DE102006014938B4

DE102006014938B4 - Axialwälzlager

Info

Publication number: DE102006014938B4
Application number: DE102006014938.6A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Engelhardt Horst; Dipl.-Ing. Röckelein Ernst; Wolfgang Fugel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2016-02-18
Anticipated expiration: 2026-04-01
Also published as: DE102006014938A1

Abstract

Axialwälzlager (1) mit wenigstens einer Laufscheibe (2) und wenigstens einem durch einen Käfig (7) und ein Vielzahl von Wälzkörpern (6) gebildeten Wälzkörperkranz (5), wobei die Laufscheibe (2) eine sich in radialer Richtung erstreckende Laufbahn, auf der die Wälzkörper (6) abrollen, und wenigstens einen sich in axialer Richtung erstreckenden Bord (3) zur Führung der Wälzkörper (6) aufweist und die wenigstens eine Laufscheibe (2) und der Wälzkörperkranz (5) durch wenigstens zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, als Einzelteile getrennt gefertigte und mit der Laufscheibe (2) verbundene Halteelemente (8) zu einer unverlierbaren Baueinheit zusammengehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (8) als dreieckförmige Metallblättchen ausgebildet und an mehreren voneinander beabstandeten Umfangsstellen eines Innenbordes (4) der Laufscheibe (2) mittels Schweißverbindung derart befestigt sind, dass deren Spitzen den Käfig (7) in radialer Richtung überdecken.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Axialwälzlager mit wenigstens einer Laufscheibe und wenigstens einem durch einen Käfig und ein Vielzahl von Wälzkörpern gebildeten Wälzkörperkranz, wobei die Laufscheibe eine sich in radialer Richtung erstreckende Laufbahn, auf der die Wälzkörper abrollen, und wenigstens einen sich in axialer Richtung erstreckenden Bord zur Führung der Wälzkörper aufweist und die wenigstens eine Laufscheibe und der Wälzkörperkranz durch wenigstens zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, als Einzelteile getrennt gefertigte und mit der Laufscheibe verbundene Halteelemente zu einer unverlierbaren Baueinheit zusammengehalten sind.
Hintergrund der Erfindung
Derart gattungsgemäß ausgebildete Wälzlager werden seit langem zur Abstützung von axialen Kräften, beispielsweise bei der Lagerung von rotierenden Wellen, in den unterschiedlichsten Größen- und Ausführungsvarianten eingesetzt. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die einzelnen Bestandteile des Wälzlagers, nämlich Laufscheibe(n) und Wälzkörperkranz, zu einer unverlierbaren Baueinheit zusammengehalten sind. Dies hat einerseits den Vorteil, dass auf dem Transport vom Lagerhersteller zum Anwender das Lager nicht in seine Einzelbestandteile zerfallen kann und andererseits eine solche Lagerbaueinheit auch den Montagevorgang beim Endanwender wesentlich vereinfacht. Der Zusammenhalt der einzelnen Lagerbestandteile zu einer unverlierbaren Baueinheit kann nun auf vielfältige Art und Weise erfolgen.
So ist beispielsweise aus der DE 44 09 734 A1 ein Axialwälzlager bekannt, das aus zwei Laufscheiben besteht, zwischen denen mehrere Wälzkörper auf zugehörigen Laufbahnen abrollen. Die Wälzkörper werden durch die Borde der unteren Laufscheibe in radialer Richtung auf ihren Laufbahnen gehalten. Die Lagereinheit wird durch eine Hülse zusammengehalten, die die untere Laufscheibe an ihrer gesamten radialen Umfangsfläche mit einer Presspassung umschließt. Die obere Laufscheibe ist mit einer Ausnehmung versehen, in der die mittels Presspassung mit der unteren Laufscheibe fest verbundene Hülse mit einem gerichteten Vorsprung eingreift, der so angeordnet ist, dass ein radial und ein axial verlaufender Spalt gebildet ist, so dass die obere Laufscheibe gegenüber der unteren drehbar ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass beide Laufscheiben unverlierbar miteinander verbunden sind, so dass sie sich weder in axialer noch in radialer Richtung voneinander wegbewegen können. Nachteilig dabei ist, dass eine solche beide Laufscheiben umfassende Hülse als zusätzliches Bauteil gefertigt und in aufwändiger Weise durch einen Bördelvorgang befestigt werden muss.
In diesem Zusammenhang ist es auch bekannt, Axialwälzlager durch Haltenasen zusammenzuhalten. So ist beispielsweise aus der DE 22 64 117 A1 ein Axialwälzlager bekannt geworden, deren eine Laufscheibe an ihrem äußeren radialen Ende in einen axial gerichteten Bord übergeht. Auf der Laufbahn dieser Laufscheibe wälzen in einem Käfig geführte Zylinderrollen ab. Dieser Bord weist an mehreren Umfangsstellen voneinander gleichmäßig beabstandete Haltenasen auf, die federnd ausgebildet sind und den Lagerkäfig in radialer Richtung hintergreifen. Beim Zusammenbau wird der Wälzkörperkranz von außen in Richtung Lauffläche bewegt, wobei er dann die federnde Haltezunge passiert und diese dabei nach außen drückt. Nach Passieren des Wälzlagerkäfigs federn die Haltenasen zurück, so dass der Käfig auf der Laufscheibe gehalten ist.
