DE102008035691B4

DE102008035691B4 - Radiallager

Info

Publication number: DE102008035691B4
Application number: DE102008035691.3A
Authority: DE
Inventors: Georg Draser
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2014-10-23
Anticipated expiration: 2028-07-31
Also published as: DE102008035691A1; CN101639097A; US20100027928A1

Abstract

Radiallager (1) aus mindestens drei Baugruppen (10, 20, 30), wobei eine erste Baugruppe (10) ein erstes Nadellager (11), eine zweite Baugruppe (20) ein radiales Dichtelement (21) und eine dritte Baugruppe (30) ein zweites Nadellager (31) ist, dadurch gekennzeichnet, dass das radiale Dichtelement (21) auf einer Innenhülse (22) sitzt, die jeweils am dem ersten Nadellager (11) zugewandten Ende (221) und am dem zweiten Nadellager (31) zugewandten Ende (222) jeweils einen Bord (23) ausgebildet hat, der radial verteilte Halteelemente (24) umfasst und dass die Nadellager (11, 31) an einer der Innenhülse (22) zugewandten Seite ein Gegenhalteelement (13) ausgebildet haben, wobei das jeweilige Halteelement (24) und das jeweilige Gegenhalteelement (13) derart zusammenwirken, dass die Innenhülse (22) und das jeweilige Nadellager (11, 31) mittels eines Klippmechanismus miteinander verbindbar sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die gegenwärtige Erfindung betrifft ein Radiallager aus mindestens drei Baugruppen. Die erste Baugruppe besteht aus einem ersten Radiallager. Die zweite Baugruppe besteht aus einem radialen Dichtelement. Die dritte Baugruppe umfasst ein zweites Nadellager.
Das U.S.-Patent 5,619,130 zeigt eine Anordnung, mit der ein ringförmiges Element auf einer Welle befestigt wird. Das ringförmige Element besitzt ein Verriegelungsteil auf der inneren Oberfläche, welches mit einer ringförmigen Verriegelungs-Nut in Eingriff steht. Die ringförmige Nut ist dabei am äußeren Umfang der Welle ausgebildet. Das Dokument zeigt zwar ein einheitliches Bauteil, das aber nicht aus mehreren getrennten Elementen besteht, die lediglich Lagerelemente und lediglich Dichtungselemente umfassen.
Das Europäische Patent 0 597 438 B1 zeigt eine Radial-Nadellager-Baueinheit mit integrierter Radial-Axialabdichtung und Axialabstützung, mit einer Außenhülse mit zumindest einem nach innen weisenden Bord und einem die Nadeln führenden Käfig, der in Verbindung mit einer Anschlagsscheibe und einem elastischen Ring steht, die innerhalb der Außenhülse liegen. Die Abdichtungs- und Lagerungselemente sind dabei zwar in einem Bauteil angeordnet, aber bilden selbst keine getrennten Bauteile. Ferner kommt hinzu, dass die Lager- und Dichtungselemente auf unterschiedlichen Ebenen innerhalb des zu dichtenden Gehäuses angeordnet sind.
Das U.S.-Patent 6,224,063 B1 offenbart eine Dichtungsanordnung. Die Dichtungsanordnung umfasst dabei zwei axial voneinander beabstandete Dichtungsringe, die in einem ringförmigen Halter gehaltert sind. Hierzu sind im ringförmigen Halter entsprechende Vertiefungen ausgeformt. Das Dokument offenbart jedoch nichts, dass eine Anordnung vorgeschlagen wird, mit der eine gleichzeitige Lagerung und Abdichtung erreicht werden kann.
Bekannt ist eine Radial-Axialabdichtung und eine Anordnung zur Lagerung und Radial-Axialabdichtung. Die Radial-Axialabdichtung ist zwischen einem Gehäuse und einer drehenden Welle angeordnet. Die Radial-Axialabdichtung umfasst einen Käfig mit zwei Borden und eine Hülse, die ebenfalls zwei Borde ausgebildet hat. Zwischen jedem Bord des Käfigs und jedem Bord der Hülse ist jeweils ein Dichtelement eingesetzt. Die Hülse ist mittels eines Presssitzes am Gehäuse oder an der Welle angebracht. Um die Radial-Axialabdichtung zusätzlich mit einer Lagerung zu versehen, sind seitlich der Radial-Axialabdichtung jeweils zwei Nadellager der Radial-Axialabdichtung in Reihe eingebaut.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist, ein Radiallager zu schaffen, das einfach zu montieren ist und die Kosten bei der Montage des Radiallagers reduziert.
