DE102008011114A1

DE102008011114A1 - Einrück- und Ausrücklager mit reduziertem Bauraum

Info

Publication number: DE102008011114A1
Application number: DE102008011114A
Authority: DE
Inventors: Norbert Metten; Thomas Wiesneth
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-02-26
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2009-08-27

Abstract

Es wird ein Wälzlager bereitgestellt zur Übertragung von Kräften im Wesentlichen in axialer Richtung des Wälzlagers (10), mit einer ersten Gehäusescheibe (11) und einer relativ zu dieser beweglichen zweiten Gehäusescheibe (12) und einer Anzahl von zwischen der ersten und der zweiten Gehäusescheibe (11, 12) angeordneten Wälzkörpern (13). Jede der beiden Gehäusescheiben (11, 12) weist eine den Wälzkörpern (13) zugewandte Innenseite (15) und eine den Wälzkörpern (13) abgewandte Außenseite (16) auf, wobei die Wälzkörper (13) auf den jeweiligen Innenseiten (15) abrollen, und wobei jede Gehäusescheibe (11, 12) zumindest im Bereich der Wälzkörper (13) im Wesentlichen als Blech ausgebildet ist. Des Weiteren weist jede Gehäusescheibe (11, 12) mindestens einen Kontaktabschnitt auf der jeweiligen Außenseite (16) der ersten und zweiten Gehäusescheibe (11, 12) zumindest im Bereich der Wälzkörper (13) auf und der mindestens eine Kontaktabschnitt ist mit jeweils angrenzenden kraftübertragenden Elementen (17, 18) verbunden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit reduziertem Bauraum zur Übertragung von Kräften im wesentlichen in axialer Richtung des Wälzlagers, mit einer ersten Gehäusescheibe und einer relativ zu dieser beweglichen zweiten Gehäusescheibe sowie einer Anzahl von zwischen der ersten und der zweiten Gehäusescheibe angeordneten Wälzkörpern. Jede der beiden Gehäusescheiben weist eine den Wälzkörpern zugewandte Innenseite und eine den Wälzkörpern abgewandte Außenseite auf. Die Wälzkörper rollen auf den jeweiligen Innenseiten ab und jede Gehäusescheibe ist zumindest im Bereich der Wälzkörper im wesentlichen als Blech ausgebildet. Des weiteren weist jede Gehäusescheibe mindestens einen Kontaktabschnitt auf der jeweiligen Außenseite der ersten und zweiten Gehäusescheibe zumindest im Bereich der Wälzkörper auf. Der mindestens eine Kontaktabschnitt ist des weiteren mit jeweils angrenzenden kraftübertragenden Elementen verbunden.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein auf diese Art und Weise ausgeführtes Einrück- und/oder Ausrücklager.
Hintergrund der Erfindung
Wälzlager zur Übertragung von Kräften in im wesentlichen axialer Richtung des Wälzlagers sind im Stand der Technik bekannt. Diese werden bspw. als sog. Einrück- und/oder Ausrücklager in Einrück- bzw. Ausrückvorrichtungen von Schalttrennkupplungen in Schaltgetrieben und Doppelkupplungsgetrieben verwendet, wo die Kupplung mit Hilfe eines solchen Einrück- bzw. Ausrücklagers betätigt wird. Diese sind hierbei in der Regel zwischen einer Antriebsmaschine bzw. einem Motor und dem Getriebe angeordnet. Bei einer Betätigung, einem Einrücken oder Ausrücken der Schalttrennkupplung, wird das Einrück- bzw. Ausrücklager der Kupplung axial verschoben, wobei das Einrück- bzw. Ausrücklager unabhängig von einer Funktionslage stetig von einer Axialkraft beaufschlagt wird, welche von einem Federelement der Schalttrennkupplung, insbesondere von Federzungen einer Kupplungstellerfeder, oder einem Einrückhebel eingeleitet wird.
Gewöhnlich sind diese als Einrück- bzw. Ausrücklager eingesetzten Wälzlager als sog. Schrägschulterlager bzw. Schrägkugellager ausgebildet, obwohl diese im wesentlichen nur in axialer Richtung des Wälzlagers durch die Axialkraft bzw. einen Axialdruck bspw. des Einrückhebels oder des Federelements belastet werden. Die Schrägkugellager weisen entsprechend geformte Gehäusescheiben bzw. Lagerringe auf, die beispielsweise durch Ziehen und/oder Schleifen hergestellt werden.
Des weiteren sind ebenfalls Konstruktionen der Einrück- bzw. Ausrücklager als sog. Axiallager mit massiven Anlauf- oder Gehäusescheiben bzw. Axialscheiben bekannt.
Beide Lagerarten weisen in den bisher bekannten Ausführungsformen einen relativ großen Bauraumbedarf auf und müssen des weiteren vergleichsweise kostenintensiv durch Ziehen und/oder Schleifen der Gehäuseringe bzw. der Axialscheiben hergestellt werden.
Die stetige Entwicklung zu immer kleineren aber auch leistungsfähigeren oder komplexeren Getrieben, wie bspw. dem Doppelkupplungsgetriebe, und der stets vorhandene Ansatz zur Kostenreduktion schränken den zur Verfügung stehenden Bauraum zunehmend ein und verlangen nach einer Senkung der Herstellungskosten. Insbesondere bei den genannten Doppelkupplungsgetrieben ist der axiale Bauraum sehr beschränkt.
