DE102007040460A1

DE102007040460A1 - Lageranordnung

Info

Publication number: DE102007040460A1
Application number: DE102007040460A
Authority: DE
Inventors: Tom During; Norbert Metten
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-08-11
Filing date: 2007-08-28
Publication date: 2009-02-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, bestehend aus einem zumindest teilweise eben ausgebildeten Lagerträger und zumindest einem mit diesem verbundenen Lager (4, 5, 26), wobei ein Lageraußenring (6, 7, 27) des Lagers (4, 5, 26) von einer Aufnahmebohrung des Lagerträgers umschlossen ist. In erfindungsgemäßer Weise ist der Lagerträger zweiteilig ausgebildet, wobei ein erstes Lagerträgerteil (1) mit dem Lageraußenring (6, 7, 27) an einem axialen Ende verbunden ist, das erste Lagerträgerteil (1) mit einem zweiten deckungsgleich ausgebildeten Lagerträgerteil (2) beabstandet verbunden ist, das den Lageraußenring (6, 7, 27) am anderen axialen Ende umschließt, wobei das erste und das zweite Lagerträgerteil (1, 2) über Verbindungselemente (3) lösbar miteinander verbunden sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, bestehend aus einem zumindest teilweise eben ausgebildetem Lagerträger und zumindest einem mit diesem verbundenen Lager, wobei ein Lageraußenring des Lagers von einer Aufnahmebohrung des Lagerträgers umschlossen ist.
Hintergrund der Erfindung
Derartige Lageranordnungen, bei denen zumindest ein Wälzlager von einem Lagerträger aufgenommen, werden häufig zur Fixierung von Lagern im Getriebebau verwendet, die rotierende Wellen aufnehmen.
So ist beispielsweise aus der DE 200 19 278 U1 eine Verbindung zwischen einem Lagerträger und einem Lager bekannt geworden, bei der der Lageraußenring mit einer Ausnehmung versehen ist, die in axialer Richtung nach innen abfällt. in dieser Ausnehmung ist ein Lagerträger eingeschnappt, dessen Auf nahmebohrung gleichmäßig um den Umfang voneinander beabstandete Haltenasen aufweist. Beim axialen Aufschieben des Lagerträgers in die Ausnehmung des Lagerringes sollen die Haltenasen elastisch zurückfedern und nach Erreichen des am tiefsten liegenden Teils der Ausnehmung ihre Ausgangslage einnehmen, so dass eine unverlierbare Baueinheit zwischen Lagerträger und zugehörigem Lager gebildet ist.
Nachteilig dabei ist, dass das erforderliche Zusammenspiel zwischen Ausnehmungslageraußenring und der Aufnahmebohrung des Lagerträgers sehr geringe Toleranzen erfordert. Damit das elastische Zurückfedern und das elastische Auffedern der Haltenasen überhaupt möglich ist, müssen Lagerträger und Lagerring hinsichtlich ihrer Toleranzen sehr aufeinander abgestimmt sein, was einen erhöhten Fertigungsaufwand bedeutet. So ist es beispielsweise erforderlich, dass die Ausnehmung nach der Wärmebehandlung des Lageraußenringes nochmals überarbeitet werden muss, beispielsweise durch ein Hartschleifen oder ein Hartdrehen. Ein weiterer Nachteil ist dadurch begründet, dass die Verbindung zwischen Lagerträger und Lager sehr unflexibel ist, weil bei einer Durchmesseränderung des Lagers immer ein neuer Lagerträger hergestellt werden muss.
Eine weitere gattungsgemäße Lageranordnung ist aus der DE 10 2005 012 323 B3 vorbekannt. Wie aus der Beschreibung und den zugehörigen Figuren ersichtlich, ist der Lageraußenring eines Kugellagers mit einer Ausnehmung versehen, auf die ein Lagerträger mit seiner Aufnahmebohrung aufgesetzt ist. Der Zusammenhalt zwischen dem Lageraußenring und dem Lagerträger ist dadurch realisiert, dass Lagerträger und Lageraußenring formflüssig durch ein Federelement verbunden sind, das mehrere gleichmäßig um den Umfang voneinander beabstandete Haltenasen aufweist, die an einem Hinterschnitt der Ausnehmung zu Anlage gelangen.
