EP2430326A1 - Kupplungsbetätigungslager, insbesondere für ein doppelkupplungssystem - Google Patents

Kupplungsbetätigungslager, insbesondere für ein doppelkupplungssystem

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EP2430326A1
EP2430326A1 EP10717097A EP10717097A EP2430326A1 EP 2430326 A1 EP2430326 A1 EP 2430326A1 EP 10717097 A EP10717097 A EP 10717097A EP 10717097 A EP10717097 A EP 10717097A EP 2430326 A1 EP2430326 A1 EP 2430326A1
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EP
European Patent Office
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bearing
ring
outer ring
clutch
clutch actuating
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Application number
EP10717097A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Norbert Radinger
Tomas Smetana
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Publication date
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    • F16C19/16—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
    • F16C19/163—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls with angular contact
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    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D2300/08—Details or arrangements of sealings not provided for in group F16D3/84

Definitions

  • the invention relates to a clutch actuation bearing as such serves to set the engagement state of the clutch system by adjusting its axial position relative to an associated clutch system.
  • the invention is directed to an engagement bearing as such serves to initiate a provided for bringing about a clutch engagement state axial force in a clutch system.
  • a clutch actuating bearing in the form of a release bearing which is arranged concentrically to a transmission main shaft and in the axial direction of the same displaced. With appropriate axial load of the clutch actuation bearing, the bearing can be spent in a disengaged position and thereby cancel the engaged state of an associated clutch system.
  • the clutch actuating bearing comprises a bearing inner ring and a bearing outer ring. On the bearing inner ring, a ring element is placed which forms a radially outwardly penetrating radial flange. Between this radial flange and the inner wall of the bearing outer ring a sealing gap is formed.
  • elastomer seals are also used in clutch actuation bearings. These elastomer seals are characterized by a high sealing effect. Due to the frictional contact of the sealing lips with the associated running surfaces, the result is opposite However, contactless seals typically result in a somewhat higher level of friction that leads to heating of the bearing.
  • the invention has for its object to provide a clutch actuation bearing which is relatively inexpensive to produce from a manufacturing point of view, and which is characterized in addition to a high Schmierstoff Weghaltewir- kung also by a low bearing friction.
  • a clutch actuating bearing with a bearing inner ring, a bearing outer ring, and rolling elements which are accommodated in a defined between the two bearing rings track space and support the two bearing rings against each other, wherein this clutch actuating bearing is characterized in that attached to the bearing inner ring, a first ring element is the one to the inner wall of the bearing outer ring cone-like penetrating skirt portion, and that in the bearing outer ring, a second ring member is inserted, which forms an inwardly penetrating annular jacket which extends leaving a sealing gap along a rolling body facing away from the outside of the conical surface portion.
  • Figure 1 is an axial sectional view illustrating the construction of a erfindunmultien clutch actuation bearing for a dual-clutch transmission
  • Figure 2 is a detailed view illustrating further constructive details of the clutch actuation bearing according to the invention, as well as the achieved here lubricant retention effect.
  • the inventive clutch actuating bearing shown in Figure 1 comprises a bearing inner ring 1, a bearing outer ring 2, and rolling elements 3 are taken in a defined between the two bearing rings 1, 2 track space and support the two bearing rings 1, 2 in the manner of an angular contact ball bearing against each other ,
  • the bearing outer ring 2 is provided in its coupling device (not shown) facing the end region with a ring flange 2a which serves as such the initiation of the bearing actuation forces in the bearing outer ring 2.
  • the clutch actuation bearing according to the invention is characterized in that a first ring element 4 is attached to the bearing inner ring 1 which has a protruding to the inner wall of the bearing outer ring 2 conical surface portion 4a, and that the bearing outer ring 2, a second ring element 5 is attached, which is an inwardly penetrating annular jacket 5a forms which extends while leaving a sealing gap S along a side facing away from the rolling elements 3 outside of the conical surface portion 4a.
  • the sealing gap S is designed in such a way that its gap width measured parallel to the bearing axis is somewhat smaller in the inner region than in the middle and in the outer region.
  • the mutually facing and the sealing gap space defining lateral surfaces of the two ring elements 4, 5 do not extend to each other so far equidistant.