Ein Schrägkugellager ist in der Druckschrift DE 101 52 484 A1 beschrieben. Das Schrägkugellager wird als Ausrücklager verwendet und ist mit einem inneren, umlaufenden Lagerring mit einem Flansch sowie einem äußeren Lagerring versehen, wobei zwischen den Lagerringen Wälzkörper in einem Käfig angeordnet sind. Die beiden Lagerringe sind zur Aufnahme von Dichtungen derart geformt, dass eine axiale Bautiefe bzw. -breite ein Vielfaches der Abmessung des Wälzkörpers beträgt und die axiale Krafteinleitung in axialer Richtung auf das Lager über Flansche der Lagerringe erfolgt, die beabstandet von den Wälzkörpern ausgeformt sind.
Auch die Druckschrift DE 102 33 49 A1 zeigt ein Schrägkugellager, das als Ausrücklager verwendet wird. Dieses umfasst neben zwei zueinander drehbaren Lagerringen einen zusätzlichen außenseitig abgestützten Einstellring. Auch diese Ausführung weist eine Krafteinleitung auf das Lager über beabstandete Flansche der Lagerringe bzw. des Einstellrings auf. Hierdurch benötigt das Ausrücklager einen Bauraum bzw. eine Einbautiefe, der bzw. die konstruktionsbedingt ein Vielfaches der Größe des Wälzkörpers beträgt.
Die Druckschrift WO 2004/094853 A2 zeigt ein Axiallager mit gegeneinander drehbaren Axialscheiben, die im Verhältnis zur Größe des Wälzkörpers massiv ausgeführt sind und ausgeformte Flansche umfassen, über die das Axiallager axial belastet wird, wobei eine Krafteinleitung auf die Flansche beabstandet von den Wälzkörpern erfolgt.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager zur Übertragung von Kräften im wesentlichen in axialer Richtung des Wälzlagers bereitzustellen, das einen geringen bzw. im Vergleich zum Stand der Technik reduzierten Bauraum benötigt sowie kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Wälzlager nach Anspruch 1 gelöst.
Hierbei wird ein Wälzlager zur Übertragung von Kräften im wesentlichen in axialer Richtung des Wälzlagers, mit einer ersten Gehäusescheibe und einer relativ zu dieser beweglichen zweiten Gehäusescheibe sowie einer Anzahl von zwischen der ersten und der zweiten Gehäusescheibe angeordneten Wälzkörpern bereitgestellt. Jede der beiden Gehäusescheiben weist eine den Wälzkörpern zugewandte Innenseite und eine den Wälzkörpern abgewandte Außenseite auf, wobei die Wälzkörper auf den jeweiligen Innenseiten abrollen. Jede Gehäusescheibe ist zumindest im Bereich der Wälzkörper im wesentlichen als Blech ausgebildet. Außerdem weist jede Gehäusescheibe mindestens einen Kontaktabschnitt auf der jeweiligen Außenseite der ersten und zweiten Gehäusescheibe zumindest im Bereich der Wälzkörper auf, wobei mindestens ein Kontaktabschnitt mit jeweils angrenzenden kraftübertragenden Elementen verbunden ist.
Hierbei ist die genannte axiale Richtung des Wälzlagers als die Erstreckungsrichtung der Rotationsachse des Wälzlagers zu verstehen. Die beiden Gehäusescheiben sind relativ zueinander um diese Rotationsachse drehbar angeordnet. Beispielsweise kann hierbei eine Gehäusescheibe drehstarr angeordnet sein und die jeweils andere Gehäusescheibe umlaufend, relativ zu der drehstarren Gehäusescheibe bewegt oder gedreht werden. Das Wälzlager ist vorgesehen, um im wesentlichen Kräfte in der axialen Richtung des Wälzlagers zu übertragen. Selbstverständlich kann das Wälzlager auch derart angepasst sein, dass es radial bzw. senkrecht zu der Rotationsachse gerichtete Kräfte aufnehmen kann.
Die Gehäusescheiben des Wälzlagers, zwischen denen die Wälzkörper angeordnet sind, sind zumindest im Bereich der Wälzkörper als Bleche ausgeführt. Unter einem Blech ist in diesem Zusammenhang jedes geeignete Material zu verstehen, das blechförmig ausgeführt werden kann, wobei insbesondere jedes geeignete metallische Material einsetzbar ist. Als blechförmig wird hierbei eine dünnwandige Form bzw. ein Profil mit einem dünnwandigen Querschnitt beschrieben, die bzw. der im Vergleich zu seinen Abmessungen in Länge (Längsverlauf) und Breite eine geringe Dicke aufweist.
Außerdem ist der beschriebene Kontaktabschnitt als jeder Abschnitt der Außenseite der jeweiligen Gehäusescheibe zu verstehen, der in Kontakt mit den umgebenden bzw. angrenzenden kraftübertragenden Elementen steht. Dieser ist im wesentlichen entgegengesetzt zu einem Abschnitt der Innenseite angeordnet, auf der die Wälzkörper abrollen. Eine Einleitung von Kräften erfolgt somit im wesentlichen im Bereich der Wälzkörper.
