zueinander auf.
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Mit Vorteil ist die Öffnung oder sind die Öffnungen ausschließlich auf einer unteren oder schwerkraftseitigen Hälfte des Ausrückers angeordnet.
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Die Schwerkraftrichtung ergibt sich entsprechend aus der Erdanziehungskraft bzw. der Richtung der Erdbeschleunigung. Dabei bedeutet schwerkraftseitig hierbei, dass die Öffnung bzw. die Öffnungen an dem Ausrücker auf der Seite montiert sind, in dessen Richtung die Schwerkraft wirkt. Bei einem Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang im Ruhezustand oder im Stillstand ist die Schwerkraftseite dies immer zu einem Untergrund hin weisende oder auch räderseitige Seite. Dabei bildet die Schwerkraftachse im Wesentlichen die Vertikalachse, wobei die Scherkraftrichtung entlang der Schwerkraftachse zeigt.
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Dabei sind die Öffnungen unterhalb oder schwerkraftseitig einer Mittelachse angeordnet. Dabei teilt eine durch die Mittelachse gelegte Ebene den Ausrücker im Wesentlichen in zwei gleich große Hälften auf. Die Ebene ist daher Horizontal durch die Mittelachse zu legen, um den Ausrücker in eine obere und eine untere bzw. eine schwerkraftferne und eine schwerkraftseitige Hälfte aufzuteilen.
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Durch die Ausbildung der Öffnung und die definierte Anordnung an dem Ausrücker werden mehrere vorteilhafte Effekte erreicht. Zunächst einmal sammeln sich die Schmutzpartikel aufgrund der Wirkung der Schwerkraft in einem schwerkraftseitigen Bereich des Schmutzraums des Ausrückers in einem eingebauten Zustand. Demnach ist es von Vorteil, wenn gerade dieser untere oder schwerkraftseitige Bereich an dem sich die Schmutzpartikel sammeln durch die Luftströmung durch den Strömungskanal gereinigt wird.
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Entsprechende zusätzliche Öffnungen in anderen Bereichen als dem unteren Bereich führen zu einer Vergrößerung der Öffnungsfläche bzw. Luftkanalfläche, sodass sich die Durchströmungsgeschwindigkeit der Luft durch den Luftkanal verringert. Eine geringere Anzahl an Öffnungen mit einer entsprechend verringerten Öffnungsfläche bzw. Luftkanalfläche bedeutet entsprechend Luftstromgeschwindigkeit, die die Schmutzpartikel besser abtransportieren. Die Rotationsbewegung des Ausrückers wirkt wie eine Luftpumpe, sodass Luft von dem Außenraum durch die Öffnung und den Schmutzraum, also den Strömungskanal in den Innenraum angesaugt wird bzw. strömt. Durch die vorzugsweise ausschließliche Anordnung der Öffnungen in dem schmutzbelasteten Bereich wird demnach eine verbesserte Reinigungswirkung erzielt.
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Die Öffnungsfläche oder auch Luftkanalfläche wird dabei günstigerweise im Verhältnis zu einer Oberfläche in einer Darstellung in Draufsicht entlang der Mittelachse auf den Ausrücker definiert.
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In ersten Versuchen auf dem Prüfstand mit einer Verschmutzungssimulation hat ein dementsprechender Ausrücker eine Betriebsdauer von etwa 500 Stunden überdauert. Allerdings wurde der Versuch dann beendet, wobei der Ausrücker noch betriebsfähig war. Bei konventionellen Ausrückern beträgt die Laufleistung in etwa 100 Stunden bis zum Ausfall, und dies bei vergleichbaren Verschmutzungsbedingungen. Ein weiterer Betrieb war bei konventionellen Ausrückern nicht mehr möglich. Das Einbringen von Öffnungen zum Bereitstellen eines Strömungskanals in einem definierten unteren Bereich des Ausrückers erhöht die Lebensdauer um ein Vielfaches. Dies ist besonders überraschend, da eine derartige Erhöhung der Lebensdauer im Voraus nicht abzuschätzen war.
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Im Weiteren werden vorteilhafte Ausgestaltungen des Ausrückers erläutert.