  • the first ring element 4 further has a sleeve section 4b, which adjoins the outer edge region of the conical surface section 4a.
  • the sleeve portion 4b is designed such that it also forms a running gap together with the inner wall of the bearing outer ring 2.
  • the first ring element 4 furthermore has a press ring section 4d on which the geometry of a seat section provided by the bearing inner ring 1 is matched such that the first ring element 4 is anchored there under a relatively high load-bearing press fit. It is possible to realize in the joining region of these two components 1, 4 also other geometries by which, for example, a positive securing of the first ring member 4 is achieved on the bearing inner ring 1.
  • the bearing inner ring 1 is seated in an encompassed from the bearing outer ring 2 axial region.
  • the bearing inner ring 1 forms a Kalotten preparation in the region of its inner peripheral surface 1 a.
  • a compensation ring 9 is supported on this Kalotten scanning .
  • That compensation ring 9 in turn supports a pressure ring 10.
  • the pressure ring 10 serves to initiate the guided over the bearing actuation force in a not-shown here coupling system.
  • the Aufschub termee the first ring member 4 is fixed to the bearing inner ring 1 by a radially retracted ring land 4c.
  • the first ring element 4 is dimensioned such that this encompasses almost the entire between the front bearing ring end face 1 a and the rolling elements 3 extending axial region of the bearing inner ring 1.
  • the sleeve section 4b of the first ring element 4 forms a lubricant retention space R.sub.s which is largely sealed off from the adjoining wall region of the bearing outer ring 2.
  • lubricant would first have to advance to the rolling elements 3 and then into the circumferential ring gap between the sleeve section 4b of the first ring element 4 and the inner peripheral wall of the bearing outer ring 2 penetrate.
  • this circumferential annular gap prevails lubricant backpressure which builds up in the cone shell-like gap space S by lubricant shear stress, as well as by centrifugal force.
  • the second ring element 5 is axially secured to the bearing outer ring 2.
  • a securing groove 2b is formed in the bearing outer ring 2.
  • An outer annular jacket section 5b of the second annular element 5 is seated in this securing groove 2b.
  • a plurality of notches 5c are formed which, as such, subdivide the annular jacket section 5b into a plurality of segments. These segments can compress radially during assembly of the second ring element 5 and snap in Eich the desired position of the ring element in the securing groove 2b a.
  • the clear width ta, tb of the gap areas adjoining the conical surface section 4a and the sleeve section 4b is preferably in the range from 0.2 to 0.8 mm.
  • the ring elements 4, 5 shown here are made of a high-strength material, in particular steel. It is also possible to manufacture these components from high-strength plastic material, or in particular as metal Perform plastic composite components. Insofar as the bearing is designed essentially only for one direction of rotation, it is possible to provide additional lubricant-retaining structures such as spiral grooves in the region of the gaps.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kupplungsbetätigungslager. Erfindungsgemäß ist an einen Lagerinnenring ein erstes Ringelement angesetzt ist das einen zur Innenwandung des Lageraußenringes vordringenden Kegelmantelabschnitt aufweist. An den Lageraußenring ist ein zweites Ringelement angesetzt, das einen einwärts vordringenden Ringmantel bildet der sich unter Belassung eines Dichtspaltes entlang einer den Wälzkörpern abgewandten Außenseite des vorgenannten Kegelmantelabschnitts erstreckt.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Kupplungsbetätigungslager, insbesondere für ein Doppel kupplungssystem
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kupplungsbetätigungslager das als solches dazu dient durch Einstellung seiner Axialposition gegenüber einem zugeordneten Kupplungssystem den Eingriffszustand des Kupplungssystems festzulegen. Insbesondere richtet sich hierbei die Erfindung auf ein Einrücklager das als solches dazu dient, eine zur Herbeiführung eines Kupplungseingriffszustands vorgesehene Axial kraft in ein Kupplungssystem einzuleiten.