Die obige Aufgabe wird gelöst durch ein Radiallager, das die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
Das erfindungsgemäße Radiallager besteht dabei aus mindestens drei Baugruppen. Die erste Baugruppe ist ein erstes Nadellager, die zweite Baugruppe ist ein radiales Dichtelement und die dritte Baugruppe ist ein zweites Nadellager. Das radiale Dichtelement ist auf einer Innenhülse aufgebracht. An den Enden der Innenhülse schließt sich das erste Nadellager und das zweite Nadellager an. Die Innenhülse hat an ihren Enden jeweils einen Bord ausgebildet. Der Bord umfasst mehrere radial verteilte Halteelemente, die mit einem entsprechenden Gegenhalteelement der Nadellager zusammenwirken. Die Halteelemente und das jeweilige Gegenhalteelement sind dabei derart ausgebildet, dass die Innenhülse und das jeweilige Nadellager mittels eines Klippmechanismus miteinander verbindbar sind.
Das radiale Dichtelement umfasst mehrere Dichtringe, die jeweils durch ein Distanzstück voneinander beabstandet sind. Diese Dichtringe und die Distanzstücke umschließen die Innenhülse.
Die Enden der Innenhülse können in verschiedenster Weise ausgebildet sein. Eine Möglichkeit ist, dass die Innenhülse an ihrem ersten Ende und an ihrem zweiten Ende jeweils ein Festbord ausgebildet hat. Eine weitere Möglichkeit ist, dass die Innenhülse an ihrem ersten Ende ein Festbord und an ihrem zweiten Ende ein Bördelbord ausgebildet hat. Eine weitere Möglichkeit ist, dass die Innenhülse an ihrem ersten Ende und an ihrem zweiten Ende jeweils ein Bördelbord ausgebildet hat.
Das Festbord hat am Innendurchmesser die radial verteilten Halteelemente ausgebildet. Die Halteelemente sind als Haltenasen ausgeformt. Am Bördelbord ist eine Axialscheibe festgebördelt. Die Axialscheibe besitzt den gleichen Außendurchmesser, wie die Kontur des Festbordes. Die Axialscheibe hat ebenfalls radial verteilte Halteelemente ausgebildet, wobei diese Halteelemente ebenfalls als Haltenasen ausgeformt sind und den Haltenasen am Festbord entsprechen.
Die Haltenasen der Innenhülse wirken mit dem jeweiligen Gegenhalteelement des Nadellagers zusammen. Das Gegenhalteelement hat eine Stufe ausgebildet, in die die entsprechende Haltenase am Festbord oder an der Axialscheibe eingreift.
Die Innenhülse und die mindestens zwei Nadellager sind spanlos hergestellt. Es gibt ebenfalls die Möglichkeit, dass die mindestens zwei Nadellager den gleichen Durchmesser aufweisen. Ebenso ist es denkbar, dass die mindestens zwei Nadellager einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen.
