DE102008016880B4 - Axiallager mit einer Axialwinkelscheibe mit einer eine Montagesicherung darstellenden Haltezunge und Träger mit einem solchen Axiallager - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft ein Axiallager mit einer Axialwinkelscheibe und einem Käfig mit Wälzkörpern, wobei die Wälzkörper auf einer Abrollfläche eines Radialabschnittes der Radialwinkelscheibe abrollbar gelagert sind, wobei ferner die Axialwinkelscheibe eine den Abrollbereich radial und plan nach außen verlängernde Haltezunge aufweist, die sich in radialer Richtung über einen Nenndurchmesser der Axialwinkelscheibe hinaus erstreckt. Die Erfindung betrifft auch einen Träger mit einem solchen Axiallager.
- Hintergrund der Erfindung
- Der Nenndurchmesser definiert sich als der im vorsprungsfreien Teil der Axialwinkelscheibe vorhandenen Außendurchmesser, welcher unter Berücksichtigung von Lagerbohrungstoleranzen dem Lagersitzdurchmesser entspricht.
- Unter Lagerbohrungstoleranzen wird der Spalt zwischen einer Innenwandung einer Bohrung (D2) verstanden, in die das Axiallager eingesetzt ist und dem Außendurchmesser (D1) der radialvorsprungsfreien Axialwinkelscheibe, also dem Außendurchmesser der Axialwinkelscheibe in dem Bereich, in dem die Haltezunge nicht vorhanden ist. Die Lagerbohrungstoleranzen umfassen dabei auch Fertigungstoleranzen bzgl. des Außendurchmessers der Axialwinkelscheibe in dem Bereich, in dem die Haltezunge nicht vorliegt und im Bereich der Lagerbohrung selbst. Dabei ist nicht entscheidend, ob der Lagersitz in Form einer Bohrung ausgebildet ist oder beispielsweise urgeformt ist.
- Aus dem Stand der Technik, etwa der
JP 2006 071 076 A FR 2 155 065 A5 DE 198 57 033 A1 , derAT 215 222 B EP 0 513 697 A2 , derDE 102 27 377 A1 , derDE 197 16 195 A1 , derUS 5 110 223 A , derDE 691 21 948 T2 , derDE 695 10 512 T2 und derDE 689 04 188 T2 sind unterschiedliche Axiallager bekannt. - Aus der
DE 102 27 377 A1 ist etwa ein Axiallager bekannt, das eine Axialwinkelscheibe aufweist. Die Axialwinkelscheibe weist innere und äußere axiale Abwinkelungen auf. Diese Abwinkelungen gelangen in Kontakt mit einem Träger, der im Stand der Technik auch als Gehäuse bezeichnet wird. Die Axialwinkelscheibe derDE 102 27 377 A1 gelangt über Vorsprünge, die in die axialen Abwinkelungen eingebracht sind, in Formschluss mit dem Träger. - Während aus der
DE 102 27 377 A1 das Anbringen von Vorsprüngen an der inneren axialen Abwinkelung offenbart ist, ist auch bereits aus dem Stand der Technik bekannt, an der äußeren axialen Abwinkelung Vorsprünge vorzusehen. Jene Vorsprünge sind dann „harpunennasenartig” ausgebildet. Dabei ist ein Abschnitt der axialen Abwinkelung einen Vorsprung bildend spanlos verformt. Dieser Vorsprung dient dann als Haltenase. Die Haltenase gelangt in Anlage mit einem vertieften Bereich des Gehäuses. - Aus der
DE 197 16 195 A1 ist eine weitere Axialwinkelscheibe eines Axiallagers bekannt. Dabei weist die Axialwinkelscheibe ebenfalls eine Haltezunge auf, die nicht durchgekröpft ausgestaltet ist, also an deren Rändern keine axialen Vorsprünge aufweist. Die Haltezunge dient zum Ermöglichen einer Verdrehsicherung durch Eingreifen in eine Ausnehmung eines Gehäuses. - Die Lösungen aus dem Stand der Technik weisen diverse Nachteile auf. So bedarf eine harpunennasenartige Haltelösung gemäß der
DE 102 27 377 A1 ein ausreichend großes Axialmaß für eine Bohrung in dem das Axiallager aufnehmenden Träger. Die dann notwendige Tiefe des Trägers ist in diversen Anwendungen nicht verfügbar. Das Axiallager würde in einem solchen Fall aus dem Träger herausstehen und somit in Anlage mit weiteren Anbauteilen geraten, was zu einem Defekt im Rahmen des Zusammenspiels der unterschiedlichen Bauteile führen würde. Eine Verringerung der axialen Ausmaße des an der axialen Abwinkelung angebrachten Vorsprunges und/oder der axialen Abwinkelung, würde zu einem Ausbrechen des als Nase bezeichneten Vorsprungs der Axialwinkelscheibe aus dem Träger führen. - Eine Haltezunge, wie aus der
DE 197 16 195 A1 bekannt, dient ferner nicht als Montagesicherung, sondern lediglich als Verdrehsicherung und hat ebenfalls einen großen Platzbedarf. - Benachbarter Stand der Technik ist auch aus der
US 5,967,674 A bekannt. - Aufgabe der Erfindung
- Ausgehend von den dargelegten Nachteilen der Lösungen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Axiallager zur Verfügung zu stellen, was nur geringen Platzbedarf in einem Träger hervorruft, insbesondere bzgl. der axialen Ausdehnung, sich nicht plastisch beim Bau verformt und kostengünstig, sowie ausfallsicher ist. Auch ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Träger mit einem solchen Axiallager zur Verfügung zu stellen.
