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Die
Erfindung betrifft ein Axiallager.
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Aus
der Praxis sind zur axialen Lagerung von Wellen, insbesondere von
Kurbelwellen Anlaufscheibensegmente und Anlaufringe als Axialgleitlager
bekannt. Bei der Verwendung solcher Anlaufscheibensegmente und Anlaufringe
besteht die Gefahr, dass diese bei der Montage seitenverkehrt eingebaut
werden, und es besteht ferner die Gefahr, dass diese bei einer Rotation
der Welle von dieser mitgedreht werden.
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Aus
der
DE 43 36 915 C2 ist
es bekannt, einen Axialgleitlagerring oder mindestens zwei Axialgleitlagerringsegmente
an einer Radialgleitlagerschale stirnseitig lösbar zu befestigen.
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Ferner
ist aus der
DE 26 35
061 C2 ein zusammen mit einem Axiallager zu verwendendes
Anlaufscheibensegment bekannt, welches ein Sperrelement aufweist,
das am inneren Umfang angebracht ist und in einen ringförmigen
Freiraum im Radiallagerbereich an einer Stirnseite des Radiallagerkörpers
eingreift. Die
DE 26
35 061 C2 geht von einem Stand der Technik aus, in dem
auch Anlaufscheibensegmente, die mit einem Radiallager einstückig
hergestellt sind, und Anlaufscheibensegmente, die an der Tragseite
mit einem Vorsprung versehen sein sollen, der in eine an einem Lagerstuhl
ausgebildete Vertiefung eingreifen soll, bekannt sein sollen.
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Alle
aus dem Stand der Technik bekannten Axiallager erfordern allerdings
immer noch einen sehr hohen Montageaufwand.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Montage radiallagerunabhängiger
Axiallager zu vereinfachen.
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Die
Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit
den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Gemäß der
Erfindung ist bei einem Axiallager mit mindestens einem ersten Ringsegment
und mindestens einer ersten Verdrehsperre gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 vorgesehen, dass die erste Verdrehsperre als erster
Verbindungssteg für ein zweites Ringsegment ausgebildet
ist. Die Ausbildung der ersten Verdrehsperre als erster Verbindungssteg
gewährleistet nicht nur, dass das Axiallager lagerichtig
und verdrehsicher eingebaut werden kann, sondern es wird darüber
hinaus die Möglichkeit geschaffen, ein zweites Ringsegment
anzuordnen, sodass das Axiallager nach Art einer Klammer montierbar
ist. Dadurch lässt sich das Axiallager während der
Montage erheblich einfacher positionieren als Axiallager gemäß dem
Stand der Technik, was die Montage erheblich vereinfacht. Das erfindungsgemäße
Axiallager ist ein radiallagerunabhängiges Axiallager,
denn es ist separat von einem in seiner Nähe etwaig vorzusehenden
Radiallager handhabbar.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite
Ringsegment als ein zweites Axiallager ausgebildet, und es weist eine
zweite Lagerfläche sowie eine der zweiten Lagerfläche
gegenüberliegend ausgebildete zweite Stützfläche
auf. Wenn das zweite Ringsegment als ein zweites Axiallager ausgebildet
ist – wie gemäß dieser bevorzugten Ausgestaltung
vorgesehen – können zwei Axiallager im einem Montageschritt
positioniert werden, was die Montage weiter vereinfacht.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein vorzugsweise
bezüglich einer Lagerachse symmetrisch zu dem ersten Verbindungssteg
angeordneter zweiter Verbindungssteg vorgesehen. Dies erlaubt es,
die Verbindungsstege schwach zu dimensionieren und gleichwohl hohe Lasten
aufzunehmen.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind der erste
und der zweite Verbindungssteg mit einem Segmentgrundkörper des
ersten und zweiten Ringsegments insbesondere durch Kleben, Löten
oder Schweißen verbunden. Dies erlaubt eine besonders kostengünstige
Fertigung des Axiallagers, denn der Materialbedarf für hochwertige
Lagerstoffe wird somit in Grenzen gehalten.
