DE112009002195T5

DE112009002195T5 - Wälzlager, seine Verwendung und ein mit einem derartigen Wälzlager ausgestattetes Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE112009002195T5
Application number: DE112009002195T
Authority: DE
Inventors: Benoit Arnault
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2008-09-16
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2011-07-28
Anticipated expiration: 2029-09-16
Also published as: KR20110060897A; BRPI0919222A2; FR2936032B1; BRPI0919222B1; US20110188797A1; FR2936032A1; US8777494B2; KR101586110B1; CN102159839A; CN102159839B; DE112009002195B4; WO2010031757A1

Abstract

Wälzlager, das Folgendes umfasst: – einen Innenring (2), – einen Außenring (3), – Wälzglieder (5), die in einer zwischen dem Innen- und Außenring angeordneten Wälzlagerkammer (4) platziert sind, – eine bistabile Unterlegscheibe (7), die eine von zwei vorbestimmten Konfigurationen selektiv annehmen kann, und – einen ringförmigen Flansch (8), der die Wälzlagerkammer (4) teilweise begrenzt und auf einem ersten Ring (3; 2) des Innen- und Außenrings montiert ist, wobei sich der Flansch (8) radial von dem ersten Ring (3, 2) weg erstreckt und axial auf den zweiten Ring (2; 3) ausgerichtet ist.

Description

ERFINDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kugel- oder Rollenlager wie etwa ein Einkuppel-/Auskuppel-Ausrücklager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und ein mit einem derartigen Wälzlager ausgestattetes Kraftfahrzeug.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeuge wird bekannterweise ein Einkuppel-/Auskuppel-Ausrücklager verwendet, um eine Steuerkraft auf einen Ausrückmechanismus zu übertragen, der zwischen dem Abtrieb von einem Motor und einem Getriebe platziert ist. Ein derartiges Einkuppel-/Auskuppel-Ausrücklager muss es der Getriebewelle gestatten, sich zu drehen, während sich der Einkuppelmechanismus nicht dreht. Dies ist der Grund dafür, weshalb ein Einkuppel-/Auskuppel-Ausrücklager üblicherweise durch ein Kugellager gebildet wird.
Es ist weiterhin beispielsweise aus FR-A-2 544 429 bekannt, eine bistabile Unterlegscheibe zu verwenden, um einen Kolben für die Steuerung eines Einkuppel-/Auskuppel-Ausrücklagers an dem Innenring dieses Ausrücklagers zu sichern. Ein Deflektor begrenzt eine Kammer zum Aufnehmen der Kugeln des Ausrücklagers zwischen seinem Innen- und Außenring und ermöglicht das Zentrieren der bistabilen Unterlegscheibe in einer ihrer Konfigurationen. Wenn ein Steuerkolben in dem Ausrücklager platziert wird, wird die Kraft zum Kippen der bistabilen Unterlegscheibe aus einer ihrer Konfigurationen in ihre andere Konfiguration durch eine Kante des Innenrings ausgeübt. Diese Kraft ist sehr lokalisiert und die Präzision ihrer Aufbringung hängt insbesondere von der Präzision der Produktion des Innenrings und von der Positionierung der bistabilen Unterlegscheibe relativ zu diesem Ring ab. Außerdem ist die axiale Raumanforderung dieses Ausrücklagers in dem Ausmaß relativ groß, dass der Innenring so erweitert werden muss, bis er auf der bistabilen Unterlegscheibe ruht.
Ähnliche Probleme stellen sich mit anderen, mit einer bistabilen Unterlegscheibe ausgestatteten Wälzlagern.
Es sind diese Mängel, die die Erfindung insbesondere beheben soll, indem sie ein neues Kugel- oder Rollenlager vorlegt, bei dem die Verteilung der Kippkraft einer bistabilen Unterlegscheibe von einer ihrer Konfigurationen zu ihrer anderen Konfiguration optimiert werden kann.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft dementsprechend ein Wälzlager, das Folgendes umfasst: einen Innenring, einen Außenring, Wälzglieder, die in einer zwischen dem Innen- und Außenring angeordneten Wälzlagerkammer platziert sind, eine bistabile Unterlegscheibe, die eine von zwei vorbestimmten Konfigurationen selektiv annehmen kann, und einen ringförmigen Flansch, der die Wälzlagerkammer teilweise begrenzt und auf einem ersten Ring des Innen- und Außenrings montiert ist. Dieses Wälzlager ist dadurch gekennzeichnet, dass sich der Flansch radial von dem ersten Ring weg erstreckt und axial auf den zweiten Ring ausgerichtet ist.