Die krafteinleitenden Elemente schließen somit direkt an dem Kontaktabschnitt der Außenseite an und leiten ihre zu übertragende Kraft in diesem Abschnitt ein. Zwei gegenüberliegende kraftübertragende Elemente, die mittels eines derartigen Wälzlagers verbunden sind, weisen daher lediglich einen Abstand auf, der im wesentlichen durch die Dicke der als Bleche ausgeführten Gehäusescheiben sowie die entsprechenden Dimensionen des Wälzkörpers festgelegt wird.
Die Ausführung der Gehäusescheiben als Bleche erlaubt hierbei eine Bereitstellung von Gehäusescheiben mit einer relativ geringen Dicke, die im Vergleich zu den Dimensionen der Wälzkörper, insbesondere bezüglich deren Durchmesser, deutlich kleiner ausfällt, so dass ein axialer Bauraum bzw. eine Baubreite in axialer Richtung des Wälzlagers bedeutend von der Größe des Wälzkörpers bestimmt wird bzw. dieser einen vergleichsweise großen Anteil an der axialen Erstreckung des Wälzlagers hat. Diese Ausführungsform des Wälzlagers erlaubt somit eine Anordnung eines Wälzlagers mit geringem Bauraumbedarf.
Die Gehäusescheiben können sowohl vollständig als Bleche mit einer im wesentlichen konstanten Dicke ausgeführt sein oder aber lediglich im Bereich der Wälzkörper bzw. im Bereich der angrenzenden kraftübertragenden Elemente als Bleche bzw. mit dünnwandigem Profil ausgeführt sein, um den Anforderungen an einen geringen Bauraumbedarf gerecht zu werden.
Weitere Ausführungsformen des dargestellten Wälzlagers ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 15.
Demnach kann gemäß einer Ausführungsform jede Gehäusescheibe zumindest im Bereich der Wälzkörper derart geformt sein, dass das Wälzlager als Schräglager ausgebildet ist.
Hierbei sind die Gehäusescheiben derart geformt, dass sie sowohl in axialer Richtung des Lagers als auch senkrecht zu diesem bzw. in radialer Richtung eine Kraft aufnehmen können. Beispielsweise weisen die Gehäusescheiben hierzu im Bereich der Wälzlager eine Innenseite mit bogenförmigem Abschnitt auf, der mit kugelförmigen Wälzkörpern in Kontakt steht und zumindest abschnittsweise auf diesen aufliegt.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform ist jede Gehäusescheibe zumindest im Bereich der Wälzkörper derart geformt, dass das Wälzlager als Axiallager ausgebildet ist. Hierbei sind die Gehäusescheiben derart geformt, dass sie lediglich in axialer Richtung des Lagers eine Kraft aufnehmen können. Beispielsweise weisen die Gehäusescheiben im Bereich der Wälzlager einen ebenen Abschnitt auf, der mit zylinderförmigen Wälzkörpern in Kontakt steht.
Ein als Axiallager ausgebildetes Wälzlager kann des weiteren einen radialen Freigang aufweisen. Der radiale Freigang erlaubt ein Verschieben der zueinander verdrehbaren Gehäusescheiben in radialer Richtung und dient zu einer Selbstzentrierung der gegeneinander verdrehbaren Gehäusescheiben. Der radiale Freigang kann bspw. 1 mm betragen. Dieser Wert ist lediglich beispielhaft und ist entsprechend bei der Auslegung eines Wälzlagers veränderbar, um den Wert beispielsweise an entsprechende Anforderungen anzupassen.
Außerdem kann das Wälzlager sowohl in einer Ausführung als Schrägkugellager als auch als Axiallager derart ausgebildet sein, dass die axiale Bautiefe bzw. die Baubreite in der axialen Richtung des Wälzlagers etwa 5 mm jedoch maximal 6 mm beträgt. Je nach verfügbarem Bauraum oder entsprechend zu erwartender Belastungen selbstverständlich möglich diesen Wert abzuändern und entsprechend anzupassen.
Des weiteren können die Bleche beispielsweise eine Dicke von mindestens 0,2 mm oder etwa 0,5 mm aufweisen. Selbstverständlich ist es ebenso möglich auch die Dicke der Bleche abweichend zu wählen und diese beispielsweise dem Bauraum oder den Belastungen anzupassen.
Entsprechend einer anderen Ausführungsform umfasst mindestens eine der Gehäusescheiben Vorrichtungen zum Anclipsen des Wälzlagers an mindestens eines der angrenzenden kraftübertragenden Elemente. Mit Hilfe der Vorrichtungen zum Anclipsen ist es beispielsweise möglich das Wälzlager an mindestens einem der angrenzenden kraftübertragenden Elemente zu befestigen. Dies erlaubt zum Beispiel eine vereinfachte Montage des Wälzlagers, indem das Wälzlager zunächst einseitig auf ein angrenzendes kraftübertragendes Element geclipst wird, so dass es bei der anschließenden Montage des gegenüberliegenden angrenzenden kraftübertragenden Elements nicht verrutschen kann. Es ist außerdem möglich, die Vorrichtungen zum Anclipsen bspw. nur für die Montage des Wälzlagers vorzusehen, so dass die Vorrichtungen entsprechend einfach ausgelegt sein können und keinen großen Belastungen während des regulären Betriebs des Wälzlagers standhalten müssen.
