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Kupplungsausrücklager für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein
Kupplungsausrücklager für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Wälzlager mit zwei
konzentrischen Laufringen, zwischen denen Wälzkörper abrollen, das mittels eines
Führungslagers auf der die Kupplung mit dem Getriebe verbindenden Welle so gelagert
ist, daß sich die Welle frei gegenüber ihm drehen kann und daß es unter Einwirkung
eines Retätigungsorganes axial zur Kupplung hin verschoben werden kann, um mit Kupplungsausrückmitteln
zusamnenzuwirken.
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Es ist bekannt, Kupplungsausrücklager zum Zwecke ihres zentrischen
Angriffes an den Kupplungsausrückmitteln auf einem Führungsrohr axial verschiebbar
zu führen, das am Getriebegehäuse befestigt ist und die die Kupplung mit dem Getriebe
verbindende Welle konzentrisch umgibt. Da derartige Führungsrohre niemals mit der
erforderlichen Genauigkeit konzentrisch zur Rotationsachse der Kupplung ausgerichtet
werden können, ist es weiter bekannt geworden, das Kupplungsausrücklager selbst,
das auf dem Führungsrohr geführt ist, in der Weise selbstzentrierend auszubilden,
da es bei Kontaktaufnahme mit den Kupplungsausrückmitteln selbsttätig eine zu diesen
konzentrische Stellung einnimmt. Schließlich ist es auch schon bekannt geworden,
Kupplungsausrücklager unter Weglassung des Führungsrohres mittels eines Führungslagers
unmittelbar auf der die Kupplung mit den Getriebe verbindenden Welle zentrisch zu
führen.. Diese letztgenannte Variante stellt wegen des Wegfalles des Führungsrohres
eine wirtschaftlich
sehr interessante Lösung dar. Sie kann jedoch
deshalb nicht völlig befriedigen, weil nicht sichergestellt ist, daß das auf der
Welle geführte Lager tatsächlich konzentrisch zu den Kupplungsausrückmitteln geführt
ist. Durch eine exzentrische Stellung des Kupplungsausrücklagers zu den Kupplungsausrückmitteln
sind jedoch - wie die Praxis zeigt - innerhalb kurzer Zeit schwere Verschleißschäden
an der Kupplung zu erwarten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kupplungsausrücklager
zu schaffen, das bei wirtschaftlichster Ausführung eine exakt zentrische Einstellung
und damit Führung des Kupplungsausrücklagers zu den Kupplungsausrückmitteln gewährleistet.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Wälzlager
zum Zwecke der Selbstzentrierung mit allseitigem radialem Spiel auf dem Führungslager
aufgenommen ist.
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Damit ist eine Lösung geschaffen, die wegen des Wegfalles des mit
dem Getriebegehäuse verbundenen Führungsrohres nicht nur besonders platzsparend
und wirtschaftlich ist, sondern die durch die Kombination der unmittelbaren Führung
auf der Kupplungswelle einerseits und der Möglichkeit der freien Selbstzentrierung
des Wälzlagers andererseits auch ein Höchstmaß an Präzision hinsichtlich der Zentrizität
zwischen Kupplung und Kupplungsausrücklager gewährleistet.
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Das Führungslager, auf dem das Wälzlager des Kupplungsausrücklagers
mit Spiel aufgenommen ist, kann als Gleitlager ausgebildet sein Sinnvoll, insbesondere
im Hinblick auf eine Langzeitschmierung ist jedoch die Ausbildung dieses Führungslagers
als Wälzlager mit zylindrischen Wälzkörpern.
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In diesen Fällenist es möglich, die konstruktive Ausbildung des Kupplungsausrücklagers
so durchzuführen, daß einerseits die die Kupplung mit dem Getriebe verbindende Welle
frei in dem Führungslager rotieren kann, sei es unter Gleitkontakt mit einer Gleithülse
oder unter Walzkontakt mit den zylindrischen Wälzkörpern eines Wälzlagers. In beiden
Fällen kann
die Axialverschiebung des Kupplungsausrücklagers bei
seiner Betätigung in der Weise erfolgen, daß das auf dem-Führungslager aufgenommene
Wälzlager zusammen mit dem Führungslager selbst entlang der Welle verschoben wird.
Bei Ausbildung des Führungslagers als Wälzlager mit zylindrischen Wälzkörpern, ist
diese Längsverschiebung, wobei die Wälzkörper längs der Welle gleiten müssen, ohne
weiteres und ohne erhöhten Verschleiß möglich, wie andere ähnliche Anwendungsfälle
zeigen.