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Mit besonderem Vorteil sind die Öffnungen ungleichmäßig, insbesondere ungleichmäßig am Umfang, verteilt. Dies bedeutet, dass ein Großteil der Öffnungen gemäß der bereits erläuterten und auch im Weiteren noch beschriebenen Ausführungen ausgebildet ist. An dem Ausrücker sind allerdings noch weitere Öffnungen ausgebildet, die beliebig an dem Ausrücker, insbesondere an der Schiebehülse oder dem Haltelement ausgebildet sind. Die weiteren Öffnungen können dabei beispielsweise in einem oberen Bereich oder schwerkraftfernen Bereich des Ausrückers angeordnet sein. Dies kann beispielsweise über ein Flächenverhältnis oder ein Verhältnis der Öffnungsanzahl definiert sein, wobei die für eine Reinigungsfunktion vorteilhaften Bereiche einen größeren Anteil haben, also andere Bereiche. Beispielsweise sind Verhältnisse von 40 zu 60, von 30 zu 70 oder von 20 zu 80 möglich, wobei der größere Anteil der schwerkraftseitigen Öffnung zukommt.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Öffnung in dem Halteelemente und/oder dem Flansch der Schiebehülse ausgebildet oder angeordnet sind.
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Die Öffnungen können dabei ausschließlich an dem Halteelement oder dem Flansch ausgebildet sein. Die Öffnung, welche beispielsweise als Loch oder als Bohrung eingebracht wird, kann axial, radial oder auch schräg in den Ausrücker eingebracht sein. Eine Öffnung an dem Flansch ist dabei günstigerweise axial oder in einem Winkel zur axialen Richtung angebracht, wobei eine Öffnung an dem Halteelement günstigerweise radial eingebracht ist.
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Es wird zudem vorgeschlagen, dass das Mittel zur rotatorischen Ausbildung und die Öffnung an dem Ausrücker derart ausgebildet sind, dass sich die Öffnung in einem späteren Zustand, in dem der Ausrücker innerhalb eines Antriebsstrangs angeordnet ist, auf einem schwerkraftseitigsten Drittel oder einem untersten Drittel des Ausrückers angeordnet ist.
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Dabei kann die Ausbildung der Öffnungen vorzugsweise auch ausschließlich in dem schwerkraftseitigsten oder untersten Drittel des Ausrückers angeordnet sein. Durch die weitere Einschränkung der Anordnungsmöglichkeiten für die Öffnung bzw. die Öffnungen auf den untersten Bereich des Ausrückers wird eine nochmals verbesserte Reinigungswirkung bereitgestellt. Insbesondere wird der Schmutz, der sich in einem unteren Bereich des Ausrückers sammelt nochmals verbessert abtransportiert werden.
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Günstiger Weise sind die Öffnung oder die Öffnungen in einem Bereich ausgebildet, der ausgehend von einer Mittelachse rotatorisch aufgespannt ist und sich gleichmäßig um die Schwerkraftachse oder um eine Vertikalachse mit einem Gesamtwinkel von 40 Grad, 50 Grad, 60 Grad oder 120 Grad erstreckt.
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Der Bereich erstrecht sich dabei von der Mittelachse nach unten oder in Schwerkraftrichtung und stellt im Wesentlichen einen Winkelausschnitt eines Zylinders dar.
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Der kleinste Winkel von 40 Grad ermöglicht die konzentrierteste Schmutzabführung, da dadurch die Öffnung bzw. die Strömungskanäle sehr direkt bzw. genau an den betroffenen Verschmutzungsstellen ausgebildet sind. Auch bei größeren Gesamtwinkeln, beispielsweise von 50 Grad, 60 Grad sowie auch 120 Grad lassen sich ebenso zufriedenstellende Reinigungsergebnisse erhalten. Die gleichmäßige Verteilung des Gesamtwinkels entspricht dabei 60 Grad einer Auslenkung gegenüber der einen Richtung um 30 Grad sowie in der anderen Richtung ebenfalls um 30 Grad. Insbesondere ist hierbei die Draufsicht auf den Ausrücker, das bedeutet Draufsicht entlang der Mittelachse. Rotatorisch bedeutet die Mittelachse als Drehpunkt mit von diesen quer und gerade ausgehenden Linien. Die Schwerkraftrichtung bzw. unten ist im gesamten Dokument für den Ausrücker gemäß dessen Ausrichtung in einem späteren Antriebsstrang bzw. Fahrzeug aus zu betrachten.
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Die verschiedenen beschriebenen Anordnungsmöglichkeiten oder Bereiche für Öffnungen, beispielsweise Anordnung im unteren Drittel und zusätzlich innerhalb eines Winkels von 60° gemäß dem vorigen Abschnitt, sind beliebig untereinander kombinierbar.
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In einer vorteilhaften Ausführungsvariante erstreckt sich ein Innenring des Ausrücklagers von einem inneren Innenringradius bis zu einem äußeren Innenringradius, wobei die Öffnung zumindest teilweise radial außerhalb des inneren Innenringradius oder radial außerhalb des äußeren Innenringradius angeordnet ist.
