DE10148388A1

DE10148388A1 - Abdichtung für ein Wälzlager

Info

Publication number: DE10148388A1
Application number: DE10148388A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Winkelmann; Bernhard Kloepfer; Steffen Dittmer
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2001-09-29
Filing date: 2001-09-29
Publication date: 2003-04-24
Also published as: KR20030028373A

Abstract

Ein Ausrücklager (1, 18) für eine Ausrückvorrichtung für Schalttrennkupplungen zeichnet sich dadurch aus, dass der äußere Lagerring (2) von einem ersten Schenkel (12.1) einer spanlos hergestellten Dichtkappe (12) umfasst ist, deren radial nach innen gerichteter zweiter Schenkel (12.2) an der den Wälzkörpern (5) zugewandten Seite mit wenigstens einer als Kreisring ausgebildeten Plattendichtung (13) in Form eines Kautschukmaterials mit einer Gewebeeinlage verbunden ist, deren Dichtlippe (13.1) schleifend am inneren Lagerring (3) anliegt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager für eine Ausrückvorrichtung von Schalttrennkupplungen, die in Fahrzeugen zwischen einer Brennkraftmaschinen und einem Zahlräderwechselgetriebe eingesetzt ist, wobei das Wälzlager einen umlaufenden rotierenden, sowie einen drehfixierten Lagerring umfasst und beide Lagerringe einen kreisringförmigen, seitlich mit Dichtmitteln verschlossenen Innenraum begrenzen, in dem auf zugehörigen Laufbahnen der Lagerringe Wälzkörper abwälzen und die Lagerringe je einen parallel verlaufenden, senkrecht zu einer Längsachse des Wälzlagers ausgerichteten Anlaufflansch aufweisen, über den sie an einem axial verschiebbaren Teil der Ausrückvorrichtung und an Ausrückhebeln der Ausrückvorrichtung anliegen.

Hintergrund der Erfindung

Ein derart gattungsgemäß ausgebildetes Wälzlager ist aus der DE 197 16 218 A1 vorbekannt. Der von beiden Lagerringen begrenzte kreisringförmige Innenraum ist beidseitig abgedichtet. Linksseitig ist ein auch als Dichtelement wirkendes Halteelement angeordnet. Es ragt mit seinem radialen Schenkel in einen kreisringförmigen Freiraum hinein, der beidseitig von radial verlaufenden Anlaufflanschen der Lagerringe gebildet ist. Der radiale Schenkel des Halteelements reicht nahezu bis an den äußeren Lagerring heran, so dass ein geringer definierter Ringspalt gebildet ist. Rechtseitig ist am Innenring drehfest mit einem ersten Schenkel ein Dichtelement befestigt, dessen zweiter Schenkel radial nach außen verläuft und dessen dritter Schenkel den Lageraußenring beabstandet umgreift. Auf diese Weise ist wiederum ein als Spaltdichtung definierter Ringspalt ausgebildet. Nachteilig dabei ist, dass insbesondere die rechtseitige außenliegende Spaltdichtung aufgrund ihrer exponierten Lager nicht allen Anforderungen genügt.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein gattungsgemäße Ausrücklager eine Abdichtung zu entwickeln, die unter Beibehaltung des vorhandenen Einbauraums eine verbesserte Dichtwirkung entfaltet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass der äußere Lagerring von einem ersten Schenkel einer spanlos hergestellten Dichtkappe umfasst ist, deren radial nach innen gerichteter zweiter Schenkel an seiner den Wälzkörpern zugewandten Seite mit wenigstens einer als Kreisring ausgebildeten Plattendichtung in Form eines Kautschukmaterials mit einer Gewebeeinlage verbunden ist, dessen Dichtlippe schleifend am inneren Lagerring anliegt. Nach Anspruch 2 ist vorgesehen ist, dass das Kautschukmaterial ein Silikon-, ein Fluor-, ein Nitroso- oder ein Nitrilkautschuk ist.

Derartige Dichtungen in Form von Kautschukmaterial mit einer Gewebeeinlage sind auf dem Markt in den verschiedensten Ausführungsvarianten als Zukaufteil erhältlich und lassen sich in einfacher Weise, beispielsweise durch Ausstanzen oder Ausschneiden, in jede gewünschte Form bringen. Die verschiedenen Kautschukarten werden jedem Anwendungsfall gerecht, wobei insbesondere deren hohe Elastizität, große Wärmebeständigkeit (bis 180°C Dauerbeständigkeit), geringe Reibwerte, hohe Alterungs- und Abriebsresistenz sowie die hohe Beständigkeit gegen Schmiermittel hervorstechen.

