DE102008045464B3

DE102008045464B3 - Lageranordnung

Info

Publication number: DE102008045464B3
Application number: DE102008045464A
Authority: DE
Inventors: Berthold Beyfuss; Alfred Radina; Jonas Schierling; Burkhard Buchheim; Alexander Dilje; Helmut Hauck; Holger Kristandt; Hans-Jürgen FRIEDRICH
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2010-01-28
Anticipated expiration: 2028-09-04
Also published as: WO2010025886A1; US20110211782A1; DE102008045464B8; CN102144103A; US8398311B2; CN102144103B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung (1), umfassend mindestens zwei nebeneinander angeordnete Lager (2) und einen die Lager haltenden Lagerträger (3), wobei die Drehachsen der mindestens zwei Lager (2) parallel und in Abstand zueinander liegen und wobei jedes Lager (2) einen Lageraußenring (4) mit einer zylindrischen Umfangsfläche (5) aufweist. Um eine verbesserte Unterstützung der Lager auch bei nahe beieinander angeordneten Lagern zu erreichen, sieht die Erfindung vor, dass die Lageranordnung weiterhin einen Abstandshalter (6) aufweist, wobei der Abstandshalter (6) als Bauteil ausgebildet ist, das zylindrische Ausnehmungen (7, 8) zur Aufnahme der Lageraußenringe (4) an ihrer Umfangsfläche (5) zumindest über einen Teil der Breite (B) der Lageraußenringe (4) und über den gesamten Umfang der Lageraußenringe (4) aufweist, und wobei zwischen dem Lagerträger (3) und dem Abstandshalter (6) keine feste Verbindung besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, umfassend mindestens zwei nebeneinander angeordnete Lager und einen die Lager haltenden Lagerträger, wobei die Drehachsen der mindestens zwei Lager parallel und in Abstand zueinander liegen und wobei jedes Lager einen Lageraußenring mit einer zylindrischen Umfangsfläche aufweist, welcher im Lagerträger festgelegt ist.
Eine gattungsgemäße Lageranordnung ist aus der DE 298 02 228 U1 bekannt. Hier ist ein Lagerträger in Form eines ebenen Blechs beschrieben, in das durch einen Tiefziehvorgang topfförmige Vertiefungen eingearbeitet sind, die eine zylindrische Aufnahmefläche für ein Wälzlager bilden. In die Vertiefungen werden dann die Wälzlager mit ihren Außenringen eingepresst. Auf diese Weise wird es möglich, zwei Wälzlager bei parallel zueinander ausgerichteten Drehachsen eng nebeneinander zu lagern. Eine derartige Lagerung ist beispielsweise bei Getrieben erforderlich, wenn zwei Getriebewellen nahe beieinander gelagert werden müssen.
Speziell im PKW-Getriebebau werden Lagerträger zumeist entweder aus umgeformtem Blech gefertigt – wie es die genannte vorbekannte Lösung zeigt – oder sie werden spanend aus Leichtmetall bzw. Stählen hergestellt. Während die Lösung aus umgeformtem Blech relativ schlechte Toleranzen (Maß-, Form- und Lagetoleranzen) aufweist, sind spanend hergestellte Lagerträger relativ kostenintensiv. Die Lagerträger sind häufig einteilig ausgeführt, wobei auch Lösungen aus mehreren Teilen bekannt sind. Hierzu wird auf EP 1 072 806 B1 hingewiesen.
Andere Lageranordnungen mit Lagerträgern sind aus der DE 102 50 733 A1 , aus der DE 10 2005 012 323 B3 , aus der DE 10 2004 053 078 A1 und aus der DE 10 2004 038 952 B4 bekannt.
Aufgrund der geometrischen Verhältnisse ergibt es sich, dass bei immer näher zusammenrückenden Lagern die Anlagefläche der Lageraufnahme nicht über den gesamten Umfang zur Verfügung steht. Vielmehr ergibt sich an der Stelle, an denen die Lager am engsten beieinander liegen, eine zwickelartige Fehlstelle, die keine radiale Unterstützung der Lager gewährleistet. Nachteilig ist also, dass der Lagerträger bei eng benachbarten Lagern keine komplett geschlossene radiale Lagerführung im Bereich der Lagersitze bietet. Es ergibt sich dann also keine um 360° umlaufende Unterstützung des Lagers in radiale Richtung, da der geringe Achsachstand und der Herstellprozess des Lagerträgers (zumeist durch Tiefziehen) dies nicht realisieren kann. Somit sind hohe Form- und Lageungenauigkeiten des Lagersitzes im Lagerträger möglich, die sich negativ auf die Lagerlebensdauer auswirken können. Sofern – abhängig von der Anwendung – eine komplette radiale Abstützung des Lagers benötigt wird, kann dies demgemäß nicht von vorbekannten Lagerträgern gewährleistet werden. Die aktuelle Tendenz zu