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Es ist jedoch auch möglich, die Rotationsbewegung zwischen der Welle
und dem Führungslager einerseits und die Axialbewegung des Kupplungsausrücklagers
andererseits voneinander zu trennen, indem man zwischen dem Wälzlager und dem Führungslager
ein Zwischenteil einschaltet, das undrehbar aber längsverschieblich auf dem Führungslager
gelagert ist und auf dem das Wälzlager mit allseitigem radialem Spiel aufgenommen
ist. Dabei findet dann die Längsverschiebung zwischen dem Führungslager einerseits
und dem Zwischenteil andererseits statt, während die Welle nach wie vor frei in
dem Führungslager rotieren kann. In diesem Falle ist es zweckmäßig, das Führungslager
auf der Welle gegen Axialverschiebung zu sichern. Dies kann zweckmäßigerweise dadurch
erfolgen2 daß das Führungslager zwischen einem Wellenbund einerseits und einem in
eine Wellennut eingeschnappten Sicherungsring andererseits angeordnet ist.
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Während bei den bisher beschriebenen Beispielen das Wälzlager lediglich
mit Spiel auf dem Führungslager aufgenommen war, so daß es bei Kontaktaufnahme mit
den Kupplungsausrückmitteln sich zu diesen zentrieren kann, kann in an sich bekannter
Weise auch zwischen dem Wälzlager einerseits und dem Führungslager bzw. Zwischenteil
andererseits eine in axialer Richtung wirkende kraftschlüssige Verbindung vorhanden
sein, durch die bei fehlenden äußeren Kräften die gegenseitige Position dieser Teile
zueinander aufrechterhalten-bleibt.
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Dies hat den Vorteil, daß das Wälzlager auch nach beendetem Kuppelvorgang,
wenn es sich wieder von den Kupplung ausrückmitteln entfernt, in seiner zentrischen
Lage bleibt, so daß
eine erneute Zentrierung bei der nächsten Betätigung
der Kupplung nicht erforderlich ist.
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Dieses Merkmal kann durch verschiedene konstruktive Ausführungen realisiert
werden. So kann z.B. der eine Laufring des Wälzlager und/oder ein mit diesem zusammenwirkendes
Teil zwischen einem radial nach außen gerichteten Vorsprung des Führungslagers und
einem auf diesem angeordneten Federelement kraftschlüssig gehalten sein.
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Es ist jedoch auch möglich, daß der eine Laufring des Wälzlagers und/oder
ein mit diesem zusammenwirkendes Teil mit einer Ringnut über ein radial nach außen
gerichtetes Teil des Führungslagers oder des Zwischenteiles greifen und in der Ringnut
ein eine kraftschlüssige Verbindung zwischen diesen Teilen bewirkendes Federelement
angeordnet ist.
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Eine sehr zweckmäßige konstruktive Lösung des Problems ergibt sich
dadurch, daß auf dem Führungslager oder dem Zwischenteil ein sich radial nach außen
erstreckendes, in beiden axialen Richtungen wirkendes Federelement angeordnet ist,
das unter Vorspannung in eine Ringnut des einen Laufringes des Wälzlagers und/oder
eines mit diesem zusammenwirkenden Teiles eingreift. Ein derartiges Federelement
kann als Ring ausgebildet sein, der über seinen Umfang verteilt eine Vielzahl von
Zungen aufweist, die unter einem Winkel zur Achse jeweils abwechselnd in die eine
und andere Richtung gerichtet sind. Dabei können die Zungen in ihrer Gesamtheit
eine nach außen offene, annähernd V-förmige Nut begrenzen und in dieser Nut kann
ein zusätzliches radial wirkendes Federelement, wie z.B. ein geschlitzter Federring,
eine Wurmfeder oder dgl. eingesetzt sein, die dann auf die Zungen einwirken und
diese zusätzlich mit einer axialen Kraftkomponente beaufschlagen. Ein derartiges
Federelement kann besonders zweckmäßig als Kunststoffspritzteil ausgeführt sein,
weil es in einer sehr einfachen Form, die nur axial teilbar sein muß, hergestellt
werden kann.