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Gemäß einer
weiteren, gegenüber der vorgenannten Ausgestaltung auch
alternativ einsetzbaren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der erste
und zweite Verbindungssteg mit einem Segmentgrundkörper
des ersten und zweiten Ringsegments durch eine formschlüssige
Verbindung, insbesondere eine Zapfenverbindung verbunden sind. Bei
einer solchen Ausgestaltung lassen sich die auf die Lagerflächen wirkenden
Kräfte sicher in einen Lagergrundkörper, insbesondere
einen Lagerstuhl einleiten, ohne dass die Verbindung selbst in ihrer
Herstellung besonders aufwändig ist.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass der erste und zweite Verbindungssteg einstückig mit
einem Segmentgrundkörper des ersten und zweiten Ringsegments
insbesondere durch Umbiegen hergestellt sind. Diese erlaubt eine
besonders kostengünstige Herstellung.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass ein erster Teil des ersten Verbindungsstegs bzw. des zweiten Verbindungsstegs
als Einheit mit dem ersten Ringsegment und ein zweiter Teil des ersten
Verbindungsstegs bzw. des zweiten Verbindungsstegs einstückig mit
dem zweiten Ringsegment hergestellt ist, und dass die ersten und
zweiten Teile vor oder während der Montage miteinander
stofflich verbunden und/oder verrastet sind. Eine Verrastung, die
vorzugsweise durch ein Verklinken ähnlich dem Verklinken
zweier Puzzleteile erfolgen kann, wird die Möglichkeit
geschaffen, aus zwei gleichen Axiallagerteilen wahlweise ein Axiallager
für zwei Lagerstellen zu kombinieren oder auch nur ein
Teil einzeln an einer Lagerstelle zu verwenden, an der eine gegenüberliegende
Lagerung nicht erfolgt.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung
im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
besonders bevorzugte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Axiallagers in einer Einbausituation an einem Lagerstuhl,
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2 einen
Schnitt gemäß der Linie II-II in 1,
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3 das
Axiallager in den 1 und 2 in vergrößerter
Darstellung, sowie
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4 eine
zweite bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Axiallagers.
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Das
in den 1 bis 3 gezeigte Axiallager 100 gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist als
ein Kurbelwellenlager ausgebildet und in 1 und 2 in
einer Einbausituation an einem Lagerstuhl 102 gezeigt.
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Das
Axiallager 100 weist – wie insbesondere in 3 gezeigt – ein
erstes Ringsegment 104 sowie ein zweites Ringsegment 106 auf.
Das erste und das zweite Ringsegment 104, 106 erstrecken
sich als flache Halbringe über etwa 180º um eine
Lagerachse 108.
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In 2 ist
gezeigt, dass die Ringsegmente 104, 106 schichtartig
aufgebaut sind, indem auf einem Segmentgrundkörper 110, 112 jeweils
eine Gleitlagerschicht 114, 116 aufgetragen ist.
Die nach außen weisenden, freiliegenden Stirnseiten 118, 120 der
Gleitlagerschichten 114, 116 sind als erste Lagerfläche 122 bzw.
zweite Lagerfläche 124 für eine erste und
eine zweite Anlauffläche einer Kurbelwelle (nicht gezeigt)
ausgebildet. Die den Lagerflächen 122 bzw. 124 gegenüberliegenden,
innen liegenden Stirnflächen des jeweiligen Segmentgrundkörpers 110, 112 bilden
eine erste bzw. eine zweite Stützfläche 136, 138,
mit denen sich das Axiallager 100 an dem Lagerstuhl 102 abstützt.
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Das
erste Ringsegment 104 und das zweite Ringsegment 106 sind über
einen ersten Verbindungssteg 126 sowie einen zweiten Verbindungssteg 128 miteinander
verbunden, wobei in der in den 1 bis 3 gezeigten
ersten Ausführungsform diese Verbindungsstege 126, 128 einstückig
mit dem ersten und dem zweiten Segmentgrundkörper 110, 112 durch
Umbiegen ausgebildet sind. Die Verbindungsstege 126, 128,
für die an dem Lagerstuhl 102 entsprechende Freischnitte 130, 132 ausgebildet sind,
garantieren eine lagerichtige Orientierung der Gleitlagerschichten 114, 116,
und sie verhindern auch, dass das Axiallager 100 durch
eine Rotation einer Kurbelwelle mitgedreht wird. Die Verbindungsstege 126, 128 sind
also auch Verdrehsperren.
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Das
Axiallager 100 ist einstückig ausgebildet, sodass
während der Montage für zwei axiale Lagerungen
nur ein Bauteil zu handhaben ist.
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Die
Verbindungsstege 126, 128, die gemäß der
ersten Ausführungsform einstückig mit den Segmentgrundkörper 110, 112 ausgebildet
sind, können auch als separate Elemente gefertigt und während der
Herstellung des Axiallagers mit den Segmentgrundkörpern
durch Kleben, Löten oder Schweißen verbunden werden.