Die Innenhülse hat Radialbohrungen ausgebildet, die einen Schmiermitteldurchfluss gestatten. Die spanlos hergestellte Innenhülse ist mit den Radialbohrungen versehen und am Außendurchmesser, zwischen den Borden, sind die Dichtringe mit den Distanzstücken angebracht. Die Radialbohrungen sorgen für eine gezielte Schmiermitteldurchflusssteuerung (Öldurchflusssteuerung), wobei beidseitig an der Innenhülse des Dichtelements jeweils ein spanlos hergestelltes Nadellager angebracht ist. Die gesamte Baugruppe aus Dichtelement und den mindestens zwei Nadellagern wird zusammengeklipst. Diese Einheit kann beim Kunden in einem Montagevorgang relativ einfach montiert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Radial-Axialabdichtung, gemäß dem Stand der Technik
2 zeigt eine schematische Ansicht der Verbindung zwischen Innenhülse und einem der verwendeten Nadellager
3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Verbindung zwischen der Innenhülse und dem Nadellager
4 zeigt eine Schnittansicht der montierten Einheit, welche aus zwei Nadellagern und einem Dichtelement besteht
5 zeigt eine schematische Seitenansicht der vormontierten Baugruppe aus den zwei Nadellagern und dem Dichtelement
6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Axialscheibe, die mit dem Bördelbord verbunden wird
7 zeigt eine perspektivische Ansicht der Innenhülse, auf der am Außendurchmesser die Dichtelemente aufgebracht sind
Beschreibung der Zeichnungen
Der nachfolgenden Beschreibung sei vorausgeschickt, dass für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen bei unterschiedlichen Figuren verwendet werden. Für gleiche, oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie das erfindungsgemäße Radiallager ausgestaltet sein kann und stellen somit keine abschließende Begrenzung der Erfindung dar.
1 zeigt eine schematische Anordnung zur Lagerung und Radial-Axialabdichtung zwischen einem Gehäuse 1 und einem beweglichen Element 2. In der hier dargestellten Ausführungsform ist das bewegliche Element 2 eine Welle. Die Anordnung zur Lagerung und Radial-Axialabdichtung ist in der hier dargestellten Ausführungsform auf einem gemeinsamen Träger 3 angeordnet. Es ist ein erstes Lager 11 und ein zweites Lager 31 vorgesehen, die sich beide jeweils an den Borden des Trägers 3 abstützen. Zwischen dem ersten Lager 11 und dem zweiten Lager 31 ist eine Radial-Axialabdichtung 20 angeordnet. Die Lager des ersten Lagers 11 und des zweiten Lagers 31 stützen sich dabei an den entsprechenden Borden der Radial-Axialabdichtung 20 ab. Der Träger 3 ist hier auf dem beweglichen Element 2 mittels eines Presssitzes befestigt.
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Zusammenwirkens der dritten Baugruppe 30 mit der zweiten Baugruppe 20. Die zweite Baugruppe ist das Dichtelement 21 und die dritte Baugruppe 30 ist das zweite Nadellager 31. In der hier dargestellten Ausführungsform sitzt das radiale Dichtelement 21 auf einer Innenhülse 22. Die Innenhülse 22 hat in dieser Ausführungsform an den dem zweiten Nadellager 31 zugewandten Ende 22 ₂ einen Bord 28 ausgebildet, der als Bördelbord ausgestaltet ist. Eine Axialscheibe 29 ist in dem Bördelbord 28 festgebördelt. Die Axialscheibe 29 hat mehrere Halteelemente 24 ausgeformt. Die Halteelemente 24 wirken mit einem entsprechenden Gegenhalteelement 13 des zweiten Nadellagers 31 zusammen. Bei der Montage wird das jeweilige Nadellager 11, 31 mit dem entsprechenden Dichtelement 21, bzw. der Innenhülse 22 des Dichtelements 21 zusammengekippt. Die Haltenasen 24 der Innenhülse 22 sind an beiden Seiten gleichförmig ausgebildet und wirken mit dem entsprechenden Gegenhalteelement 13 zusammen. Das Gegenhalteelement 13 hat eine Stufe 15 ausgebildet, in die die entsprechende Haltenase des Halteelements 24 der Innenhülse 22 eingreift.
3 zeigt ebenfalls eine vergrößerte Ansicht des Zusammenwirkens des ersten Nadellagers 11 mit dem Dichtelement, bzw. der Innenhülse 22 des Dichtelements 21. In der hier gezeigten Ausführungsform ist das dem ersten Nadellager 11 zugewandte Ende 22 ₁ der Innenhülse 22 mit einem Bord 23 versehen. Das Bord 23 ist als Festbord 27 ausgebildet. Wie bereits in der Beschreibung zu 2 erwähnt, hat das Festbord 27 der Innenhülse 22 ebenfalls Halteelemente 24 ausgebildet. Diese Halteelemente wirken ebenfalls mit einem entsprechenden Gegenhalteelement des ersten Nadellagers 11 zusammen. Die Form des Halteelements des Festbordes 27 ist identisch mit der Form des Halteelements 24 der Axialscheibe 29. Somit ist auch der Mechanismus des Zusammenwirkens des ersten Nadellagers 11 mit der Innenhülse 22 des Dichtelements 21 identisch.
