DE102006057695A1 - Assembly ready roller bearing with one piece bearing outer ring useful for crankshafts of internal combustion engines can be fixed in two-part housing without additional cost - Google Patents

Assembly ready roller bearing with one piece bearing outer ring useful for crankshafts of internal combustion engines can be fixed in two-part housing without additional cost Download PDF

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Abstract

Assembly ready roller bearing with a one piece bearing outer ring is accommodated by a two-part bearing housing, the two halves of which are separated by a plane ( flat, Ebene, sic). The bearing outer ring (11) has outwards directed projections on either side, so spaced in the axial direction that a gap exists between the two bearing housing halves.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein einbaufertiges Wälzlager, dessen einstückig ausgebildeter Lageraußenring von einem zweiteiligen Lagergehäuse aufgenommen ist, dessen Gehäusehälften durch eine Ebene voneinander getrennt sind.The The invention relates to a ready-to-mount roller bearing whose integrally formed Bearing outer ring from a two-piece bearing housing is taken, the housing halves through a plane are separated from each other.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Zweiteilige Gehäuse zur Aufnahme von Lagern werden immer dann verwendet, wenn dies aufgrund der zu lagernden Teile erforderlich ist. Ein Anwendungsfall für ein solch geteiltes Gehäuse ist die Verwendung von gekröpften Wellen, beispielsbeweise die Lagerung von Kurbelwellen bei Brennkraftmaschinen. Die einzelnen Bestandteile sind Wellenzapfen, Hubzapfen und Wangen, wobei die Wellenzapfen in Grundlagern laufen und die Drehachse der Kurbelwelle definieren. Die Hubzapfen, die die Schubstangen (Pleuel) aufnehmen, beschreiben im Betrieb eine Kreisbahn um die Drehachse. Schließlich als letzter Bestandteil die Wangen, die die Hubzapfen mit den Wellenzapfen verbinden. Je nach dem wie oft die Welle gekröpft ist, d. h., je nach dem mit wie vielen Pleuel sie in Wirkverbindung steht, ist diese über mehrere voneinander beabstandete Grundlager gehalten.two-piece casing for storing bearings are always used if this is due the parts to be stored is required. An application for such a split housing is the use of cranked Waves, for example, the storage of crankshafts in internal combustion engines. The individual components are shaft journals, crank pins and cheeks, the shaft journals running in basic bearings and the axis of rotation of the crankshaft define. The crank pins, which receive the push rods (connecting rods), describe a circular path around the axis of rotation during operation. Finally as last part of the cheeks, the crank pin with the shaft journal connect. Depending on how often the shaft is cranked, d. h., depending on the with how many connecting rods she is in operative connection, this is about several held spaced apart basic camp.

Eine derart gelagerte Kurbelwelle ist beispielhaft in der DE 101 53 018 A1 vorbeschrieben. Wie aus der zugehörigen Figur ersichtlich, ist die Kurbelwelle über Pleuel mit vier Kolben verbunden und in fünf voneinander beabstandeten Grundlagern gehalten. Durch die Kröpfung der Kurbelwelle ist es erforderlich, dass zumindest die inneren Grundlager mit zweigeteilten Wälzlagern gebildet werden müssen, während die außen angeordneten Lager auch in ungeteilter Form auf den Wellenzapfen aufgeschoben werden können. Derartige innenliegende Halbschalenlager sind dem Fachmann hinreichend bekannt und werden daher an dieser Stelle nicht näher beschrieben. In der DE 198 44 203 A1 ist eine solche Lagerung einer Welle einer Brennkraftmaschine mit geteilten Wälzlagern ausführlich beschrieben.Such a mounted crankshaft is exemplary in the DE 101 53 018 A1 described above. As can be seen from the accompanying figure, the crankshaft is connected via connecting rods with four pistons and held in five spaced-apart bases. By cranking the crankshaft, it is necessary that at least the inner base bearings must be formed with two-part bearings, while the outside bearings can be pushed onto the shaft journal in undivided form. Such internal half-shell bearings are well known to those skilled in the art and are therefore not described in detail at this point. In the DE 198 44 203 A1 Such a bearing of a shaft of an internal combustion engine with divided rolling bearings is described in detail.