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Auch eine vollständige bzw. ausschließliche Anordnung der Öffnung radial außerhalb des inneren Innenringradius oder radial außerhalb des äußeren Innenringradius ist möglich. Mit anderen Worten erstreckt sich die Öffnung von radial außen nach radial innen bis höchstens zu dem inneren Innenringradius oder dem äußeren Innenringradius.
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Der innere Innenringradius ist durch die von der Mittelachse aus gesehen radial innerste Erstreckung des Innenrings definiert. Entsprechend ist der äußere Innenringradius durch die radial äußerste Erstreckung des Innenrings definiert, ausgehende von er Mittelachse. Entsprechendes gilt ebenso für den äußeren und den inneren Innenringradius.
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Zudem ist es von Vorteil, wenn sich der Schmutzraum von einem inneren Schmutzradius bis zu einem äußeren Schmutzradius erstreckt, wobei sich die Öffnung zumindest teilweise radial außerhalb des inneren Schmutzradius oder des äußeren Schmutzradius angeordnet ist.
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Der innere Schmutzradius ist dabei durch das innere Begrenzungsbauteil, beispielhaft der Schiebehülse. Der innere Schmutzradius ist demnach, ausgehend von der Mittelachse des Ausrückers durch den radial am weitesten innenliegenden Erstreckungsabschnitt definiert, der den Schmutzraum direkt in seinen Abmessungen begrenzt oder definiert. Entsprechendes gilt auch für den äußeren Schmutzradius, wobei der äußere Schmutzradius durch die Schiebehülse oder durch Schiebehülse und Ausrücklager gemeinsam definiert ist. Ausgehend von der Mittelachse des Ausrückers ist dies zumeist der äußerste Erstreckungspunkt, in dem zwischen Ausrücklager und Schiebehülse ein Freiraum ausgebildet ist, in dem sich Schmutz ansammeln kann. Mit anderen Worten ist der äußere Schmutzradius an dem Radius definiert, an dem ein Freiraum zwischen Schiebehülse und weiterem Bauteil, insbesondere Ausrücklager, nach radial außen hin durch flächige Anlage der beiden Bauteile endet.
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Es kann ebenso von Vorteil sein, wenn die Öffnung vollständig radial außerhalb des inneren Schmutzradius angeordnet ist.
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Günstiger Weise erstreckt sich ein Außenring des Ausrücklagers von einem inneren Außenringradius bis zu einem äußeren Außenringradius, wobei sich die Öffnung von radial innen ausgehend zumindest bis zu dem inneren Außenringradius erstreckt oder diesen radial nach außen hin überstreckt.
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Ebenso wird vorgeschlagen, dass sich der Schmutzraum von einem inneren Schmutzradius bis zu einem äußeren Schmutzradius erstreckt, wobei sich die Öffnung von radial innen ausgehend zumindest bis zu dem äußeren Schmutzradius erstreckt oder diesen radial nach außen hin überstreckt.
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Besonders vorteilhaft ist es ebenso, wenn sich ein Außenring des Ausrücklagers von einem inneren Außenringradius bis zu einem äußeren Außenringradius erstreckt oder sich ein Schmutzraum von einem inneren Schmutzradius bis zu einem äußeren Schmutzradius erstreckt, wobei die Öffnung den inneren Außenringradius oder den äußeren Schmutzradius in Schwerkraftrichtung überstreckt.
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Die vorgenannten Ausführungen zu der Anordnung der Öffnung gegenüber den verschiedenen Radien sind jeweils für sich und auch in Kombination besonders vorteilhaft. Diese sind auf axial, radial und auch unter einem Winkel zur Mittelachse verlaufenden Öffnungen anwendbar. Dabei werden durch diese Verhältnisse Öffnungen bereitgestellt, die den Schmutzraum vollständig oder zumindest teilweise überdecken, sodass keine Bereiche an dem Ausrücker vorhanden sind, die entsprechende Reservoirs, Toträume oder Hinterschneidungen bilden, um Schmutz aufzunehmen. Insbesondere werden überdecken die Öffnungen den Schmutzraum von radial außen her kommend, sodass gerade keine Hinterschneidungen bzw. Toträume gebildet werden, die von dem Luftstrom nicht durchströmt werden. Diese radialen Anordnungsvarianten sind besonders vorteilhaft, wenn die Öffnungen axial oder unter spitzem Winkel zur Mittelachse in die Schiebehülse, insbesondere in den Flansch eingebracht sind.
