DE102008037786A1

DE102008037786A1 - Einheitliche eingegossene Mittelträger-Lagerunterbaugruppe

Info

Publication number: DE102008037786A1
Application number: DE102008037786A
Authority: DE
Inventors: Lawrence Brighton Cislo; Matthew Waterloo Sendzik
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2008-08-14
Publication date: 2009-03-26
Also published as: US20090214145A1

Abstract

Die einheitliche Mittelträger-Lagerunterbaugruppe enthält ein Lager, über das ein Kunststoff-Lagergehäuse gegossen worden ist, während gleichzeitig der Kunststoff-Stützeinsatz und die Verbindungselemente gegossen werden, die zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz einen Abstand schaffen und den Abstand zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz fixieren. Die Verbindungselemente werden vor dem Gießen des Überguss-Gummiabschnitts entfernt oder gebrochen oder der Überguss-Gummiabschnitt wird, falls das Verbindungselement flexibel ist, gegossen, während das Verbindungselement beibehalten wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf Lager und insbesondere auf eine Mittelträger-Lagerunterbaugruppe für die Verwendung in Kraftübertragungswellen- oder Antriebswellen-Anwendungen.
Hintergrund der Erfindung
Lagerunterbaugruppen besitzen typischerweise ein Lager, das in einem Lagergehäuse angebracht ist, und einen Stützeinsatz, der vom Lagergehäuse beabstandet ist und mittels eines Überguss-Gummiabschnitts am Lagergehäuse befestigt ist. Der Überguss-Gummiabschnitt sorgt für ein Biegen zwischen dem Lager und der Stütze. Das Lagergehäuse und der Stützeinsatz sind typischerweise getrennte Komponenten, die in getrennten Formungsschritten hergestellt werden. Das Lagergehäuse ist typischerweise aus tiefgezogenem Stahl hergestellt, während der Stützeinsatz typischerweise entweder aus tiefgezogenem Stahl oder aus gegossenem Kunststoff hergestellt ist.
1 veranschaulicht eine herkömmliche Lagerunterbaugruppe 10 mit einem Lager 12, das vom Lagergehäuse 14 umgeben ist, das wiederum vom Überguss-Gummiabschnitt 16 umgeben ist, der den Stützeinsatz 18 in Abstand bringt und auf den Stützeinsatz 18 gegossen ist.
Der Prozess zur Herstellung einer herkömmlichen Lagerunterbaugruppe, wie sie in 1 veranschaulicht ist, erfordert die Herstellung des Lagergehäuses aus tiefgezogenem Stahl; die Herstellung eines separaten Stützeinsatzes, entweder aus tiefgezogenem Stahl oder durch Gießen von Kunststoff; das Gießen des Überguss-Gummiabschnitts sowohl um das Lagergehäuse als auch um den Stützeinsatz; dann das Einsetzen des Lagers in das Lagergehäuse, um die Lagerunterbaugruppe zu bilden, und dann das Einsetzen der Lagerunterbaugruppe in die Stütze.
Eines der Probleme, die derartigen herkömmlichen Lagerunterbaugruppen eigentümlich sind, besteht darin, dass das Lagergehäuse, das aus tiefgezogenem Stahl hergestellt ist, nicht mit der notwendigen Rundheit und Toleranzgenauigkeit hergestellt werden kann, um eine übermäßige Vorbelastung des Lagers zu verhindern. Außerdem ist zu sehen, dass mehrere Schritte für den Zusammenbau der Lagerunterbaugruppe notwendig sind.
Aufgaben der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Passung zwischen dem Lager und dem Lagergehäuse zu verbessern, um die notwendige Rundheit und die notwendigen Toleranzgenauigkeiten zu schaffen und dadurch die übermäßige Vorbelastung des Lagers zu verhindern. Außerdem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Anzahl der Schritte zu verringern, die zur Herstellung der Lagerunterbaugruppe notwendig sind. Diese und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der Erfindung leichter offensichtlich werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung löst diese Aufgaben und weitere Aufgaben durch das Bilden eines einheitlichen Mittelträgers, der ein Lagergehäuse, einen Stützeinsatz und ein Verbindungselement, das zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz einen Abstand schafft und den Abstand zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz fixiert, enthält. Der einheitliche Mittelträger wird in einem Schritt aus Kunststoff gegossen, um ein einziges Stück zu bilden.