Die Vorrichtungen zum Anclipsen des Wälzlagers an mindestens eines der angrenzenden kraftübertragenden Elemente können beispielsweise geeignete Umformungen mindestens einer Gehäusescheibe umfassen. Hierzu weist die jeweilige Gehäusescheibe in Abschnitten geeignete Ausformungen und Umformungen auf. Beispielsweise ist eine Umformung der Gehäusescheiben aus Blech möglich, die mit einem angrenzenden kraftübertragenden Element in Eingriff steht.
Das Wälzlager kann des weiteren derart ausgeführt sein, dass das Wälzlager an mindestens einem der angrenzenden kraftübertragenden Elemente geführt ist. Dies bedeutet, dass das angrenzende kraftübertragende Element mit der Außenseite der jeweiligen Gehäusescheibe in Kontakt steht und diese beaufschlägt bzw. lose auf dieser aufliegt, jedoch nicht zwangsläufig mit dieser fest verbunden sein muss.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform ist mindestens eine der beiden Gehäusescheiben derart geformt, dass die jeweils angrenzenden Elemente in der axialen Richtung des Wälzlagers die Wälzkörper übergreifen. Hierbei sind die jeweiligen Gehäusescheiben derart geformt, dass sie sich in axialer Richtung neben den Wälzkörpern erstrecken bzw. diese übergreifen. Somit wird eine zumindest teilweise Anordnung der angrenzenden kraftübertragenden Elemente in radialer Richtung über oder unter den Wälzkörpern ermöglicht, so dass der Abstand zwischen gegenüberliegenden kraftübertragenden Elementen, die durch das Wälzlager beabstandeten werden, zusätzlich verringert werden kann.
Des weiteren kann mindestens eine der beiden Gehäusescheiben mindestens einen Flansch aufweisen, der mittels einer Kontaktfläche mit mindestens einem jeweils angrenzenden kraftübertragenden Element verbunden ist. Hierbei ist beispielsweise eine Umformung der jeweiligen als Blech ausgeführten Gehäusescheibe möglich, die mit einem Flansch ausbildet ist, welcher eine weitere Oberfläche bereitstellt, die mit dem angrenzenden kraftübertragenden Element in Kontakt steht.
Entsprechend einer anderen Ausgestaltungsform ist mindestens eine der beiden Gehäusescheiben gestanzt und/oder umgeformt und/oder mindestens in Laufbahnen der Wälzkörper geschliffen. Es ist somit möglich, eine Gehäusescheibe mit entsprechender Form beispielsweise durch Stanzen aus einem Blech oder durch geeignete Umformung mittels einer spanlosen Formgebung herzustellen. Sowohl das Stanzen als auch das Umformen erlauben bei einer Verwendung von Blechen eine Bereitstellung von Gehäusescheiben mit vergleichsweise glatter Oberfläche, die keine weiteren Veredelungsschritte bspw. durch Schleifen von Laufbahnen für die Wälzkörper bedarf. Selbstverständlich ist jedoch ebenso eine andersartige geeignete Herstellung insbesondere eine spanende Herstellung möglich. Zur Erzielung einer geeigneten Oberflächengüte kann hierbei jedoch insbesondere im Bereich von Laufbahnen auf den Innenseiten der Gehäusescheiben, auf welchen die Wälzkörper abrollen, ein Schleifen notwendig sein.
Des weiteren kann das Wälzlager gekapselt oder nicht gekapselt ausgebildet sein. Mittels einer geeigneten Kapselung ist es möglich, das Wälzlager zu kapseln und auf diese Weise vor einem Eintritt von Verschmutzungen und Flüssigkeiten zu schützen. Hierzu sind Dichtungsanordnungen oder Kapselungen jeder geeigneten Art verwendbar bzw. dem Fachmann geläufig.
Außerdem kann das Wälzlager ein Einrücklager und/oder ein Ausrücklager darstellen. Das Wälzlager dient der Übertragung von Kräften im wesentlichen in axialer Richtung des Wälzlagers. Somit ist es grundsätzlich für alle Verwendungen geeignet, die ein solches Wälzlager erfordern. Insbesondere in Schaltgetrieben und Doppelkupplungsgetrieben kann ein solches Wälzlager als Einrück- und/oder Ausrücklager eingesetzt werden, um eine Betätigung der Kupplung zu ermöglichen.