Hintergrund der Erfindung
Aus DE 199 12 432 B4 ist ein Kupplungsbetätigungslager in Form eines Ausrücklagers bekannt, das konzentrisch zu einer Getriebehauptwelle angeordnet und in Axialrichtung derselben verlagerbar ist. Bei entsprechender axialer Belastung des Kupplungsbetätigungslagers kann das Lager in eine Ausrückposi- tion verbracht werden und dabei den Eingriffszustand eines zugeordneten Kupplungssystems aufheben. Das Kupplungsbetätigungslager umfasst einen Lagerinnenring und einen Lageraußenring. Auf den Lagerinnenring ist ein Ringelement aufgesetzt das einen radial nach außen vordringenden Radialflansch bildet. Zwischen diesem Radialflansch und der Innenwandung des La- geraußenringes wird ein Dichtspalt gebildet.
Neben berührungslosen Dichtungssystemen werden bei Kupplungsbetäti- gungslagern auch Elastomerdichtungen eingesetzt. Diese Elastomerdichtungen zeichnen sich durch eine hohe Dichtwirkung aus. Aufgrund des Reib- Kontakts der Dichtlippen mit den zugeordneten Laufflächen ergibt sich gegen- über berührungslosen Dichtungen jedoch typischerweise ein etwas höherer Reibleistungsanfall der zu einer Erwärmung des Lagers führt.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kupplungsbetätigungslager zu schaffen das unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten relativ kostengünstig herstellbar ist, und das sich neben einer hohen Schmierstoffrückhaltewir- kung auch durch eine geringe Lagerreibung auszeichnet.
Erfindungsgemäße Lösung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kupplungsbetätigungslager mit einem Lagerinnenring, einem Lageraußenring, sowie Wälzkörpern die in einem zwischen den beiden Lagerringen definierten Bahnraum aufgenommen sind und die beiden Lagerringe gegeneinander abstützen, wobei sich dieses Kupplungsbetätigungslager dadurch auszeichnet, dass an den Lagerinnenring ein erstes Ringelement angesetzt ist das einen zur Innenwandung des Lageraußenringes kegelmantelartig vordringenden Mantelabschnitt aufweist, und dass in den Lageraußenring ein zweites Ringelement eingesetzt ist, das einen einwärts vordringenden Ringmantel bildet der sich unter Belassung eines Dichtspaltes entlang einer den Wälzkörpern abgewandten Außenseite des Kegelmantelabschnitts erstreckt.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, zunächst bereits durch das erste Ringelement eine überraschend hohe Rückhaltewirkung zu realisieren und zudem im Zusammenspiel mit dem zweiten Ringelement ein Laufspaltsystem zu schaffen das auf etwaig aus dem Lagerinnenbereich abwandernden Schmierstoff eine kombinierte Scher- und Fliehkraftbelastung ausübt durch welche eine hohe Rückhaltwirkung erreicht wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Kupplungsbetätigungslagers sind Gegenstand der Unteransprüche. Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nach- folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
Figur 1 eine Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungemäßen Kupplungsbetätigungslagers für ein Doppelkupplungsgetriebe;
Figur 2 eine Detaildarstellung zur Veranschaulichung weiterer konstruktiver Details des erfindungsgemäßen Kupplungsbetätigungslagers, sowie der hier erreichten Schmierstoffrückhaltewirkung.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
Das in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Kupplungsbetätigungslager um- fasst einen Lagerinnenring 1 , einen Lageraußenring 2, sowie Wälzkörper 3 die in einem zwischen den beiden Lagerringen 1 , 2 definierten Bahnraum aufge- nommen sind und die beiden Lagerringe 1 , 2 nach Art eines Schrägkugellagers gegeneinander abstützen.
Der Lageraußenring 2 ist in seinem der Kupplungseinrichtung (nicht dargestellt) zugewandten Endbereich mit einem Ringflanschabschnitt 2a versehen der als solcher der Einleitung der Lagerbetätigungskräfte in den Lageraußenring 2 dient.
Das erfindungsgemäße Kupplungsbetätigungslager zeichnet sich dadurch aus, dass an den Lagerinnenring 1 ein erstes Ringelement 4 angesetzt ist das einen zur Innenwandung des Lageraußenringes 2 vordringenden Kegelmantelabschnitt 4a aufweist, und dass an den Lageraußenring 2 ein zweites Ringelement 5 angesetzt ist, das einen einwärts vordringenden Ringmantel 5a bildet der sich unter Belassung eines Dichtspaltes S entlang einer den Wälzkörpern 3 abgewandten Außenseite des Kegelmantelabschnitts 4a erstreckt.
