DE102004043351A1

DE102004043351A1 - Wälzlageranordnung

Info

Publication number: DE102004043351A1
Application number: DE102004043351A
Authority: DE
Inventors: Johannes De Boer; Bernhard Wilm
Original assignee: FAG Kugelfischer AG and Co OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2004-09-08
Publication date: 2006-03-09
Also published as: US20060051006A1; US7537390B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung (2) mit wenigstens zwei Reihen Wälzkörpern (6) und mit einem ersten Innenring (12) sowie mit einem zum ersten Innenring (12) benachbarten zweiten Innenring (13), wobei die Innenringe (12, 13) mittels eines Schnappringes (11) formschlüssig miteinander verbunden sind und dazu der Schnappring (11) mindestens ein radial hervorstehendes erstes Eingriffselement (22) sowie zumindest ein radial hervorstehendes zweites Eingriffselement (23) aufweist und wobei jedes der Eingriffselemente (22, 23) in jeweils eine entsprechende radiale erste Vertiefung (15) bzw. in eine radiale zweite Vertiefung (15) an dem jeweiligen Innenring (12, 13) eingreift.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung mit wenigstens zwei Reihen Wälzkörpern und mit einem ersten Innenring sowie mit einem zum ersten Innenring benachbarten zweiten Innenring, wobei die Innenringe mittels eines Schnappringes formschlüssig miteinander verbunden sind und dazu der Schnappring mindestens ein radial hervorstehendes erstes Eingriffselement sowie zumindest ein radial hervorstehendes zweites Eingriffselement aufweist, und wobei jedes der Eingriffselemente in jeweils eine entsprechende radiale erste Vertiefung bzw. in eine radiale zweite Vertiefung an dem jeweiligen Innenring eingreift.

Hintergrund der Erfindung

Eine derartige Wälzlageranordnung ist in US 5,492,419 beschrieben und in diesem Fall ein Kegelrollenlager. Der Schnappring ist ein Sicherungselement, mit dem eine axiale Abstandscheibe zwischen den Innenringen in Po sition gehalten und gesichert wird. Gleichzeitig hält der Schnappring Dichtelemente in Position. Die Erfindung betrifft auch Wälzlageranordnungen, in denen die Einzelteile aus zwei in Käfigen gehaltenen Reihen Wälzkörpern und mit Innenringen zur Baueinheit vormontiert, mittels des Schnappringes aneinander verliergesichert sind. Insbesondere bei schweren Kraftfahrzeugen sind die Achszapfen, auf denen die Innenringe der Wälzlageranordnung sitzen, mit abgestuften Durchmessern ausgebildet. Dementsprechend weisen die Innenringe einer Paarung in der Wälzlageranordnung zueinander unterschiedliche Nennmaße des in Regel innenzylindrischen Sitzes für Welle bzw. Zapfen auf. Die Anordnungen des Standes der Technik sind relativ kompliziert und für Paarungen von Innenringen mit wesentlichen Unterschieden im mittleren Durchmesser der Wellensitze zueinander nicht geeignet.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Wälzlageranordnung der Gattung zu schaffen, das einfach und kostengünstig herzustellen und insbesondere zu montieren ist und das für Lagersitze wesentlichen Unterschieden im mittleren Durchmesser der Wellensitze geeignet ist.

Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass der Schnappring den ersten Ring zumindest an der ersten Vertiefung radial so teilweise übergreift, dass das erste Eingriffselement radial von außen nach innen gerichtet in die erste Vertiefung eingreift. Außerdem übergreift der zweite Innenring den Schnappring radial so teilweise, dass das zweite Eingriffselement radial von innen nach außen gerichtet in die zweite radiale Vertiefung eingreift.

Die Erfindung kann an Wälzlageranordnungen mit zwei oder mehrreihigen Wälzlagern anwendet werden. Die zueinander benachbarten Innenringe sind aus Gründen der vereinfachten Montage und des sicheren Transportes mit tels eines Schnappringes aneinander gehalten. Die Wälzlageranordnung ist somit eine transportable in sich gehaltene Einheit aus wenigstens zwei Wälzlagern. Eine derartige Wälzlageranordnung kann aus den Reihen Wälzkörper mit oder ohne Käfig, aus einem oder mehreren Außenringen, und aus den mittels Schnappring miteinander verbundenen Innenringen gebildet sein. Alternativ ist die Einheit aus den mittels Schnappring miteinander verbundenen Innenringen und aus den in den Käfigen gehaltenen Reihen Wälzkörpern gebildet. Die Außenringe bzw. die Außenlaufbahnen des Wälzlagers sind in diesem Fall gesondert angeordnet. Die Wälzkörper sind entweder Kugeln oder bevorzugt Rollen, insbesondere Kegelrollen eines zwei oder mehrreihigen Kegelrollenlagers. Die Erfindung ist insbesondere für die Anwendung in Radlagerungen von Fahrzeugen vorgesehen.

Die Innenringe weisen in der Nähe der einander zugewandten Stirnseiten die notwendigen radialen Vertiefungen auf. Die Vertiefungen erstrecken sich somit von der Oberfläche an dem Abschnitt des Innenringes radial entweder an einer Innenkontur von der Rotationsachse aus gesehen radial von der Rotationsachse weg in den Innenring oder an einer Außenkontur radial in Richtung der Rotationsachse in das Material des Innenringes. Dabei ist, wie eine Ausgestaltung der Erfindung vorsieht, vorzugsweise die erste Vertiefung an dem ersten Innenring radial von außen eingebracht sowie die zweite Vertiefung an dem zweiten Innenring radial von innen eingebracht.

Die jeweilige Paarung Vertiefung-Eingriffselement ist alternativ durch einzelne umfangsseitig zueinander benachbarte Noppen und entsprechende einzelne Vertiefungen in der Oberfläche des Innenringes gebildet. Alternativ greifen die einzelnen Noppen in eine gemeinsame Ringnut ein. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das jeweilige Eingriffselement ein einzelner ringförmig um die Rotationsachse geschlossen oder auch wenigsten einmal umfangsseitig unterbrochen umlaufender Noppen oder Kragen. In diesem Fall ist die Paarung Vertiefung-Eingriffselement durch den Noppen und eine Ringnut an dem jeweiligen Innenring gebildet.

Der elastisch verformbare Schnappring ist vorzugsweise aus Kunststoff aber auch alternativ aus Metall, beispielsweise aus Federstahl, und gegen die Innenringe radial vorgespannt. Einer der verwendbaren Werkstoffe ist mit Glas- oder Kohlefasern verstärktes Polyamid. Der Schnappring weist zumindest an den Eingriffselementen elastische Bereiche auf, so dass die Eingriffselemente beim axialen Aufschieben des Schnappringes auf den betreffenden Innenring soweit radial auf oder einfedern, bis die Eingriffselemente in die entsprechende Vertiefung einschnappen. Die somit hergestellte formschlüssige Verbindung zwischen den Innenringen. ist zumindest so sicher, dass beim Aufschieben des Wälzlagers auf einen Lagersitz der eine der Innenringe durch den anderen Innenring über den Schnappring vor sich her geschoben werden kann, ohne dass sich die formschlüssige Verbindung löst. Die formschlüssige Verbindung ist auch so fest, dass beim Abziehen der Einheit von dem Wellensitz der eine der Innenringe durch den anderen der Innenringe über den Schnappring mitgezogen werden kann, ohne dass sich die formschlüssige Verbindung löst.

Die Erfindung betrifft insbesondere Wälzlageranordnungen mit Wälzlagern zueinander unterschiedlicher Abmessungen, z.B. für Wälzlageranordnungen, die auf abgestuften Wellenabschnitten sitzen. Die Innenring innen bzw. die Wellenabschnitte außen weisen mittlere Durchmesser auf, die in ihrer Größe zueinander wesentliche Unterschiede aufweisen. Das betrifft insbesondere zylindrische Wellensitze unterschiedlicher Durchmesser aber auch konisch oder anders ausgebildete Sitze. Dementsprechend liegt der radial am weitesten von der Rotationsachse entfernte freie Innenabstand zwischen der Rotationsachse und einer der Rotationsachse zugewandten ersten Innenkontur des ersten Innenringes näher an der Rotationsachse als der radial am nächsten zur Rotationsachse liegende freie Innenabstand zwischen der Rotationsachse und einer der Rotationsachse zugewandten zweiten Innenkontur des zweiten Innenringes. Der wesentliche Unterschied zwischen dem kleineren mittleren Innendurchmesser und dem größeren mittleren Durch messer entspricht dem Zweifachen der radialen Bauhöhe des Schnappringes an seiner dicksten Stelle.

Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. 1 zeigt eine Radlagerung 1 mit einer Wälzlageranordnung 2 in einem Radträger 3. Die Radlagerung 1 ist in einem Längsschnitt entlang der Rotationsachse 3a des Radträgers 3 dargestellt. Die Radlagerung 1 besteht aus einem ersten Außenring 4, einem zweiten Außenring 5, zwei Reihen Wälzkörper 6 in der Ausführung Kegelrollen, aus Käfigen 7 und 8, aus Dichtungen 9 und 10 sowie aus einem die Innenringe 12 und 13 verbindenden Schnappring 11. Die Kegelrollenlager sind in O-Anordnung gegeneinander vorgespannt und jeweils mit einer der Dichtungen 9 oder 10 abgedichtet. Auf jedem der Innenringe 12, 13 ist jeweils eine Reihe der Wälzkörper 6 angeordnet. Die Wälzkörper 6 einer jeden Reihe sind mit einem der Käfige 7 oder 8 radial und axial gehalten. Die Innenringe 12 und 13 sind mittels des Schnappringes 11 aneinander gehalten, so dass die Wälzlageranordnung 2 auch ohne Außenringe 4 und 5 eine in sich selbst haltende montagefähige Baugruppe ist.
Die Nenndurchmesser Gehäusebohrung D_A1 und Wellensitz d_i1 des ersten Kegelrollenlagers mit dem Außenring 4 und mit dem Innenring 12 sind kleiner als die Nenndurchmesser Gehäusebohrung D_A2 und Wellensitz d_i ₂ des zweiten Kegelrollenlagers mit dem Außenring 5 und dem Innenring 13. Der erste Außenring 4 sitzt fest in der Gehäusebohrung 3b des Radträgers 3 mit dem Nenndurchmesser D_A1. In der größeren Gehäusebohrung 3c mit dem Nenndurchmesser D_A2 sitzt der zweite Außenring 5. d_i1 ist der (mittlere) (Nenn)Durchmesser des Wellensitzes 14a des ersten Innenringes 12 auf einem nicht dargestellten Achsstummel. d_i2 ist der entsprechende Nenndurchmesser des zweiten Wellensitzes 14b für den zweiten Innenring 13.
Demnach ist der radial am weitesten von der Rotationsachse 3a entfernte freie Innenabstand (in diesem Fall ein Radius d_i1/2) zwischen der Rotationsachse 3a und der Innenkontur 16 der zylindrische Innen-Mantelfläche des ersten Innenringes 12 kleiner als der radial am nächsten zur Rotationsachse 3a liegende freie Innenabstand (d_i2/2) zwischen der Rotationsachse 3a Innenkontur 17 der zylindrischen Innen-Mantelfläche des zweiten Innenringes 13.
Eine längs der Rotationsachse 3a geschnittene Teilansicht des Einzelteils Schnappring 11 ist in 2 dargestellt. Der Schnappring 11 weist zwei rotationssymmetrische Ringabschnitte 20 und 21 auf. An dem ersten Ringabschnitt 20 ist ein Eingriffselement 22 und am zweiten Ringabschnitt 21 ist zweite Eingriffselement 23 jeweils in Form eines um die Rotationsachse 3a umlaufenden sowie radial von dem Schnappring 11 hervorstehenden ringförmigen Noppens 24 bzw. 25 ausgebildet. Der erste Noppen 24 geht von dem ersten Ringabschnitt 20 aus radial in Richtung der Rotationsachse 3a der Wälzlageranordnung 2 ab. Der zweite Noppen 25 ist radial von der Rotationsachse 3a weg gerichtet.
Jeder der Innenringe 12, 13 ist mit einer Vertiefung 15 bzw. 28 in Form einer Ringnut 18 bzw. 26 versehen. Die Ringnut 18 ist radial außen an dem Innenring 12 ausgebildet und ist in Richtung des zweiten Innenringes 13 von einem umlaufenden Bord 19 begrenzt. Der Schnappring 11 übergreift den ersten Innenring 12 mittels des Ringabschnittes 20 an der ersten Vertiefung 15 radial von der Rotationsachse 3a aus so teilweise, dass der erste Noppen 24 radial von außen nach innen gerichtet und in diese Richtung vorgespannt in die Ringnut 18 eingreift. Die Ringnut 26 ist radial innen an dem Innenring 13 ausgebildet und ist in Richtung des ersten Innenringes 12 von einem umlaufenden Bord 27 begrenzt. Der zweite Innenring 13 übergreift den Schnappring 11 an dem zweiten Ringabschnitt 21 so, dass der Noppen 25 radial von innen nach außen gerichtet und in diese Richtung vorgespannt in die zweite Vertiefung 28 und somit in die Ringnut 26 eingreift. Der Schnapp ring 11 hält den Innenring 12 mittels des Noppens 24 an dem Bord 19 gegenüber dem Innenring 13 axial fest, indem der Noppen 24 den Bord in axialer Richtung hintergreift. Der Innenring 13 ist mittels des Schnappringes 11 mit dem Innenring 12 axial verbunden, indem der Noppen 25 den Bord 27 in axialer Richtung hintergreift.

1: Radlagerung
2: Wälzlageranordnung
3: Radträger
3a: Rotationsachse
3b: Gehäusebohrung
3c: Gehäusebohrung
4: erster Außenring
5: zweiter Außenring
6: Wälzkörper
7: Käfig
8: Käfig
9: Dichtung
10: Dichtung
11: Schnappring
12: Innenring
13: Innenring
14a: Wellensitz
14b: Wellensitz
15: Vertiefung
16: Innenkontur
17: Innenkontur
18: Ringnut
19: Bord
20: Ringabschnitt
21: Ringabschnitt
22: Eingriffselement
23: Eingriffselement
24: Noppen
25: Noppen
26: Ringnut
27: Bord
28: Vertiefung

Claims

Wälzlageranordnung (2) mit wenigstens zwei Reihen Wälzkörpern (6) und mit einem ersten Innenring (12) sowie mit einem zum ersten Innenring (12) benachbarten zweiten Innenring (13), wobei die Innenringe (12, 13) mittels eines Schnappringes (11) formschlüssig miteinander verbunden sind und dazu der Schnappring (11) mindestens ein radial hervorstehendes erstes Eingriffselement (22) sowie zumindest ein radial hervorstehendes zweites Eingriffselement (23) aufweist, und wobei jedes der Eingriffselemente (22, 23) in jeweils eine entsprechende radiale erste Vertiefung (15) bzw. in eine radiale zweite Vertiefung (15) an dem jeweiligen Innenring (12, 13) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Eingriffselement (22) radial in Richtung der Rotationsachse der Wälzlageranordnung (2) gerichtet in die erste Vertiefung (15) eingreift und dass das zweite Eingriffselement (23) radial von der Rotationsachse (3a) weg gerichtet in die zweite radiale Vertiefung (15) eingreift.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vertiefung (15) radial von der Rotationsachse (3a) der Wälzlageranordnung (2) weg auf den Schnappring (11) gerichtet ist und dass die zweite Vertiefung (15) radial in Richtung der Rotationsachse (3a) auf den Schnappring (11) gerichtet ist.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vertiefung (15) an dem ersten Innenring (12) radial außenseitig sowie die zweite Vertiefung (15) an dem zweiten Innenring (13) radial innenseitig ausgebildet.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elastisch verformbare Schnappring (11) gegen die Innenringe (12, 13) radial vorgespannt ist.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der radial am weitesten von der Rotationsachse (3a) entfernte freie Innenabstand zwischen der Rotationsachse (3a) und einer der Rotationsachse (3a) zugewandten ersten Innenkontur (16) des ersten Innenringes (12) näher an der Rotationsachse (3a) liegt als der radial am nächsten zur Rotationsachse (3a) liegende freie Innenabstand zwischen der Rotationsachse (3a) und einer der Rotationsachse (3a) zugewandten zweiten Innenkontur (17) des zweiten Innenringes (13).
Wälzlageranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkonturen (16, 17) beider Innenringe (12, 13) jeweils durch eine zylindrische Mantelfläche gebildet sind.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Eingriffselement (22) und das zweite Eingriffselement (23) jeweils ein um die Rotationsachse (3a) umlaufender radial von dem Schnappring (11) hervorstehender ringförmiger Noppen (24, 25) ist und dass die erste Vertiefung (15) und die zweite Vertiefung (15) jeweils eine Ringnut in dem jeweiligen der Innenringe (12, 13) sind.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (6) Kegelrollen sind.