Entsprechend einer anderen Ausführungsform umfassen die angrenzenden kraftübertragenden Elemente ein Federelement oder einen Einrückhebel bzw. mittelbar und/oder unmittelbar mit diesen in Wirkverbindung stehende Elemente. Insbesondere bei einer Verwendung als Einrück- und/oder Ausrücklager ist das Wälzlager in der Regel zwischen einem Federelement und einem Einrückhebel angeordnet, um beispielsweise den üblicherweise feststehenden bzw. kippbaren Einrückhebel und das mit einer rotierenden Kupplungsscheibe verbundene Federelement zu trennen und trotzdem eine Kraftübertragung zwischen beiden Bauteilen bereitzustellen. Hierzu beaufschlagen der Einrückhebel oder mit diesem in Wirkverbindung stehende Elemente eine der beiden Gehäusescheiben, während das Federelement oder mit diesem in Wirkverbindung stehende Elemente die andere Gehäusescheibe beaufschlagen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Wälzlager einen Käfig und die Wälzkörper sind in dem Käfig angeordnet, wobei der Käfig zwischen der ersten und der zweiten Gehäusescheibe angeordnet ist. Der Käfig dient hierbei im wesentlichen als Halterung der Wälzkörper in dem Wälzlager sowie zu deren Beabstandung.
Außerdem kann der Käfig mit der ersten Gehäusescheibe und/oder mit der zweiten Gehäusescheibe derart in Eingriff stehen, dass der Käfig mit der ersten Gehäusescheibe und/oder der zweiten Gehäusescheibe eine untrennbare Einheit bilden. Dies bedeutet, dass das Wälzlager in nicht eingebautem oder in unbelastetem Zustand nicht in seine Einzelteile zerfallen kann, sondern als Einheit erhalten bleibt, die ohne weiteres in eine entsprechende Vorrichtung einsetzbar und betriebsbereit ist. Dies kann beispielsweise erzielt werden, indem ein geeignetes Verbinden des Käfigs mit einer der Gehäusescheiben bereitgestellt wird. Der Käfig ist hierzu beispielsweise fest mit einer ersten Gehäusescheibe durch Clipsen oder auf andere geeignete Art und Weise verbunden. Um eine Rotation des zweiten Gehäuserings relativ zu dem ersten Gehäusering nicht zu verhindern, ist es möglich, den Käfig derart auszuführen, dass dieser Umformungen aufweist, die mit entsprechenden Umformungen des zweiten Gehäuserings derart in losem Eingriff stehen, dass sie in einem einge bauten Zustand des Wälzlagers nicht in Kontakt stehen, jedoch aufgrund des Eingriffs in einem unbelasteten oder ausgebauten Zustand nicht auseinanderfallen bzw. voneinander getrennt werden können.
Auf gleiche Weise kann der Käfig auch an der ersten Gehäusescheibe mit Hilfe geeigneter Umformungen angeordnet werden. Diese stellen ebenfalls einen losen Eingriff bereit, so dass der Käfig mit der ersten Gehäusescheibe nicht fest verbunden sein muss, aber trotzdem mittels des losen Eingriffs nicht voneinander getrennt werden kann.
Beispielsweise können derartige lose Eingriffe über Ringflansche bzw. Halteflansche erzielt werden, die lose ineinander greifen, jedoch nicht von selbst aus ihrem Eingriff entfernt werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt dabei.
1 ein erfindungsgemäßes Wälzlager zur Übertragung von Kräften in axialer Richtung in einem Querschnitt entlang einer Rotationsachse des Wälzlagers, wobei das Wälzlager als Schrägkugellager ausgebildet ist.
2 ein erfindungsgemäßes Wälzlager zur Übertragung von Kräften in axialer Richtung in einem Querschnitt entlang einer Rotationsachse des Wälzlagers, wobei das Wälzlager als nicht gekapseltes Axiallager ausgebildet ist.
3 ein erfindungsgemäßes Wälzlager zur Übertragung von Kräften in axialer Richtung in einem Querschnitt entlang einer Rotationsachse des Wälzlagers, wobei das Wälzlager als gekapseltes Axiallager ausgebildet ist.
4 eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wälzlager zur Übertragung von Kräften in axialer Richtung in einem Querschnitt entlang einer Rotationsachse des Wälzlagers, wobei das Wälzlager als gekapseltes Axiallager ausgebildet ist.
5 eine Kupplungsvorrichtung in einem Querschnitt entlang einer Antriebswelle mit einem gekapselten Axiallager nach 4.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Wälzlager 10 zur Übertragung von Kräften in axialer Richtung in einem Querschnitt entlang einer Rotationsachse I-I des Wälzlagers 10. Das Wälzlager umfasst eine erste Gehäusescheibe 11 sowie eine zweite Gehäusescheibe 12. Zwischen den beiden Gehäusescheiben 11, 12 sind Wälzkörper 13 angeordnet, die in einem Käfig 14 gehalten werden. Jede Gehäusescheibe 11, 12 weist eine den Wälzkörpern zugewandte Innenseite 15 sowie eine entgegengesetzt dazu angeordnete Außenseite 16 auf. Die Wälzkörper 13 sind beispielsweise als Kugeln ausgebildet. Das Wälzlager 10 ist in der dargestellten Ausführungsform als sogenanntes Schrägkugellager ausgebildet, so dass es sowohl Kräfte in axialer Richtung entlang bzw. in Richtung der Rotationsachse I-I als auch in radialer Richtung senkrecht zu der Rotationsachse I-I aufnehmen kann. Hierzu folgen die Gehäusescheiben zumindest abschnittsweise einer Kontur der verwendeten Wälzkörper 13 bzw. Kugeln. Eine Einleitung der Kräfte auf das Lager erfolgt von angrenzenden kraftübertragenden Elementen 17, 18 die auf der jeweiligen Außenseite 16 der Gehäusescheiben 11, 12 im Bereich der Wälzkörper 13 angeordnet sind und mit dieser in Kontakt bzw. Wirkverbindung stehen. Die Gehäusescheiben 11, 12 weisen des weiteren Flansche 19 auf, die zusätzliche Kontaktflächen mit den angrenzenden kraftübertragenden Elementen 17, 18 bereitstellen.