In Weiterbildung der Erfindung soll nach Anspruch 3 die Dichtlippe an ihrem dem inneren Lagerring zugewandten Ende in axialer Richtung nach außen oder nach innen abgewinkelt ist sein.

Nach Anspruch 4 hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Plattendichtung unter axialer Vorspannung zwischen dem zweiten Schenkel und einer Stirnseite des äußeren Lagerringes verpresst ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Lager an dieser Stelle vollkommen gegen Schmierstoffaustritt abgedichtet ist.

Nach Anspruch 5 ist die Dichtlippe mit einem verschleißmindernden Material, beispielsweise mit Polyflurethylen oder mit Molybdändisulfid beschichtet.

Aus Anspruch 6 geht hervor, dass die Dichtlippe mit Mikrokavitäten und/oder mit hydrodynamischen Fördernuten versehen sein soll. Derartige Dichthilfen sind bereits bekannt und bewirken eine verbesserte Dichtwirkung. So wird beispielsweise durch eine Schmierung der Dichtkante die Reibung weiter vermindert und durch einen verstärken Flüssigkeitsaustausch in der Berührflasche die Reibungswärme besser abgeführt. Ausführliche Anmerkungen zu diesem Sachverhalt sind der Zeitschrift Antriebstechnik 40 (2001) Nr. 7 im Artikel "Dichtung für Wellen in Aggregaten der Antriebstechnik" zu entnehmen, auf den in diesem Zusammenhang ausdrücklich hingewiesen wird. Aber auch die DE 36 40 346 A1 befasst sich mit solchen gewindeartigen Einschnitten in der Berührfläche von Dichtungen.

In den Ansprüchen 7 und 8 ist die Befestigung der Plattendichtung beschrieben.

So ist nach Anspruch 7 vorgesehen, dass die Plattendichtung durch am zweiten Schenkel ausgestanzte und umgebogene Haltezungen an diesem fixiert ist. Nach Anspruch 8 soll sie durch eine Klebeverbindung am zweiten Schenkel fixiert sein. Dies kann beispielsweise mit Hilfe des gegen Wärme und chemische Angriffe sehr beständigen Klebers Cyanacrylat erfolgen.

Vorteilhafte unterschiedlich gestaltete Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den Ansprüchen 9 bis 12 beschrieben.

So soll nach Anspruch 9 die Plattendichtung zwischen dem zweiten Schenkel und einem zusätzlichen ersten Kreisring eingespannt sein.

Aus Anspruch 10 geht hervor, dass zwischen dem zweiten Schenkel und dem zusätzlichen ersten Kreisring zwei sich berührende Plattendichtungen angeordnet sind, deren Dichtlippen in axialer Richtung nach außen und nach innen abgewinkelt sind.

Nach Anspruch 11 sollen zwischen dem zweiten Schenkel und dem zusätzlichen ersten Kreisring zwei durch einen zusätzlichen zweiten Kreisring getrennte Plattendichtungen angeordnet sein, deren Dichtlippen in axialer Richtung nach außen gerichtet sind.

Nach einem weiteren Merkmal gemäß Anspruch 12 soll zwischen dem zweiten Schenkel und dem zusätzlichen ersten Kreisring eine Plattendichtung angeordnet sein, die vom zweiten Schenkel durch einen zusätzlichen zweiten Kreisring getrennt ist und deren axial nach außen gerichtete Dichtlippe durch ein Federelement unter Vorspannung gehalten ist, wobei die radiale Aufweitung des Federelementes oberhalb der Ablösedrehzahl durch einen definierten Radialspalt begrenzt ist.

Schließlich geht aus Anspruch 13 hervor, dass entweder der innere oder der äußere Lagerring drehfixiert ist.

Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
Fig. 1, 2, 4, 5, 6 und 7 einen Längsschnitt durch unterschiedliche erfindungsgemäß ausgebildete Ausrücklager,
Fig. 3 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Dichtkappe entlang der Linie III-III in Fig. 3a,
Fig. 3a eine Draufsicht auf eine Dichtkappe und
Fig. 3b eine schematische Darstellung der Anordnung der Haltezungen der Dichtkappe.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