Auch hier treffen dem Grunde nach die vorstehen geschilderten Nachteile zu. Dies bedeutet, auch diese Verbindungsanordnung ist sehr unflexibel, da für jede Lageranordnung ein passendes Federelement angeordnet werden muss.
Dieses Federelement ist ein hochwertiges Bauteil und ist aufgrund seiner komplizierten Formgebung schwierig herzustellen, was diese Lageranordnung insgesamt verteuert.
Weitere Lagerträger gehen aus der DE 199 35 469 A1 , DE 200 07 309 U1 , DE 103 34 898 B4 , DE 198 05 237 A1 , DE 10 2005 019 655 A1 , DE 103 55 407 B3 , DE 10 2004 007 570 A1 , DE 199 19 201 C1 und DE 199 61 224 A1 hervor.
Diese vorbekannten Lösungen führen zu einem Verbund zwischen Lager und Lagerträger, der mitunter nicht allen Anforderungen an die Festigkeit genügt. Es kann unter ungünstigen Verhältnissen ein Lösen zwischen Lager und Lagerträger stattfinden, was vor allem unter logistischen Gesichtspunkten problematisch ist. Im montierten Zustand der Lageranordnung wird das Lager relativ zum Lagerträger in Position gehalten. Jedoch kann es beim Transport oder bei der Handhabung während der Montage der Lageranordnung zu einem Lösen der Bauteile kommen.
Zusammenfassung der Erfindung
Ausgehend von Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Lageranordnung so weiterzubilden, dass es zu keinem unbeabsichtigten Lösen der vormontierten Einheit bestehend aus Lagerträger und Lager kommen kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass der Lagerträger zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erstes Lagerträgerteil mit dem Lageraußenring an einem axialen Ende verbunden ist, dass erste Lagerträgerteil mit einem zweiten deckungsgleich ausgebildeten Lagerträgerteil beabstandet verbunden ist, das den Lageraußenring am anderen axialen Ende umschließt, wobei das erste und das zweite Lagerträgerteil über Verbindungselemente lösbar miteinander verbunden sind.
Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Lageranordnung liegt insbesondere darin, dass das Lager an beiden axialen Enden gehalten ist, sodass eine sehr stabile Halterung des Lagers in einer Anschlusskonstruktion möglich ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die Verbindung der beiden Lagerträgerteile mit Hilfe von Befestigungselementen diese einschließlich Lager unverlierbar aneinander gehalten sind, sodass diese Lageranordnung beim Transport zu einem Endkunden nicht in ihre Einzelbestandteile zerfallen kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass sich die beiden Lagerträgerteile in einfacher Weise auch wieder voneinander trennen lassen, sodass eine spätere Montage wesentlich vereinfacht ist.
Es hat sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung als zweckmäßig erwiesen, wenn diese Verbindungselemente als Schrauben ausgebildet sind, deren mit einem Gewinde versehener Schaft in ein zugehöriges Gewinde einer Bohrung im ersten oder im zweiten Lagerträgerteil eingreift. Durch einfaches Drehen der Schrauben ist die Montage bzw. Demontage der erfindungsgemäßen Lageranordnung möglich. Die Verbindungsschrauben sind nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal als Senkschrauben ausgebildet, was eine glatte Stirnseite der beiden Lagerträgerteile bewerkstelligt, was wiederum günstig für die Montage ist.
Nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung ist es zweckmäßig, dass wenigstens eines der Lagerträgerteile an seinem Außenumfang mit einem abgewinkelten Versteifungsrand versehen ist. Dieser erhöht in einfacher Weise die Stabilität des betreffenden Lagerträgerteils und damit die Stabilität der gesamten Lageranordnung.
Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal sollen die Lagerträgerteile und der Lageraußenring kraft- oder formschlüssig miteinander verbunden sein. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Lagerträgerteile in einer umlaufenden Nut des Lageraußenringes angeordnet sind, da auf diese Weise eine bessere Abstützung der Lagerträgerteile am Lageraußenring realisiert ist. Im letztgenannten Fall ist weiter vorteilhaft, wenn in der Aufnahmebohrung der Lagerträgerteile an mehreren voneinander beabstandeten Umfangsstellen radial hervorspringende Haltenasen angeordnet sind, die einen Hinterschnitt der umlaufenden Nut formschlüssig überdecken. Diese Verbindungsart macht es möglich, unter Ausnützung der Elastizität auch eine einfache Trennung der Lagerträgerteile vom Lageraußenring zu bewerkstelligen. Dabei ist es sinnvoll, wenn nach einem weiteren Merkmal die Haltenasen an drei gleichmäßig voneinander beabstandeten Umfangsstellen angeordnet sind.
Schließlich ist nach einem letzten Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass das erste und das zweite Lagerträgerteil zwischen sich eine Anschlusskonstruktion einschließen, die mit der Durchtrittsöffnungen entsprechend der Zahl der verbauten Lager sowie mit Durchtrittsbohrungen für die Verbindungselemente versehen ist, wobei die Anschlusskonstruktion wenigstens an einer Seite eine Ausnehmung aufweist, deren geometrische Form der Form des ersten oder zweiten Lagerträgerteils entspricht. Durch den axialen Abstand von erstem und zweitem Lagerträgerteil ist eine besonders innige Verbindung mit der Anschlusskonstruktion in Form einer Gehäusewand und der erfindungsgemäßen Lageranordnung möglich, weil diese die Gehäusewand beidseitig umschließt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung in vereinfachter Form dargestellt sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lageranordnung,
2 eine Seitenansicht der Lageranordnung gemäß 1,
3 einen Axialschnitt durch die Lageranordnung gemäß 1,
4 eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit IV aus 3,
5 einen perspektivische Darstellung der in 1 gezeigten Lageranordnung mit Anschlusskonstruktion und
6 eine perspektivische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäß ausgestalteten Lageranordnung mit Anschlusskonstruktion.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In den 1 bis 5 sind die einzelnen Bestandteile einer ersten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Lageranordnung zu sehen, die in einem PKW-Getriebe zur Lagerung einer Getriebewelle eingesetzt ist. Die Lageranordnung besteht aus einem eben ausgebildeten Lagerträger, der aus den beiden Lagerträgerteilen 1, 2 besteht, die in axialer Richtung voneinander beabstandet sind und zwischen sich den Freiraum 14 einschließen. Erstes und zweites Lagerträgerteil 1, 2 sind durch als Senkschrauben ausgestaltete Verbindungselemente 3 aneinander gehalten, wobei deren Senkkopf in zweitem Lagerträgerteil 2 angeordnet ist und deren mit einem Gewinde versehener Schaft in eine zugehörige Durchtrittsbohrung mit Innengewinde im ersten Lagerträgerteil 1 eingreift. Sowohl durch die Durchtrittsbohrungen im ersten Lagerträgerteil 1 als auch die Durchtrittsbohrungen im zweiten Lagerträgerteil 2 sind mit 15 bezeichnet. Wie ersichtlich, sind die oberen und unteren Durchtrittsbohrungen 15 gegenüber einer waagerechten Ebene 30 und den Winkel α₁ versetzt angeordnet, während die mittig angeordneten Durchtrittsbohrungen 15 den Neigungswinkel α₂ aufweist.