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Zur Bestimmung des Winkels wird gedanklich in die Öffnungen eine Achse oder eine Linie gelegt, die sich mit der Mittelachse schneidet. Beispielhaft wäre die Bohrrichtung einer Bohrung. Sollte es keinen Schnittpunkt mit der Mittelachse geben, so ist entsprechend ein Schnittwinkel mit einer horizontalen Ebene durch die Mittelachse zur Winkelbestimmung heranzuziehen.
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Mit Vorteil erstreckt sich der Schmutzraum von einem inneren Schmutzradius bis zu einem äußeren Schmutzradius oder ein Außenring des Ausrücklagers von einem inneren Außenringradius bis zu einem äußeren Außenringradius oder ein Schmutzraum von einem inneren Schmutzradius bis zu einem äußeren Schmutzradius, wobei die Öffnung in Schwerkraftrichtung zumindest teilweise oder auch vollständig außerhalb des inneren Außenringradius oder zumindest teilweise oder auch vollständig außerhalb des äußeren Schmutzradius ausgebildet.
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Die Öffnung, alle Öffnungen, oder ein Teil der Öffnungen können sich zumindest teilweise in Schwerkraftrichtung außerhalb des inneren Außenringradius oder außerhalb des äußeren Schmutzradius ausgebildet sein.
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Dabei liegt die Öffnung absolut gesehen zumindest teilweise oder auch vollständig unterhalb oder außerhalb des inneren Außenringradius, des äußeren Außenringradius oder des äußeren Schmutzradius. Der entsprechende Radius schneidet sich dabei an seiner untersten Stelle mit der Vertikalachse oder der Schwerkraftachse, wobei durch diesen Schnittpunkt eine horizontale Ebene gelegt wird. Die Öffnung befindet sich demnach zumindest teilweise oder auch vollständig unterhalb dieser Ebene. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine axial oder unter spitzem Winkel eingebrachte Öffnung. Mit anderen Worten liegt die Öffnung zumindest teilweise unter dem untersten Punkt des inneren Außenringradius oder des äußeren Außenringradius oder des äußeren Schmutzradius
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Demnach ist nicht die rotatorische Richtung maßgeblich, sondern die Schwerkraftrichtung. Hierdurch ist gewährleistet, dass der kritischste Punkt, das bedeutet der unterste Punkt des Schmutzraums, an dem sich am meisten Schmutz ansammeln kann durch die Öffnung, den Schmutzraum, also den Strömungskanal, durchströmt wird. Dadurch wird die Verunreinigung bzw. Verschmutzung des Ausrückers effektiv verhindert bzw. verringert.
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In einer weiteren Variante sind die Öffnungen radial außerhalb des Ausrücklagers an dem Ausrücker ausgebildet.
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Durch die radial äußere Ausbildung können ebenfalls die vorgenannten Effekte erzielt werden.
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Mit besonderem Vorteil decken die Öffnungen in einer Draufsicht auf den Ausrücker eine Fläche von 2 % bis zu 25 % ab. Günstiger Weise beträgt die abgedeckte Fläche zwischen 5 bis 15 %.
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Die Fläche der Öffnungen steht dabei im Verhältnis zu der entsprechende Fläche des Bauteils in dem die Öffnungen eingebracht sind. Die Fläche des Bauteils entspricht vorzugsweise der sichtbaren Fläche in einer Draufsicht auf das Bauteil und die Öffnungen. Diese Flächenverhältnisse für die Öffnung bzw. die mehreren Öffnungen stellen eine ausreichend hohe Luftströmungsgeschwindigkeit bereit, die ein effektives entfernen und mitreißen von Schmutzpartikeln ermöglichen.
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Die Öffnungen werden dabei vorteilhafterweise rund, langlochförmig, elliptisch, eckig oder bananenförmig ausgebildet.
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Die Form der Öffnungen ist Wesentlichen frei wählbar.
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Der Ausrücker weist eine Mittelachse auf, die zentral an dem Ausrücker entlang der Ausrückrichtung verläuft, wobei die Öffnung oder die Öffnungen günstiger Weise einen Winkel von 0 bis 90 Grad gegenüber der Mittelachse aufweisen.
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Mit besonderem Vorteil ist die Öffnung im Querschnitt konisch oder parallel ausgebildet. Parallel bedeutet, dass die einander gegenüberliegenden Flächen oder Linienanteile der Öffnung parallel zueinander ausgebildet sind, wie dies bei einer Bohrung der Fall ist. Die Öffnung kann konisch aufweitend oder konisch verjüngend ausgebildet sein.