Dank der Erfindung kann die Kraft zum Kippen der bistabilen Unterlegscheibe zwischen ihren beiden Konfigurationen durch den Flansch ausgeübt werden, dessen Geometrie auf diese Funktion angepasst sein kann. Mit anderen Worten dient der ringförmige Flansch als ein Glied zum Übertragen einer Kraft zwischen dem zweiten Ring und der bistabilen Unterlegscheibe. Seine Geometrie einerseits und seine Installation in dem Ausrücklager andererseits können leicht an diese Funktion angepasst werden.
Gemäß vorteilhaften, aber nicht obligatorischen Aspekten der Erfindung kann ein Wälzlager gemäß der Erfindung eines oder mehrere der folgenden Merkmale enthalten:

– Der Flansch ist an seiner radial äußeren Kante oder an seiner radial inneren Kante mit verformbaren Fahnen ausgestattet, durch die er montiert werden kann, indem er auf dem ersten Ring verkeilt wird. In diesem Fall wird der ersten Ring vorteilhafterweise mit einer Umfangsnut zum Aufnehmen und Verkeilen der Fahnen des Flansches versehen.
– Der Flansch ist mit einer kontinuierlichen radialen Kante versehen, die axial gegen eine Kante des zweiten Rings drücken kann.
– Der Flansch weist zwischen seiner inneren radialen Kante und äußeren radialen Kante eine Sektion auf, die relativ zu einer Mittelachse des Flansches unter einem Winkel gleich oder im Wesentlichen gleich dem Neigungswinkel einer Sektion der bistabilen Unterlegscheibe relativ zu der Mittelachse dieser Unterlegscheibe geneigt ist, wenn sie sich in einer ersten vorbestimmten Position befindet, wobei diese beiden Sektionen einander axial gegenüberstehen, wenn sich die Unterlegscheibe in dieser ersten Position befindet. Mit anderen Worten verlaufen in der montierten Konfiguration des Ausrücklagers die oben erwähnten Sektionen des Flansches und der bistabilen Unterlegscheibe im Wesentlichen parallel, was die Übertragung einer axialen Kraft zwischen diesen Sektionen erleichtert.
– Der Flansch weist zwischen seiner inneren radialen Kante und seiner äußeren radialen Kante eine gekrümmte Sektion mit einer zu der Unterlegscheibe orientierten konvexen Oberfläche auf. Diese konvexe Oberfläche weist vorteilhafterweise an ihrem der bistabilen Unterlegscheibe am nächsten liegenden Punkt eine Tangente auf, die bezüglich der Mittelachse des Flansches unter einem Winkel gleich oder im Wesentlichen gleich dem Neigungswinkel einer Sektion der bistabilen Unterlegscheibe relativ zu einer Mittelachse dieser Unterlegscheibe geneigt ist, wenn sie sich in einer ersten vorbestimmten Position befindet, wobei die gekrümmte Sektion des Flansches und die geneigte Sektion der bistabilen Unterlegscheibe einander axial gegenüberstehen, wenn sich die Unterlegscheibe in der ersten Position befindet.
– Der Flansch weist eine Zylinderhülse auf, die seine innere radiale Kante definiert, und diese Zylinderhülse ist axial auf den zweiten Ring und auf eine Sektion der bistabilen Unterlegscheibe ausgerichtet. Diese Hülse ist vorteilhafterweise integral mit dem Flansch und wird erhalten durch Falten des Flansches auf sich selbst um eine Kreislinie herum, die auf einer Mittelachse des Flansches zentriert ist, in einer Richtung derart, dass eine freie Kante der Hülse der bistabilen Unterlegscheibe gegenübersteht.
– Ein Teil des Flansches, der axial auf den zweiten Ring ausgerichtet ist, ist auch auf einen Teil der bistabilen Unterlegscheibe ausgerichtet.
– Die bistabile Unterlegscheibe ist mit einem kontinuierlichen radialen Rand versehen, der so platziert ist, dass er axial einer Zwischensektion des Flansches gegenübersteht und axial an dieser Sektion anliegen kann.
– Die bistabile Unterlegscheibe ist an ihrer inneren radialen Kante oder an ihrer äußeren radialen Kante mit verformbaren Fahnen versehen, durch die sie in eine Umfangsnut eines Kolbens verkeilt werden kann, um das Wälzlager zu steuern.
– Gemäß einer ersten Ausführungsform dreht sich der Innenring, während der Außenring relativ zu einer Mittelachse des Wälzlagers hinsichtlich seiner Rotation fixiert ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform dreht sich der Außenring, während der Innenring relativ zu einer Mittelachse des Wälzlagers hinsichtlich seiner Rotation fixiert ist.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Wälzlagers wie oben spezifiziert, um ein Einkuppel-/Auskuppel-Ausrücklager eines Kraftfahrzeugs zu bilden.
Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, das mit einem Einkuppel-/Auskuppel-Ausrücklager wie oben spezifiziert ausgestattet ist. Ein derartiges Fahrzeug ist in dem Ausmaß zuverlässiger als jene nach dem Stand der Technik, dass die Übertragung von Kraft in dem Einkuppel-/Auskuppel-Ausrücklager auf optimierte Weise stattfindet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird besser verstanden werden und weitere Vorteile von letzterer werden angesichts der folgenden Beschreibung von vier Ausführungsformen eines Einkuppel-/Auskuppel-Ausrücklagers gemäß seinem Prinzip deutlicher erscheinen, nur als Beispiele angegeben und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gemacht. Es zeigen:
1 einen axialen Schnitt eines Einkuppel-/Auskuppel-Ausrücklagers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine perspektivische auseinander gezogene Ansicht des Ausrücklagers von 1;
3 eine perspektivische Ansicht eines zu dem Ausrücklager von 1 und 2 gehörenden Flansches unter einem anderen Winkel;
4 einen Schnitt ähnlich 1 während des Montierens des Ausrücklagers auf einen Kolben zum Übertragen einer axialen Kraft;
5 einen Schnitt ähnlich 1, wobei sich das Ausrücklager in der Verwendungskonfiguration befindet;
6 eine Ansicht im Schnitt ähnlich 1 für ein Einkuppel-/Auskuppel-Ausrücklager gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
7 und 8 jeweilige Schnitte ähnlich 4 und 5, aber auf einem kleineren Maßstab, für das Ausrücklager von 6,
9 einen Schnitt ähnlich 6 auf einem kleineren Maßstab für ein Einkuppel-/Auskuppel-Ausrücklager gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
10 eine vergrößerte Ansicht von Detail X in 9,
11 einen Schnitt ähnlich 6 auf einem kleineren Maßstab für ein Einkuppel-/Auskuppel-Ausrücklager gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
12 eine vergrößerte Ansicht von Detail XII in 11.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINIGER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das in 1 bis 5 dargestellte Ausrücklager 1 ist ein Wälzlager, das einen Innenring 2 und einen Außenring 3 umfasst, die zwischen sich eine Kammer 4 definieren zum Aufnehmen einer Serie von Kugeln 5, die in der Kammer 4 durch einen Käfig 6 festgehalten werden. In der Verwendungskonfiguration des Ausrücklagers 1 dreht sich der Ring 2 um eine Mittelachse X₁ des Ausrücklagers, während der Ring 3 relativ zu dieser Achse fixiert ist. Die Achse X₁ bildet in der Praxis eine Symmetrieachse der Ringe 2 und 3.
Eine Unterlegscheibe 7 ist zwischen den Ringen 2 und 3 platziert und kann selektiv eine der beiden, einerseits in 1 bis 4 und andererseits in 5 gezeigten Positionen einnehmen.
Die Unterlegscheibe 7 ist auf einer Achse X₇ zentriert, die der Achse X₁ in der montierten Konfiguration des Ausrücklagers 1 überlagert ist. Die Unterlegscheibe 7 bewegt sich auf reversible Weise von einer ihrer Konfigurationen zu der anderen Konfiguration durch elastische Verformung von Fahnen 71, die sich von ihrer inneren radialen Kante 72 zu der Achse X₇ erstrecken, während die Unterlegscheibe 7 ein kontinuierliches ringförmiges Band 73 zwischen ihrer inneren radialen Kante 72 und ihrer äußeren radialen Kante 74, selbst kontinuierlich, bildet, d. h. ohne Fahnen.
Ein ringförmiger Flansch 8 begrenzt die Kammer 4 auf der Seite einer inneren Kante 31 des Rings 3. Der Flansch 8 ist auf einer Achse X₈ zentriert, die in der montierten Konfiguration des Ausrücklagers 1 der Achse X₁ überlagert ist. Der Flansch 8 besitzt Fahnen 81, die seine äußere radiale Kante 82 definieren und die in der Richtung der Achse X₈ gefaltet sind. Die innere radiale Kante 83 des Flansches 8 ist kontinuierlich, d. h. ohne Fahnen.
Das Ausrücklager 1 umfasst auch eine Dichtung 9, die die Kammer 4 in der Nähe der äußeren Kante 32 des Rings 3 begrenzt. Diese Dichtung 9 umfasst einen Metallläufer 91 und einen von dem Läufer 91 gegen die innere radiale Oberfläche 33 des Rings 3 gedrückten Elastomerabschnitt 92. Der Elastomerabschnitt 92 umfasst eine Lippe 93, die gleitend gegen die äußere radiale Oberfläche 21 des Rings 2 drückt.
Als Variante ist es möglich, dass die Dichtung 9 nicht mit der Oberfläche 21 in Kontakt steht, sondern sich von letzterer mit einem kurzen radialen Abstand, beispielsweise 0,1 mm, erstreckt. Sie wird dann durch einen Flansch gebildet.