Aus der DE 38 22 779 A1 ist ein weiteres als Axialnadellager ausgebildetes gattungsgemäßes Lager vorbekannt. Dieses besteht wiederum aus zwei Laufscheiben, zwischen denen auf zugehörigen Laufbahnen in einem Käfig geführte Lagernadeln abwälzen. Beide Laufscheiben weisen an ihren radial innenliegenden Enden axial gerichtete Borde auf, die sich axial und radial überdecken. Dabei weist der radial innenliegende Bord der einen Laufscheibe radial nach außen durchgestellte Haltenasen auf, die an mehreren gleichmäßig beabstandeten Umfangsstellen angeordnet sind und den Bord der anderen Laufscheibe hintergreifen, so dass eine unverlierbare Baueinheit gebildet ist. Auch aus der DE 39 35 633 A1 geht ein weiteres Axialwälzlager dieser Bauart hervor. Zeichnerisch dargestellt und beschrieben ist ein Axialwälzlager, zwischen dessen Laufscheiben in einem Käfig geführte zylindrische Wälzkörper abrollen, wobei in diesem Fall die eine Laufscheibe an ihrem inneren Ende und die andere Laufscheibe an ihrem äußeren Ende einen axial gerichteten Bord aufweisen. Der Zusammenhalt der Lageranordnung erfolgt derart, dass am außenliegenden Bord der einen Laufscheibe an vier voneinander beabstandeten Umfangsstellen Haltenasen vorhanden sind, die die andere Laufscheibe hintergreifen, so dass eine unverlierbare Baueinheit gebildet ist.
Nachteilig bei den zuletzt genannten drei Vorveröffentlichungen ist, dass Laufscheiben mit in den unterschiedlichsten Arten ausgestalteten Haltenasen hohe Werkzeugkosten verursachen, die die gesamte Lagereinheit in unnötigerweise verteuert. Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass bei der Herstellung der Haltenasen Abweichungen in der Formgenauigkeit auftreten können, die möglicherweise eine Funktionsstörung des gesamten Lagers nach sich ziehen. Es ist außerdem von Nachteil, dass unter bestimmten Voraussetzungen derartige Haltenasen bei der Montage brechen können. Schließlich ist auch von Nachteil, dass bei bestimmten Ausführungsvarianten der Haltenasen keine hohen Überdeckungen möglich sind, so dass ein sicherer Zusammenhalt der Lagerbauanordnung nicht gegeben ist.
Aus der DE 41 22 679 A1 ist darüber hinaus ein weiteres Axiallager bekannt geworden, dessen Laufscheiben durch einen Kunststoffring zusammengehalten sind. Dieser Haltering ist mit seinem radialen Schenkel an einer Laufscheibe angeordnet und überdeckt mit seinem axialen Schenkel den zwischen beiden Laufscheiben gebildeten Spalt. Der Zusammenhalt erfolgt derart, dass der axial gerichtete Schenkel die untere Laufscheibe mit Spiel umgreift und an drei in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Stellen elastische Vorsprünge aufweist, die in zugehörige Öffnungen der anderen Laufscheibe eingreifen.
Diese andere obere Laufscheibe muss daher einen größeren Durchmesser als die untere Laufscheibe aufweisen. Hinzu kommt in nachteiliger Weise, dass ein solch L-förmig ausgebildeter Haltering mit federnden Haltenasen zu seiner Herstellung ein sehr kompliziert aufgebautes Spritzwerkzeug erfordert.
Schließlich ist in der DE 89 06 246 U1 noch ein Axial-Radialwälzlager offenbart, welches über eine zusätzliche, zwischen den sich überdeckenden Borden einer unteren und einer oberen Laufscheibe angeordnete Kugelreihe neben den von einem Axialnadelkranz aufgenommenen Axialkräften zusätzlich auch kleinere Radialkräfte aufnehmen kann. Durch die laufrillenförmige Ausbildung der beiden Borde sind die Laufscheiben formschlüssig über die Kugelreihe miteinander verbunden, so dass dadurch eine unverlierbare Baueinheit gebildet wird. Nachteilig ist hierbei jedoch ebenfalls, dass derart ausgebildet Laufscheiben erhöhte Werkzeugkosten verursachen, die die gesamte Lagereinheit verteuern.
Zusammenfassung der Erfindung
Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Axialwälzlagerbaueinheit bereit zu stellen, deren unverlierbarer Zusammenhalt mit Halteelementen realisiert ist, die eine vereinfachte und damit kostengünstigere Herstellung der Lagereinheit ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Axialwälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Halteelemente als dreieckförmige Metallblättchen ausgebildet und an mehreren voneinander beabstandeten Umfangsstellen eines Innenbordes der Laufscheibe mittels Schweißverbindung derart befestigt sind, dass deren Spitzen den Käfig in radialer Richtung überdecken.
Alternativ dazu wird die Aufgabe bei einem Axialwälzlager nach dem Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs 2 auch dadurch gelöst, dass die Halteelemente als ein dreieckförmige Metallblättchen ausgebildet und an mehreren voneinander beabstandeten Umfangsstellen eines Außenbordes der Laufscheibe mittels Schweißverbindung derart befestigt sind, dass deren Spitzen eine zweite Laufscheibe in radialer Richtung überdecken.
Durch das getrennte Fertigen und anschließende Verbinden der einzelnen Halteelemente mit einem der Lagerbestandteile werden nachstehende vorteilhafte Wirkungen erzielt:

– Durch den Entfall der ursprünglich mit den Laufscheiben fest verbundenen Halteelemente können die Werkzeuge zur Herstellung der Laufscheiben wesentlich einfacher und damit auch kostengünstiger geschaffen werden. Aus diesem Grunde sinken auch die Werkzeugrüstzeiten, so dass pro Zeiteinheit mehr Laufscheiben herstellbar sind.
– Durch Wegfall der Halteelemente lassen sich die Laufscheiben mit feineren Toleranzen fertigen, was einen wesentlichen Qualitätssprung der gesamten Lagerbaueinheit zulässt.
– Auch wird durch die nicht vorhandenen Halteelemente der Laufscheiben deren Prozessfähigkeit innerhalb des Herstellungsprozesses verbessert. Die Laufscheiben werden in der Regel als Massenteile, beispielsweise beim Waschen oder beim Wärmebehandeln, in den Prozess eingeschleust, so dass sie sich aufgrund der fehlenden Halteelemente weit weniger untereinander behindern, beispielsweise durch Verhaken federnder Haltenasen.
– Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die getrennt gefertigten und mit dem Lagerbestandteil verbundenen Halteelemente nicht nur für den Zusammenhalt der Lageranordnung sorgen, sondern darüber hinaus auch weitere Aufgaben wie Verdrehsicherung, Einbausicherung oder auch Zentrierung übernehmen können.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Dass erfindungsgemäß ausgebildeten Axialwälzlager wird nachfolgend in zwei bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäß ausgebildetes Axialwälzlager bestehend aus einer Laufscheibe und Wälzkörperkranz,
2 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäß ausgebildetes Axialwälzlager mit zwei Laufscheiben und Wälzkörperkranz, teilweise geschnitten.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Das in 1 dargestellte Axialwälzlager 1 besteht aus der Laufscheibe 2, die sowohl am äußeren Rand als auch am inneren Rand je einen Bord 3, 4 aufweist, die in axialer Richtung gerichtet sind. Zwischen diesen beiden Borden 3, 4, die einstückig mit der Laufscheibe 2 verbunden sind, wälzen auf einer nicht näher bezeichneten Laufbahn zylindrischer Wälzkörper 6 ab, die in einem Käfig 7 geführt sind. Der mit 5 bezeichnete Wälzkörperkranz wird in radialer Richtung nach außen und nach innen durch die beiden Borde 3, 4 der Laufscheibe 2 geführt. Wie weiter erkennbar, ist an vier voneinander beabstandeten Umfangsstellen der innere Bord 4 der Laufscheibe 2 mit Halteelementen 8 in Form eines dreieckförmigen Metallblättchens versehen, die auf dem Bord 4 derart angeschweißt sind, dass ihre Spitze in radialer Richtung nach außen weist. Dabei erfolgt die Fixierung mittels Schweißverbindung so, dass die Spitzen der dreieckförmigen Blättchen den Lagerkäfig 7 überdecken, so dass dieser in axialer Richtung nicht von der Laufscheibe 2 gleiten kann. Auf diese Weise ist die aus Laufscheibe 2 und Wälzkörperkranz 5 bestehende Baueinheit unverlierbar zusammengehalten, wobei in diesem Ausführungsbeispiel die andere Lauffläche von einem zu lagernden Teil, beispielsweise einer axial abgestützten Welle, zu stellen ist.
Das in 2 dargestellte Axialwälzlager 9 zeichnet sich dadurch aus, dass es aus den beiden Laufscheiben 2, 10 besteht. Zwischen beiden wälzen wiederum auf nicht bezeichneten Laufbahnen Wälzkörper 6 ab, die im Käfig 7 geführt sind. Die untere Laufscheibe 2 ist an ihrem Außenumfang einstückig mit dem axial gerichteten Bord 3 verbunden, der den Bord 11 der zweiten Laufscheibe 10 in radialer Richtung umschließt, wobei der Bord 11 der zweiten Laufscheibe 10 eine abgestufte Form aufweist und ebenfalls einstückig mit der Laufscheibe 10 verbunden ist. Das Axialwälzlager 9 weist im inneren Bereich der Laufscheiben 2, 10 keine Borde auf, so dass das Lager auf Grund der im Außenbord 3 angeordneten Ausnehmungen 12 ohne nennenswerte Widerstände von Schmiermittel durchströmt werden kann. Wie weiter erkennbar, ist der Bord 3 der unteren Laufscheibe 2 an vier voneinander beabstandeten Umfangsstellen mit den als Metallblättchen ausgebildeten Halteelementen 8 verschweißt, deren Spitzen radial nach innen in Richtung der zweiten Laufscheibe 10 gerichtet sind. Die Überdeckung erfolgt dabei so weit, dass die Metallblättchen den abgestuften Bord 11 der zweiten Laufscheibe 10 nur soweit überdecken, dass beide Laufscheiben 2, 10 in Umfangsrichtung ohne Reibung gegeneinander verdrehbar sind.
Bezugszeichenliste