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Schließlich besteht auch die weitere konstruktive Möglichkeit, auf
dem Führungslager oder dem Zwischenteil ein sich radial nach außen erstreckendes
und den einen Laufring des Wälzlagers mit radialem Spiel umgebendes Gehäuseteil
anzuordnen und zwischen diesem und dem Laufring ein Federelement einzuschalten,
das die kraftschlüssige Verbindung zwischen Gehäuse und Laufring bewirkt.
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In den Fällen, an denen das Führungslager selbst während der Kupplungsbetätigung
keine Axialverschiebung gegenüber der Welle ausführen soll, kann dieses an seiner
Außenmantelfläche mit wenigstens einem sich axial erstreckenden Vorsprung oder einer
Ausnehmung versehen sein, der mit einer entsprechenden Ausnehmung oder einem Vorsprung
in der Bohrung des Zwischenteiles zusammenwirkt.
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Wenn das Führungslager als Wälzlager ausgebildet wird, ist es besonders
zweckmäßig, es als Nadellager auszuführen, das aus einem dünnwandigen, insbesondere
aus Blech bestehenden Außenlaufring und zwischen diesem und der Welle abrollenden
Lagernadeln besteht. Die Ausführung des Außenlaufringes aus Blech ist nicht nur
besonders platzsparend, sondern auch außerordentlich wirtschaftlich.
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Die Abdichtung. des Lagers kann dabei in-der Weise erfolgen, daß an
beiden Enden in den Laufring selbst.Dichtringe eingesetzt sind, die auf der Welle
gleitend dichten.
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Will man ein derartiges Nadellager bei einer Konstruktion verwenden,
bei der das gesamte Lager einschließlich des Führungslagers auf der Welle axial
verschoben wird, so wird es sich nicht vermeiden lassen, daß bei der Axialverschiebung
Schmiermittel über den Bereich der Welle verteilt wird, der bei der Verschiebung
von dem Lager bestrichen wird. Um zu vermeiden, daß dieses Schmiermittel entweder
von der Welle abgeschleudert wird oder sich mit Staub oder sonstigen Schmutzpartikeln
versetzt, kann der Außenring an beiden Enden mit sich
axial nach
außen erstreckenden Kunststoffhülsen versehen sein, die die Welle mit geringem Spiel
umgeben und deren Länge so bemessen ist, daß sie bei Axialverschiebung des Führungslagers
auf der Welle stets die von den Lagernadeln überrollte Laufbahn abdecken.
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Will man dagegen ein derartiges Nadellager bei einer Ausführung verwenden,
bei der das Führungslager bei der Kupplungsbetätigung axial nicht verschoben wird,
so kann es zweckmäßig sein, auf dem Außenlaufring eine gesonderte Hülse drehfest
anzuordnen, die ihrerseits axial verlaufende Vorsprünge oder Ausnehmungen aufweist.
Auf dieser vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Hülse kann dann das oben beschriebene
Zwischenteil angeordnet werden, das sich gegenüber der Hülse in axialer Richtung
verschieben kann und auf dem das Wälzlager mit radialem Spiel aufgenommen ist.
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Schließlich bietet die Verwendung eines Nadellagers mit dünnwandigem
Außenlaufring die weitere Möglichkeit, diesen Außenlaufring mit aus seinem Mantel
ausgeschnittenen Zungen zu versehen, die geringfügig nach außen gebogen sind, so
daß sie als Anlagefläche für auf dem Außenring angeordnete Teile, wie Federn oder
dgl. dienen können.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt
und näher beschrieben.
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Das in Figur 1 dargestellte Kupplungsausrücklager besteht aus dem
Wälzlager 1, das den Innenring 2, den Außenring 3 und die Wälzkörper 4 umfaßt, sowie
aus dem Führungslager 5, das aus dem dünnwandigen Außenlaufring 6 besteht, in dem
die Lagernadeln 7 abrollen. Der Außenring 3 des Wälzlagers 1 ist stirnseitig mit
einem Radialflansch 8 versehen, der dazu dient, auf die Kupplungsausrückmittel,
im dargestellten Fall die Zungen 9 einer Tellerfeder einzuwirken. Der Innenring
2 des Wälzlagers 1 ist mit einem Gehäuse 10 verbunden, das seitliche Lappen ii aufweist
(Figur 2), an denen die Ausrückgabel
12 zur Betätigung des Lagers
angreifen kann.