Geeignet wird der einheitliche Mittelträger direkt um das Lager gegossen, um eine einheitliche eingegossene Mittelträger-Lagerunterbaugruppe zu bilden. Der Überguss-Gummiabschnitt wird dann anschließend in den Raum zwischen dem Stützeinsatz und dem Lagergehäuse der Lagerunterbaugruppe gegossen. Alternativ wird der einheitliche Mittelträger über den äußeren Abschnitt des Lagers gegossen, wobei dann die verbleibenden Abschnitte des Lagers in den äußeren Abschnitt des Lagers eingesetzt werden, um die einheitliche Mittelträger-Lagerunterbaugruppe bilden, über die der Überguss-Gummiabschnitt gegossen wird. Eine noch weitere Alternative besteht darin, den einheitlichen Mittelträger für sich allein in einer Gussform zu gießen, das Lager in das Lagergehäuse einzupressen, um die Unterbaugruppe zu bilden, und dann den Überguss-Gummiabschnitt über die Unterbaugruppe zu gießen.
Die notwendige Flexibilität zwischen dem Lager und der Stütze wird durch den Überguss-Gummiabschnitt geschaffen. Um zu verhindern, dass das Kunststoff-Verbindungselement die Funktionen des Überguss-Gummiabschnitts stört, kann das Verbindungselement vollständig vor oder während des Gießens des Gummis entfernt werden. Alternativ ist das Verbindungselement flexibel, so dass es sich mit dem Überguss-Gummiabschnitt biegt und folglich die Funktionen des Überguss-Gummiabschnitts nicht stört. Eine weitere Alternative für das Verbindungselement besteht darin, dass es vor oder während des Prozesses des Gießens des Gummis gebrochen wird, um Lücken im Verbindungselement zu lassen und dadurch dem Überguss-Gummiabschnitt zu erlauben, seine Biegungsoperation auszuführen. Eine noch weitere Alternative besteht darin, das Verbindungselement mit einer oder mehreren Schwachstellen zu bilden, so dass die Schwachstellen vor oder während des Prozesses des Gießens des Gummis brechen oder sich vor oder während des Prozesses des Gießens des Gummis biegen, so dass das Verbindungselement die Funktionen des Über guss-Gummiabschnitts nicht stört.
Vorzugsweise besitzt der Außenring des Lagers ein vorstehendes Teil oder eine Nut, wobei der Kunststoff des eingegossenen Mittelträgers um das vorstehende Teil oder in der Nut ausgebildet wird. Die Wechselwirkung zwischen dem vorstehenden Teil/der Nut und dem gegossenen Kunststoff, der um den vorstehenden Teil oder in der Nut ausgebildet ist, unterstützt das Aufrechterhalten der Position des Lagergehäuses und des Lagers. Eine derartige Anordnung wird bevorzugt, weil der Kunststoff des Lagergehäuses und das Metall des äußeren Abschnitts des Lagers verschiedene Ausdehnungskoeffizienten besitzen. Wenn sich daher das Lager während des Betriebs erwärmt und abkühlt, erhält das Lagergehäuse aufgrund der Wechselwirkung des vorstehenden Teils/der Nut und des gegossenen Kunststoffs, der um das vorstehende Teil oder in der Nut ausgebildet ist, seine Orientierung und seine Position in Bezug auf das Lager bei.
Geeignet ist der einheitliche Mittelträger aus Kunststoff, wie z. B. Nylon 66, Acetalkunststoff und Polyester, gegossen.
Die vorliegende Erfindung kann wie folgt definiert werden:
Ein einheitlicher Mittelträger für eine Lagerunterbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung kann so definiert werden, dass er enthält:

(a) ein Kunststoff-Lagergehäuse für ein Lager;
(b) einen Kunststoff-Stützeinsatz für eine Stütze; und
(c) ein Kunststoff-Verbindungselement, das zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz beabstandet ist und den Abstand zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz fixiert.