- Beschreibung der Erfindung
- Erfindungsgemäß wird eine Lösung der Aufgabe zunächst durch ein Axiallager nach Anspruch 1 erreicht.
- Demnach umfasst das Axiallager in an sich bekannter Weise eine Axialwinkelscheibe und einen Käfig mit Wälzkörpern, wobei die Wälzkörper auf einer Abrollfläche eines Radialabschnitts der Axialwinkelscheibe abrollbar gelagert sind, und wobei ferner die Axialwinkelscheibe eine den Abrollbereich radial und plan nach außen verlängernde Haltezunge aufweist, die sich in radialer Richtung über den Nenndurchmesser der Axialwinkelscheibe hinaus erstreckt. Die Haltezunge dient dabei als in einen in Axialrichtung ausgerichteten Hinterschnitt eines Trägers formschlüssig eingreifbare Montagesicherung und erstreckt sich in radialer Richtung über den Nenndurchmesser um weniger als die Blechdicke der Axialwinkelscheibe.
- Erfindungsgemäß zeichnet sich dieses Axiallager dadurch aus, dass die Axialwinkelscheibe ein axial von dem Radialabschnitt abstehendes Bord aufweist, das im Bereich der Haltezunge unterbrochen ist.
- Durch eine solche Ausbildung ist das Axiallager in eine Lagerbohrung eines Trägers so einsetzbar, dass sich die Haltezunge lediglich in deren elastischem Bereich verformt und aufgrund der Rückstellkraft in der Lagerbohrung gehalten wird. Selbst bei Überkopfmontage fällt ein solches Axiallager nicht aus dem Träger heraus. Zusätzliche Montagekosten werden vermieden. Auch springt eine derart bemessene Haltezunge elastisch, auch abhängig von der Materialwahl, wieder in die ursprüngliche Form vor dem Einsetzen zurück, ohne, dass eine bleibende Deformation aufgrund des Einsetzens verbleibt.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Axiallagers sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
- So ist es besonders vorteilhaft, wenn sich die Haltezunge in radialer Richtung um weniger als die Lagerbohrungstoleranzen zzgl. dem 0,75-fachen bzw. der Axialwinkelscheibe erstreckt. Durch eine derartige Abmessungsgestaltung der Haltezunge ist sichergestellt, dass nur ein kleiner Überstand außerhalb des restlichen Umfanges der Axialwinkelscheibe existiert und lediglich in einem elastischen Bereich verformbar ist, wodurch die Montierbarkeit des Axiallagers in einer vorgefertigten Lagerbohrung gewährleistet bleibt. Die Montage wird dadurch einfacher gestaltet.
- Wenn sich die Haltezunge in radialer Richtung um weniger als die Lagerbohrungstoleranzen zzgl. 0,05 mm, vorzugsweise 0,02 mm, weiter vorzugsweise 0,01 mm erstreckt, so erhöht sich die Handhabbarkeit des Axiallagers, insbesondere im Montagefall weiter.
- Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist es, dass sich die Haltezunge in radialer Richtung über die Erstreckung des Bords hinaus erstreckt und vorzugsweise abgerundet ausgebildet ist. So wird ein Verklemmen des Axiallagers in der Lagerbohrung oder in einer im Lagerbohrungsgrund angebrachten Nut erleichtert.