Der Dichtspalt S ist so gestaltet, dass dessen parallel zur Lagerachse gemes- sene Spaltweite im Innenbereich etwas geringer ist als im Mitten- und im Außenbereich. Die einander zugewandten und den Dichtspaltraum definierender Mantelflächen der beiden Ringelemente 4, 5 verlaufen insoweit zueinander nicht äquidistant.
Das erste Ringelement 4 weist ferner einen Hülsenabschnitt 4b auf, der sich an den Außenrandbereich des Kegelmantelabschnitts 4a anschließt. Der Hülsenabschnitt 4b ist derart gestaltet, dass dieser gemeinsam mit der Innenwandung des Lageraußenringes 2 ebenfalls einen Laufspalt bildet.
Das erste Ringelement 4 weist weiterhin einen Pressringabschnitt 4d auf der derart auf die Geometrie eines durch den Lagerinnenring 1 bereitgestellten Sitzabschnitts abgestimmt ist, dass das erste Ringelement 4 dort unter einem relativ hoch belastbaren Presssitz verankert ist. Es ist möglich, im Fügebereich dieser beiden Bauteile 1 , 4 auch anderweitige Geometrien zu realisieren durch welche beispielsweise eine formschlüssige Sicherung des ersten Ringelementes 4 an dem Lagerinnenring 1 erreicht wird.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sitzt der Lagerinnenring 1 in einem vom Lageraußenring 2 umgriffenen Axialbereich. Der Lagerinnenring 1 bildet im Bereich seiner Innenumfangsfläche 1 a eine Kalottenfläche. Auf dieser Kalottenfläche stützt sich ein Ausgleichsring 9 ab. Jener Ausgleichsring 9 wiederum stützt einen Druckring 10 ab. Der Druckring 10 dient der Einleitung der über das Lager geführten Betätigungskraft in ein hier nicht näher dargestelltes Kupplungssystem.
An dem Lageraußenring 2 ist auf dessen dem Ringflanschabschnitt 2a abgewandter Rückseite ein Einwärts zum Lagerinnenring 1 vordringender Bodenflansch 2c ausgebildet. An diesen Bodenflansch 2c schließt sich entlang des Innenrandes ein innerer Ringsteg 2d an. Dieser innere Ringsteg 2d taucht in eine Umfangsnut 1 b des Lagerinnenringes 1 ein und bildet im Zusammenspiel mit diesem Bauteil ebenfalls eine weitgehend abdichtende Spaltstelle.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist die Aufschubtiefe des ersten Ringelementes 4 auf den Lagerinnenring 1 durch einen radial eingezogenen Ringsteg 4c festgelegt. Das erste Ringelement 4 ist derart dimensioniert, dass dieses nahezu den gesamten zwischen der vorderen Lagerringstirnseite 1 a und den Wälzkörpern 3 verlaufenden Axialbereich des Lagerinnenringes 1 umgreift. Der Hülsenab- schnitt 4b des ersten Ringelementes 4 bildet hierbei einen gegenüber dem angrenzenden Wandungsbereich des Lageraußenringes 2 weitgehend abgeschotteten Schmierstoffrückhalteraum R. Um aus diesem Schmierstoffrückhalteraum zu entweichen müsste Schmierstoff zunächst zu den Wälzkörpern 3 vordringen und dann in den Umfangsringspalt zwischen dem Hülsenabschnitt 4b des ersten Ringelementes 4 und der Innenumfangswandung des Lageraußenringes 2 eindringen. In diesem Umfangsringspalt herrscht ein Schmierstoffgegendruck der sich in dem kegelschalenartigen Spaltraum S durch Schmierstoffscherbeanspruchung, sowie durch Fliehkraftwirkung aufbaut.