In Fig. 1 ist mit 1 ein als Schrägkugellager ausgebildetes bekanntes Ausrücklager für eine Ausrückvorrichtung einer Schalttrennkupplung gezeigt. Das Lager 1 besteht aus dem spanlos geformten äußeren Lagerring 2 und dem spanlos geformten inneren Lagerring 3, wobei der letztgenannte drehfixiert ist, d. h., feststehend angeordnet ist. Beide Lagerringe 2, 3 begrenzen den Innenraum 11, in dem die Lagerkugeln 5 untergebracht sind. Der innere Lagerring 3 weist den Laufbahnbereich 3.1 auf, der die Innenlaufbahn für die im Käfig 4 geführten Lagerkugeln 5 bildet. Der innere Lagerring 3 weist rechtsseitig den parallel zur Lagerachse 6 verlaufenden Bereich 3.2 und linksseitig den senkrecht zur Lagerachse 6 verlaufenden Anlaufflansch 3.3 auf. Mit diesem Anlaufflansch 3.3 ist der innere Lagerring 3 vom Halteelement 7 aufgenommen, das aus dem radial verlaufenden Bereich 7.1 und dem axial verlaufenden Bereichen 7.2, 7.3 am unteren und oberen Ende besteht. Das Halteelement 7 umfasst mit seinen Bereichen 7.1 und 7.2 ein weiteres Halteelement 8 und die Tellerfeder 9, wobei die Letztgenannte das Halteelement 8 gegen den Halteflansch 3.3 des inneren Lagerringes 3 drückt. Das Halteelement 8 hat einen oberen abgewinkelten Teil 8.1, der bis nahezu an den äußeren Lagerring 2 heranreicht, so dass zwischen beiden ein definierter Ringspalt gebildet ist, der als Dichtung wirkt. Zum inneren Lagerring 3 gehört weiter ein weiteres Halteelement 10, dass mit seinem axial verlaufenden unteren Bereich 10.1 den Bereich 3.2 des inneren Lagerringes 3 aufnimmt. Der äußere Lagerring 2 weist ebenso wie der innere Lagerring 3 den an den Laufbahnbereich 2.1 sich anschließenden, parallel zur Lagerachse 6 verlaufenden Bereich 2.2 und den radial nach innen gerichteten Anlaufflansch 2.3 auf. Auf diese Weise ist der Innenraum 11 gebildet, der linksseitig durch das zwischen den beiden Anlaufflanschen 3.3 und 2.3 angeordnete Halteelement 8 abgedichtet ist und der rechtsseitig durch eine Dichtung im erfindungsgemäßen Sinne geschützt ist.
Diese besteht aus der spanlos hergestellten Dichtkappe 12, die mit einem ersten Schenkel 12.1 auf dem äußeren Lagerring 2 befestigt ist. Der radial nach innen gerichtet zweite Schenkel 12.2 ist an seiner den Lagerkugeln 5 zugewandten Seite mit der kreisringartigen Plattendichtung 13 versehen, deren Dichtlippe 13.1 schleifend auf dem Bereich 3.2 des inneren Lagerringes 3 anliegt. Dabei kann es zweckmäßig sein, dass die Dichtlippe 13.1 bereits bei Fertigung der Plattendichtung 13 derart berücksichtigt ist, indem der spätere Bereich der Dichtlippe 13.1 bereits als erhabener, d. h. hervorstehender Bereich im sonst ebenen Bereich der übrigen Plattendichtung vorhanden ist. Anschließend wird dieser erhabene Bereich entsprechend der Lage der gewünschten späteren Dichtlippe 13.1 ausgeschnitten. Zur Dichtkappe 12 gehören weiter die Haltezungen 12.4, die nach dem Umbiegen die Plattendichtung 13 fest an den zweiten Schenkel 12.2 der Dichtkappe 12 pressen, wobei die Haltezungen 12.4 dabei die Plattendichtung 13 durchstoßen. Durch die ausgestanzten Haltezungen 12.4 entstehen im zweiten Schenkel 12.2 Durchbrüche 12.3.
Wie Fig. 1 weiter zeigt, liegt die Plattendichtung 13 einerseits im Übergangsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel 12.1, 12.2 der Dichtkappe 12 und andererseits an der Stirnfläche des äußeren Lagerringes 2 an. In dieser Position wird sie unter axialer Vorspannung verpresst, so dass eine hundertprozentige Abdichtung des Lagers 1 realisiert ist und keinerlei Schmiermittel austreten kann. Erreicht wird das derart, dass beim Bördeln der Dichtkappe 12 die Plattendichtung 13 mit einer axialen Kraft beaufschlagt ist, die auch nach dem Ende des Bördelvorganges weiter wirkt und so für die entsprechende Vorspannung sorgt.
Wie die Fig. 3, 3a und 3b zeigen, sind die Haltezungen 12.4 der Dichtkappe 12 in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen voneinander beabstandet und sind aufeinander zu- oder von einander weggerichtet, so dass durch diese Art der Befestigung die Drehrichtung des Lageraußenringes 2 keine Rolle spielt.