- Unnötige Spannungen, die durch den Montagefall auftreten, werden in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dann verhindert, wenn in einem Übergangsbereich von dem Bord zu der Haltezunge jeweils eine sich in radialer Richtung erstreckende Ausnehmung vorgesehen ist, die vorzugsweise abgerundet ausgestaltet ist.
- Um ein Herauskippen des Axiallagers aus der Lagerbohrung bei Überkopfmontage zu verhindern, ist es besonders wirkungsvoll, wenn in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung an zumindest drei voneinander vorzugsweise äquidistant zueinander angeordneten Bereichen jeweils eine Haltezunge ausgebildet ist.
- Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltungsform eines Axiallagers liegt dann vor, wenn die absatzlos in die Abrollfläche übergehende Oberfläche der Haltezunge in Anlage mit einem den Hinterschnitt bildenden Bereich des Trägers gelangt. Über die miteinander in Anlage befindlichen Bereiche des Trägers und der Haltezunge ist ein gewisser Kraftfluss erzielbar. Dieser Kraftfluss muss nur so groß sein, dass eine Montagesicherung gewährleistet ist.
- Desweiteren wird die Aufgabe der Erfindung auch durch einen Träger nach Anspruch 8 gelöst.
- Danach weist der Träger eine durch einen Hinterschnitt gebildete Vertiefung auf, in die die Haltezunge eingreift.
- Ein besagter Träger ist kostengünstig herstellbar und bietet der Haltezunge die Möglichkeit in Formschluss mit dem Träger zu gelangen, wodurch ein Herausfallen im Überkopfmontagefall ebenfalls wirkungsvoll vermieden wird. Auch hier werden die Montage- und Fertigungskosten verringert. Zusätzlich wird der Ausfallanteil an verbauten Maschinenbauteilen verringert.
- Wenn die Vertiefungen in axialer Richtung eine größere Ausdehnung als die Haltezunge aufweist, vorzugsweise mehr als die Blechdicke der Axialwinkelscheibe, so würde das Einpassen des Axiallagers in die Lagerbohrung im Montagefall besonders vereinfacht.
- Der Hinterschnitt lässt sich dann besonders kostengünstig, einfach und wirkungsvoll realisieren, wenn der Hinterschnitt spanlos erzeugt ist, vorzugsweise eingestemmt ist oder spanabhebend nutartig ausgebildet ist, vorzugsweise eingedreht oder eingefräst ist. Ein spanloses Erzeugen des Hinterschnitts, etwa mittels Einstemmens, ist auch im eingesetzten Zustand des Axiallagers in die Lagerbohrung noch nachträglich möglich und kann daher bedarfsweise in solchen Applikationen angewandt werden, in denen eine Überkopfmontage ansteht. Die Kosten werden dadurch erheblich reduziert.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Schnittansicht durch einen Träger mit zwei erfindungsgemäßen Axiallagern; -
2 eine vergrößerten Detaildarstellung der zwei erfindungsgemäßen Axiallager in dem Träger aus1 ; -
3 eine perspektivischer Darstellung einer isolierten Axialwinkelscheibe eines der in2 dargestellten Axiallager; -
4 eine perspektivische Teilansicht des Axiallagers aus3 mit einer genauer dargestellten Haltezunge; -
5 eine perspektivische Darstellung eines Axiallagers, wie es in den1 bis3 dargestellt ist; -
6 eine Querschnittansicht eines Trägers mit zwei erfindungsgemäßen Axiallagern einer zweiten Ausführungsform; -
7 eine vergrößerte Darstellung der zwei Axiallager im Bereich des Kontakts mit dem Träger aus6 ; -
8 eine perspektivische Darstellung des Trägers aus den6 und7 ohne erfindungsgemäßes Axiallager; -
9 der Träger aus den6 bis8 in perspektivischer Darstellung mit eingebauten Axiallagern. - Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
- In den
1 bis9 werden für dieselben Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet. - Die
1 und2 zeigen ein Axiallager1 mit einer Axialwinkelscheibe2 und einem Käfig3 , in dem Wälzkörper4 angeordnet sind. Die Axialwinkelscheibe2 weist einen Radialabschnitt5 auf. Der Radialabschnitt5 weist eine den Wälzkörpern4 zugewandte Abrollfläche6 auf. Das Axiallager1 weist ferner Haltezungen7 auf, die über den restlichen Umfang der Axialwinkelscheibe2 radial nach außen ragen. In1 ist nur jeweils eine Haltezunge pro Axialwinkelscheibe2 dargestellt. Jedes der zwei dargestellten Axiallager1 weist an jeder der jeweiligen Axialwinkelscheiben2 drei Haltezungen7 auf. Dies ist unter anderem in den3 und5 erkennbar. - Aus den