Eine einheitliche Mittelträger-Lagerunterbaugruppe der vorliegenden Erfindung kann so definiert werden, dass sie enthält:

(a) ein Lager;
(b) ein Kunststoff-Lagergehäuse um das Lager;
(c) einen Kunststoff-Stützeinsatz für eine Stütze; und
(d) ein Kunststoff-Verbindungselement, das zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz beabstandet ist und den Abstand zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz fixiert.

Die einheitliche Mittelträger-Lagerunterbaugruppe der vorliegenden Erfindung kann ferner einen Überguss-Gummiabschnitt enthalten, der zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz beabstandet ist, um die Biegung zwischen dem Lager und der Stütze zu schaffen.
Ein Verfahren zum Herstellen der einheitlichen Mittelträger-Lagerunterbaugruppe der vorliegenden Erfindung enthält:

(a) Gießen, in einem einzigen Schritt, eines einheitlichen Mittelträgers für die Lagerunterbaugruppe durch das Gießen von Kunststoff, um ein Lagergehäuse, einen Stützeinsatz und ein Kunststoff-Verbindungselement, das zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz beabstandet ist und den Abstand zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz fixiert, zu bilden; und
(b) Einsetzen eines Lagers in das Lagergehäuse des einheitlichen Mittelträgers, um eine einheitliche Mittelträger-Lagerunterbaugruppe zu bilden.