Das Wälzlager 10 weist in der dargestellten Ausführungsform eine Einbautiefe bzw. einen Bauraum A auf, die bzw. der beispielsweise einen Wert von 5 mm aufweisen kann. Die Einbautiefe wird insbesondere erreicht, indem die beiden Gehäusescheiben 11, 12 als Bleche bzw. dünnwandige Profile mit geringer Dicke ausgeführt sind. Die Dicke der Gehäusescheiben ist im Vergleich zu einem Durchmesser des Wälzkörpers deutlich kleiner, so dass die Einbautiefe des Lagers im wesentlichen durch den Durchmesser des Wälzkörpers bestimmt wird. Die angrenzenden kraftübertragenden Elemente 17, 18 schließen direkt auf der Außenseite der Gehäusescheiben 11, 12 an und sind damit durch das Wälzlager bzw. dessen Bauraum beabstandet. Die Anordnung der Gehäusescheiben 11, 12 kann dabei derart gewählt werden, dass der Abstand der kraftübertragenden Elemente 17, 18 maximal 5 mm beträgt.
Des weiteren können auf den Innenseiten 15 der Gehäusescheiben 11, 12 beispielsweise Laufbahnen für die Wälzkörper geschliffen sein, um Oberflächen mit einem geringeren Rollwiderstand bereitzustellen, die jedoch nicht dargestellt sind. Ebenfalls nicht dargestellt sind Vorrichtungen zum Einclipsen bzw. Anclipsen des Wälzlagers an mindestens eines der angrenzenden kraftübertragenden Elemente 17, 18, wobei die angrenzenden kraftübertragenden Elemente 17, 18 alternativ ebenso lediglich an der jeweiligen Gehäusescheibe anliegen bzw. aufliegen können.
In den nachfolgend beschriebenen Figuren sind weitere Ausführungsformen dargestellt. Bauteile, die mit dem in 1 abgebildeten Ausführungsbeispiel übereinstimmen bzw. dieselbe Funktion aufweisen, sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass zu deren Erläuterung auf die Beschreibung der 1 verwiesen werden kann.
2 zeigt ebenfalls ein erfindungsgemäßes Wälzlager 20 zur Übertragung von Kräften in axialer Richtung in einem Querschnitt entlang einer Rotationsachse I-I des Wälzlagers 20, wobei das dargestellte Wälzlager 20 als nicht gekapseltes Axiallager ausgebildet ist. Das Axiallager 20 weist ebenfalls eine erste Gehäusescheibe 11 und eine zweite Gehäusescheibe 12 sowie Wälzkörper 13 auf, die in der dargestellten Ausführungsform eine zylindrische Form aufweisen. Selbstverständlich ist jedoch ebenso jede andere geeignete Form der Wälzkörper möglich, wie beispielsweise Kugeln. Die Wälzkörper 13 rollen auf den Innenseiten der Gehäusescheiben 11, 12 ab und sind in dem Käfig 14 gehalten. Die Gehäusescheiben 11, 12 können hierzu beispielsweise als gestanzte und durchgestellte Scheiben geformt werden.
Das als Axiallager dargestellte Wälzlager weist des weiteren einen Abschnitt „B" an einer der Gehäusescheiben 11, 12 auf, der diese über eine äußere Kante der Wälzkörper 13 verlängert, so dass eine Laufbahn für einen radialen Versatz bzw. Freigang bereitgestellt wird. Dieser Freigang ermöglicht es, die beiden Gehäusescheiben 11, 12 relativ zueinander senkrecht zur Rotationsachse I-I zu verschieben. Der Freigang kann beispielsweise einen Wert von 1 mm aufweisen. Dieser Wert ist selbstverständlich lediglich beispielhaft und kann verändert werden, um beispielsweise das Wälzlager an andere Anforderungen anzupassen.
Des weiteren ist eine Umformung 21 bereitgestellt, die den Käfig 14 übergreift und mit diesem in losem Eingriff steht. Dies bedeutet, dass sich der Käfig 14 und die Umformung 21 der ersten Gehäusescheibe 11 in einem eingebauten Zustand (dargestellter Zustand) nicht berühren. Jedoch verhindert die Umformung 21, dass der Käfig in einem unbelasteten oder ausgebauten Zustand aus dem Eingriff mit der ersten Gehäusescheibe 11 fällt.
Eine Einleitung von axialen Kräften erfolgt auch in der dargestellten Ausführungsform des Axiallagers auf den Außenseiten 16 unmittelbar im Bereich der Wälzkörper 13. Auf diese Weise sind die angrenzenden kraftübertragenden Elemente 17, 18, wie dargestellt, lediglich durch den Bauraum des Axiallagers 20 beabstandet, der im wesentlichen durch den Durchmesser des Wälzkörpers 14 sowie die Dicke der als dünnwandige Bleche ausgeführten Gehäusescheiben 11, 12 bestimmt wird. Der Bauraum bzw. die Baubreite des Wälzlagers 20 zwischen den angrenzenden kraftübertragenden Elementen 17, 18 kann auch hier beispielsweise maximal 5 mm betragen.