Die Oberfläche 33 bildet auf der Seite der Kante 31 eine innere Umfangsnut 34, in die die Fahnen 81 des Flansches 8 eingesetzt und durch Verformung der Fahnen 81 verkeilt werden können, wodurch der Flansch 8 durch Verkeilen auf dem Ring 3 montiert werden kann und diese Teile relativ zueinander immobilisiert werden können. Der kontinuierliche Abschnitt des Flansches 8, der sich über 360° um die Achse X₁ erstreckt, drückt dann gegen die Oberfläche 33, wie durch den Kontaktpunkt P₁ in 1 gezeigt, der eine kreisförmige Kontaktlinie um die Achse X₁ herum darstellt. Dies stellt eine undurchdringliche Verbindung zwischen den Teilen 8 und 3 in der Nähe der Basis 84 der Fahnen 81 dar.
Die der Kante 31 und den Elementen 7 und 8 am nächsten liegende Kante des Rings 2 ist mit 22 markiert.
Der Flansch 8 erstreckt sich in der installierten Konfiguration in dem Ring 3 radial so von der Nut 34, dass er axial der Kante 22 gegenübersteht. d₁ ist der radial genommene Abstand relativ zu der Achse X₁ zwischen den Achsen X₁ und X₈ einerseits und der Kante 83 des im Ring 3 montierten Flansches 8 andererseits. Die Kante 22 liegt in der Form eines kontinuierlichen Rings vor, der auf der Achse X₁ zentriert ist und senkrecht zu letzterer verläuft, und zwar mit einem kleinsten Radius, dessen Wert im Wesentlichen gleich dem Abstand d₁ ist. Der Flansch 8 erstreckt sich radial von der Zone 34, wo er auf dem Ring 3 verkeilt ist, bis zu dem kreisförmigen inneren Kranz 221 der Kante 22. Der radiale Abstand d₂ zwischen dem Kranz 221 und der Achse X₁ besitzt in der Praxis einen Wert gleich dem des Abstands d₁.
Deshalb ist der Flansch 8 teilweise axial platziert, d. h. parallel zu der Achse X₁, in der Verlängerung der Kante 22 des Rings 2, zwischen der Kante 22 und dem kontinuierlichen Band 73 der Unterlegscheibe 7, die sich deshalb auch so erstreckt, dass sie axial der Kante 22 gegenübersteht. Mit anderen Worten ist ein Teil des Flansches 8 axial auf einen Teil des Rings 2 ausgerichtet und ist ein Teil der Unterlegscheibe 7 axial auf einen Teil des Rings 2 ausgerichtet.
In der Konfiguration von 1 ist eine Zwischensektion 85 des Flansches 8 allgemein wie ein Kegelstumpf geformt, mit einem Halbwinkel α an der Oberseite relativ zu der Achse X₈ in der Größenordnung von 45°. Weiterhin liegt das Band 73 ebenfalls in der Gestalt eines Kegelstumpfs vor, mit einem Halbwinkel β an der Oberseite relativ zu der Achse X₇ ebenfalls in der Größenordnung von 45°. Die Sektionen 73 und 85 stehen einander in der Konfiguration von 1 axial gegenüber. In der Praxis werden die Winkel α und β so gewählt, dass sie gleich oder im Wesentlichen gleich sind. „Im Wesentlichen gleich” bedeutet, dass diese Winkel Werte aufweisen, die um weniger als 10° differieren. Mit anderen Worten sind in der Konfiguration von 1 die Sektionen 73 der Unterlegscheibe 7 und 85 des Flansches 8 relativ zu der Achse X₁, die eine Mittelachse für die Elemente 7 und 8 ist, im Wesentlichen unter dem gleichen Winkel geneigt, sodass die gegenüberstehenden Oberflächen der Sektionen 73 und 85 im Wesentlichen parallel sind. Diese Parallelität oder Quasi-Parallelität der Sektionen 73 und 85 vor einem Kontakt ermöglicht es deshalb, eine große axiale Kompaktheit des Wälzlagers 1 zu erhalten.
Wenn es angebracht ist, das Wälzlager 1 auf einen Kolben 10 für die Übertragung einer axialen Kraft zu montieren, setzt der Benutzer in das Wälzlager 1, das in der Konfiguration von 1 vorliegt, eine nicht gezeigte kreisförmige Hülse in der Richtung des Pfeils F₁ in dieser Figur ein, d. h. über die der Kante 31 gegenüberliegende Seite. Die Hülse schiebt die Zähne 71 der Unterlegscheibe 7, um zu bewirken, dass diese Unterlegscheibe zu der Konfiguration von 4 kippt, in der die Kante 74 der Unterlegscheibe an dem Flansch 8 ruht.
