DE102007031325A1

DE102007031325A1 - Lagereinrichtung

Info

Publication number: DE102007031325A1
Application number: DE102007031325A
Authority: DE
Inventors: Frank Berger; Reinhard Dipl.-Ing. Boese; Volker Dipl.-Ing. Fischer; Bernhard Dipl.-Ing. Schwarzkopf
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-07-05
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2009-01-08

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagereinrichtung (1) zur Lagerung einer Welle in einem Bauteil (2), insbesondere ein Radiallager zur Lagerung einer Getriebewelle in einem Motorschwungrad (3), wobei an einer dem Bauteil (2) zugewandten Außenmantelfläche (4) der Lagereinrichtung (1) eine Ringnut (5) vorgesehen ist, welche bei im Bauteil (2) eingebauter Lagereinrichtung (1) einer bauteilseitigen Ringnut (5') gegenüberliegt, wobei in der lagereinrichtungsseitigen Ringnut (5) ein in Umfangsrichtung unterbrochener Sprengring (6) vorgesehen ist, welcher beim Einschieben der Lagereinrichtung (1) in das Bauteil (2) vollständig in der Ringnut (5) der Lagereinrichtung (1) angeordnet ist und beim Erreichen der Einbaulage aufspringt und in die Ringnut (5') am Bauteil (2) eingreift und somit die Lagereinrichtung (1) in Axialrichtung fixiert, wobei der Sprengring (6) aus einem Werkstoff hergestellt ist, der eine so dimensionierte Scherfestigkeit aufweist, dass er beim Entfernen der Lagereinrichtung (1) aus deren Einbauposition abschert und die Lagereinrichtung (1) aus dem Bauteil (2) ausgebaut werden kann, ohne dass es zu Beschädigungen an der Lagereinrichtung (1) bzw. am Bauteil (2) kommt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagereinrichtung zur Lagerung einer Welle in einem Bauteil, insbesondere ein Radiallager zur Lagerung einer Getriebewelle in einem Motorschwungrad.
Um Lagereinrichtungen, beispielsweise zur Lagerung einer Getriebewelle in einem motorseitigen Schwungrad in letzterem axial zu fixieren, werden diese üblicherweise in das motorseitige Schwungrad eingepresst oder thermisch mit diesem gefügt. Bei längeren Betriebsdauern hat sich jedoch gezeigt, dass es bei beiden Fügeverfahren zu einer Axialverschiebung der Lagereinrichtung kommen kann, welche im schlimmsten Fall zu einem Herauswandern derselben und damit zu einer Beschädigung der Lagereinrichtung und/oder der zu lagernden Welle führen kann. Ebenso bekannt ist es, eine Axialfixierung für eine derartige Lagerung über sog. metallische Sprengringe auszuführen, welche im Einbauzustand in eine bauteilseitige sowie eine lagereinrichtungsseitige Nut eingreifen und dadurch ein Herauswandern der Lagereinrichtung aus dem Bauteil verhindern. Soll jedoch die Lagereinrichtung ausgebaut werden, so muss diese unter hohem Kraftaufwand aus dem Bauteil herausgepresst werden, was üblicherweise nicht nur zu einer Zerstörung des metallischen Sprengringes, sondern auch zu einer Zerstörung der bauteilseitigen und/oder lagerseitigen Sprengringnut führt, was selbstverständlich unerwünscht ist.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, eine Lagereinrichtung einerseits sicher in einem Bauteil axial fixieren zu können, andererseits aber auch zu gewährleisten, dass weder die Lagereinrichtung noch das Bauteil bei einem Ausbauen der Lagereinrichtung beschädigt werden.