Ausrücklager für eine hydraulische Betätigungsvorrichtung einer

Trennkupplung

Die Erfindung betrifft ein Ausrücklager für eine Betätigungsvorrichtung zum Ausrücken einer Trennkupplung, die mechanisch oder hydraulisch betätigt und zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Schaltgetriebe in einem Fahr¬ zeug eingesetzt ist gemäß den oberbegriffsbildenden Merkmalen von Anspruch 1.

Aus der DE-A 35 05 878 ist ein gattungsbildendes Ausrücklager bekannt, bei dem der Außenring des Ausrücklagers unmittelbar am Ringflansch einer Betäti¬ gungshülse abgestützt ist, wodurch sich aufgrund des aus Stahl hergestellten Außenrings und des Ringflansches aus Kunststoff eine von der Werkstoffestigkeit nachteilige Werkstoffpaarung ergibt. Zur Erreichung einer kraftschlüssigen Anlage des Außenrings am Ringflansch ist aus dem bekannten Dokument weiterhin ein Federelement entnehmbar, das in eine Ringnut der Betätigungs¬ hülse eingesetzt ist und außenseitig am Außenring des Ausrücklagers abgestützt ist. Die bekannte Ausbildung zeigt ein aufwendig gestaltetes Federelement, das außen zur Lagezentrierung eine Abwinkelung aufweist und innen partiell mit Ausnehmungen versehen ist, die mit übereinstimmenden Ausnehmungen in der Wandung der Nut der Betätigungshülse korrespondieren und damit eine Monta¬ ge ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ausrücklager zu schaffen, das:

- einen verringerten Bauteileumfang aufweist

- eine Reduzierung der Einbautoleranzen ermöglicht

- die Montage erleichtert und - kostengünstig herstellbar ist

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin:

b) - die Gebrauchsdauer bzw. Lebensdauer des Ausrücklagers zu erhöhen und

- eine Funktionsverbesserung herbeizuführen

Die Aufgabenstellung gemäß Punkt a) wird durch die Merkmale im Kennzeich¬ nungsteil von Anspruch 1 gelöst. Die Lösung der Aufgabe gemäß b) wird durch die erfindungsgemäßen Merkmale des Anspruchs 1 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist gemäß Anspruch 1 eine U-förmig gestaltete Winkelscheibe vorgesehen, die zwischen dem radialen Ansatz des Außenrings und dem Ring¬ flansch angeordnet ist. Die Ausgestaltung der Winkelscheibe sieht dabei vor, den Ansatz des Außenrings innenseitig zu umgreifen, wobei das freie Ende mit oder ohne Vorspannung am Ansatz anliegt. Ein Ausrücklager dieser Bauart ist sowohl für ein mechanisches als auch für ein hydraulisches Kupplungs-Aus- rücksystem einsetzbar. Diese Ausbildung stellt weiterhin eine Versteifung des Ringflansches und damit der Betätigungshülse sicher, aufgrund der vollflächigen Anlage der aus Stahlblech geformten Scheibe an der Stirnfläche des Ringflan¬ sches, wodurch eine gewünschte Reduzierung der Flächenpressung am Ring¬ flansch, der aus Kunststoff gefertigt ist, erreichbar ist. Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäß gestaltete Winkelscheibe eine vorteilhafte Bauteiireduzierung, da diese das freie Ende des Ansatzes umgreift und dabei durch eine entspre- chende Werkstoffwahl und Formgebung die Funktion eines Federelementes erfüllt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Winkelscheibe gewährleistet darüberhinaus eine Reduzierung der Einbautoleranzen aufgrund der Doppel-

funktion der Winkelscheibe, die außerdem eine Montageerleichterung sicher¬ stellt und damit einen Kostenvorteil bietet.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 ist die erfindungsgemäße Winkelscheibe mit zwei unterschiedlich langen Borden versehen, wobei der längere Bord zwischen dem Ringflansch und den Ansatz des Außenrings eingesetzt ist und der kürzere Bord die Funktion eines Feder¬ elementes übernimmt.