Alternativ wird der einheitliche Mittelträger direkt auf das Lager selbst oder auf den äußeren Abschnitt des Lagers gegossen. Wenn der einheitliche Mittelträger auf den äußeren Abschnitt des Lagers selbst gegossen wird, wird der verbleibende Abschnitt des Lagers in den äußeren Abschnitt eingesetzt, um die Unterbaugruppe zu vervollständigen.
Ein Verfahren zum Herstellen einer einheitlichen Mittelträger-Lagerunterbaugruppe mit einem Überguss-Gummiabschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung enthält:
die Schritte (a) und (b), wie sie oben dargestellt worden sind, gefolgt von den folgenden zusätzlichen Schritten:
(c) Gießen von Gummi zwischen das Kunststoff-Lagergehäuse und den Stützeinsatz.
Das Verfahren zum Herstellen einer einheitlichen Mittelträger-Lagerunterbaugruppe mit einem Überguss-Gummiabschnitt kann ferner entweder das Brechen des Verbindungselements vor oder während des Gießens des Gummis oder das Entfernen des Verbindungselements vom Mittelträger vor dem Gießen des Gummis enthalten.
Diese und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf eine oder mehrere der folgenden Zeichnungen vollständiger verstanden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 veranschaulicht eine herkömmliche Lagerunterbaugruppe;
2A und 2B veranschaulichen eine Lagerunterbaugruppe der Erfindung mit einem flexiblen Verbindungselement;
3A und 3B veranschaulichen eine Lagerunterbaugruppe der Erfindung mit einem entfernbaren rippenförmigen Verbindungselement;
4 veranschaulicht eine Lagerunterbaugruppe der Erfindung mit einem gebrochenen oder unterbrochenen Verbindungselement;
5 veranschaulicht eine Lagerunterbaugruppe der Erfindung mit Schwachstellen im Verbindungselement; und
6 veranschaulicht eine Lagerunterbaugruppe der Erfindung mit einem Überguss-Gummiabschnitt darin.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
2A und 2B veranschaulichen eine Lagerunterbaugruppe 20 der Erfindung mit einem Lager 22, einem aus Kunststoff gegossenen Lagergehäuse 24, die mit einem flexiblen Verbindungselement 26 verbunden sind, das mit dem Stützeinsatz 28 verbunden ist. Wie zu sehen ist, kann sich das flexible Verbindungselement 26 biegen, um die Bewegung zwischen dem Lagergehäuse 24 und dem Stützeinsatz 28 aufzunehmen, so dass das flexible Verbindungselement 26 mit einem Überguss-Gummiabschnitt arbeitet, der in 6 veranschaulicht ist.
Um den Halt zwischen dem Lagergehäuse und dem Lager aufrechtzuerhalten, ist im Außenring 30 des Lagers 22 eine Nut 32 ausgebildet. Die Nut 32 kann außerdem als eine ausgesparte Rändelung bezeichnet werden. Wie in den 2A und 2B veranschaulicht ist, erstreckt sich ein vorstehendes Kunststoffteil 34, das ein Teil des Lagergehäuses 24 ist, in die Nut 32. Die Wechselwirkung zwischen der Nut 32 und dem vorstehenden Teil 34 bewahrt die Orientierung und die Position des Lagergehäuses 24 und des Außenrings 30. Wie für einen Fachmann auf dem Gebiet selbstverständlich ist, kann ein vorstehendes Teil im Außenring 30 verwendet werden, der dann eine Nut im Lagergehäuse 24 bilden würde, wobei es jedoch bevorzugt ist, dass die Nut im Außenring 30 ausgebildet ist und dass ein vorstehendes Teil aus dem Kunststoff des Lagergehäuses 24 gegossen ist, wie in den 2A und 2B veranschaulicht ist.
In den 3A und 3B ist die Lagerunterbaugruppe 40 veranschaulicht. Die Lagerunterbaugruppe 40 besitzt ein Lager 42, ein Kunststoff-Lagergehäuse 44, ein Kunststoffrippen-Verbindungselement 42 und einen Kunststoff-Stützeinsatz 48. Die Nut 32 und das vorstehende Teil 34 sind außerdem veranschaulicht.