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Das beschriebene Wälzlager 1 ist auf den Außenring 6 des Führungslagers
5 aufgesetzt und besitzt allseitiges radiales Spiel gegenüber diesem. Der Innenring
2 des Wälzlagers liegt stirnseitig gegen radiale Vorsprünge 13 des Außenlaufringes
6 an und wird durch eine Tellerfeder 14 gegen diese gedrückt.
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Die Tellerfeder 14 stützt sich einerseits am Gehäuse 10 und andererseits
an Zungen 15 ab, die aus dem Außenlaufring 6 ausgeklinkt sind.
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Das Führungslager ist mittels der Lagernadeln 7 auf der Oberfläche
der Welle 16 gelagert, die die Kupplung mit dem Getriebe verbindet. Um eine einwandfreie
Schmierung des Führungslagers 5 über lange Zeit zu sichern, sind beiderseits in
den Außenlaufring 6 gleitende Dichtungen 17 eingesetzt.
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Die Figur 1 läßt deutlich erkennen, daß sich die Welle 16 frei gegenüber
dem Führungslager 5 drehen kann. Unter Einwirkung der Ausrückgabel 12 kann die gesamte
Einheit aus Wälzlager 1 und Führungslager 5 in Achsrichtung auf der Welle 16 verschoben
werden, wobei die Lagernadeln 7 auf der Oberfläche der Welle 16 gleiten. Sobald
der Radialflansch 8 mit den Zungen 9 der Tellerfeder in Berührung kommt, wird sich
das Wälzlager 1, das in radialer Richtung gegenüber dem Führungslager 5 verschiebbar
ist, zur Rotationsachse der Kupplung in an sich bekannter Weise zentrieren. Nach
beendetem Kuppelvorgang wird diese Position des Wälzlagers 1 in Bezug auf das Führungslager
5 dadurch aufrechterhalten, daß die Tellerfeder 14 den Innenring 2 gegen die Vorsprünge
13 drückt und ihn dort unter Reibschluß festhält.
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Bei der in Figur 3 dargestellten Variante unterscheidet sich das Führungslager
5 nicht von dem der Figur 1. Im Gegensatz dazu ist jedoch hier auf das Führungslager
eine zusätzliche Blechhülse 18 aufgepreßt, die am einen Ende eine nach außen gerichtete
umlauf ende Wulst 19 und am anderen Ende ausgeklinkte
Zungen 20
aufweist. Gegen die Wulst 19 liegt eine Blechscheibe 21 an, gegen die sich das Gehäuse
22, das den Außenring 23 trägt, abstützt. Die Einheit aus Gehäuse 22 und Außenring
23 wird mittels der Tellerfeder 24, die sich an den Zungen 20 abstützt, gegen die
Blechscheibe 21 gedrückt und dort unter Reibschluß gehalten. Die Funktion dieses
Lagers ist die gleiche wie des Lagers nach Figur 1.
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Ein Unterschied besteht nur insoweit, als bei dieser Ausführung der
Innenring des Wälzlagers zur Betätigung der Kupplungsausrückmittel dient, während
dies bei dem Lager nach Figur 1 der Außenring war.
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Bei dem Kupplungsausrücklager, wie es in Figur 4 dargestellt ist,
unterscheidet sich das Führungslager wiederum nicht von den vorhergehenden Ausführungsformen.
Im Gegensatz zu den vorher beschriebenen Varianten ist hier das Führungslager jedoch
zwischen einem Bund 25 der Welle 26 einerseits und einem Sicherungsring 27 andererseits
so festgelegt, daß es sich axial gegenüber der Welle nicht verschieben kann. Auf
der äußeren Mantelfläche des Außenringes 6 ist in diesem Falle eine Kunststoffhülse
28 befestigt. Auf dieser Kunststoffhülse ist das im wesentlichen L-förmige Zwischenteil
29 längsverschiebbar, jedoch gegen Drehung gesichert gelagert. Die Drehsicherung
erfolgt dadurch, daß an dem axialen Kragen 30 des Zwischenteiles 29 an einer Stelle
seines Umfanges eine Einsickung 31 vorgesehen ist (Figur 5), die mit einer längs
verlaufenden Nut 32 der Kunststoffhülse 28 zusammenwirkt.
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Gegen den radial nach außen gerichteten Flansch des Zwischenteiles
29 liegt einerseits der Außenring 33 des Wälzlagers an.