Es ist zweckmäßig gemäß Anspruch 3, daß eine axiale Beabstandung der Borde der Winkelscheibe größer ist als die Wandstärke des mit dem Außenring ver¬ bundenen Ansatzes. Diese Ausbildung ermöglicht, daß das freie Ende des kurzen Bords der Winkelscheibe mit einer ausreichenden Vorspannung an dem Ansatz anliegt, was für eine dauerhafte Funktion erforderlich ist.

Nach Anspruch 4 ist vorgesehen, daß nach einem Zusammenfügen der Winkel¬ scheibe an den Außenring der kurze Bord der Winkelscheibe durch ein Bördeln anformbar ist. Dieser bauartbedingte Montageschritt schafft eine unverlierbare Einheit, bestehend aus der Winkelscheibe und dem Außenring und begünstigt weitere Montageschritte, in dem die Winkelscheibe eine Zentrierwirkung beim Aufschieben des Ausrücklagers auf die Betätigungshülse übernimmt.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 sieht radiale Ein¬ schnitte im kurzen Bord der Winkelscheibe vor, die vor dem Bördeln einge- bracht sind und ein Anformen begünstigen.

Nach Anspruch 6 ist die Winkelscheibe aus einem Federstahl hergestellt. Alternativ ist ebenfalls eine aus Stahlblech geformte Winkelscheibe einsetzbar, die in dem U-förmigen Abschnitt insbesondere im Bereich des kurzen Schenkels beispielsweise nach dem Bördeln einem besonderen die Werkstoffsteifigkeit verbessernden Verfahren unterzogen ist.

Es ist zweckdienlich nach Anspruch 7 die Winkelscheibe formschlüssig am

Ringflansch der Betätigungshülse zu befestigen. Dazu eignet sich insbesondere eine Bördelung, die umlaufend oder sektionsweise außenseitig den Ringflansch umgreift. Alternativ bietet sich ebenfalls eine am Ringflansch verschnappte Winkelscheibe an, wobei die Verschnappung beispielsweise am Außenumfang des Ringflansches vorgesehen ist. Unabhängig von der Ausbildung der form¬ schlüssigen Befestigung ist diese gleichfalls als Verdrehsicherung ausgebildet.

Zur verbesserten Montage ist nach Anspruch 8 vorgesehen, daß Ausrücklager einschließlich der Winkelscheibe als vorkomplettierbare Einheit auszubilden. Diese Maßnahme begünstigt vorteilhaft die Taktzeiten zur Montage einer Ausrücklager-Kompletteinheit.

Nach Anspruch 9 ist als Werkstoff für den Ringkolben ein hochfester, form- stabiler und temperaturbeständiger Kunststoff vorgesehen, insbesondere PA 66 GF, der zur Erreichung einer verbesserten Festigkeit zusätzlich mit einer Armierung versehen werden kann.

Die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 10 sieht im Ringflansch der Betätigungshülse umfangsverteilt angeordnete Entlüftungsbohrungen vor, die den Austritt einer Luftströmung ermöglichen, die bedingt durch die Konfiguration des Ausrücklagers, insbesondere des Innenrings, ausgelöst wird und einen Saugeffekt bewirkt. Die vorteilhafte Ableitung der auftretenden Luftströmung durch den Ringflansch verhindert einen nachteiligen Schmutzpartikeleintrag in das Wälzlager.

Gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 1 ist eine geometrische Zuordnung der Wälzlagerringe zu den Wälzkörpern vorgesehen, die eine Schmiegung von > 53 % ergibt und einen Druckwinkel von <κ ≥ 45°. Die auch als Radienverhält- nis zu bezeichnende Schmiegung definiert das Krümungsverhältnis zwischen dem Außenring und den Wälzkörpern bzw. zwischen dem Innenring und den Wälzkörpern. Die Schmiegung nimmt einen starken Einfluß auf das Leistungs¬ vermögen des Wälzlagers, insbesondere hinsichtlich der statischen und dynami-

sehen Tragzahl, der Schmierfilmbildung sowie auf die Reibung und den Ver¬ schleiß.