Der Kolben 10 wird dann in das Wälzlager 1 von der Seite dieses Wälzlagers, die die Kante 31 bildet, eingesetzt, wie durch den Pfeil F₂ in 4 gezeigt. Die Bewegung des Kolbens 10 nach links in 4 drückt im Allgemeinen die Unterlegscheibe 7 und den Flansch 8, die aneinander ruhen, bis der Flansch 8 schließlich selbst an der Kante 22 des Rings 2 ruht, wie in 4 gezeigt. In dieser Position übt der Ring 2, der axial unbeweglich gehalten wird, eine Widerstandskraft E auf den Flansch 8 aus, wobei diese Kraft in Form einer entsprechenden Kraft E' über den Flansch 8 auf die Unterlegscheibe 7 bei der Kontaktzone zwischen der Kante 74 der Unterlegscheibe 7 und der Zwischensektion 85 des Flansches 8 übertragen wird. Deshalb ermöglicht die Anwesenheit des Flansches 8 an der Kante 22 der Unterlegscheibe 2, auf die äußere radiale Kante 74 der Unterlegscheibe 7 eine effektive Kraft E' auszuüben. Diese Kraft E' ermöglicht es, die Unterlegscheibe 7 aus ihrer, in 1 und 4 gezeigten ersten Konfiguration in ihre in 5 gezeigte zweite Konfiguration zu kippen.
Der Flansch 8 ist bevorzugt aus einem unter Federstählen gewählten Metall hergestellt.
Als eine Variante ist es möglich, dass der Flansch 8 nicht mit der Kante 22 in Kontakt kommt, insofern als er ausreichend starr ist, dass er selbst die Kraft E' zum Kippen in die Konfiguration von 5 auf die Unterlegscheibe 7 ausübt.
Das Fortsetzen der Bewegung F₂ zum Einsetzen des Kolbens 10 in das Wälzlager 1 hat den Effekt, dass auf die Fahnen 71 eine Kraft ausgeübt wird, die sie im Allgemeinen in 4 nach links faltet, bis diese Fahnen in eine äußere Umgangsnut 101 des Kolbens 10 eintreten. Deshalb bewegt sich die bistabile Unterlegscheibe 7 aus ihrer Konfiguration in 4 zu ihrer Konfiguration in 5, indem sie durch die Wirkung des Kolbens 10 und die durch den Flansch 8 ausgeübte Widerstandskraft E' verformt wird.
Die Position von 5 wird dann erreicht, in der eine Schaltgabel 11 mit dem Kolben 10 interagiert, während eine teilweise durch ihre Spitzen gezeigte Membran 12 auf dem Außenring 3 in der Nähe ihrer am Weitesten von der Unterlegscheibe 7 weg liegenden Kante 23 ruht.
Es sei angemerkt, dass der Flansch 8 auch eine Abdichtfunktion in dem Ausmaß besitzt, dass sich seine Kante 83, bevor und nachdem der Kolben 10 an seinen Platz gesetzt wird, über einen kurzen axialen Abstand d₃ von der Kante 22 weg erstreckt, der deshalb eine schmale Passage definiert, um die Rückströmung einer Verunreinigung zu der Kammer 4 zu begrenzen.
Bei der in 6 bis 8 gezeigten zweiten Ausführungsform der Erfindung tragen die Elemente, die jenen der ersten Ausführungsform ähnlich sind, identische Bezugszahlen. Diese Ausführungsform differiert von der vorausgegangenen Ausführungsform dadurch, dass der Innenring 2 relativ zu der Mittelachse X₁ des Wälzlagers 1 rotationsmäßig fixiert ist, während sich der Außenring 3 dreht. Die bistabile Unterlegscheibe 7 ist in der Nähe ihrer äußeren radialen Kante 74 mit Fahnen 71 versehen, die dafür ausgelegt sind, in eine innere Umfangsnut 101 eines Kolbens 10 in Eingriff genommen zu werden, um von der Außenseite auf dem Ausrücklager 1 montiert zu werden. Wie bei der ersten Ausführungsform ermöglicht dieser Kolben 10 das Übertragen einer von einer Gabel 11 ausgeübten axialen Kraft, während der Außenring 3 mit den Spitzen einer Membran 12 in Kontakt steht, die zu einem Einkuppelmechanismus gehört.