4 zeigt eine schematische Schnittansicht des Radiallagers 100. Das Radiallager 100 umfasst eine erste Baugruppe 10, eine zweite Baugruppe 20 und eine dritte Baugruppe 30, die beide mittels eines Klippmechanismus miteinander verbunden sind. Die erste Baugruppe 10 ist ein Nadellager 11. Ebenso ist die dritte Baugruppe 30 als Nadellager 31 ausgebildet. Zwischen dem ersten Nadellager 11 und dem zweiten Nadellager 31 ist die zweite Baugruppe, welche als Dichtelement 21 ausgebildet ist, vorgesehen. An dem ersten Ende 22 ₁ und an dem zweiten Ende 22 ₂ des Dichtelements 21 sind die entsprechenden Halteelemente 24 (siehe 2 und 3) ausgebildet, die mit entsprechenden Gegenhalteelementen 13 des ersten Nadellagers 11 und des zweiten Nadellagers 31 zusammenwirken. Das Dichtelement 21 ist auf einer Innenhülse 22 ausgebildet. Das Dichtelement 21 umfasst mehrere Dichtringe 25, die durch jeweils ein Distanzstück 26 voneinander beabstandet sind. Die Anzahl der in 4 gezeigten Distanzstücke 26, bzw. Dichtringe 25 ist lediglich ein Beispiel für eine Vielzahl von Ausgestaltungsmöglichkeiten und soll folglich nicht als eine Beschränkung der Erfindung angesehen werden. Der Innenring 22 hat mehrere Radialbohrungen 42 ausgebildet, durch die ein Schmiermitteldurchfluss möglich ist.
5 zeigt eine schematische Seitenansicht der montierten Einheit aus der ersten Baugruppe 10, der zweiten Baugruppe 20 und der dritten Baugruppe 30. Wie bereits mehrfach erwähnt, bestehen die erste Baugruppe 10 und die dritte Baugruppe 30 jeweils aus einem Nadellager 11, 31. Zwischen den beiden Nadellagern 11, 31 ist das Dichtelement 21 als zweite Baugruppe vorgesehen. Obwohl in der hier dargestellten Ausführungsform lediglich drei Baugruppen 10, 20, 30 miteinander durch einen Klippmechanismus verbunden werden, ist es jederzeit vorstellbar, dass mehr als drei Baugruppen auf die entsprechende Weise miteinander verbunden werden, um somit auf einfache und schnelle Weise Lagersysteme zu gestalten.
6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Axialscheibe 29, welche mit dem Bördelbord 28 festgebördelt wird. Am Außendurchmesser der Axialscheibe 29 sind die Haltenasen als Halteelemente 24 ausgebildet. Die Halteelemente 24 sind dabei gleichmäßig radial am Außenumfang der Axialscheibe verteilt angeordnet. Durch diese gleichmäßige Verteilung der Halteelemente 24 erreicht man eine stabile Klippverbindung zwischen den entsprechenden Baugruppen 10, 20, 30. Der Außendurchmesser der Axialscheibe 29 besitzt die gleiche Kontur wie das Festbord 27.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht der Innenhülse 22, die an beiden Enden jeweils einen Bord 23 ausgebildet hat. Der Bord 23 kann dabei durch ein Festbord oder durch die Außenkontur einer Axialscheibe gebildet werden. Die Innenhülse 22 ist mit Radialbohrungen 42 versehen, die für den Durchtritt von Schmiermittel (Öl) sorgen. Wie bereits mehrfach erwähnt, sind an den Borden 23 der Innenhülse 22 mehrere Haltenasen 24 ausgebildet, die für die entsprechende Klippverbindung mit dem ersten Nadellager 11 und dem zweiten Nadellager 31 sorgen. Am Außenumfang der Innenhülse 22 sind die entsprechenden Dichtelemente 25 und die Distanzstücke 26 angeordnet. Die Innenhülse 22 ist spanlos gefertigt. Wie in den 2 und 3 dargestellt, wird beidseitig an der Innenhülse 22 des Dichtelements 21 ein ebenfalls spanlos gefertigtes Nadellager 11, 31 eingeklipst. Dadurch entsteht die Einheit, die der Kunde in einem Montagevorgang montieren kann. Somit werden die Montagekosten für dieses Radiallager gesenkt.