Die Wälzlagergeometrie sieht erfindungsgemäß weiterhin einen Druckwinkel von oe ≥ 45° vor. Als Druckwinkel auch Berührwinkel genannt, wird der Winkel bezeichnet, der sich zwischen der Verbindungslinie durch die Berühr¬ punkte eines Wälzlagers mit den Laufbahnen und einer radialen Richtung ergibt. Erfindungsgemäß ist ein Druckwinkel von oe > 45° beansprucht, der sich unter einer Belastung und der damit verbundenen Verformung des Wälz- lagers einstellt. Dieser Winkelwert entspricht damit dem tatsächlichen Berühr¬ winkel. Beide erfindungsgemäßen Maßnahmen, der Druckwinkel und die Schmiegung nehmen gemeinsam einen positiven Einfluß auf die Lebensdauer des erfindungsgemäß ausgelegten Ausrücklagers.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist nach Anspruch 12 eine voneinander abweichende Schmiegung zwischen dem Außenring und den Wälzkörpern sowie zwischen dem Innenring und den Wälzkörpern vorgesehen. Damit ist der unterschiedlichen geometrischen Anordnung und den voneinander abweichenden Durchmesserverhältnissen Rechnung getragen, zur Erreichung gleicher Tragfähigkeiten, Verschleiß- und Reibungswerte an den Kontaktflächen. Das erfindungsgemäß ausgestaltete Ausrücklager besitzt demnach eine Schmie¬ gung zwischen dem Innenring und den Wälzkörpern, die kleiner ist als die entsprechende Schmiegung zwischen dem Außenring und den Wälzkörpern.

Es ist nach Anspruch 13 zweckmäßig zur Verringerung eines Staubeintrags in das Ausrücklagers, den Innenring in Richtung der Tellerfeder zu verlängern, unter Einhaltung eines kleinen Spaltmaßes, das sich zwischen der Stirnseite des Innenrings und der Tellerfeder einstellt.

Die in den Ansprüchen 14 und 15 beanspruchten konstruktiven Ausgestal¬ tungen betreffen ebenfalls Maßnahmen, die einen nachteiligen Staub- bzw. Verschmutzungseintrag in die Wälzlagerlaufbahn reduzieren bzw. einen

Schmierstoffverlust aus dem Wälzlager verhindern. Diese Maßnahmen wirken sich damit positiv auf die Lebensdauer des Ausrücklagers aus.

Gemäß Anspruch 14 ist der rotierende Innenring endseitig mit einer radial nach innen gerichteten Abrißkante versehen, wodurch am Innenring anliegende Verschmutzungen nicht axial weiter gefördert werden können, aufgrund der vorstehenden Abrißkante, die eine Zone geringerer Umfangsgeschwindigkeit bildet. Die gemäß Anspruch 15 beanspruchte Umlaufnut, die in der Endzone des Innenrings außen angeordnet ist, dient dazu einen Schmierstoffverlust zu vermeiden, der bei einem erwärmten Ausrücklager im Stillstand auftreten kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die in den Ansprüchen 14 und 15 beanspruchten Ausgestaltungen gemeinsam an einem Innenring vorgesehen.

Der Erfindungsgedanke nach Anspruch 16 sieht die Anordnung eines Dichtrings vor zur wirksamen Abdichtung eines Ringspaltes zwischen der Betätigungshülse und dem rotierenden Innenring. Dazu ist an der Betätigungshülse ein lagefixier¬ ter Dichtring vorgesehen, dessen Dichtlippe unter einer Vorspannung am Innenring anliegt.

Zur Erreichung einer verbesserten Schmierung des Ausrücklagers ist nach Anspruch 1 7 im Wälzlager ein Schmierstoffreservoir vorgesehen, von dem aus eine gezielte, über die Gebrauchsdauer des Wälzlagers ausreichende Schmie¬ rung sichergestellt werden kann, die z. B. der Lebensdauer des Fahrzeugs angepaßt ist, in dem das Ausrücklager eingesetzt ist. Dabei gelangt Schmierstoff aus dem Schmierstoffreservoir, das vorzugsweise am nicht rotierenden Wälz¬ lagerring angeordnet ist, über ein Dosiermittel zu den Wälzkörpern bzw. der Wälzlagerlaufbahn. Als Dosiermittel eignet sich beispielsweise ein Docht oder alternativ jedes andere eine Kapillarwirkung ausübende Mittel, das eine an den Bedarf abgestimmte Schmierstoffmenge den Wälzlagern zuführt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt und aus der dazugehörigen Figuren¬ beschreibung.