Ein Flansch 8 ist an seiner inneren radialen Kante 83 mit Fahnen 81 zum Montieren durch Festkeilen in eine in der äußeren radialen Oberfläche 21 des Innenrings 2 vorgesehene Nut 24 bereitgestellt. Der Flansch 8 erstreckt sich von der Nut 24 in die axiale Verlängerung des Randes 32 des Rings 3, einer Dichtung 9 am Nächsten, die die Wälzlagerkammer 4 begrenzt, in der Kugeln 5 platziert sind. Mit anderen Worten ist ein Teil des Flansches 8 axial bezüglich eines Teils des Rings 3 ausgerichtet. Die kontinuierliche äußere radiale Kante 82 des Flansches 8 steht der Kante 32 axial gegenüber. Es ist möglich, dass die Dichtung 9 nicht mit der Oberfläche 21 in Kontakt steht, sondern sich über einen kurzen Abstand von letzterer erstreckt, wobei sie dann selbst in der Form eines Flansches vorliegt.
Wie bei der ersten Ausführungsform ist in der in 6 dargestellten Konfiguration der Unterlegscheibe 7 eine Sektion 85 des Flansches 8 im Wesentlichen parallel zu einem kontinuierlichen Band 73 der Unterlegscheibe 7, durch ihre innere radiale Kante 72 und äußere radiale Kante 74 begrenzt. Mit anderen Worten sind diese Sektionen 85 und 73 des Flansches 8 und der Unterlegscheibe 7 relativ zu der Mittelachse X₁ des Wälzlagers 1 unter Winkeln α und β, die gleich oder im Wesentlichen gleich sind, geneigt.
Ein Wälzlagerkäfig 6 ist in der Kammer 4 vorgesehen, um die Kugeln 5 zu führen, wie in der ersten Ausführungsform.
Wie in der ersten Ausführungsform kann eine von der Kante 32 auf den Flansch 8 ausgeübte Widerstandskraft E in Form einer verteilten Kraft E' auf die Unterlegscheibe 7 übertragen werden, wodurch veranlasst werden kann, dass sie sich aus ihrer Konfiguration in 6 und 7 zu ihrer Konfiguration in 8 kippt.
Wie bei der ersten Ausführungsform kann der Flansch 8 die Kraft E' ausüben, ohne mit der Kante 32 in Kontakt zu kommen, insofern er starr genug ist, um die Unterlegscheibe 7 aus ihrer Konfiguration in 7 zu der in 8 zu kippen.
Bei den beiden Konfigurationen der Unterlegscheibe 7 steht ihre innere radiale Kante 72 der Zwischensektion 85 des Flansches 8 axial gegenüber und steht der Kante 32 gegenüber.
Bei der in 9 und 10 bzw. 11 und 12 dargestellten dritten und vierten Ausführungsform tragen die Elemente, die jenen der ersten Ausführungsform ähnlich sind, identische Bezugszahlen. Sofern nicht etwas anderes angegeben ist, sind ähnliche Elemente der dritten und vierten Ausführungsform identisch und funktionieren auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform.
In der dritten und vierten Ausführungsform umfasst ein Wälzlager 1 einen Innenring 2, einen Außenring 3 und eine Serie von Kugeln 5, die durch einen Käfig 6 innerhalb einer Rotationskammer 4 in Position gehalten werden. Eine bistabile Unterlegscheibe 7 wird wie in der ersten Ausführungsform verwendet. Eine Dichtung 9 verschließt die Rotationskammer 4 auf einer Seite. Die Elemente 2 bis 7 und 9 sind identisch mit jenen mit den gleichen Referenzen in der ersten Ausführungsform.
Bei jeder dieser beiden Ausführungsformen verschließt ein ringförmiger Flansch 8 die Rotationskammer auf ihrer anderen Seite und ist auf einer Achse X₈ zentriert, die einer Mittelachse X₁ des Wälzlagers in der montierten Konfiguration dieses Lagers überlagert ist. Jeder Flansch 8 ist auf einer inneren Umfangsnut 34 des Außenrings 3 verkeilt wie der Flansch der ersten Ausführungsform.
Diese Flansche 8 erstrecken sich radial von dem Außenring 3 und zu der Mittelachse X₁, sodass ihre jeweiligen inneren radialen Kanten 83 entlang einer Richtung parallel zur Achse X₁ auf die Kante 22 des Innenrings 2 ausgerichtet sind.
Bei der dritten Ausführungsform ist ein gekrümmter Abschnitt 85 des Flansches 8 axial zwischen der Kante 22 des Innenrings 2 und einer Sektion 73 der bistabilen Unterlegscheibe 7 angeordnet.
Die Oberfläche 86 der Sektion 85, die zu der Unterlegscheibe 7 orientiert ist, ist konvex, und 22 bezeichnet den nächst liegenden Punkt dieser Oberfläche bezüglich der gegenüberstehenden Oberfläche 76 von Sektion 73. Tatsächlich existiert eine Menge von Punkten P₂ auf der Oberfläche 86 entlang einer auf die Achse X₁ zentrierten Kreislinie L₂.
Man betrachte eine Tangente T zu der Oberfläche 86 am Punkt P₂. Diese Tangente bildet einen Winkel α von etwa 45° bezüglich der Achse X₁.