Ein weiterer Anwendungsfall für geteilte Lagergehäuse sind Nockenwellen. Diese setzen eine Drehbewegung in eine Längsbewegung um, um bei Brennkraftmaschinen Gaswechselventile zu öffnen. Auch in diesem Fall können die außenliegenden Lager ungeteilt sein. Aus der DE 198 07 675 A1 geht eine solche Nockenwelle hervor, die auf der linken Seite über ein Wälzlager in Form eines Nadellagers gehalten ist. Das Nadellager besteht aus einem als Blechring gefertigten einteiligen Außenring, der von zwei Gehäusehälften umschlossen ist. Nachteilig dabei ist, dass ein solcher einteilig gebildeter Lageraußenring zumindest in axialer Richtung nicht sicher gehalten ist.Another use case for split bearing housings are camshafts. These convert a rotational movement into a longitudinal movement in order to open gas exchange valves in internal combustion engines. Also in this case, the outer bearing can be undivided. From the DE 198 07 675 A1 goes out such a camshaft, which is held on the left side via a rolling bearing in the form of a needle bearing. The needle bearing consists of a one-piece outer ring made as a sheet metal ring, which is enclosed by two housing halves. The disadvantage here is that such a one-piece formed bearing outer ring is not held securely at least in the axial direction.

Nun hat man zwar versucht zusätzliche axiale Sicherungen in das Gehäuse, beispielsweise Halteelemente, zu integrieren. Diese erhöhen aber einerseits den Fertigungsaufwand beim Lager und in der Lagerumgebung und verursachen andererseits u. U. einen Verlust von Lagerbreite.Now one has tried additional axial fuses in the housing, For example, holding elements to integrate. These increase but on the one hand, the production costs for the warehouse and in the warehouse environment and on the other hand cause u. U. a loss of storage width.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine sichere axiale Fixierung eines solchen Wälzlagers, das zur Aufnahme in einem zweiteiligen Gehäuse vorgesehen ist, ohne zusätzlichen Aufwand zu realisieren.outgoing from the disadvantages of the known prior art is the invention Therefore, the object of a reliable axial fixation of a such rolling bearing, which is intended for inclusion in a two-part housing, without additional To realize effort.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass der Lageraußenring beidseitig mit radial nach außen gerichteten Vorsprüngen versehen ist, die beide Gehäusehälften überdecken, wobei die Vorsprünge in axialer Richtung so voneinander beabstandet sind, dass zwischen diesen und den Gehäusehälften ein Spiel verbleibt. Das Spiel kann dabei sehr gering ausfallen oder auch über 1 mm liegen. Der Vorteil der letztgenannten Variante liegt darin, dass eine Vorpositionierung der Lagerringe zu den Gehäusehälften entfallen kann.According to the invention this Task according to the characterizing part of claim 1 in conjunction solved with the preamble in that the bearing outer ring on both sides with radially outward directed projections is provided, which cover both housing halves, the projections are spaced apart in the axial direction, that between this and the housing halves a game remains. The game can be very low or over 1 mm lie. The advantage of the latter variant is that a pre-positioning of the bearing rings can be omitted to the housing halves.

Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, dass eine hundertprozentige axiale Sicherung des Lageraußenringes gewährleistet ist, d. h., dieser ist unter allen Betriebsbedingungen an einem axialen Versatz gehindert. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn aufgrund des Einsatzes verschiedener Materialien, und damit auch verschiedener Wärmeausdehnungskoeffizienten, eine absolut sichere axiale Positionierung des Lageraußenringes gegeben sein muss. Durch die vorgeschlagene Lösung sind nach dem bisherigen Stand der Technik erforderliche Sicherheitsmaßnahmen, wie beispielsweise im Gehäuse vorgesehene Aussparungen, in die ein mit dem Lagerring verbundener Vorsprung eingreift, entbehrlich. Dies macht die Fertigung und die Montage des erfindungsgemäßen Lagers wesentlich einfacher.Of the decisive advantage of the solution according to the invention is that a 100% axial securing of the bearing outer ring guaranteed is, d. h., this one is under all operating conditions axial offset prevented. This is particularly advantageous if due to the use of different materials, and thus also different coefficients of thermal expansion, a absolutely safe axial positioning of the bearing outer ring must be given. The proposed solution according to the prior art technology required security measures, such as in the case provided recesses into which a connected to the bearing ring Advantage intervenes, dispensable. This makes the manufacturing and the Assembly of the bearing according to the invention much easier.

Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Further advantageous embodiments of the Invention are in the subclaims described.