Bei einer solchen Ausgestaltung hat es sich als vorteilhaft erwiesen,
wenn eine Übergangsebene 134 zwischen den Segmentgrundkörpern
und den Verbindungsstegen derart orientiert ist, sodass in der Übergangsebene 134 keine
Scherspannungen auftreten. Als Verbindung sind auch ein Verstemmen
oder auch eine Zapfenverbindung einsetzbar. In 3 ist
die Lage einer solchen etwaigen Übergangsebene 134 durch
eine gestrichelte Linie dargestellt.
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Eine
in 4 gezeigte zweite bevorzugte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Axiallagers 200 unterscheidet
sich von der ersten Ausführungsform nur dadurch, dass ein
erster und ein zweiter Verbindungssteg 226, 228 jeweils
zweiteilig aus einem ersten Teil 240, 242 und
einem zweiten Teil 244 bzw. 246 aufgebaut sind.
Daher sind für Teile des Axiallagers 200 gemäß der
zweiten bevorzugten Ausführungsform Bezugszeichen verwendet
worden, die gegenüber der ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Axiallagers 100 um
100 erhöht sind. Auf die entsprechende Beschreibung wird
hiermit ausdrücklich Bezug genommen und verwiesen.
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Wie
die erste Ausführungsform weist das Axiallager 200 gemäß der
zweiten Ausführungsform ein erstes Ringsegment 204 sowie
ein zweites Ringsegment 206 auf. Diese Ringsegmente 204, 206 sind über
den ersten und den zweiten Verbindungssteg 226, 228 miteinander
verbunden, wobei die Teile 240, 242, 244, 246 der
Verbindungsstege 226, 228 miteinander verschweißt
sind. Im Rahmen der Erfindung sind auch andere Fixierungen, beispielsweise
ein Kleben oder Löten verwendbar, denn durch die gemäß der
besonders bevorzugten zweiten Ausführungsform gewählte
Lage der Verbindungsstelle in der Mitte des Lagerstuhls und durch
die Einbausituation sind dann von dieser Verbindung nur geringe Kräfte
aufzunehmen.
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Anhand
der besonders bevorzugten Ausführungsform ist deutlich
erkennbar, dass durch ein erfindungsgemäßes Axiallager 100, 200 ein
Verdrehen der Ringsegmente 104, 106, 204, 206 verhindert wird,
wobei dies auch der Fall wäre, wenn anstelle von Ringsegmenten
Anlaufscheiben, die einen Vollkreis beschreiben, verwendet würden.
Insofern werden Anlaufscheiben auch als Ringsegmente im Sinne der
Erfindung angesehen. Anhand der besonders bevorzugten Ausführungsformen
ist auch deutlich erkennbar, dass die Montage vereinfacht wird,
denn es sind weniger Teile als im Stand der Technik zu handhaben,
und diese lassen sich auch einfacher einlegen.
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Es
ist bereits darauf hingewiesen worden, dass die Verbindungsstege
vorzugsweise aus dem Lagermaterial durch Umbiegen hergestellt sind.
Auch auf eine separate Herstellung der Verbindungsstege, die im
Rahmen der Erfindung liegt, ist bereit hingewiesen worden, wobei
eine solche Herstellung der Vermeidung von Verschnitt dient. Wenn „halbe"
Verbindungsstege verwendet werden, können diese im Rahmen
der Erfindung stofflich oder durch eine Formverbindung (Verklinken
wie Puzzleteile) verbunden sein.
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Mit
der Erfindung werden Gewichts- und Kostenvorteile erzielt. Es können
nämlich aufwändig bearbeitete und relativ schwere
Passlagerdeckel durch günstigere und leichtere Kurbelwellenlagerdeckel
ohne Axiallager-Aufnahme ersetzt werden. Ferner kann mit der Erfindung
eine Vereinheitlichung erzielt werden, indem das Passlager-Teile-Handling entfällt.
Die erfindungsgemäßen Axiallager lassen sich (auch
automatisiert) als Einzelteil bereits vor dem Einlegen der Kurbelwelle
in die Lagerstelle einbringen, womit ein manuelles Einfädeln
entfällt. Ferner hat die Erfindung den Vorteil, dass eine
Zwangskoppelung von Axiallager- und Lagerschalen-Werkstoffen nicht
besteht, sodass quasi beliebige Materialpaarungen möglich
sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4336915
C2 [0003]
- - DE 2635061 C2 [0004, 0004]