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Jede der vorgenannten Anordnungsvarianten für Öffnungen an dem Ausrücker können unausschließlich oder ausschließlich sein. Durch die vorteilhafte ausschließliche Ausbildung besteht für alle Öffnungen der Zwang, das benannte Anordnungskriterium zu erfüllen.
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Die Aufgabe wird zudem durch einen Antriebsstrang mit einem Ausrücker gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 9 oder zumindest einer der zuvor erläuterten Ausführungen über den Ausrücker gelöst.
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Der Ausrücker ist in dem Antriebsstrang bzw. an dem Antriebsstrang derart ausgerichtet, dass die Öffnung oder die Öffnungen schwerkraftseitig bzw. unten angeordnet sind. Dadurch ergeben sich die erläuterten Effekte.
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Der Ausrücker und der Antriebsstrang werden im Weiteren beispielhaft anhand mehrerer Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Ausrücker im Querschnitt;
- 2 eine Teildarstellung eines konventionellen Ausrückers ohne Öffnungen im Querschnitt gemäß dem Stand der Technik;
- 3 eine vergrößerte Darstellung des Ausrückers im Querschnitt der 1;
- 4 eine Draufsicht auf den Ausrücker gemäß 1;
- 5 eine Darstellung eines weiteren Ausrückers in Draufsicht.
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In der 1 ist ein Ausrücker 10 dargestellt. Dieser Ausrücker 10 ist in konzentrischer Bauweise ausgebildet. Dabei weist der Ausrücker 10 eine mehrteilige Schiebehülse 12 auf, die eine Gleithülse 14 sowie eine Trägerhülse 16 umfasst. Die Gleithülse ist dabei vorteilhafterweise aus Kunststoff ausgebildet, die auf einer nicht dargestellten Führungshülse gleiten zu können. Die Trägerhülse 16 weist dabei einen Flansch 18 auf.
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Des Weiteren ist an dem Ausrücker 10 ein Ausrücklager 20 ausgebildet. Das Ausrücklager 20 weist einen Innenring 22, Wälzelemente 24, einen Außenring 26 sowie eine flanschseitige Dichtungsanordnung 28 sowie eine flanschferne Dichtungsanordnung 30 auf. Das Ausrücklager sowie dessen Dichtanordnungen sind gemäß der bereits bekannten üblichen Ausgestaltungen von Ausrücklagern für Ausrücker ausgebildet. Dies können beispielsweise Labyrinthdichtungen, Kappilardichtungen mit etwaigen Fettsperren usw. sein
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Zudem weist der Ausrücker auch ein Halteelement 32 auf, welches hier als Halteblech 32 ausgebildet ist. Das Halteelement 32 verbindet dabei das Ausrücklager 20 mit dem Flansch 18, wobei dieses an einer Aussparung des Flanschs 16 verrollt ist. Diese Ausbildungsvariante ermöglicht eine Selbstzentrierung des zwischen dem Flansch 18 und dem Halteelement 32 eingeschlossenen Ausrücklagers 20 an dem Ausrücker 10. Der Ausrücker weist zudem ein Vorspannelement 34 auf, welches das Ausrücklager 20 axial gegenüber dem Halteblech 32 vorspannt. Die Funktion der Selbstzentrierung entspricht den im Stand der Technik ausführlich bekannten Ausführungsvarianten.
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Der Ausrücker 10 weist zudem eine Mittelachse 36 auf. Diese Mittelachse 36 fällt im Wesentlichen mit der Ausrückrichtung des Ausrückers 10 bzw. einer Rotationsachse einer Antriebswelle, die in einem Antriebsstrang, in dem der Ausrücker 10 verbaubar ist und demnach durch diesen hindurchgreifen kann, zusammen.
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Des Weiteren weist der Ausrücker 10 Mittel zur rotatorischen Ausrichtung 38 des Ausrückers 10 auf. Das Mittel 38 ist hierbei beispielhaft an der Schiebehülse 12 ausgebildet. Das Mittel 38 wirkt in eingebautem Zustand innerhalb eines Antriebsstrangs mit einem weiteren Element, beispielsweise einer Gabel zusammenwirken, sodass eine Verdrehung des Schiebeelements nicht möglich ist. Es können auch alle anderen bekannten Mittel zur rotatorischen Ausrichtung von Ausrückern, die eine definierte rotatorische Ausrichtung des Ausrückers innerhalb eines Antriebsstrangs bereitstellen, verwendet werden.