1 und3 ist erkennbar, dass die Axialwinkelscheibe2 einen Bord8 aufweist, der am äußeren radialen Rand der Axialwinkelscheibe2 in Axialrichtung absteht. Die Axialrichtung wird durch eine Rotationsachse9 des Axiallagers1 festgelegt. Der Bord8 ist im Bereich der Haltezunge7 unterbrochen, so dass sich der Radialabschnitt einstückig bis in die Haltezunge7 hinein erstreckt und diese bildet. Die Abrollfläche6 geht dann in die jeweilige Oberfläche der Haltezunge7 absatzlos über. - Weiterhin ist in
1 ersichtlich, dass in einem Träger10 , der auch als Gehäuse bezeichnet wird, dabei zwei Axiallager1 angeordnet sind. Das untere Axiallager1 ist dabei in einer Überkopfposition montiert. Der Träger10 weist dabei einen Vorsprung11 auf, der so angeordnet ist, dass er einen Hinterschnitt bildet, relativ von einer senkrecht zur Axialrichtung ausgerichteten Oberfläche der Haltezunge7 aus gesehen, wobei die Haltezunge7 des Axiallagers1 im in den Träger10 verbauten Zustand hinter den Hinterschnitt eingreift. Der Vorsprung11 bildet dabei eine Vertiefung, insbesondere eine Nut12 im Träger10 aus. - Die Blechdicke der Axialwinkelscheibe
2 wird mit d bezeichnet. Der Außendurchmesser des Bordes8 wird mit D1 bezeichnet. Der Bohrungsdurchmesser im Träger10 wird mit D2 bezeichnet. Die Haltezunge7 überbrückt den Spalt zwischen D1 und D2 und erstreckt sich zusätzlich um den Betrag der Blechdicke d der Axialwinkelscheibe2 radial nach außen. Die Haltezunge7 erstreckt sich dabei auch so weit nach außen, dass Lagerbohrungstoleranzen überbrückt sind. - Die axiale Erstreckung der Nut
12 ist dabei größer als die Blechdicke d der Axialwinkelscheibe2 . Auch die radiale Erstreckung der Nut12 ist größer, als die größte radiale Ausdehnung der Axialwinkelscheibe2 , so dass die Axialwinkelscheibe2 auch mit dem radialen Ende der Haltezunge7 nicht an einer Axialfläche des Trägers10 anliegt. Im eingebauten Zustand liegt zwischen der radialen Endfläche der Haltezunge7 und dem Träger10 ein Abstand vor. Ein ungewolltes Verklemmen der Axialwinkelscheibe2 und damit des Axiallagers1 in der Lagerbohrung wird damit verhindert, so dass keine Montagespannungen auftreten und im Betriebsfall kein Passungsrost auftritt. - In
3 ist die Abrollfläche der Axialwinkelscheibe2 erkennbar, welche am radial umlaufenden Rand nahezu durchgehend mit einem Bord abgeschlossen ist. Lediglich an den Stellen der Haltezungen7 ist der Bord8 unterbrochen. Im Übergangsbereich zwischen dem Bord8 und den Haltezungen7 sind Ausnehmungen13 vorgesehen. Diese Ausnehmungen13 sind abgerundet ausgestaltet. Die drei Haltezungen7 sind äquidistant zueinander, punktsymmetrisch zum Zentrum der Axialwinkelscheibe2 angeordnet. Der Bord8 ist, einen Radius aufweisend orthogonal zur Abrollfläche6 ausgebildet. Kerbspannungen werden dadurch vermieden, dass die Ausnehmungen13 auf beiden Seiten der Haltezungen7 abgerundet ausgestaltet sind. - In
4 ist eine perspektivische Schnittansicht der Axialwinkelscheibe2 mit dem wälzkörperführenden Käfig3 , sowie einer Haltezunge7 dargestellt. Die Haltezunge7 ist auch gerundet ausgeführt, so dass nur der zentral gelegenste Teil der Haltezunge7 die maximale radiale Ausdehnung aufweist. - In
5 ist das Axiallager1 im vormontierten Zustand, also noch nicht in den Träger10 eingebaut, dargestellt. Dabei sind zwei der drei Haltezungen7 dargestellt. Es ist möglich mehr als drei Haltezungen7 zu verwenden, z. B. 4, 6 oder mehr Haltezungen. - Eine zweite Ausführungsform eines Trägers