In der einzigen Figur ist mit 1 eine Betätigungsvorrichtung im Halbschnitt abgebildet, die eine Betätigungshülse 2 und ein Ausrücklager 3 umfaßt. Die Betätigungsvorrichtung 1 ist Teil einer nicht näher dargestellten mechanisch oder hydraulisch betätigbaren Einrichtung einer Trennkupplung, die zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Schaltgetriebe in Fahrzeugen eingesetzt ist. Die Betätigungshülse 2 ist auf einer Antriebswelle, die in der Figur nicht abge¬ bildet ist, axial verschiebbar geführt und steht mittelbar oder unmittelbar über eine Stirnseite 4 mit einem mechanisch oder hydraulisch beaufschlagbaren Bauteil in Verbindung. Die Betätigungshülse 2 ist einstückig mit einem Ring- flansch 5 verbunden, der außermittig zur Stirnseite 4 gerichtet angeordnet ist. Am Ringflansch 5 ist das Ausrücklager 3 über einen Außenring 6 axial abge¬ stützt, dessen radialer Ansatz 7 vollflächig an einer Winkelscheibe 8 anliegt, die zwischen dem Ringflansch 5 und dem Außenring 6 eingsetzt ist. Das als ein¬ reihiges Radial-Schrägkugellager ausgebildete Ausrücklager 3 verfügt weiter über Wälzkörper 9 über die der Außenring 6 mit dem Innenring 10 verbunden ist. Bei einer Verschiebung der Betätigungsvorrichtung 1 in Pfeilrichtung kommt es zu einer Übertragung einer Axialkraft, die von der Betätigungshülse 2 auf das Ausrücklager 3 und von dort über eine in der Figur nicht näher gezeigte Trenn¬ kupplung, an der ein als Dopplung ausgebildeter radialer Abschnitt 1 1 des Innenrings 10 anliegt.

Zur Erreichung einer kraftschlüssigen Anlage des Außenrings 6 an der Winkel¬ scheibe 8 ist diese einstückig U-förmig gestaltet, wobei ein langer Bord 12 zwischen dem Ringflansch 5 und dem radialen Ansatz 7 des Ausrücklagers eingesetzt ist und ein zugehöriger kurzer Bord 13 die Funktion eines Feder¬ elementes übernehmend am radialen Ansatz 7 anliegt. Dazu umgreift der Bord 13 innenseitig den Außenring 6 und übt mit seinem freien Ende eine Axialkraft auf den radialen Ansatz 7 aus. Zur Schaffung eines als Federelement ausgebilde¬ ten Bordes 1 3 ist die Winkelscheibe 8 vorzugsweise aus Federstahl hergestellt. Das Anformen des Bordes 13 entsprechend der in der Figur dargestellten Form erfolgt nach einer Anlage des Außenrings 6 an die Winkelscheibe 8 durch Umbördeln, wobei eine axiale Beabstandung der Borde 12, 13 so gewählt wird, daß dieses Maß größer ist als die Wandstärke des radialen Ansatzes 7. Durch