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Die 2 zeigt einen Ausrücker im Querschnitt gemäß dem Stand der Technik. Man erkennt den schwarz ausgefüllten Bereich 40, der den Schmutzraum darstellt. Dieser Schmutzraum ist zwischen dem Ausrücklager, insbesondere dessen flanschseitiger Dichtungsanordnung und dem Flansch sowie der Gleithülse angeordnet. In diesem Schmutzraum sammeln sich im Laufe der Betriebsdauer Schmutzpartikel an, die nach und nach in die Dichtungsanordnung eindringen, etwaige Fett oder Sperrmittelreservats zerstören und die Betriebsfähigkeit des Ausrücklagers beeinträchtigen. Mit der Zeit führt dies zum Ausfall des Ausrückers.
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Der Ausrücker 10 in den verschiedenen Ansichten gemäß 1, 3 und 4 weist dabei Öffnungen 42 auf. Diese Öffnungen 42 bilden zusammen mit dem Schmutzraum einen Strömungskanal 44, der eine Verbindung zwischen einem Außenraum 46 sowie einem Innenraum 48 des Ausrückers 10 bildet. Der Außenraum 46 ist hierbei radial außerhalb des Ausrückers 10, der Innenraum 48 radial innerhalb der Ausrückers 10, insbesondere der Schiebehülse 12 sowie des Ausrücklagers 20 angeordnet. Dadurch kann Luft von dem Außenraum 46 durch die Öffnung 42 über den Schmutzraum 40 in den Innenraum 48 strömen. Dieser Luftstrom ist durch die Linie 50 verdeutlicht.
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Durch die Rotation des Ausrücklagers 20 wirkt der Ausrücker 10 wie eine Luftpumpe, sodass Luft von dem Außenraum 46 über den Strömungskanal 44 in den Innenraum 48 gesaugt wird. Schmutzpartikel, die sich normalerweise in dem Schmutzraum 40 absetzen werden durch den Strom mitgerissen und können die flanschseitige Dichtungsanordnung 28 somit nicht mehr verunreinigen.
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Dabei sind die Öffnungen 42 in definierter Weise an dem Ausrücker 10 angeordnet. Zudem ist der Ausrücker 10 selbst durch eine spätere Montage innerhalb eines Antriebsstrangs über die Mittel zur rotatorischen Ausrichtung 38 definiert ausgerichtet. Dadurch weist dieser innerhalb des Antriebsstrangs immer dieselbe Ausrichtung auf. Die Öffnungen 42 sind an dem Ausrücker 10 in Schwerkraftseitig oder unten angeordnet. Die Schwerkraftrichtung 52 zeigt dabei entlang der Schwerkraftachse 51 immer in Richtung der wirkenden Schwerkraft oder mit anderen Worten, nach unten. Die Schwerkraftrichtung 52 bestimmt sich dabei durch einen stationären Zustand, bei dem kein Betrieb des Antriebsstrangs sowie eines zugehörigen Fahrzeugs, Kraftfahrzeugs, stattfindet. Die Schwerkraftrichtung 52 steht dabei im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse 36. Zumeist ist ein Antriebsstrang in einem Fahrzeug um einige Grad geneigt, dies wird jedoch bei dieser beispielhaften Ausführungsvariante der Einfachheit geschuldet unberücksichtigt gelassen. Die Öffnungen 42 sind dabei unten oder Schwerkraftseitig angeordnet, wobei sich aufgrund der Schwerkraft die Verschmutzungen hauptsächlich in einem unteren oder schwerkraftseitigen Bereich des Schmutzraums 40 sammelt. Diese Schmutzpartikel werden durch die gebildeten Strömungskanäle 44 effektiv durch den Luftstrom hinweg transportiert, sodass sich keine Schmutzablagerungen an den flanschseitigen Dichtungsanordnungen sowie im Schmutzraum 40 bilden können. Dies führt zu einer wesentlich verbesserten Lebensdauer des Ausrücklagers des Ausrückers 10.
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Die Öffnungen 42 sind an dem Ausrücker 10 bzw. an dem Flansch 18 um einen rotatorischen Winkelbereich von 120 Grad, verdeutlicht durch die Linie mit dem Bezugszeichen 54. Dabei ist diese rotatorische Aufspannung ausgehend von der Mittelachse 36 gleichmäßig um die Schwerkraftachse 51 in Schwerkraftrichtung 51 verteilt. Im Wesentlichen beschreibt die rotatorische Aufspannung einen Winkelausschnitt aus einem Zylinder. Dies bedeutet, dass auf jeder Seite der Schwerkraftachse ein Winkel von 60 Grad gegenüber der Schwerkraftachse 51 ausgebildet ist.