Das zweite Ringelement 5 ist an dem Lageraußenring 2 axial gesichert. Hierzu ist in dem Lageraußenring 2 eine Sicherungsnut 2b ausgebildet. In dieser Sicherungsnut 2b sitzt ein äußerer Ringmantelabschnitt 5b des zweiten Ringelementes 5. In diesem Ringmantelabschnitt 5b sind mehrere Ausklinkungen 5c ausgebildet die als solche den Ringmantelabschnitt 5b in mehrere Segmente unterteilen. Diese Segmente können während der Montage des zweiten Ringelementes 5 radial einfedern und schnappen bei Ereichen der Sollposition des Ringelementes in die Sicherungsnut 2b ein.
Die lichte Weite ta, tb der an den Kegelmantelabschnitt 4a und den Hülsenab- schnitt 4b angrenzenden Spalträume liegt vorzugsweise im Bereich 0,2 bis 0,8 mm. Die hier gezeigten Ringelemente 4, 5 sind aus einem hochfesten Werkstoff, insbesondere Stahl gefertigt. Es ist auch möglich, diese Bauteile aus hochfestem Kunststoffmaterial zu fertigen, oder insbesondere als Metall- Kunststoffverbundbauteile auszuführen. Soweit das Lager im wesentlichen nur für eine Drehrichtung ausgelegt ist, ist es möglich, im Bereich der Spalträume zusätzliche die Schmierstoffrückhaltung unterstützende Strukturen wie z.B. Spiralrillen vorzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. Kupplungsbetätigungslager mit:
- einem Lagerinnenring (1 ),
- einem Lageraußenring (2), und
- Wälzkörpern (3) die in einem zwischen den beiden Lagerringen (1 , 2) definierten Bahnraum aufgenommen sind und die beiden Lagerringe (1 , 2) gegeneinander abstützen, dadurch gekennzeichnet,
- dass in einem zwischen dem Lagerinnenring (1 ) und dem Lageraußenring (2) liegenden Bereich an den Lagerinnenring (1 ) ein erstes Ringelement (4) angesetzt ist das einen zur Innenwandung des Lageraußenringes (2) vordringenden Kegelmantelabschnitt (4a) aufweist, und
- dass in den Lageraußenring (2) ein zweites Ringelement (5) eingesetzt ist, das einen einwärts vordringenden Ringmantel (5a) bildet der sich unter Belassung eines Bewegungsspaltes entlang einer den Wälzkörpern (3) abgewandten Außenseite des Kegelmantelabschnitts (4a) erstreckt.
2. Kupplungsbetätigungslager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ringelement (4) einen Hülsenabschnitt (4b) aufweist der sich an den Außenrandbereich des Kegelmantelabschnitts (4a) anschließt.
3. Kupplungsbetätigungslager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenabschnitt (4b) derart gestaltet ist, dass dieser ge- meinsam mit der Innenwandung des Lageraußenringes (2) einen ringzylindrischen Laufspalt bildet.
4. Kupplungsbetätigungslager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ringelement (4) einen Pressringabschnitt (4d) aufweist der derart auf die Geometrie eines durch den Lagerinnenring (1 ) bereitgestellten Sitzabschnitts abgestimmt ist, dass das erste Ringelement (4) dort unter einem Presssitz verankert ist.
5. Kupplungsbetätigungslager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, das das erste Ringelement (4) und das zweite Ringelement (5) im Bereich ihrer einander zugewandten Flächen des Kegelmantelabschnitts (4a) und des Ringmantels (5a) einen Spaltraum definieren dessen parallel zur Lagerachse gemessene Spaltweite (ta) in der Nähe des Lageraußenringes (2) größer ist als in dem Mittenbereich zwischen diesen Lagerringen (1 , 2).
6. Kupplungsbetätigungslager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenabschnitt (4b) derart weit zu den Wälzkörpern (3) vordringt, dass dieser einen Umfangsab- schnitt eines Wälzkörperkäfigs übergreift.
7. Kupplungsbetätigungslager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten Ringelement (4) eine Ringschulter (4c) ausgebildet ist, die auf einer Ringstirnfläche des Lagerinnenringes (1 ) aufsitzt.
EP10717097A 2009-05-12 2010-04-21 Kupplungsbetätigungslager, insbesondere für ein doppelkupplungssystem Withdrawn EP2430326A1 (de)

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