Die in Fig. 2 gezeigte erfindungsgemäße Dichtungsanordnung unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten dadurch, dass die Plattendichtung 13 zwischen dem zweiten Schenkel 12.2 der Dichtkappe 12 und einem zusätzlichen ersten Kreisring 14 fest eingespannt ist. Die Befestigung erfolgt ebenfalls in der vorstehend beschriebenen Weise, d. h., die Haltezungen 12.4 durchstoßen die Plattendichtung 13 und diesen zusätzlichen ersten Kreisring 14 und werden hinter diesem umgelegt, so dass ein formschlüssiger Verbund gebildet ist.
In Fig. 4 ist eine weitere verbesserte erfindungsgemäße Dichtungsvariante mit hoher Stabilität dargestellt. Sie weist zwei sich berührende Plattendichtungen 13 und 15 auf, die zwischen dem zweiten Schenkel 12.2 und der Dichtkappe 12 sowie dem ersten Kreisring 14 angeordnet sind, wobei deren Dichtlippen 13.1 und 15.1 nach außen bzw. in Richtung Lagerinneres gerichtet sind.
Bei verstärkter Beaufschlagung der Abdichtung mit Verschmutzung bzw. Medienangriff von außen ist eine Dichtvariante gemäß Fig. 5 vorteilhaft. Bei dieser erfindungsgemäßen Dichtungsvariante liegt die Plattendichtung 13 mit ihrer nach außen gerichteten Dichtlippe 13.1 am zweiten Schenkel 12.2 der Dichtkappe 12 an, danach schließt sich in axialer Richtung ein zweiter Kreisring 16 an, dem die Plattendichtung 15 mit ihrer ebenfalls nach außen gerichteten Dichtlippe 15.1 folgt. Der Plattendichtung 15 schließt sich der erste Kreisring 14 an und der Zusammenhalt dieser zusammengesetzten Dichtungseinheit erfolgt wiederum durch die Zungen 12.4 des zweiten Schenkels 12.2.
In Fig. 6 ist eine weitere erfindungsgemäße Dichtungsanordnung gezeigt, wobei die Plattendichtung 13 vom ersten Kreisring 14 und vom zweiten Kreisring 16 aufgenommen ist, der am zweiten Schenkel 12.2 der Dichtkappe 12 anliegt. Die radiale Ausdehnung des zweiten zusätzlichen Kreisringes 16 ist dabei so gewählt, dass zwischen diesem und dem inneren Lagerring 3 ein Freiraum gebildet ist, in dem ein Federelement 17 angeordnet ist. Dieses Federelement 17 sorgt dafür, dass die Dichtlippe 13.1 der Plattendichtung 13 fest gegen den inneren Lagerring 3 bzw. gegen dessen Bereich 3.2 gepresst wird. Im Anwendungsfall umlaufender Außenring wird die erforderliche Dichtungsvorspannung mit wachsender Drehzahl aufgrund der Fliehkraft verringert. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Dichtungsanordnung wird mit Hilfe des zweiten Kreisringes 16 das Aufweiten für das Federelement 17 im Bereich oberhalb der Ablösedrehzahl durch Anlage am zweiten Kreisring 16 begrenzt. Dies bedeutet, das Federelement 17 kann sich nur um den Betrag a radial aufweiten. Diese Anordnung ist für besonders hohe Anforderungen an die Dichtwirkung geeignet. Wobei neben der hohen Dichtheit eine reduzierte Dichtungsreibung im höheren Drehzahlbereich von Vorteil ist.
In Fig. 7 ist schließlich ein Ausrücklager 18 gezeigt, das eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung besitzt, wie in Fig. 1 beschrieben, d. h., die Dichtkappe 12 nimmt mit ihrem zweiten Schenkel 12.2 die Plattendichtung 13 auf. Der Unterschied zum Ausrücklager 1 besteht darin, dass im vorliegenden Fall der Lageraußenring 2 drehfest angeordnet ist. Bezugszeichen 1 Ausrücklager
2 äußerer Lagerring
2.1 Laufbahnbereich
2.2 Bereich
2.3 Anlaufflansch
3 innerer Lagerring
3.1 Laufbahnbereich
3.2 Bereich
3.3 Anlaufflansch
4 Käfig
5 Lagerkugel
6 Lagerachse
7 Halteelement
7.1 Bereich
7.2 Bereich
7.3 Bereich
8 Halteelement
8.1 abgewinkelter Teil
9 Tellerfeder
10 Halteelement
10.1 Bereich
11 Innenraum
12 Dichtkappe
12.1 erster Schenkel
12.2 zweiter Schenkel
12.3 Durchbruch
12.4 Zunge
13 Plattendichtung
13.1 Dichtlippe
14 erster Kreisring
15 Plattendichtung
15.1 Dichtlippe
16 zweiter Kreisring
17 Federelement
18 Ausrücklager
a Radialspalt