Mit diesem Klippmechanismus kann man mehrere spanlos gefertigte Nadellager über mehrere Kombinationsmöglichkeiten zu einer montierten Einheit zusammenklipsen. Zwei oder mehr Nadellager können mit einem Innenring, der entweder Festborde und/oder Bördelborde aufweist, miteinander verklipst werden. Ebenso ist es möglich, dass die Nadellager unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Aufgrund des Prinzips der gegenwärtigen Erfindung sind viele Gestaltungsmöglichkeiten des Radiallagers möglich.
Vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass Änderungen und Abwandlungen gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.

Claims

Radiallager (1) aus mindestens drei Baugruppen (10, 20, 30), wobei eine erste Baugruppe (10) ein erstes Nadellager (11), eine zweite Baugruppe (20) ein radiales Dichtelement (21) und eine dritte Baugruppe (30) ein zweites Nadellager (31) ist, dadurch gekennzeichnet, dass das radiale Dichtelement (21) auf einer Innenhülse (22) sitzt, die jeweils am dem ersten Nadellager (11) zugewandten Ende (22 ₁) und am dem zweiten Nadellager (31) zugewandten Ende (22 ₂) jeweils einen Bord (23) ausgebildet hat, der radial verteilte Halteelemente (24) umfasst und dass die Nadellager (11, 31) an einer der Innenhülse (22) zugewandten Seite ein Gegenhalteelement (13) ausgebildet haben, wobei das jeweilige Halteelement (24) und das jeweilige Gegenhalteelement (13) derart zusammenwirken, dass die Innenhülse (22) und das jeweilige Nadellager (11, 31) mittels eines Klippmechanismus miteinander verbindbar sind.
Radiallager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das radiale Dichtelement (21) mehrere Dichtringe (25) umfasst, die jeweils durch ein Distanzstück (26) voneinander beabstandet sind.
Radiallager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (22) an einem Ende (22 ₁) ein Festbord (27) und an einem zweiten Ende (22 ₂) ein Festbord (27) ausgebildet hat.
Radiallager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (22) an einem Ende (22 ₁) ein Festbord (27) und an einem zweiten Ende (22 ₂) ein Bördelbord (28) ausgebildet hat.
Radiallager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (22) an einem Ende (22 ₁) ein Bördelbord (28) und an einem zweiten Ende (22 ₂) ein Bördelbord (28) ausgebildet hat.
Radiallager nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Festbord (27) am Innendurchmesser die radial verteilten Halteelemente (24) ausgebildet hat und dass die Halteelemente (24) als Haltenasen ausgeformt sind.
Radiallager nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Bördelbord (28) eine Axialscheibe (29) festgebördelt ist, die am Aussendurchmesser die gleiche Kontur wie das Festbord (27) besitzt, wobei die Axialscheibe (29) ebenfalls die radial verteilten Halteelemente (24) ausgebildet hat und dass die Halteelemente (24) als Haltenasen ausgeformt sind.
Radiallager nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltenasen am Festbord (27) und an der Axialscheibe (29) gleich sind.
Radiallager nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltenasen der Innenhülse (22) mit dem jeweiligen Gegenhalteelement (13) des Nadellagers (10, 30) zusammenwirken, wobei das Gegenhalteelement (13) eine Stufe (15) ausgebildet hat, in die die entsprechende Haltenase eingreift.
Radiallager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Nadellager (10, 30) gleichen Durchmesser aufweisen.
Radiallager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Nadellager (10, 30) unterschiedlichen Durchmesser aufweisen.
Radiallager nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (22) Radialbohrungen (42) ausgebildet hat, die einen Schmiermitteldurchfluss gestatten.
Radiallager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (22) und die mindestens zwei Nadellager (10, 30) spanlos hergestellt sind.