Wie bei der ersten Ausführungsform liegt das Band oder die Sektion 73 der bistabilen Unterlegscheibe 7 in der Form eines Kegelstumpfs vor, mit einem Halbwinkel β an der Oberseite, relativ zu der Mittelachse X₇ der Unterlegscheibe 7, ebenfalls in der Größenordnung von 45°. In der montierten Konfiguration des Wälzlagers 1 sind die Achsen X₁ und X₇ überlagert. Deshalb verläuft eine Tangente T zur Sektion 85 im Punkt 22 im Wesentlichen parallel zur Sektion 73 der bistabilen Unterlegscheibe 7.
Man betrachte, dass die Tangente T repräsentativ ist für einen mittleren Neigungswinkel der Sektion 85. In einem derartigen Fall kann die Sektion 85 bezüglich der Achse X₈ als unter einem Winkel α geneigt angesehen werden, der gleich dem Winkel α ist.
Tatsächlich können die Winkel α und β „im Wesentlichen gleich” sein, d. h. mit Werten, die um weniger als 10° differieren.
Diese Parallelität oder Quasi-Parallelität der Sektionen 85 und 73 ermöglicht es, eine große axiale Kompaktheit des Wälzlagers 1 zu erhalten.
Bei der vierten Ausführungsform enthält der Flansch 8 eine ringförmige Hülse 87, die integral mit dem Rest des Flansches 8 ist und seine innere radiale Kante 83 definiert. Tatsächlich wird die Hülse 87 erhalten, indem der Flansch 8 intern auf sich selbst um eine auf der Mittellinie X₈ des Flansches 8 zentrierten Kreislinie L₃ gebogen wird.
Deshalb ist die Hülse 87 axial auf die Kante 22 des Innenrings 2 und auf die Sektion 73 der bistabilen Unterlegscheibe 7 ausgerichtet, wobei diese Sektion wie in der ersten Ausführungsform definiert ist. Eine freie Kante 88 der Hülse 87 gegenüber der Biegelinie L₃ befindet sich gegenüber der Sektion 73 der bistabilen Unterlegscheibe 7 entlang einer Richtung parallel zur Achse X₁.
Die Struktur und Gestalt des Flansches 8 auf der Höhe der Hülse 87 machen sie sehr starr und vermeiden eine plastische Verformung des Flansches, wenn er eine Arbeit zwischen dem Ring 2 und der bistabilen Unterlegscheibe 7 überträgt, wie bezüglich der ersten Ausführungsform erläutert.
Ungeachtet der Ausführungsform kann die Erfindung mit Walzen anstatt der Kugeln 5 angewendet werden.
Die Merkmale der hier oben betrachteten verschiedenen Ausführungsformen könnten im Rahmen der durch die beigefügten Ansprüche definierten Erfindung kombiniert werden.
Die Erfindung kann auf andere Kugel- oder Rollenlager als ein Einkuppel-/Auskuppel-Ausrücklager angewendet werden, wobei diese Wälzlager mit Hilfe einer bistabilen Unterlegscheibe axial auf einer Welle immobilisiert werden müssen.
Ein mit einem Wälzlager wie oben beschrieben ausgestattetes Kraftfahrzeug ist zuverlässiger als jene nach dem Stand der Technik, da die Lebensdauer dieses Wälzlagers verlängert wird.
Zusammenfassung
Dieses Wälzlager (1) umfasst einen Innenring (2), einen Außenring (3), Wälzelemente (5), die in einer Wälzlagerkammer (4) platziert sind, die zwischen dem Innenring und Außenring angeordnet ist, eine bistabile Unterlegscheibe (7), die eine der beiden vorbestimmten Konfigurationen selektiv annehmen kann, und einen ringförmigen Flansch (8), der die Wälzlagerkammer (4) teilweise begrenzt und auf einem ersten Ring (3; 2) des Innen- und Außenrings montiert ist. Der Flansch (8) erstreckt sich radial von dem ersten Ring (3; 2) und ist axial auf den zweiten Ring (2; 3) ausgerichtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

FR 2544429 A [0003]

Claims

Wälzlager, das Folgendes umfasst: – einen Innenring (2), – einen Außenring (3), – Wälzglieder (5), die in einer zwischen dem Innen- und Außenring angeordneten Wälzlagerkammer (4) platziert sind, – eine bistabile Unterlegscheibe (7), die eine von zwei vorbestimmten Konfigurationen selektiv annehmen kann, und – einen ringförmigen Flansch (8), der die Wälzlagerkammer (4) teilweise begrenzt und auf einem ersten Ring (3; 2) des Innen- und Außenrings montiert ist, wobei sich der Flansch (8) radial von dem ersten Ring (3, 2) weg erstreckt und axial auf den zweiten Ring (2; 3) ausgerichtet ist.