Claims

1. Wälzlager (1, 18) für eine Ausrückvorrichtung von Schalttrennkupplungen, die in Fahrzeugen zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Zahnräderwechselgetriebe eingesetzt ist, wobei das Wälzlager (1, 18) einen umlaufenden rotierenden (2, 3), sowie einen drehfixierten Lagerring (3, 2) umfasst und beide Lagerringe (2, 3) einen kreisringförmigen, seitlich mit Lichtmitteln verschlossenen Innenraum (11) begrenzen, in dem auf zugehörigen Laufbahnen der Lagerringe (2, 3) Wälzkörper (5) abwälzen und die Lagerringe (2, 3) je einen parallel verlaufenden, senkrecht zu einer Längsachse (6) des Wälzlagers (1, 18) ausgerichteten Anlaufflansch (2.3, 3.3) aufweisen, über den sie an einem axial verschiebbaren Teil der Ausrückvorrichtung und an Ausrückhebeln der Ausrückvorrichtung anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Lagerring (2) von einem ersten Schenkel (12.1) einer spanlos hergestellten Dichtkappe (12) umfasst ist, deren radial nach innen gerichteter zweiter Schenkel (12.2) an seiner den Wälzkörpern (5) zugewandten Seite mit wenigstens einer als Kreisring ausgebildeten Plattendichtung (13) in Form eines Kautschukmaterials mit einer Gewebeeinlage verbunden ist, deren Dichtlippe (13.1) schleifend am inneren Lagerring (3) anliegt.

2. Ausrücklager (1, 18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kautschukmaterial ein Silikon-, ein Fluor-, ein Nitroso- oder ein Nitrilkautschuk ist.

3. Ausrücklager (1, 18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (13.1) an ihrem dem inneren Lagerring (3) zugewandten Ende in axialer Richtung nach außen oder nach innen abgewinkelt ist.

4. Ausrücklager(1, 18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattendichtung (13) unter axialer Vorspannung zwischen dem zweiten Schenkel (12.2) und einer Stirnseite des äußeren Lagerringes (2) verpresst ist.

5. Ausrücklager (1, 18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (13.1) mit einem verschleißmindernden Material, beispielsweise mit Polyfluorethylen (PTFE) oder mit Molybdändisulfid (MoS₂) beschichtet ist.

6. Ausrücklager (1, 18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (13.1) mit Mikrokavitäten und/oder mit hydrodynamischen Fördernuten versehen ist.

7. Ausrücklager (1, 18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattendichtung (13) durch am zweiten Schenkel (12.2) ausgestanzte und umgebogene Haltezungen (12.4) an diesem fixiert ist.

8. Ausrücklager (1, 18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattendichtung (13) durch eine Klebeverbindung am zweiten Schenkel (12.2) fixiert ist.

9. Ausrücklager (1, 18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattendichtung (13) zwischen dem zweiten Schenkel (12.2) und einem zusätzlichen ersten Kreisring (14) eingespannt ist.

10. Ausrücklager (1, 18) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Schenkel (12.2) und dem zusätzlichen ersten Kreisring (14) zwei sich berührende Plattendichtungen (13, 15) angeordnet sind, deren Dichtlippen (13.1, 15.1) in axialer Richtung nach außen und nach innen abgewinkelt sind.

11. Ausrücklager (1, 18) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Schenkel (12.2) und dem zusätzlichen ersten Kreisring (14) zwei durch einen zusätzlichen zweiten Kreisring (16) getrennte Plattendichtungen (13, 15) angeordnet sind, deren Dichtlippen (13.1, 15.1) in axialer Richtung nach außen gerichtet sind.

12. Ausrücklager (1, 18) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Schenkel (12.2) und dem zusätzlichen ersten Kreisring (14) eine Plattendichtung (13) angeordnet ist, die vom zweiten Schenkel (12.2) durch einen zusätzlichen zweiten Kreisring (16) getrennt ist und deren axial nach außen gerichtete Dichtlippe (13.1) durch ein Federelement (17) unter Vorspannung gehalten ist, wobei die radiale Aufweitung des Federelementes (17) oberhalb der Ablösedrehzahl durch einen definierten Radialspalt (a) begrenzt ist.

13. Ausrücklager (1, 18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der innere (3) oder der äußere Lagerring (2) drehfixiert ist.