So geht aus den Ansprüchen 2, 3 und 4 die Ausgestaltung der radial nach außen gerichteten Vorsprünge hervor. Diese sollen als ein um 360° umlaufender Bord, als ein um 180° umlaufendes Bordsegment oder als beliebig geformte Laschen ausgebildet sein, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.Thus, from the claims 2, 3 and 4, the embodiment of the radially outwardly directed projections. These are designed as a 360 ° encircling board, as a circulating around 180 ° Bordsegment or as any shaped tabs be formed, which are circumferentially spaced from each other.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist nach Anspruch 5 vorgesehen, dass eine der Gehäusehälften mit einer Anlagefläche für die Vorsprünge versehen ist. Dadurch ist sichergestellt, dass die Anlagefläche für wenigstens einen in radialer Richtung nach außen gerichteten Vorsprung als Haltepunkt bzw. Wegbegrenzer dient, sodass der Lageraußenring zusätzlich gegen ein Verdrehen in Umfangsrichtung gesichert ist. Dies kann in besonders einfacher Weise derart realisiert werden, indem die Gehäusehälften in axialer Richtung eine unterschiedliche Breite aufweisen, sodass in der Trennebene eine Schulter gebildet ist.To a further feature of the invention is provided according to claim 5, that one of the housing halves with a contact surface for the projections is provided. This ensures that the contact surface for at least a radially outwardly directed projection as Breakpoint or Wegbegrenzer serves, so that the bearing outer ring additionally is secured against rotation in the circumferential direction. This can be realized in a particularly simple manner by the housing halves in axial direction have a different width, so that in the dividing plane a shoulder is formed.

Schließlich ist nach einem letzten Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 6 vorgesehen, dass das Wälzlager als ein spanlos geformtes Nadellager ausgebildet ist. Durch den weit fortgeschrittenen Stand der spanlosen Formgebung ist es möglich, derartige Nadellager in vielfältigen unterschiedlichen Formvarianten und Größenverhältnissen kostengünstig herzustellen, sodass jeder passende Anwendungsfall mit einem optimal ausgebildeten Wälzlager versorgt werden kann.Finally is provided according to a last feature of the invention according to claim 6, that the roller bearing is designed as a non-cutting shaped needle bearing. By the far advanced state of non-cutting shaping, it is possible such Needle roller bearings in diverse produce different shape variants and size ratios cost-effective, so that every suitable application with an optimally trained Supplied rolling bearings can be.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung in vereinfachter Form dargestellt sind.Further Features of the invention will become apparent from the following description and from the drawings, in which embodiments of the invention are shown in simplified form.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen axialen Halbschnitt einer erfindungsgemäßen Lageranordnung 1 an axial half section of a bearing assembly according to the invention

2 eine Seitenansicht der Lageranordnung nach 1 2 a side view of the bearing assembly according to 1

3 und 4 je eine Seitenansicht der Lageranordnung mit unterschiedlicher Ausgestaltung der radial nach außen gerichteten Vorsprünge 3 and 4 each one side view of the bearing assembly with different configuration of the radially outwardly directed projections

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Die im axialen Halbschnitt in 1 gezeigte Nockenwelle 1 ist in einem nicht näher dargestellten Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine untergebracht. Wie schematisch aus 2 erkennbar, weist der Zylinderkopf die obere Gehäusehälte 2 und die untere Gehäusehälfte 3 auf, die durch die Ebene 4 voneinander getrennt sind. Die Nockenwelle 1 ist form- oder kraftschlüssig mit den beiden Nocken 5 und 6 verbunden, wobei die Nocken 5, 6 getrennt gefertigt und beispielsweise mit der Nockenwelle 1 mittels Presssitz oder durch Aufschrumpfen verbunden sind. Eine derartige, aus mehreren Bestandteilen zusammengesetzte Nockenwelle bezeichnet der Fachmann als gebaute Nockenwelle. Bei Rotation der Nockenwelle 1 um ihre Achse 7 öffnen die beiden Nocken 5, 6 in nicht gezeigter Weise Einlass- bzw. Auslassventile eines Ventiltriebes einer Brennkraftmaschine.The in axial half section in 1 shown camshaft 1 is housed in a cylinder head, not shown, of an internal combustion engine. As schematic 2 recognizable, the cylinder head, the upper housing housing 2 and the lower half of the housing 3 on that through the plane 4 are separated from each other. The camshaft 1 is positive or non-positive with the two cams 5 and 6 connected, with the cams 5 . 6 manufactured separately and for example with the camshaft 1 are connected by means of press fit or by shrinking. Such, composed of several components camshaft referred to the expert as a built camshaft. Upon rotation of the camshaft 1 around its axis 7 open the two cams 5 . 6 in a manner not shown inlet or exhaust valves of a valve train of an internal combustion engine.