10 ist in den6 bis9 dargestellt. Dabei ist in den6 und7 die Verbauung von zwei Axiallagern1 dargestellt. Die Vertiefung in dem Träger10 , die auch als Nut12 ausbildbar ist, wird durch das Verstemmen des Vorsprungs11 des Trägers10 erzielt. Der Vorsprung11 bildet ferner den Hinterschnitt, an dem sich die Haltezunge7 abstützt und ein Herausfallen der Axialwinkelscheibe2 und damit des Axiallagers1 aus dem Träger10 verhindert. - In den
8 und9 ist perspektivisch der Träger10 dargestellt. In8 ist der Träger10 ohne die zwei Axiallager1 dargestellt und in9 mit den zwei verbauten Axiallagern1 . - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Axiallager
- 2
- Axialwinkelscheibe
- 3
- Käfig
- 4
- Wälzkörper
- 5
- Radialabschnitt
- 6
- Abrollfläche
- 7
- Haltezungen
- 8
- Bord
- 9
- Rotationsachse
- 10
- Träger
- 11
- Vorsprung
- 12
- Nut
- 13
- Ausnehmungen
- d
- Blechdicke
- D1
- Außendurchmesser von
8 - D2
- Bohrungsdurchmesser in
10
Claims (11)
- Axiallager (
1 ) mit einer Axialwinkelscheibe (2 ) und einem Käfig (3 ) mit Wälzkörpern (4 ), wobei die Wälzkörper (4 ) auf einer Abrollfläche (6 ) eines Radialabschnitts (5 ) der Axialwinkelscheibe (2 ) abrollbar gelagert sind, und wobei ferner die Axialwinkelscheibe (2 ) eine den Abrollbereich (6 ) radial und plan nach außen verlängernde Haltezunge (7 ) aufweist, die sich in radialer Richtung über den Nenndurchmesser der Axialwinkelscheibe (2 ) hinaus erstreckt, wobei sich die als in einen in Axialrichtung ausgerichteten Hinterschnitt eines Trägers (10 ) formschlüssig eingreifbare Montagesicherung dienende Haltezunge (7 ) in radialer Richtung über den Nenndurchmesser um weniger als die Blechdicke (d) der Axialwinkelscheibe (2 ) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialwinkelscheibe (2 ) ein axial von dem Radialabschnitt (5 ) abstehendes Bord (8 ) aufweist, das im Bereich der Haltezunge (7 ) unterbrochen ist. - Axiallager (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Haltezunge (7 ) in radialer Richtung um weniger als die Lagerbohrungstoleranzen zuzüglich dem 0,75-fachen, vorzugsweise der Hälfte der Blechdicke (d) der Axialwinkelscheibe (2 ) erstreckt. - Axiallager (
1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Haltezunge (7 ) in radialer Richtung um weniger als die Lagerbohrungstoleranzen zuzüglich 0,05 mm, vorzugsweise 0,02 mm, weiter vorzugsweise 0,01 mm erstreckt. - Axiallager (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Haltezunge (7 ) in radialer Richtung über die Erstreckung des Bords (8 ) hinaus erstreckt und vorzugsweise abgerundet ausgestaltet sind. - Axiallager (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Übergangsbereich von dem Bord (8 ) zu der Haltezunge (7 ) jeweils eine sich in radialer Richtung erstreckende Ausnehmung (13 ) vorgesehen ist, die vorzugsweise abgerundet ausgestaltet ist. - Axiallager (
1 ), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest drei voneinander separaten, vorzugsweise äquidistant zueinander angeordneten Bereichen, jeweils eine Haltezunge (7 ) ausgebildet ist. - Axiallager (
1 ), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Haltezunge (7 ) absatzlos in die Abrollfläche (6 ) übergeht - Träger (
10 ) mit einem Axiallager (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (10 ) eine durch einen Hinterschnitt gebildete Vertiefung aufweist, in die die Haltezunge (7 ) eingreift. - Träger (
10 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer Ebene mit der Abrollfläche (6 ) befindliche Oberfläche der Haltezunge (7 ) in axiale Anlage mit einem den Hinterschnitt bildenden Bereich des Trägers (10 ) gelangt. - Träger (
10 ) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung in axialer Richtung eine größere Ausdehnung als die Haltezunge (7 ) aufweist, vorzugsweise mehr als die Blechdicke (d). - Träger (
10 ) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterschnitt spanlos erzeugt ist, vorzugsweise eingestemmt ist, oder spanabhebend nutartig ausgebildet ist, vorzugsweise eingedreht oder eingefräst ist.
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2009
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