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zur Axialfixierung einer Lagereinrichtung einer Welle in einem Bauteil einen abscherbaren Sprengring zu verwenden. Dabei weist die Lagereinrichtung an einem dem Bauteil zugewandten Außenmantelfläche eine Ringnut auf, welche bei im Bauteil eingebauter Lagereinrichtung einer bauteilseitigen Ringnut gegenüberliegt. In der lagereinrichtungsseitigen Ringnut ist dabei ein in Umfangsrichtung unterbrochener Sprengring vorgesehen, der beim Einschieben der Lagereinrichtung in das Bauteil vollständig in der Ringnut der Lagereinrichtung angeordnet ist und beim Erreichen der Einbaulage in die Ringnut am Bauteil aufspringt und somit in diese eingreift. Um die Lagereinrichtung beschädigungsfrei austauschen zu können, ist der Sprengring aus einem Werkstoff hergestellt, der eine derart dimensionierte Scherfestigkeit hat, dass er beim Entfernen der Lagereinrichtung aus deren Einbaupositionen abschert, und zwar ohne die bauteilseitige bzw. die lagereinrichtungsseitige Nut zu beschädigen, so dass die Lagereinrichtung bei Anordnung eines neuen Sprengringes problemlos wieder einbaubar ist. Der beschriebene Sprengring ist dabei in bekannter Weise im Durchmesser größer als die lagereinrichtungsseitige Ringnut, so dass eine Aufnahme des Sprengringes ausschließlich in der lagereinrichtungsseitigen Ringnut zum Einschieben der Lagereinrichtung in das Bauteil möglich ist. Durch den erfindungsgemäß ausgebildeten Sprengring ist ein Austausch der Lagereinrichtung problemlos möglich, ohne dass dabei die Gefahr besteht, dass auch das Bauteil, insbesondere das Motorschwungrad, beschädigt wird.
Zweckmäßig ist der Sprengring aus Kunststoff ausgebildet. Ein derart ausgebildeter Kunststoff kann bezüglich seiner Materialeigenschaften so ausgebildet sein, dass er die üblicherweise während des Betriebs auftretenden Axialkräfte problemlos aufnehmen kann, andererseits aber bei einem Herausdrücken der Lagereinrichtung aus dem Bauteil lediglich eine so geringe Scherkraft aufweist, dass die bauteilseitige und/oder die lagereinrichtungsseitige Ringnuten nicht beschädigt werden. Ein aus Kunststoff ausgebildeter Sprengring ist zudem kostengünstig herzustellen und aufgrund der modernen Kunststofftechnologie individuell an die herrschenden Anforderungen anpassbar. Zudem weist ein aus Kunststoff hergestellter Sprengring im Vergleich zu einem aus Metall hergestellten Sprengring ein deutlich geringeres Gewicht auf, was insbesondere im modernen Kraftfahrzeug hinsichtlich stetig steigender Energiekosten von großem Vorteil ist.
Zweckmäßig ist der Sprengring aus verstärktem Kunststoff, insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff ausgebildet. Glasfaserverstärkte Kunststoffe können gezielt Kunststoffeigenschaften beeinflussen, so kann beispielsweise deren Zug-/Scherfestigkeit positiv beeinflusst werden. Darüber hinaus sind Glasfasern insbesondere bezüglich Temperatur hochbeständige Werkstoffe, so dass sich für derart ausgebildete Sprengringe ein breites Anwendungsspektrum bietet.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
1 eine mögliche Ausführungsform einer Lagereinrichtung in Ansicht und Schnitt,
2 eine mögliche Ausführungsform eines Montageringes zur Fixierung eines Sprengringes in einer lagereinrichtungsseitigen Nut während des Einbauens der Lagereinrichtung in das Bauteil,
3 eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sprengringes,
4 ein als Motorschwungrad ausgebildetes Bauteil zur Aufnahme der erfindungsgemäßen Lagereinrichtung,
5 eine Darstellung wie in 4, jedoch mit bereits eingeschobener Lagereinrichtung,
6 eine Detaildarstellung während des Einbauens der Lagereinrichtung in das Motorschwungrad.