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Dabei sind, wie in der 4 zu sehen ist, fünf runde Öffnungen 42 ausgebildet, die beispielsweise durch Bohren bereitgestellt werden können. Ebenso können diese bereits bei einer Herstellung durch ein Gussverfahren vorgesehen sein. In einer anderen Variante, die hier lediglich beispielhaft durch die Linie 56 dargestellt ist kann sich der Gesamtwinkel auf 60 Grad beschränkt. Gemäß der 4 verbleiben dadurch die drei in Umfangsrichtung innenliegenden Öffnungen 42 verbleiben. Dabei bilden die Öffnungen in dem Flansch mit der restlichen sichtbaren Oberfläche der Schiebehülse 12 gemäß der Draufsicht in 4 ein Flächenverhältnis. Dieses liegt günstiger Weise bei zwischen 2 bis 25 % oder besser zwischen 5 bis 15 %. Dieses Flächenverhältnis ist besonders vorteilhaft, da hierdurch ein definierter Gesamtströmungsquerschnitt bereitgestellt wird, sodass eine ausreichend hohe Durchströmungsgeschwindigkeit der jeweiligen Strömungskanäle 44 erreicht wird. Eine Ausbildung über den gesamten Umfang mit vielen Öffnungen bzw. einer sehr großen Fläche im Vergleich zur Gesamtfläche würde eine Verringerung der Durchflussgeschwindigkeit der Luft ergeben, wodurch der Reinigungseffekt zu erliegen kommen kann.
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In der Beschreibung sowie in den Ansprüchen sind noch weitere Kriterien bereitgestellt, die eine verbesserte Reinigungswirkung ermöglichen. Dies ist beispielsweise die Anordnung in der schwerkraftseitigen Hälfte, die durch die hälftige Linie 58 dargestellt ist. Dies und auch die weiteren Ausführungen sollen der Anschaulichkeit der im allgemeinen Beschreibungsteil erläuterten Anordnungskriterien für die Öffnungen 42 verdeutlichen.
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Die Linie 60 trennt die oberen zwei Drittel von dem untersten bzw. in Schwerkraftrichtung untersten, schwerkraftseitigsten Drittel ab. Zudem sind in der 3 noch weitere relevante Radien dargestellt, wie der innere Innenringradius 62, der äußere Innenringradius 64, der innere Außenringradius 66, der äußere Außenringradius 68, der innere Schmutzradius 70 sowie der äußere Schmutzradius 72, der in der 3 zufällig mit dem inneren Außenringradius 66 zusammenfällt.
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Die verschiedenen Radien können auch durch deren radial extremste Erstreckung des jeweiligen Elements an dessen axialen Ende definiert sein, insbesondere an dem der Ausrückrichtung entgegengesetzten axialen Ende. Beispielhaft sind der innere Innenringradius 62a, der äußere Innenringradius 64a, der innere Außenringradius 66a und der äußere Außenringradius 68a in 3 eingezeichnet.
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In dieser Ausgestaltungsvariante reicht die Öffnung 42 in radialer Richtung gesehen von radial innen nach radial außen hin genau bis zu dem äußeren Schmutzradius 72 und auch dem inneren Außenringradius 66. Man erkennt in der 3, dass hierdurch kein Hohlraum gebildet ist, der nicht durch den Luftstrom durchströmt wird.
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Zudem ist in der Beschreibung erwähnt, dass eine Öffnung 42 zumindest teilweise oder vollständig unterhalb bzw. schwerkraftseitig des inneren Außenringradius 66 oder außerhalb des äußeren Schmutzradius 72 ausgebildet ist. Da der innere Außenringradius 66 und der äußere Schmutzradius 72 in diesem Ausführungsbeispiel zufällig zusammenfallen sind diese gemeinsam durch die absolute Linie 74 dargestellt. Die Öffnung 42 müsste sich dabei zumindest teilweise unterhalb dieser absoluten Linie ausgebildet sein. Dies ist in diesem Ausführungsbeispiel zwar nicht der Fall, dennoch ermöglicht dies eine weiter verbesserte vorteilhafte Schmutzabführung. Insbesondere sind derartige Öffnungen in der 5 dargestellt.
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Eine andere Ausführungsvariante zur Ausbildung von Öffnungen, hier mit der Bezugsziffer 76 versehen, ist in der 5 dargestellt. Der Ausrücker 10 der 5 stimmt dabei im Wesentlichen mit den Ausführungen zur den 1, 3 und 4 überein. Die Öffnungen 76 sind allerdings durch Aussparungen an der Schiebehülse 12 und an dem Halteelement 32 ausgebildet, beispielsweise eingebracht durch Fräsen. Dabei sind die inneren drei Öffnungen 76 zumindest teilweise unterhalb der absoluten Linie 74 ausgebildet.