Wie aus den 1 und 2 weiter erkennbar, ist die Nockenwelle 1 in den beiden Gehäusehälften 2, 3 durch das Wälzlager 8 in Form eines spanlos gefertigten Nadellagers aufgenommen. Dieses weist einen nicht näher bezeichneten Nadelkranz auf, der aus dem Käfig 9 und den Lagernadeln 10 besteht, die in nicht bezeichneten Taschen des erstgenannten untergebracht sind. Die Innenlaufbahn der Lagernadeln 10 wird von einem Teil der Mantelfläche der No ckenwelle 1 gebildet, während die Außenlaufbahn von der inneren Mantelfläche des Lagerringes 11 gestellt ist. Wie weiter erkennbar, ist der spanlos geformte Lagerring 11 an seinen beiden axialen Enden mit je einem umlaufenden Bord 12 versehen, der die beiden Gehäusehälften 2, 3 radial überdeckt. Dabei ist der axiale Abstand beider Borde 12 zueinander so eingestellt, dass die beiden Gehäusehälften 2, 3 ungehindert zwischen diesen Borden Platz finden. Mit anderen Worten, es ist zwischen den beteiligten Partnern eine Spielpassung vorhanden.Like from the 1 and 2 further recognizable is the camshaft 1 in the two housing halves 2 . 3 through the rolling bearing 8th received in the form of a non-cutting produced needle bearing. This has an unspecified needle ring on, from the cage 9 and the storage needles 10 exists, which are housed in unmarked pockets of the former. The inner race of the bearing needles 10 is from a part of the lateral surface of the camshaft 1 formed while the outer race of the inner circumferential surface of the bearing ring 11 is placed. As can be seen further, the non-cutting formed bearing ring 11 at its two axial ends, each with a peripheral board 12 provided, the two housing halves 2 . 3 radially covered. Here is the axial distance between the two shelves 12 adjusted to each other so that the two housing halves 2 . 3 find space between these shelves. In other words, there is a clearance between the partners involved.

Die Herstellung einer in 1 gebauten Nockenwelle erfolgt derart, dass zunächst einer der beiden Nocken 5, 6 auf die Nockenwelle 1 aufgeschoben und mit dieser fest verbunden wird. Danach wird das komplette Wälzlager 8 aufgeschoben, bevor der andere zugehörige Nocken mit der Welle 1 verbunden wird. Auf diese Weise ist die Nockenwelle 1 mit dem Wälzlager 8 unverlierbar verbunden, weil dieses aufgrund der Nockenform nicht mehr heruntergleiten kann. Eine solche Nockenwelle 1 mit Wälzlager 8 kann dann zum Endverbraucher geliefert werden, der die Montage in einfacher Art und Weise vornehmen kann, indem nach dem Einlegen der Nockenwelle 1, einschließlich Wälzlager 8, lediglich die beiden Gehäusehälften 2 und 3 miteinander zu verbinden sind.The production of an in 1 built camshaft is such that initially one of the two cams 5 . 6 on the camshaft 1 deferred and connected with this firmly. Then the complete rolling bearing 8th deferred before the other associated cam with the shaft 1 is connected. This is the camshaft 1 with the rolling bearing 8th Captive connected, because this can not slide down due to the cam shape. Such a camshaft 1 with rolling bearings 8th can then be supplied to the end user, who can make the assembly in a simple manner by after inserting the camshaft 1 including rolling bearings 8th , only the two housing halves 2 and 3 to connect with each other.

Die Darstellung gemäß 3 unterscheidet sich von der gemäß 2 dadurch, dass die beiden Gehäusehälften 2, 3 eine unterschiedliche axiale Ausdehnung aufweisen. Im Ausführungsbeispiel ist die untere Gehäusehälfte 3 breiter als die obere Gehäusehälfte 2, sodass die Schulter 14 gebildet ist. Diese Schulter 14 dient als Anlagefläche für das Bordsegment 13, dass sich im Ausführungsbeispiel um 180° erstreckt und mit beiden Endflächen an der Schulter 14 anliegt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass neben der axialen Sicherung auch eine Sicherung in Umfangsrichtung gegeben ist, sodass sich der äußere Lagerring 3 sich nicht verdrehen kann.The representation according to 3 differs from the according to 2 in that the two housing halves 2 . 3 have a different axial extent. In the exemplary embodiment, the lower half of the housing 3 wider than the upper half of the housing 2 so the shoulder 14 is formed. This shoulder 14 serves as a contact surface for the board segment 13 in that in the exemplary embodiment extends through 180 ° and with both end surfaces on the shoulder 14 is applied. In this way, it is ensured that in addition to the axial securing and a backup is given in the circumferential direction, so that the outer bearing ring 3 can not twist.

Schließlich ist in 4 eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung gezeigt, bei der die radial nach außen gerichteten Vorsprünge als unterschiedlich geformte Laschen 15, 16, 17 ausgebildet sind, welche beliebig angeordnet und beliebig voneinander beabstandet sein können. Diese wirken ebenfalls mit der Schulter 14 zusammen, sodass ein Verdrehen des Lagerringes 11 in Umfangsrichtung verhindert ist.Finally, in 4 another Ausfüh variant of the invention shown in which the radially outwardly directed projections as differently shaped tabs 15 . 16 . 17 are formed, which can be arranged arbitrarily and spaced arbitrarily from each other. These also work with the shoulder 14 together, so that a rotation of the bearing ring 11 prevented in the circumferential direction.

11
Nockenwellecamshaft
22
obere Gehäusehälfteupper housing half
33
untere Gehäusehälftelower housing half
44
Ebenelevel
55
Nockencam
66
Nockencam
77
Achseaxis
88th
Wälzlagerroller bearing
99
KäfigCage
1010
Lagernadelbearing needle
1111
Lagerringbearing ring
1212
umlaufender Bordsurrounding shelf
1313
Bordsegmentflange segment
1414
Schultershoulder
1515
Lascheflap
1616
Lascheflap
1717
Lascheflap

Claims (6)

Einbaufertiges Wälzlager (8), dessen einstückig ausgebildeter Lageraußenring (11) von einem zweiteiligen Lagergehäuse aufgenommen ist, dessen Gehäusehälften (2, 3) durch eine Ebene (4) voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (11) beidseitig mit radial nach außen gerichteten Vorsprüngen (12, 13, 15, 16, 17) versehen ist, die beide Gehäusehälften (2, 3) überdecken, wobei die Vorsprünge (12, 13, 15, 16, 17) in axialer Richtung so voneinander beabstandet sind, dass zwischen diesen und den Gehäusehälften (2, 3) ein Spiel verbleibt.Ready to install rolling bearing ( 8th ), whose integrally formed bearing outer ring ( 11 ) is received by a two-part bearing housing whose housing halves ( 2 . 3 ) through a plane ( 4 ) are separated from each other, characterized in that the bearing outer ring ( 11 ) on both sides with radially outwardly directed projections ( 12 . 13 . 15 . 16 . 17 ), the two housing halves ( 2 . 3 ), the projections ( 12 . 13 . 15 . 16 . 17 ) are spaced apart in the axial direction so that between these and the housing halves ( 2 . 3 ) a game remains. Wälzlager (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge als ein um 360° umlaufender Bord (12) ausgebildet sind.Roller bearing ( 8th ) according to claim 1, characterized in that the projections as a 360 ° encircling board ( 12 ) are formed. Wälzlager (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge als ein um 180° umlaufendes Bordsegment (13) ausgebildet sind.Roller bearing ( 8th ) according to claim 1, characterized in that the projections as a circumferential by 180 ° Bordsegment ( 13 ) are formed. Wälzlager (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge als unterschiedlich geformte Laschen (15, 16, 17) ausgebildet sind, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.Roller bearing ( 8th ) according to claim 1, characterized in that the projections as differently shaped tabs ( 15 . 16 . 17 ) are formed, which are spaced apart in the circumferential direction. Wälzlager (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Gehäusehälften (2, 3) mit einer Anlagefläche für die Vorsprünge (12, 13, 15, 16, 17) versehen ist.Roller bearing ( 8th ) according to claim 1, characterized in that one of the housing halves ( 2 . 3 ) with a contact surface for the projections ( 12 . 13 . 15 . 16 . 17 ) is provided. Wälzlager (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es als ein spanlos geformtes Nadellager ausgebildet ist.Roller bearing ( 8th ) according to claim 1, characterized in that it is designed as a non-cutting shaped needle bearing.
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