Wie weiter erkennbar, sind die beiden Lagerträgerteile 1, 2 mit Aufnahmebohrungen 16, 17 versehen, die die Lageraußenringe 6, 7 der Lager 4, 5 aufnehmen. Die Lager 4, 5 weisen Wälzkörper 10, 11 in Form von Lagerkugeln auf und sind nach außen durch die Dichtungen 12, 13 geschützt, wobei die Lage rinnenringe 8, 9 die Lageranordnung komplettieren. Wie aus der vergrößerten Darstellung in 4 hervorgeht, sind die Lageraußenringe 6, 7 mit einer umlaufenden Nut 18 versehen, die wiederum den Hinterschnitt 19 aufweist. Auf diese Weise sind die Lageraußenringe 6, 7 mit der Schulter 20 versehen, sodass eine feste Anlage zwischen diesen und den Lagerträgerteilen 1, 2 gegeben ist. Wie die vergrößerte Darstellung in 4 weiter zeigt, sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel sowohl das erste Lagerträgerteil 1 als auch das zweite Lagerträgerteil 2 mit Haltenasen 21 versehen, die an drei gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Stellen angeordnet sind. Diese Haltenasen ragen in den Hinterschnitt 19 der Nut 18 ein, sodass die beiden Lager 4, 5 fest mit den Lagerträgerteilen 1, 2 verbunden ist. Dabei hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, die Nut 18 bzw. deren Hinterschnitt 19 und die Haltenasen 21 in radialer Richtung so aufeinander abzustimmen, dass eine elastische Einfederung der Haltenasen 21 in den Hinterschnitt 19 der Nut 18 beim Aufschieben der Lagerträgerteile 1, 2 auf die Lageraußenringe 6, 7 erfolgt. Auf diese Weise ist eine unverlierbare erfindungsgemäße Lageranordnung hergestellt, die während des Transportes zum Kunden nicht in ihre Einzelbestandteile zerfallen kann.
In 5 ist die in den 1 bis 4 dargestellte und vorstehend auch ausführlich beschriebene Lageranordnung in Verbindung mit einer Anschlusskonstruktion 24 in Form einer Gehäusewand gezeigt. Wie erkennbar, ist diese entsprechend der verbauten Wälzlager 4, 5 mit je zwei Durchtrittsöffnungen 23 und mit Durchtrittsbohrungen 22 ausgestattet. Darüber hinaus ist die Anschlusskonstruktion 24 auf einer Seite mit einer Ausnehmung 25 versehen, deren geometrische Form der Form des zweiten Lagerträgerteils 2 entspricht. Wie auch erkennbar, ist das erste Lagerträgerteil 1 fest mit den beiden Wälzlagern 4, 5 über deren Lageraußenringe 6, 7 verbunden und wird bei Montage in Richtung der Anschlusskonstruktion 4 bewegt, wobei die Lager 4, 5 von den Durchtrittsöffnungen 23 der Anschlusskonstruktion 24 aufgenommen sind. Anschließend wird von der anderen Seite das zweite Lagerträgerteil 2 zugeführt, sodass es von der Ausnehmung 25 der Anschlusskonstruktion 24 aufgenommen ist. Danach werden die beiden Lagerträgerteile 1, 2 durch die Verbin dungselemente 3 miteinander verbunden, sodass eine besonders stabile Halterung der erfindungsgemäßen Lageranordnung in der Anschlusskonstruktion 24 realisiert ist.
Schließlich ist in 6 eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen Lageranordnung gezeigt, die sich von der ersten Variante darin unterscheidet, dass an Stelle von zwei Wälzlagern 4, 5 zusätzlich noch ein drittes Wälzlager 26 aufgenommen ist. Demzufolge sind auch die beiden Lagerträgerteile 1 und 2 entsprechend angepasst, d. h., sie müssen je eine zusätzliche Aufnahmebohrung 28 aufweisen. Das Gleiche trifft für die Anschlusskonstruktion 24 zu, die eine zusätzliche Durchtrittsöffnung 23 besitzen muss. Ein weiterer Unterschied ist dadurch gegeben, dass das linksseitig angeordnete Lagerträgerteil 2 an seinem Außenumfang mit einem axial gerichteten Versteifungsrand 29 versehen ist, sodass seine Stabilität erhöht ist.