Entsprechend 1 ist eine Lagereinrichtung 1 zur Lagerung einer nicht gezeigten Welle in einem Bauteil 2, insbesondere in einem Motorschwungrad 3 (vgl. die 4 bis 6) gezeigt. Die Lagereinrichtung 1 ist hierbei als Kugellager ausgebildet. An seiner Außenmantelfläche 4 weist die Lagereinrichtung 1 eine Ringnut 5 auf, in welcher ein als Axialsicherung ausgebildeter Sprengring 6 angeordnet ist. Ein derartiger Sprengring 6 ist beispielsweise in 3 gezeigt. Der Sprengring 6 ist dabei in Umfangsrichtung unterbrochen, so dass er beim Einschieben der Lagereinrichtung 1 in das Bauteil 2 vollständig in der Ringnut 5 der Lagereinrichtung 1 aufgenommen werden kann. Zur Fixierung des Sprengringes 6 in der Ringnut 5 der Lagereinrichtung 1 ist ein Montagering 7 vorgesehen, welcher gemäß 1 den Sprengring 6 während des Einbauens der Lagereinrichtung 1 in das Bauteil 2 in der Ringnut hält. Eine mögliche Ausführungsform für einen derartigen Montagering ist beispielsweise in 2 gezeigt. Der Montagering 7 kann ebenfalls aus Kunststoff hergestellt sein und beispielsweise innen liegende Rippen 9 aufweisen, welche ein erleichtertes Verschieben in axialer Richtung bezüglich der Lagereinrichtung 1 bewirken. Diese Rippen können an einer Axialseite des Montageringes 7 abgewinkelt ausgebildet sein, so dass die Montage des Montageringes 7 auf der Lagereinrichtung 1 vereinfacht wird.
Betrachtet man die 4, so fällt auf, dass auch im Bauteil 2, hier im Motorschwungrad 3 eine Ringnut 5' vorgesehen ist, welche bei im Bauteil 2 eingebauter Lagereinrichtung 1 der lagereinrichtungsseitigen Ringnut 5 gegenüber liegt. Erreicht nun die Lagereinrichtung 1 ihre Einbaulage, so wird der bis dahin in der Ringnut 5 der Lagereinrichtung 1 gedrückt gehaltene Sprengring 6 entspannt und greift in die Ringnut 5' am Bauteil 2 bzw. am Motorschwungrad 3 ein, wodurch eine Axialsicherung der Lagereinrichtung 1 gegeben ist.
Vorzugsweise greift dabei der Sprengring 6 in entspanntem Zustand hälftig in die Ringnut 5 in die Lagereinrichtung und in die Ringnut 5' am Bauteil 2 ein.
Soll die Lagereinrichtung 1 nun, beispielsweise wegen einer Beschädigung ausgebaut werden, so ist es nicht möglich, den Sprengring 6 wieder in die Ringnut 5 an der Lagereinrichtung 1 zurückzudrücken und so die Lagereinrichtung 1 aus dem Bauteil 2 zu entnehmen. Aus diesem Grund ist der Sprengring 6 aus einem Werkstoff hergestellt, der eine so dimensionierte Scherfestigkeit aufweist, dass er beim Entfernen der Lagereinrichtung 1 aus deren Einbauposition abschert und so die Lagereinrichtung 1 ohne beschädigt zu werden aus dem Bauteil 2 ausgebaut werden kann. Gleichzeitig bewirkt die derart bemessene Scherfestigkeit auch, dass die bauteilseitige Ringnut 5' beim Ausbauen der Lagereinrichtung 1 aus dem Bauteil 2 unversehrt bleibt. Aus diesem Grund ist der Sprengring 6 vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet, welcher beim Ausbauen der Lagereinrichtung 1 aus dem Bauteil 2 abschert bevor es zu Beschädigungen am Bauteil 2 kommen kann.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Sprengring 6 aus verstärktem Kunststoff, insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff ausgebildet.