Nicht dargestellt sind Vorrichtungen zum Einclipsen bzw. Anclipsen des Wälzlagers an mindestens eines der angrenzenden kraftübertragenden Elemente 17, 18, wobei die angrenzenden kraftübertragenden Elemente 17, 18 alternativ ebenso lediglich an der jeweiligen Gehäusescheibe anliegen können, ohne mit dieser verbunden zu sein. Die Innenseiten der Gehäusescheiben sind in der dargestellten Ausführungsform nicht geschliffen.
3 zeigt ein erfindungsgemäßes Wälzlager gemäß 2, wobei das Wälzlager 30 als gekapseltes Axiallager ausgebildet ist. Eine Kapselung verhindert ein Eindringen von Schmutz und Flüssigkeiten in das Wälzlager 30 und hat daher eine abdichtende Wirkung. Die Kapselung des Axiallagers in 3 ist jedoch ausschließlich schematisch dargestellt und kann des weiteren mit zusätzlichen Dichtungen versehen werden, um die Dichtwirkung zu verbessern. Zur Kapselung des Wälzlagers 30 ist an der Gehäusescheibe 12 eine äußere Umformung 31 vorgesehen. Diese kapselt das Wälzlager nach oben bzw. radial nach außen hin ab und stellt zudem den in 2 bereits dargestellten Eingriff für den Käfig 14 bereit. Des weiteren ist das Wälzlager 30 in der dargestellten Ausführungsform zusätzlich nach unten durch eine innere Umformung 32 der ersten Gehäusescheibe 11 gekapselt. Die Anordnung der jeweiligen Umformungen 31, 32 an den jeweiligen Gehäusescheiben 11, 12 ist rein beispielhaft. Diese kann daher ebenso beliebig vertauscht werden, so dass die äußere Umformung 31 an der ersten Gehäusescheibe 11 angeordnet und die Umformung 32 an der Gehäusescheibe 12 angeordnet sein kann.
Wie in 2 kann auch in dieser Ausführungsform des gekapselten Axiallagers der Bauraum bzw. die Baubreite des Wälzlagers 20 zwischen den angrenzenden kraftübertragenden Elementen 17, 18 beispielsweise maximal 5 mm betragen. Des weiteren sind die Gehäusescheiben 11, 12 ebenfalls um den Abschnitt „B" über die äußere Kante der Wälzkörper verlängert, um einen radialen Versatz bzw. Freigang von ca. 1 mm bereitzustellen. Nicht dargestellt sind Vorrichtungen zum Einclipsen bzw. Anclipsen des Wälzlagers an mindestens einem der angrenzenden kraftübertragenden Elementen 17, 18, wobei die angrenzenden kraftübertragenden Elemente 17, 18 alternativ ebenso lediglich an der jeweiligen Gehäusescheibe anliegen können. Ebenfalls nicht dargestellt ist eine Ausführungsform der Innenseiten der Gehäusescheiben, die bei dem gekapselten Axiallager auch ebenso ungeschliffen ausgeführt sein können.
4 zeigt eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wälzlagers, das als gekapseltes Axiallager nach 3 ausgebildet ist. Die alternative Ausführungsform sieht des weiteren an der unteren Umformung 32 einen zusätzlichen Halteflansch 41 vor. Der Halteflansch 41 stellt einen Eingriff mit dem Käfig 14 bereit, wobei dieser in einem eingebauten und belasteten Zustand (wie dargestellt) keinen Kontakt mit dem Käfig aufweist. Jedoch verhindert der Halteflansch 41, dass die zweite Gehäusescheibe 12 in einem unbelasteten oder ausgebauten Zustand aus dem Eingriff mit dem Käfig 14 fällt. Der Käfig 14 selbst steht über die Umformung 21 bereits mit der ersten Gehäusescheibe 11 in Eingriff, die verhindert, dass der Käfig in einem unbelasteten oder ausgebauten Zustand aus dem Eingriff mit der ersten Gehäusescheibe 11 fällt. Auf diese Weise kann das Wälzlager als eine zusammenhängende Einheit bereitgestellt werden, die im unbelasteten oder in einem ausgebauten Zustand erhalten bleibt.
Des weiteren ist an der ersten Gehäusescheibe 11 eine Clipsvorrichtung 42 vorgesehen, mit der das Wälzlager 40 an einem Einrückhebel 43 verbunden werden kann. Dadurch kann eine Montage des Wälzlagers 40 vereinfacht werden, da das Wälzlager 40 in die exakte Position eingesetzt werden kann, ohne zu verrutschen.