1: erstes Lagerträgerteil
2: zweites Lagerträgerteil
3: Verbindungselement
4: Wälzlager
5: Wälzlager
6: Lageraußenring
7: Lageraußenring
8: Lagerinnenring
9: Lagerinnenring
10: Wälzkörper
11: Wälzkörper
12: Dichtung
13: Dichtung
14: Freiraum
15: Durchtrittsbohrung
16: Aufnahmebohrung
17: Aufnahmebohrung
18: Nut
19: Hinterschnitt
20: Schulter
21: Haltenase
22: Durchtrittsbohrung
23: Durchtrittsöffnung
24: Anschlusskonstruktion
25: Ausnehmung
26: Wälzlager
27: Lageraußenring
28: Aufnahmebohrung
29: Versteifungsrand
30: waagerechte Ebene
α₁: Neigungswinkel
α₂: Neigungswinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 20019278 U1 [0003]
- DE 102005012323 B3 [0005]
- DE 19935469 A1 [0008]
- DE 20007309 U1 [0008]
- DE 10334898 B4 [0008]
- DE 19805237 A1 [0008]
- DE 102005019655 A1 [0008]
- DE 10355407 B3 [0008]
- DE 102004007570 A1 [0008]
- DE 19919201 C1 [0008]
- DE 19961224 A1 [0008]

Claims

Lageranordnung, bestehend aus einem zumindest teilweise eben ausgebildeten Lagerträger und zumindest einem mit diesem verbundenen Lager (4, 5, 26), wobei ein Lageraußenring (6, 7, 27) des Lagers (4, 5, 26) von einer Aufnahmebohrung (16, 17, 28) des Lagerträgers umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerträger zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erstes Lagerträgerteil (1) mit dem Lageraußenring (6, 7, 27) an einem axialen Ende verbunden ist, das erste Lagerträgerteil (1) mit einem zweiten deckungsgleich ausgebildeten Lagerträgerteil (2) beabstandet verbunden ist, das den Lageraußenring (6, 7, 27) am anderen axialen Ende umschließt, wobei das erste und das zweite Lagerträgerteil (1, 2) über Verbindungselemente (3) lösbar miteinander verbunden sind.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente als Schrauben (3) ausgebildet sind, deren mit einem Gewinde versehener Schaft in ein zugehöriges Gewinde einer Durchtrittsbohrung (15) im ersten oder im zweiten Lagerträgerteil (1, 2) eingreift.
Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben (3) als Senkschrauben ausgebildet sind.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Lagerträgerteile (1, 2) an seinem Außenumfang mit einem abgewinkelten Versteifungsrand (29) versehen ist.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerträgerteile (1, 2) mit dem Lageraußenring (6, 7, 27) kraft- oder formschlüssig verbunden sind.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerträgerteile (1, 2) in einer umlaufenden Nut (18) des Lageraußenringes (6, 7, 27) angeordnet sind.
Lageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufnahmebohrung (16, 17, 28) der Lagerträgerteile (1, 2) an mehreren voneinander beabstandeten Umfangsteilen radial hervorspringe Haltenasen (21) angeordnet sind, die einen Hinterschnitt (19) der umlaufenden Nut (18) formschlüssig überdecken.
Lageranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltenasen (21) an drei gleichmäßig voneinander beabstandeten Umfangsstellen angeordnet sind.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Lagerträgerteil (1, 2) zwischen sich eine Anschlusskonstruktion (24) einschließen, die mit Durchtrittsöffnungen (23) entsprechend der Zahl der verbauten Lager (4, 5, 26) sowie mit Durchtrittsbohrungen (22) für die Verbindungselemente (3) versehen ist, wobei die Anschlusskonstruktion (24) wenigstens an einer Seite eine Ausnehmung (25) aufweist, deren geometrische Form der Form des ersten oder zweiten Lagerträgerteils (1, 2) entspricht.