Das Rippenverbindungselement 46 wird während des Gießens des Kunststoffs gegossen, wenn der Mittelträger für die Lagerunterbaugruppe gebildet wird. Vor dem Gießen des Überguss-Gummiabschnitts zwischen dem Lagergehäuse 44 und dem Stützeinsatz 48 wird das Rippenverbindungselement 46 entfernt.
4 veranschaulicht eine Lagerunterbaugruppe 50, die ein Lager 52, ein Lagergehäuse 54, die Verbindungselemente 56, die gebrochen oder unterbrochen sind, wie veranschaulicht ist, und einen Stützeinsatz 58 aufweist.
Das Verbindungselement 56 wird entweder vor oder während des Gießprozesses des Überguss-Gummiabschnitts gebrochen. Dies stellt sicher, dass die für den Überguss-Gummiabschnitt notwendige Flexibilität nicht durch das Verbindungselement gestört wird.
5 veranschaulicht die Lagerunterbaugruppe 60 mit einem Lager 62, einem Lagergehäuse 64, einem Verbindungselement 66 mit einer Schwachstelle 67 und einem Stützeinsatz 68.
Die Schwachstelle 67 kann vor oder während des Gießens des Überguss-Gummiabschnitts gebrochen oder gebogen werden, um die Flexibilität sicherzustellen, die für den Überguss-Gummiabschnitt notwendig ist.
6 veranschaulicht die Lagerunterbaugruppe 70 mit einem Lager 72, einem Lagergehäuse 74, einem Verbindungselement 76, einem Stützeinsatz 78 und einem Überguss-Gummiabschnitt 80. Wie zu sehen ist, ist der Überguss-Gummiabschnitt 80 um das Verbindungselement 76 gegossen.
Um einen einheitlichen Mittelträger für eine Lagerunterbaugruppe herzustellen, wird Kunststoff in die Kunststoffform eingespritzt, um das Lagergehäuse, das Verbindungselement und den Stützeinsatz zu bilden. Sobald der Kunststoff abgekühlt ist, wird der einheitliche Mittelträger aus der Form entfernt, wobei das Lager in das Lagergehäuse eingepresst wird, um eine einheitliche Mittelträger-Lagerunterbaugruppe zu bilden. Anschließend wird die einheitliche Mit telträger-Lagerunterbaugruppe in eine Gummiform gesetzt, wobei das Gummi eingespritzt wird, um den Überguss-Gummiabschnitt um das Lagergehäuse und den Stützeinsatz zu gießen. Dieser Prozess kann ferner das Entfernen oder das Brechen des Verbindungselements vor dem Schritt des Gießens des Gummis enthalten. Außerdem kann das Verbindungselement während des Schrittes des Gießens des Gummis gebrochen werden. In dem Fall, in dem das Verbindungselement flexibel ist, muss das Verbindungselement nicht von dem einheitlichen Mittelträger entfernt werden.
Alternativ ist die Kunststoffform so konfiguriert, dass sie entweder den Außenring des Lagers oder das ganze Lager hält, so dass der Schritt des Gießens des Kunststoffs das Gießen des einheitlichen Mittelträgers auf das Lager mit sich bringt. Wenn nur der äußere Abschnitt des Lagers während des Gießens vorhanden ist, dann wird der verbleibende Abschnitt des Lagers hinzugefügt, nachdem der Kunststoff abgekühlt ist.
Die Form der Kunststoffform für das Bilden des einheitlichen Mittelträgers ist durch die Form des Lagergehäuses, die Form des Stützeinsatzes, den Raum zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz und die Form des Verbindungselements vorgeschrieben. Sowohl die Konstruktion einer derartigen Form als auch der Gesamtprozess zum Einspritzen des Kunststoffs werden in einer herkömmlichen Weise unter Verwendung einer herkömmlichen Ausrüstung ausgeführt.
Die Form der Gummiform für das Bilden des Überguss-Gummiabschnitts ist durch die Form der einheitlichen Mittelträger-Lagerunterbaugruppe vorgeschrieben, wobei das Gießen des Überguss-Gummiabschnitts in einer herkömmlichen Weise unter Verwendung einer herkömmlichen Ausrüstung ausgeführt wird.
Sobald der Überguss-Gummiabschnitt in die einheitliche Mittelträger-Lagerunterbaugruppe gegossen worden ist, kann dann die Unterbaugruppe mit ihrem Überguss-Gummiabschnitt in der Stütze befestigt werden.