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In dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der 1, 3 und 4 sind die Öffnungen 42 durch Bohrungen, bzw. parallele Öffnungen ausgebildet. Es können allerdings auch konische Öffnungen 42 bereitgestellt werden, wobei diese sich zu dem Ausrücklager hin aufweiten oder auch verjüngen können.
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Die 6 zeigt beispielhaft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, in dem ein Ausrücker 10, der gemäß den 1, 3 und 4 oder 5 ausgebildet sein kann, verbaut ist. Dabei ist ein schematisch dargestelltes Kraftfahrzeug 78 gezeigt, welches einen Antriebsstrang 80 umfasst. Das Fahrzeug, bei dem es sich um ein Landfahrzeug handelt weist Räder 82 auf. Ein Motor 84 versetzt dabei eine Kurbelwelle 86 in Rotation, welche die Drehbewegung in eine Reibungskupplung 88 eingeleitet. Die Reibungskupplung 88 kann dabei von einem Ausrücker 10 betätigt werden, der über ein Mittel 38 und eine Gabel 90 rotatorisch gegenüber einem Getriebe 90 festgelegt und ausgerichtet ist. Die Verwendung der Gabel 90 ist hierbei beispielhaft gewählt.
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Die Reibungskupplung 88 kann dabei über den Ausrücker 10 betätigt, das heißt geöffnet werden, sodass ein Kraftfluss zwischen dem Motor 84 und dem Getriebe 90 unterbrochen wird. Der Ausrücker 10 ist dabei radial außerhalb um eine Getriebeeingangswelle 94 herum angeordnet, die auch eine Antriebswelle 94 darstellt. Mit anderen Worten durchgreift die Getriebeeingangswelle 94 den Ausrücker 10. Das Getriebe überträgt die Kraft bzw. die Drehung auf eine Getriebeausgangswelle 96, die mit den hinteren Rädern 82 verbunden ist. Im stationären Zustand definiert sich eine Schwerkraftachse und somit auch die Schwerkraftrichtung 98 des Fahrzeugs und auch des Antriebsstrangs 80 nach unten gemäß der Linie 98, die in Richtung der Erdbeschleunigung zeigt. Der Ausrücker 10 ist dabei derart an dem Ausrücker in Rotationsrichtung angeordnet, sodass die Schwerkraftrichtung 52 des Ausrückers sowie die Schwerkraftrichtung 98 des Antriebsstrangs identisch übereinander liegen. Die Öffnungen 42, die gemäß der vorherigen Ausführungen zu den Figuren geschrieben wurden sind demnach an dem Antriebsstrang unten und somit auch schwerkraftseitig angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Ausrücker
- 12
- Schiebehülse
- 14
- Gleithülse
- 16
- Trägerhülse
- 18
- Flansch
- 20
- Ausrücklager
- 22
- Innenring
- 24
- Wälzelement
- 26
- Außenring
- 28
- flanschseitige Dichtungsanordnung
- 30
- flanschferne Dichtungsanordnung
- 32
- Halteelement, Halteblech
- 34
- Vorspannelement
- 36
- Mittelachse
- 38
- Mittel zur rotatorischen Ausrichtung des Ausrückers
- 40
- Schmutzraum
- 42
- Öffnung
- 44
- Strömungskanal
- 46
- Außenraum
- 48
- Innenraum
- 50
- Linie Luftstrom
- 51
- Schwerkraftachse
- 52
- Schwerkraftrichtung
- 54
- Linie
- 56
- Linie
- 58
- hälftige Linie
- 60
- schwerkraftseitigstes Drittel Linie
- 62
- innerer Innenringradius
- 62a
- innerer Innenringradius
- 64
- äußerer Innenringradius
- 64a
- äußerer Innenringradius
- 66
- innerer Außenringradius
- 66a
- innerer Außenringradius
- 68
- äußerer Außenringradius
- 68a
- äußerer Außenringradius
- 70
- innerer Schmutzradius
- 72
- äußerer Schmutzradius
- 74
- absolute Linie
- 76
- Öffnung
- 78
- Fahrzeug
- 80
- Antriebsstrang
- 82
- Räder
- 84
- Motor
- 86
- Kurbelwelle
- 88
- Reibungskupplung
- 90
- Getriebe
- 92
- Gabel
- 94
- Getriebeeingangswelle, Antriebswelle
- 96
- Getriebeausgangswelle
- 98
- Schwerkraftrichtung Antriebsstrang
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014111593 A1 [0002]