5 zeigt eine Kupplungsvorrichtung 50 in einem Querschnitt entlang einer Antriebswelle 51 mit einem gekapselten Axiallager 40 nach 4 in eingebautem Zustand. Die Gehäusescheibe 11 wird hierbei durch einen Einrückhebel 43 beaufschlagt, an dem die Gehäusescheibe 11 mittels der Clipsvorrichtung 42 angebracht ist. Die zweite Gehäusescheibe 12 wird von dem Federelement 52 beaufschlagt, das in Wirkverbindung mit einer Kupplungsscheibe 53 der Kupplungsvorrichtung 50 steht. Wird der Einrückhebel 43 betätigt, so wirkt eine Kraft im wesentlichen in axialer Richtung auf das Wälzlager 40, das die Kraft auf das Federelement 42 überträgt.
Die voranstehend erfolgte Unterscheidung zwischen der ersten und der zweiten Gehäusescheibe dient ausschließlich einem besseren Verständnis. Es ist jedoch selbstverständlich, dass die beiden Gehäusescheiben ebenfalls mit vertauschten Merkmalen ausgebildet werden können bzw. die Merkmale nicht an die jeweiligen Gehäusescheiben gebunden sind, sondern auch an der jeweils anderen Gehäusescheibe angeordnet werden können.

10: Wälzlager (Schrägkugellager)
11: erste Gehäusescheibe
12: zweite Gehäusescheibe
13: Wälzkörper
14: Käfig
15: Innenseite
16: Außenseite
17: angrenzendes kraftübertragendes Element
18: angrenzendes kraftübertragendes Element
19: Flansch
20: Wälzlager (Axiallager nicht gekapselt)
21: äußere Umformung
30: Wälzlager (Axiallager gekapselt)
31: äußere Umformung
32: innere Umformung
40: Wälzlager (Axiallager gekapselt, alternative Ausführung)
41: Halteflansch
42: Clipsvorrichtung
43: Einrückhebel
50: Kupplungsvorrichtung
51: Antriebswelle
52: Federelement
53: Kupplungsscheibe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10152484 A1 [0008]
- DE 1023349 A1 [0009]
- WO 2004/094853 A2 [0010]

Claims

Wälzlager zur Übertragung von Kräften im wesentlichen in axialer Richtung des Wälzlagers (10), mit einer ersten Gehäusescheibe (11) und einer relativ zu dieser beweglichen zweiten Gehäusescheibe (12) und einer Anzahl von zwischen der ersten und der zweiten Gehäusescheibe (11, 12) angeordneten Wälzkörpern (13), wobei jede der beiden Gehäusescheiben (11, 12) eine den Wälzkörpern (13) zugewandte Innenseite (15) und eine den Wälzkörpern (13) abgewandte Außenseite (16) aufweist, wobei die Wälzkörper (13) auf den jeweiligen Innenseiten (15) abrollen, und wobei jede Gehäusescheibe (11, 12) zumindest im Bereich der Wälzkörper (13) im wesentlichen als Blech ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gehäusescheibe (11, 12) mindestens einen Kontaktabschnitt auf der jeweiligen Außenseite (16) der ersten und zweiten Gehäusescheibe (11, 12) zumindest im Bereich der Wälzkörper (13) aufweist und der mindestens eine Kontaktabschnitt mit jeweils angrenzenden kraftübertragenden Elementen (17, 18) verbunden ist.
Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gehäusescheibe (11, 12) zumindest im Bereich der Wälzkörper (13) derart geformt ist, dass das Wälzlager (10) als Schrägkugellager ausgebildet ist.
Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gehäusescheibe (11, 12) zumindest im Bereich der Wälzkörper (13) derart geformt ist, dass das Wälzlager (10) als Axiallager ausgebildet ist.
Wälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallager einen radialen Freigang aufweist.
Wälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Freigang maximal 1 mm beträgt.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Bautiefe (A) in der axialen Richtung des Wälzlagers (10) maximal 6 mm beträgt.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Gehäusescheiben (11, 12) Vorrichtungen zum Anclipsen (42) des Wälzlagers (10) an mindestens eines der angrenzenden kraftübertragenden Elemente (17, 18) umfasst.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zum Anclipsen (42) des Wälzlagers (10) an mindestens eines der angrenzenden kraftübertragenden Elemente (17, 18) geeignete Umformungen mindestens einer Gehäusescheibe (11, 12) umfassen.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (10) an mindestens einem der angrenzenden kraftübertragenden Elemente (17, 18) geführt ist.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Gehäusescheiben (11, 12) derart geformt ist, dass die jeweils angrenzenden kraftübertragenden Elemente (17, 18) in der axialen Richtung des Wälzlagers (10) die Wälzkörper (13) übergreifen.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Gehäusescheiben (11, 12) gestanzt und/oder umgeformt und/oder mindestens in Laufbahnen des Wälzlagers (10) geschliffen ist.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (10) gekapselt ausgebildet ist.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (10) ein Einrücklager und/oder ein Ausrücklager ist.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (10) einen Käfig (14) umfasst, wobei die Wälzkörper (13) in dem Käfig (14) angeordnet sind und der Käfig (14) mit der ersten Gehäusescheibe (11) und/oder mit der zweiten Gehäusescheibe (12) derart in Eingriff steht, dass der Käfig (14) mit der ersten Gehäusescheibe (11) und/oder der zweiten Gehäusescheibe (12) eine untrennbare Einheit bildet.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche jeweils eine Dicke von mindestens 0,2 mm aufweisen.