Der Einbau der erfindungsgemäßen Lagereinrichtung 1 in das Bauteil 2, hier in das Motorschwungrad 3, erfolgt dabei wie folgt: Zunächst wird die Lagereinrichtung 1 mit aufgebrachtem Montagering 7 (vgl. Schnitt C-C in 1) an das Bauteil 2 angesetzt und mittels eines Werkzeugs 8 in das Bauteil 2 eingedrückt. Beim Eindrückvorgang verschiebt sich der Montagering 7 in axialer Richtung und gibt somit den Sprengring 6 frei. Dieser kann sich jedoch nicht ausdehnen, da er im weiteren Einschiebevorgang vom Bauteil 2 in der Ringnut 5 gedrückt gehalten wird. Beim Erreichen der Einbauposition liegen sich jedoch die Ringnut 5' am Bauteil 2 und die Ringnut 5 an der Lagereinrichtung 1 gegenüber, so dass der Sprengring 6 aufspringt und in die Ringnut 5' am Bauteil 2, hier also am Motorschwungrad 3, eingreifen kann. Durch die Ausdehnung des Sprengringes 6 ist die Lagereinrichtung 1 in Axialrichtung fixiert. Zum Auswechseln der Lagereinrichtung 1 wird ein entsprechendes Werkzeug verwendet, mit welchem die Lagereinrichtung 1 unter Abscheren des Sprengringes 6 aus dem Bauteil 2, hier also aus dem Motorschwungrad 3, herausgeschoben werden kann. Durch die erfindungsgemäße Lagereinrichtung 1 ist somit ein problemloses Austauschen derselben möglich, ohne dass dabei das Bauteil 2 beschädigt wird.

Claims

Lagereinrichtung (1) zur Lagerung einer Welle in einem Bauteil (2), insbesondere ein Radiallager zur Lagerung einer Getriebewelle in einem Motorschwungrad (3), – wobei an einer dem Bauteil (2) zugewandten Außenmantelfläche (4) der Lagereinrichtung (1) eine Ringnut (5) vorgesehen ist, welche bei im Bauteil (2) eingebauter Lagereinrichtung (1) einer bauteilseitigen Ringnut (5') gegenüberliegt, – wobei in der lagereinrichtungsseitigen Ringnut (5) ein in Umfangsrichtung unterbrochener Sprengring (6) vorgesehen ist, welcher beim Einschieben der Lagereinrichtung (1) in das Bauteil (2) vollständig in der Ringnut (5) der Lagereinrichtung (1) angeordnet ist und beim Erreichen der Einbaulage aufspringt und in die Ringnut (5') am Bauteil (2) eingreift und somit die Lagereinrichtung (1) in Axialrichtung fixiert, – wobei der Sprengring (6) aus einem Werkstoff hergestellt ist, der eine so dimensionierte Scherfestigkeit aufweist, dass er beim Entfernen der Lagereinrichtung (1) aus deren Einbauposition abschert und die Lagereinrichtung (1) aus dem Bauteil (2) ausgebaut werden kann, ohne dass es zu Beschädigungen an der Lagereinrichtung (1) bzw. am Bauteil (2) kommt.
Lagereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprengring (6) aus Kunststoff ausgebildet ist.
Lagereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprengring (6) aus verstärktem Kunststoff, insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff, ausgebildet ist.
Lagereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Montagering (7) vorgesehen ist, welcher die Ringnut (5) der Lagereinrichtung (1) bei ausgebauter Lagereinrichtung (1) verdeckt und somit den Sprengring (6) in der Ringnut (5) der Lagereinrichtung (1) fixiert und welcher axial verschiebbar an der Lagereinrichtung (1) angeordnet ist, so dass er beim Einpressen/Einschlagen der Lagereinrichtung (1) in das Bauteil (2) abgestreift werden kann.
Verbrennungsmotor mit einer über eine Lagereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 gelagerten Welle.