Wälzlager nach Anspruch 1, wobei der Flansch (8) an seiner radial äußeren Kante (82) oder an seiner radial inneren Kante (83) mit verformbaren Fahnen (81) ausgestattet ist, durch die er montiert werden kann, indem er auf dem ersten Ring (3; 2) verkeilt wird.
Wälzlager nach Anspruch 2, wobei der erste Ring (3; 2) mit einer Umfangsnut (34; 24) zum Aufnehmen und Verkeilen der Fahnen (81) des Flansches (8) ausgestattet ist.
Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Flansch (8) mit einer kontinuierlichen radialen Kante (83; 84) versehen ist, die axial gegen eine Kante (33; 32) des zweiten Rings drücken kann.
Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Flansch (8) zwischen seiner inneren radialen Kante (83) und seiner äußeren radialen Kante (82) eine Sektion (85) aufweist, die relativ zu einer Mittelachse (X₈) des Flansches unter einem Winkel (α) gleich oder im Wesentlichen gleich dem Neigungswinkel (β) einer Sektion (73) der bistabilen Unterlegscheibe (7) relativ zu einer Mittelachse (X₇) dieser Unterlegscheibe geneigt ist, wenn sie sich in einer ersten vorbestimmten Position befindet, wobei die geneigte Sektion (85) des Flansches und die geneigte Sektion (73) der bistabilen Unterlegscheibe einander axial gegenüberstehen, wenn sich die Unterlegscheibe in der ersten Position befindet.
Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Flansch (8) zwischen seiner inneren radialen Kante (83) und seiner äußeren radialen Kante (82) eine gekrümmte Sektion (85) mit einer zu der Unterlegscheibe (7) orientierten konvexen Oberfläche (86) aufweist.
Wälzlager nach Anspruch 6, wobei die konvexe Oberfläche (86) an ihrem, der bistabilen Unterlegscheibe (7) am nächsten liegenden Punkt (P₂) eine Tangente (T) aufweist, die bezüglich der Mittelachse (X₈) des Flansches (8) unter einem Winkel (α) gleich oder im Wesentlichen gleich dem Neigungswinkel (β) einer Sektion (73) der bistabilen Unterlegscheibe relativ zu einer Mittelachse (X₇) dieser Unterlegscheibe geneigt ist, wenn sie sich in einer ersten vorbestimmten Position befindet, und wobei die gekrümmte Sektion (85) des Flansches und die geneigte Sektion (73) der bistabilen Unterlegscheibe einander axial gegenüber stehen, wenn sich die Unterlegscheibe in der ersten Position befindet.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Flansch eine Zylinderhülse (87) aufweist, die seine innere radiale Kante (83) definiert, und wobei die Zylinderhülse axial auf den zweiten Ring (2) und auf eine Sektion (73) der bistabilen Unterlegscheibe (7) ausgerichtet ist.
Wälzlager nach Anspruch 8, wobei die Hülse (87) integral mit dem Flansch (8) ist und erhalten wird durch Falten des Flansches auf sich selbst um eine Kreislinie (L₃), die auf einer Mittelachse (X₈) des Flansches zentriert ist, in einer Richtung derart, dass eine freie Kante (88) der Hülse der bistabilen Unterlegscheibe (7) gegenübersteht.
Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Teil (85; 87) des Flansches (8), der axial auf den zweiten Ring (2; 3) ausgerichtet ist, auch auf einen Teil (73) der bistabilen Unterlegscheibe (7) ausgerichtet ist.
Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bistabile Unterlegscheibe (7) mit einer kontinuierlichen radialen Kante (74; 72) versehen ist, die so platziert ist, dass sie axial einer Zwischensektion (85) des Flansches (8) gegenübersteht und axial an dieser Sektion ruhen kann.
Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bistabile Unterlegscheibe (7) an ihrem inneren radialen Rand (72) oder an ihrem äußeren radialen Rand (74) mit verformbaren Fahnen (71) versehen ist, durch die sie in einer Umfangsnut (101) eines Kolbens (10) verkeilt werden kann, um das Wälzlager zu steuern.
Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Innenring (2) sich dreht, während der Außenring (3) relativ zu einer Mittelachse (X₁) des Wälzlagers hinsichtlich seiner Rotation fixiert ist.
Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Außenring (3) sich dreht, während der Innenring (2) relativ zu einer Mittelachse (X₁) des Wälzlagers hinsichtlich seiner Rotation fixiert ist.
Verwendung eines Wälzlagers gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, um ein Einkuppel-/Auskuppel-Ausrücklager (1) eines Kraftfahrzeugs zu bilden.
Kraftfahrzeug, mit einem Wälzlager (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestattet.