DE102005027486A1

DE102005027486A1 - Rotationssymmetrisches Bauteil

Info

Publication number: DE102005027486A1
Application number: DE200510027486
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Ing. Straub (Fh); Matthias Fick; Ekrem Akyol
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-06-15
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2025-06-16
Also published as: DE102005027486B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein gegen axiales Verschieben gesichertes, spanlos geformtes dünnwandiges rotationssymmetrisches Bauteil, das von einer Aufnahmebohrung eines Gehäuses aufgenommen ist. Derartige Bauteile sind beispielsweise Nadellager und Hülsenfreiläufe mit und ohne Lagerung. DOLLAR A In erfindungsgemäßer Weise ist wenigstens an einer Umfangsstelle des äußeren Bauteils eine radial hervorstehende Haltenase (7) derart angeformt, dass ein nicht unterbrochener Materialzusammenhang zwischen der Haltenase (7) und dem Bauteil realisiert ist, wobei die Haltenase (7) in eine zugehörige Ausnehmung (12) im Gehäuse (10) elastisch einschnappbar ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein gegen axiales Verschieben gesichertes, spanlos geformtes dünnwandiges rotationssymmetrisches Bauteil, das von einer Aufnahmebohrung eines Gehäuses aufgenommen ist. Derartige Bauteile sind beispielsweise Innen- oder Außenringe von Wälzlagern, Gleitlagern oder Freiläufen.

Hintergrund der Erfindung

Derartige als Hülsenlager ausgebildete Bauteile, die spanlos hergestellte gehärtete, aber nicht geschliffene Außenringe aufweisen, sind bereits seit langem vorbekannt. Ein solch gattungsgemäßes Lager ist beispielsweise in dem Fachbuch Albert/Köttrich „Wälzlager", Springer-Verlag Wien, New York, 1987, auf Seite 29, beschrieben. Derart gattungsgemäß ausgebildete Hülsenlager müssen nun durch aufwändige Maßnahmen in einer Aufnahmebohrung eines Gehäuses fixiert werden.

Da, wie der Fachmann weiß, solche Hülsenlager erst durch Festsitz in der Gehäusebohrung ihre endgültige runde Form erhalten, werden sie in der Regel mit Überdeckung in die Gehäusebohrung eingepresst. Hierbei besteht die Gefahr, dass bei zu geringer Überdeckung der erforderliche Festsitz nicht erreicht wird, d. h., die Hülsenlager wandern in axialer Richtung aus der Gehäusebohrung heraus. Ist im Gegensatz die Überdeckung zu groß gewählt, besteht die Gefahr, dass das Hülsenlager beim Einpressen in die Aufnahmebohrung deren Form verändert, so dass die erforderliche Rundheit nicht gegeben ist. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn das Hülsenlager in eine weiche Umgebungskonstruktion, beispielsweise in ein Gehäuse aus Aluminium, eingesetzt wird.

Um ein Herauswandern des äußeren Lagerringes aus der Gehäusebohrung zu verhindern, ist es ebenfalls bekannt, den äußeren Lagerring mit einer umlaufenden Rändelung zu versehen. Dies hat den Nachteil, dass zur Erstellung der Rändelung ein zusätzlicher aufwändiger Arbeitsgang erforderlich ist und dass durch die Rändelung eine ungleichmäßige Wanddicke, und damit ein nicht definierter Hüllkreis realisiert ist, der sich wiederum auf die zu erzielende Rundheit negativ auswirkt.

In der DE 42 38 147 C2 ist schließlich eine Lagernadelbaueinheit beschrieben, deren Außenhülse am Außenumfang federnde Rastzungen aufweist, die zum Festkrallen in der Aufnahmebohrung dienen sollen. Einerseits bedingen derartig federnd ausgebildete Rastzungen einen erhöhten Fertigungsaufwand durch Ausstanzen und durch Biegen und andererseits besteht die Gefahr, dass diese beim Einpressen bzw. bei Auftreten einer hohen axialen Belastung abscheren.

Zusammenfassung der Erfindung

Ausgehend von den Nachteilen des bekanntes Standes der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, für gattungsgemäß ausgebildete Bauteile eine axiale Verschiebesicherung zu entwickeln, die einerseits sehr wirkungsvoll und andererseits auch kostengünstig herstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass wenigstens an einer Umfangsstelle des Bauteils eine radial hervorstehende Haltenase derart angeformt ist, dass ein nicht unterbrochener Materialzusammenhang zwischen der Haltenase und dem Bauteil realisiert ist, wobei die Haltenase in eine zugehörige Ausnehmung im Gehäuse elastisch einschnappbar ist.

Ein Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Haltenasen besteht darin, dass sich diese durch einen zusätzlichen Prägevorgang am äußeren Lagerring in einfacher Weise anbringen lassen. Durch den nicht unterbrochenen Materialzusammenhang zwischen äußerem Lagerring und Haltenasen ist sichergestellt, dass deren Bruch, insbesondere bei hoher Axialbelastung, ausgeschlossen ist. Es ist auch von Vorteil, dass Haltenasen und Aufnahmebohrung in ihren Größenverhältnissen so abgestimmt sind, dass diese beim Einpressen in die Aufnahmebohrung sich im elastischen Bereich verformen, das bedeutet, dass die Haltenasen nach dem Erreichen der in der Anschlusskonstruktion eingebrachten Ausnehmung wieder auffedern.

Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass die Haltenase in Montagerichtung einen abfallenden Verlauf aufweist. Dadurch ist sichergestellt, dass beim Einschieben des Hülsenlagers in die Aufnahmebohrung das elastische Einfedern der Haltenasen allmählich erfolgen kann.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist vorgesehen, dass neben der Haltenase beidseitig in Umfangsrichtung durchgehende Freistanzungen angeordnet sind. Diese Freistanzungen sind insbesondere dann erforderlich, wenn relativ dickes Bandmaterial zur Herstellung des Bauteils verwendet wird. Die Freistanzungen sorgen dafür, dass die erforderliche Elastizität der Haltenasen durch die Veränderung der Federkennlinie des Bauteils gewährleistet ist.

Schließlich ist nach den Ansprüchen 4 und 5 vorgesehen, dass entweder die Haltenase außerhalb des Laufbahnbereichs der Lagernadeln angeordnet ist oder dass die Haltenase im Laufbahnbereich, aber außerhalb der Lastzone angeordnet ist, wobei das Bauteil ein äußerer Lagerring eines Hülsenlagers ist, auf dessen Laufbahn Lagernadeln abwälzen.

Durch beide Maßnahmen wird der Laufbahnbereich der Wälzkörper nicht beeinträchtigt, so dass ein besonders ausgeglichener und ruhiger Lauf der Lageranordnung gewährleistet ist.

Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Hülsenlagers,
2 eine Draufsicht auf das Hülsenlager, teilweise geschnitten,
3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in 2,
4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in 3,
5 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäß ausgebildetes Hülsenlager, teilweise geschnitten und
6 einen Querschnitt des in ein Gehäuse eingeschobenen Hülsenlagers.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Das in den 1 bis 4 dargestellte Hülsenlager besteht aus dem spanlos geformten äußeren Lagerring 1, der an beiden Enden mit den radial nach innen gerichteten Borden 2 und 3 versehen ist. Dieser nimmt den aus Käfig 4 und Lagernadeln 5 gebildeten Nadelkranz auf, wobei die Laufbahnen der Lagernadeln 5 einerseits durch die innere Mantelfläche des äußeren Lagerringes 1 und andererseits durch eine nicht dargestellte Welle gebildet sind. Zum Hülsenlager gehört weiter der Dichtring 6, der linksseitig durch den Bord 3 und rechtsseitig durch den Käfig 4 begrenzt ist. Auf diese Weise ist eine unverlierbare aus dem äußeren Lagerring 1, Nadelkranz und Dichtring 6 bestehende Hülsenlagerbaueinheit geschaffen.
Wie die genannten Figuren weiter zeigen, ist der spanlos geformte äußere Lagerring 1 wenigstens an einer Umfangsstelle mit einer Haltenase 7 versehen, die in radialer Richtung nach außen vorsteht und im Längsschnitt gesehen dachartig in Montagerichtung abfallend ausgebildet ist. Diese Haltenase 7 wird durch einen Prägevorgang derart hergestellt, dass zwischen ihr und dem äußeren Lagerring 1 ein nicht unterbrochener Materialzusammenhang besteht. Mit anderen Worten, durch den Prägevorgang wird eine bleibende Materialverschiebung im plastischen Bereich derart realisiert, dass der radial vorstehenden Haltenase 7 ein radial innenliegender Hohlraum 8 zugeordnet ist, dessen Volumen gleich dem der Haltenase 7 ist. Die 2 und 3 lassen weiter erkennen, dass die Haltenase 7 außerhalb des Laufbahnbereiches der Lagernadeln 5 angeordnet ist.
Das in der 5 dargestellte Hülsenlager unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen einerseits dadurch, dass die Haltenase 7 im Laufbahnbereich angeordnet ist. Dabei wird man zweckmäßigerweise so vorgehen, dass beim Einbau des Hülsenlagers die Haltenase 7 nicht im Lastbereich angeordnet ist. Das in 5 gezeigte Hülsenlager weist darüber hinaus noch in Umfangsrichtung von der Haltenase 7 beidseitig beabstandete Freistanzungen 9 auf. Diese sind durchgängig und beeinflussen durch die Materialschwächung die Federkennlinie des äußeren Lagerringes 1, so dass das elastische Einfedern der Haltenase 7 in die Aufnahmebohrung 11 des Gehäuses 10 erleichtert ist.
In 6 ist schließlich das in der Aufnahmebohrung 11 des Gehäuses 10 angeordnete Hülsenlager gezeigt, wobei die Montagerichtung durch den eingezeichneten Pfeil gegeben ist. Zunächst wird der äußere Lagerring 1 einschließlich Nadelkranz beginnend mit seinem Bord 2 in die Aufnahmebohrung 11 eingeführt. Dies erfolgt bereits mit Überdeckung, das bedeutet, der äußere Durchmesser des äußeren Lagerringes 1 ist geringfügig größer als der Durchmesser der Aufnahmebohrung 11. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Hülsenlager durch das Ein pressen in die Aufnahmebohrung 11 seine endgültige runde Form einnimmt. Dies verlangt wiederum, dass an die Aufnahmebohrung 11 des Gehäuses 10 hinsichtlich Rundheit hohe Anforderungen gestellt sind. Wie 6 weiter erkennen lässt, wird nach Erreichen der Aufnahmebohrung 11 die dachartig ausgestaltete Haltenase 7 im elastischen Bereich solange zusammengepresst, bis sie die Ausnehmung 12 im Gehäuse 10 erreicht. Hat sie diese linksseitig vollständig passiert, so wird die Haltenase 7 radial wieder auffedern, so dass auch bei starken axialen Verschiebekräften ein Herauswandern des Hülsenlagers aus der Aufnahmebohrung 11 durch Anlage der Haltenase 7 an der Seitenwandung der Ausnehmung 12 verhindert ist.

1: äußerer Lagerring
2: Bord
3: Bord
4: Käfig
5: Lagernadel
6: Dichtring
7: Haltenase
8: Hohlraum
9: Freistanzung
10: Gehäuse
11: Aufnahmebohrung
12: Ausnehmung

Claims

Gegen axiales Verschieben gesichertes, spanlos geformtes dünnwandiges rotationssymmetrisches Bauteil, das von einer Aufnahmebohrung (11) eines Gehäuses (10) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens an einer Umfangsstelle des Bauteils eine radial hervorstehende Haltenase (7) derart angeformt ist, dass ein nicht unterbrochener Materialzusammenhang zwischen der Haltenase (7) und dem Bauteil realisiert ist, wobei die Haltenase (7) in eine zugehörige Ausnehmung (12) im Gehäuse (10) elastisch einschnappbar ist.
Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltenase (7) in Montagerichtung einen dachartig abfallenden Verlauf aufweist.
Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Haltenase (7) beidseitig in Umfangsrichtung durchgehende Freistanzungen (9) angeordnet sind.
Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein äußerer Lagerring (1) eines Hülsenlagers ist, auf dessen Laufbahn Lagernadeln (5) abwälzen, wobei die Haltenase (7) außerhalb des Laufbahnbereichs der Lagernadeln (5) angeordnet ist.
Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltenase (7) im Laufbahnbereich der Lagernadeln (5), aber außerhalb der Lastzone angeordnet ist.