diese Auslegung wird eine gewünschte große Vorspannung des Bordes 1 3 am radialen Ansatz 7 erzielt, zu deren Verstärkung im Bereich des Innenumfangs der Winkelscheibe 8 in Pfeilrichtung nach Beendigung der Bördelung eine Axialkraft aufgebracht wird. Als Maßnahme, die ein zerstörungsfreies Umformen bzw. Bördeln des Bordes 13 ermöglicht ist dieser mit umfangsverteilt angeord¬ neten endseitigen Ausnehmungen 14 versehen, die sich im Endzustand der Winkelscheibe 8 bis über den Krümungsradius des Bordes 13 erstrecken. Zur Lage- und Drehfixierung der Winkelscheibe 8 ist diese außenseitig mit einer rechtwinkligen Abkantung 1 5 versehen, die vorzugsweise partiell in entspre- chende Ausnehmungen am Ringflansch 5 verrastet. Alternativ bietet sich dazu auch eine Verschnappung zwischen der Winkelscheibe 8 und dem Ringflansch 5 an. Der Ringflansch 5 ist weiterhin mit umfangsverteilt angeordneten, mit einer Ringnut 29 in Verbindung stehenden Entlüftungsbohrungen 16 versehen, die mit Bohrungen 1 7 und Ausnehmungen in der Winkelscheibe 8 korrepon- dieren bzw. zusammenwirken und die zur Ableitung eines Luftstroms sorgen, der bedingt durch die Konfiguration des Ausrücklagers 3 entsteht. Dieser nach¬ teilig Schmutzpartikel mitführende Luftstrom wird somit wirksam abgeleitet und gelangt nicht in das Ausrücklager 3. Als weitere Maßnahme den Schmutzeintrag in das Ausrücklager 3 zu vermeiden bzw. zu verringern, ist der Innenring 10 unter Einhaltung eines begrenzten Spaltmaßes 18 bis zur Tellerfeder 12 her¬ angeführt. Der Innenring 10 ist außerdem endseitig mit einer radial nach innen gerichteten Abrißkante 19 versehen, die eine Zone niedriger Umfangsgeschwin¬ digkeit bildet und eine axiale Weiterförderung von Schmutzpartikeln, die innenseitig am Innenring 10 anliegen, unterbindet. Auf der radial nach außen gerichteten Seite weist der Innenring 10 eine Umlaufnut 20 auf, die einen Schmierstoffabfluß bei stillstehendem, ruhendem Ausrücklager 3 vermeidet. Zur wirksamen Abdichtung eines Ringspaltes 21 zwischen dem Innenring 10 und der Betätigungshülse 2 ist an der Stirnseite 22 des Ringkolbens 2 ein Dichtring 23 vorgesehen, der über eine vorgespannt an einem radialen Abschnitt 1 1 des Innenrings 10 anliegende Dichtlippe 24 den Ringspalt 21 wirksam abdichtet.

Eine weitere Dichtung 26 ist am Außenring 6 befestigt, deren Dichtlippe 26 schleifend am Innenring 10 anliegt. Der Dichtung 25 benachbart ebenfalls am

Außenring 6 befestigt, ist ein Schmierstoffreservoir 27 vorgesehen, aus dem über ein Dosiermittel 28, beispielsweise einen Docht, eine exakt zugemessene Schmierstoffmenge dem Wälzlager 9 und/oder der Wälzköperlaufbahn zu¬ geleitet wird. Die zuvor aufgeführten Maßnahmen zur Vermeidung eines Stau- beintrags in das Ausrücklager 3, verbunden mit dem Schmierstoffreservoir 27 sorgen für eine hohe Gebrauchsdauer des Ausrücklagers 3, das damit an die Lebensdauer des Fahrzeugs angepaßt werden kann.

Zur Beeinflußung der Tragzahlen, des Verschleißes ist das Ausrücklager 3 so konzipiert, daß sich unter Belastung ein Druckwinkel von α ≥ 45° einstellt. Außerdem ist eine Schmiegung, d. h. ein Radienverhältnis von > 53 % vor¬ gesehen, das sich zwischen den Radien des Außenrings 6 und den Wälzkörper 9 bzw. dem Innenring 10 und den Wälzkörper 9 einstellt.

Bezugszahlenliste

1 Betätigungsvorrichtung 15 Abkantung

2 Betätigungshülse 16 Entlüftungsbohrung

3 Ausrücklager 17 Bohrung

4 Stirnseite 18 Spaltmaß

5 Ringflansch 19 Abrißkante 6 Außenring 20 Umlaufnut

7 radialer Ansatz (Außenring) 21 Ringspalt

8 Winkelscheibe 22 Stirnseite

9 Wälzkörper 23 Dichtring

10 Innenring 24 Dichtlippe 1 1 radialer Abschnitt 25 Dichtung (Innenring) 26 Dichtlippe

12 Bord (Winkelscheibe) 27 Schmierstoffreservoir

13 Bord (Winkelscheibe) 28 Dosiermittel

14 Ausnehmung 29 Ringnut