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Mit diesem Außenring 33 ist das Gehäuse 34 verbunden, das den nach
außen gerichteten Flansch des Zwischenteiles- 29 auf der anderen Seite mit Spiel
umgreift. An dieser Stelle ist zwischen das Gehäuse 34 und den nach außen gerichteten
Flansch des Zwischenteiles 29 die Tellerfeder 35 eingeschaltet, die das Wälzlager
im Reibschluß zum Zwischenteil 29 hält.
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Die Funktion dieses in Figur 4 dargestellten Lagers unterscheidet
sich von den vorhergehenden dadurch, daß das als Nadellager ausgebildete Führungslager
5 lediglich die Drehbewegung der Welle 26 überträgt, ohne eine Längsverschiebung
gegenüber dieser auszuführen. Die Längsverschiebung erfolgt hier vielmehr ausschließlich
durch gleitende Bewegung zwischen der Kunststoffhülse 28 und dem Zwischenteil 29.
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Bei der Variante entsprechend Figur 6 ist ebenso wie bei der vorher
beschriebenen das Führungslager 5 auf der Welle 26 in axialer Richtung festgelegt.
Der dünnwandige Außenlaufring 6 des Führungslagers ist, wie insbesondere Figur 7
erkennen läßt, an seiner Außenfläche mit einer Profilierung in Art einer Vielkeilwelle
versehen. Auf diesem Profil ist das Gehäuseteil 36 dadurch längsverschieblich, jedoch
drehfest gegenüber dem Außenring 6 geführt, daß seine Bohrung entsprechend dem Außenlaufring
6 profiliert ist. Dabei greifen die Vorsprünge 37 am Außenlaufring 6 in entsprechende
Ausnehmungen 38 des Gehäuseteiles 36 ein.
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Das Gehäuseteil 36 umfaßt den Außenring 39 des Wälzlagers.
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Dieser Außenring weist in seiner äußeren Mantelfläche die umlaufende
Nut 40 auf, in die der Sicherungsring 41 mit radialem Spiel eingreift, der seinerseits
in einer Nut des Gehäuseteiles 36 fixiert ist. Zwischen dem Außenring 39 und dem
Gehäuseteil 36 ist weiterhin die Wellfeder 42 untergebracht, die den Reibschluß
zwischen Außenring 39 und Gehäuseteil 36 aufrecht erhält. Die Funktion dieser Variante
entspricht im übrigen völlig der entsprechend Figur 4.
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In Figur 8 ist schließlich eine Abwandlung eines erfindungsgemäßen
Kupplungsausrücklagers dargestellt, bei dem das Fuhrungslager als Kunststoffgleithülse
43 ausgebildet ist, die unmittelbar auf der glatten Welle 44 gelagert ist. Die Welle
44 kann sich frei innerhalb dieser Kunststoffgleithülse 43 drehen und die letztere
kann längs der Welle 44 während des Kuppelvorganges verschoben werden. Die Kunststoffgleithülse
43
trägt über ihren Umfang verteilt eine Vielzahl von Zungen 45,
die unter einem Winkel zur Achse jeweils abwechselnd in die eine und andere Richtung
gerichtet sind. Sie kommen dabei zur Anlage einerseits an der Verlängerung 46 des
Innenringes des Wälzlagers und andererseits an dem radial gerichteten Flansch 47
des Gehäuses 48. Zur Erhöhung der Federkraft der Zungen 45 kann in die zwischen
den Zungen sich ergebende Nut z.B. eine Wurmfeder 49 eingefügt sein, die radial
auf die Zungen 45 einwirkt und diesen dabei eine zusätzliche axiale Kraftkomponente
gibt.
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Die Figur 9 letztlich zeigt in einem Ausschnitt ein abgewandeltes
Führungslager 5, das auf einer Welle 16 so gelagert ist, daß sich die Welle gegenüber
ihm frei drehen kann und daß es selbst entlang der Welle verschoben werden kann.
In diesem Falle sind zusätzlich zu den gleitenden Dichtungen 17 in den Außenlaufring
6 an beiden Enden sich axial nach außen erstreckende Kunststoffhülsen 50 bzw. 51
eingesetzt, die die Welle 16 mit geringem Spiel umgeben und deren Länge so bemessen
ist, daß sie bei Axialverschiebung des Führungslagers 5 auf der Welle stets die
von den Lagernadeln überrollte Laufbahn abdecken. Die Hülse 50 bildet dabei mit
der Oberfläche der Welle eine Spaltdichtung, während die Hülse 51 an ihrem Ende
mit einer Dichtlippe 52 gleitend an der Wellenoberfläche anliegt.