1: Axialwälzlager
2: Laufscheibe
3: Bord
4: Bord
5: Wälzkörperkranz
6: Wälzkörper
7: Käfig
8: Metallblättchen
9: Axialwälzlager
10: Laufscheibe
11: Bord
12: Ausnehmung

Claims

Axialwälzlager (1) mit wenigstens einer Laufscheibe (2) und wenigstens einem durch einen Käfig (7) und ein Vielzahl von Wälzkörpern (6) gebildeten Wälzkörperkranz (5), wobei die Laufscheibe (2) eine sich in radialer Richtung erstreckende Laufbahn, auf der die Wälzkörper (6) abrollen, und wenigstens einen sich in axialer Richtung erstreckenden Bord (3) zur Führung der Wälzkörper (6) aufweist und die wenigstens eine Laufscheibe (2) und der Wälzkörperkranz (5) durch wenigstens zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, als Einzelteile getrennt gefertigte und mit der Laufscheibe (2) verbundene Halteelemente (8) zu einer unverlierbaren Baueinheit zusammengehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (8) als dreieckförmige Metallblättchen ausgebildet und an mehreren voneinander beabstandeten Umfangsstellen eines Innenbordes (4) der Laufscheibe (2) mittels Schweißverbindung derart befestigt sind, dass deren Spitzen den Käfig (7) in radialer Richtung überdecken.
Axialwälzlager (9) mit wenigstens einer Laufscheibe (2) und wenigstens einem durch einen Käfig (7) und ein Vielzahl von Wälzkörpern (6) gebildeten Wälzkörperkranz (5), wobei die Laufscheibe (2) eine sich in radialer Richtung erstreckende Laufbahn, auf der die Wälzkörper (6) abrollen, und wenigstens einen sich in axialer Richtung erstreckenden Bord (3) zur Führung der Wälzkörper (6) aufweist und die wenigstens eine Laufscheibe (2) und der Wälzkörperkranz (5) durch wenigstens zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, als Einzelteile getrennt gefertigte und mit der Laufscheibe (2) verbundene Halteelemente (8) zu einer unverlierbaren Baueinheit zusammengehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (8) als ein dreieckförmige Metallblättchen ausgebildet und an mehreren voneinander beabstandeten Umfangsstellen eines Außenbordes (3) der Laufscheibe (2) mittels Schweißverbindung derart befestigt sind, dass deren Spitzen eine zweite Laufscheibe (10) in radialer Richtung überdecken.