10: herkömmliche Lagerunterbaugruppe
12: Lager
14: Lagergehäuse
16: Überguss-Gummiabschnitt
18: Stützeinsatz
20: Lagerunterbaugruppe
22: Lager
24: Kunststoff-Lagergehäuse
26: flexibles Kunststoff-Verbindungselement
28: Kunststoff-Stützeinsatz
30: Außenring
32: Nut
34: vorstehendes Teil
40: Lagerunterbaugruppe
42: Lager
44: Kunststoff-Lagergehäuse
46: Kunststoffrippen-Verbindungselement
48: Kunststoff-Stützeinsatz
50: Lagerunterbaugruppe
52: Lager
54: Lagergehäuse
56: gebrochenes Verbindungselement
58: Stützeinsatz
60: Lagerunterbaugruppe
62: Lager
64: Lagergehäuse
66: Verbindungselement
67: Schwachstelle
68: Stützeinsatz
70: Lagerunterbaugruppe
72: Lager
74: Lagergehäuse
76: Verbindungselement
78: Stützeinsatz
80: Überguss-Gummiabschnitt

Claims

Einheitlicher Mittelträger für eine Lagerunterbaugruppe, der enthält: (a) ein Kunststoff-Lagergehäuse für ein Lager; (b) einen Kunststoff-Stützeinsatz für eine Stütze; und (c) ein Kunststoff-Verbindungselement, das zwischen dem Lagergehäuse und den Stützeinsätzen beabstandet ist und den Abstand zwischen dem Lagergehäuse und den Stützeinsätzen fixiert.
Einheitliche Mittelträger-Lagerunterbaugruppe, die enthält: (a) ein Lager; (b) ein Kunststoff-Lagergehäuse um das Lager; (c) einen Kunststoff-Stützeinsatz für eine Stütze; und (d) ein Kunststoff-Verbindungselement, das zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz beabstandet ist und den Abstand zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz fixiert.
Einheitliche Mittelträger-Lagerunterbaugruppe nach Anspruch 2, die ferner enthält: eine Nut in einem äußere Abschnitt des Lagers und ein vorstehendes Kunststoffteil an dem Kunststoff-Lagergehäuse, das sich in die Nut erstreckt.
Lagerunterbaugruppe nach Anspruch 2, die ferner enthält: einen Überguss-Gummiabschnitt zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz.
Verfahren zum Herstellen einer einheitlichen Mittelträger-Lagerunterbaugruppe, das enthält: (a) Gießen, in einem Schritt, eines einheitlichen Mittelträgers durch das Gießen von Kunststoff, um ein Lagergehäuse zu bilden, während gleichzeitig ein Stützeinsatz und Verbindungselemente gebildet werden, die zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz einen Abstand schaffen und den Abstand zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz fixieren; und (b) Einsetzen eines Lagers in das Lagergehäuse des einheitlichen Mittelträgers, um eine einheitliche Mittelträger-Lagerunterbaugruppe zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner die folgenden Schritte enthält: Entfernen des Verbindungselements; und Gießen von Gummi zwischen den Kunststoff-Stützeinsatz und das Kunststoff-Lagergehäuse.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner die folgenden Schritte enthält: Brechen des Verbindungselements; und Gießen von Gummi zwischen die Kunststoffstütze und das Kunststoff-Lagergehäuse.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner die folgenden Schritte enthält: Gießen von Gummi zwischen den Kunststoff-Stützeinsatz und das Lagergehäuse.
Verfahren zum Herstellen einer einheitlichen Mittelträger-Lagerunterbaugruppe, das enthält: (a) Gießen, in einem Schritt, eines einheitlichen Mittelträgers für eine Lagerunterbaugruppe durch das Gießen von Kunststoff auf einen äußeren Abschnitt eines Lagers, um ein Lagergehäuse zu bilden, während gleichzeitig ein Stützeinsatz und Verbindungselemente gebildet werden, die zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz einen Abstand schaffen und den Abstand zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz fixieren; und (b) Einsetzen der verbleibenden Abschnitte des Lagers in die Lagerunterbaugruppe.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner die folgenden Schritte enthält: Entfernen des Verbindungselements; und Gießen von Gummi zwischen den Kunststoff-Stützeinsatz und das Kunststoff-Lagergehäuse.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner die folgenden Schritte enthält: Brechen des Verbindungselements; und Gießen von Gummi zwischen die Kunststoffstütze und das Kunststoff-Lagergehäuse.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner die folgenden Schritte enthält: Gießen von Gummi zwischen den Kunststoff-Stützeinsatz und das Lagergehäuse.
Verfahren zum Herstellen einer einheitlichen Mittelträger-Lagerunterbaugruppe, das enthält: Gießen, in einem Schritt, eines einheitlichen Mittelträgers für eine Lagerunterbaugruppe durch das Gießen von Kunststoff auf ein Lager, um ein Lagergehäuse zu bilden, während gleichzeitig ein Stützeinsatz und Verbindungselemente gebildet werden, die zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz einen Abstand schaffen und den Abstand zwischen dem Lagergehäuse und dem Stützeinsatz fixieren, um eine einheitliche Mittelträger- und Lagerunterbaugruppe zu bilden.