minimiertem Bauraum führt zu Achsabständen, die im Falle eines Lagerträgers mit tiefgezogenen Vertiefungen einen um 360° umlaufenden Lagersitz nicht zulassen. Dabei ergeben sich häufig in nachteiliger Weise auch konische Lagersitze im Lagerträger, die ebenfalls der Gebrauchsdauer des Lagers abträglich sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass es möglich ist, die genannten Nachteile zu vermeiden. Demgemäß soll eine prozesssichere, einfache und kostengünstige Lösung geschaffen werden, mit der bei einer gattungsgemäßen Lageranordnung sichergestellt wird, dass auch bei eng beieinander liegenden Lagern über den gesamten Umfang des Lageraußenrings eine stabile radiale Führung des Lagers möglich ist.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung weiterhin einen Abstandshalter aufweist, wobei der Abstandshalter als Bauteil ausgebildet ist, das zylindrische Ausnehmungen zur Aufnahme der Lageraußenringe an ihrer Umfangsfläche zumindest über einen Teil der Breite der Lageraußenringe und über den gesamten Umfang der Lageraußenringe aufweist, und wobei zwischen dem Lagerträger und dem Abstandshalter außer der Festlegung über den Lageraußenring keine weitere feste Verbindung besteht.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist der Abstandshalter als einstückiges Bauteil ausgebildet.
Möglich ist es aber auch, dass der Abstandshalter aus mehreren aufeinander angeordneten Lagen gebildet wird, die formgleich ausgebildet sind. Die aufeinander angeordneten Lagen sind bevorzugt eben ausgebildet und durch einen Stanzvorgang hergestellt. Die Anzahl aufeinander angeordneter Lagen können dabei miteinander verbunden sein; diese Verbindung kann durch Stoffschluss hergestellt sein, insbesondere durch Schweißen oder durch Löten.
Der Abstandshalter kann in Richtung der Drehachsen der Lager betrachtet die Form einer Acht aufweisen.
Der Lagerträger kann mit einem eine Bohrung aufweisenden Abschnitt in einer Eindrehung des Lageraußenrings angeordnet sein. Dabei kann vorgesehen werden, dass der Lagerträger mit einem Sprengring in der Eindrehung axial gesichert ist. Der Lagerträger kann auch mittels einer Schnappverbindung oder mittels einer Umbördelung des Lageraußenrings in der Eindrehung axial gesichert sein. Vorgesehen kann weiterhin werden, dass der Lagerträger mit einem Sprengring auf dem Lageraußenring axial gesichert ist, der in eine Ringnut auf der Umfangsfläche des Lageraußenrings eingreift. Möglich ist es auch, dass der Abstandshalter mit einem Sprengring auf dem Lageraußenring axial gesichert ist, der in eine Ringnut auf der Umfangsfläche des Lageraußenrings eingreift.
Der Abstandshalter besteht bevorzugt aus Sintermetall oder aus Gussmetall, sofern kein Stanzteil bevorzugt wird.
Die Erfindung stellt also eine Lageranordnung ab, bei der der die Lager haltende Lagerträger neben einem Lagerträgerelement ein Halteelement (Abstandshalter) aufweist, der – ohne am Lagerträgerblech bleibend befestigt zu sein – die Stabilität für die Übertragung radialer Kräfte sicherstellt, was dadurch erreicht wird, dass der relativ massiv ausgebildete Abstandshalter die beiden (oder auch mehrere) auf Abstand zu haltenden Lagerringe über ihren Umfang vollständig umfasst. Der Abstandshalter kann im Bereich der Lageraufnahme aus mehreren einzelnen dünnen und scheibenförmigen Lagen (Elementen) aufgebaut sein, wobei erst durch das Zusammenfügen der einzelnen Lagen zu dem Abstandshalter dieser seine Funktion erfüllt.
Mit dem Abstandshalter wird also sichergestellt, dass der Lageraußenring zwar nicht zwingend über seine gesamte Breite, jedoch über seinen gesamten Umfang abgestützt wird. Eine fehlende Unterstützung im Bereich der engsten Benachbarung der beiden Lager, die ein tiefgezogenes Trägerblech mit topfförmigen Vertiefungen für die Lager gemäß dem Stand der Technik nicht bieten kann, wird dadurch vermieden. Der Abstandshalter muss jedoch nicht mit dem Lagerträgerblech verbunden sein, das an einem weiteren Maschinenteil, z. B. an einem Getriebegehäuse, angeordnet wird. Vielmehr stabilisiert der Abstandshalter die beiden zu lagernden Lager relativ zueinander.
In vorteilhafter Weise wird es mit dem Erfindungsvorschlag möglich, eine komplett, d. h. um 360° umlaufende radiale Abstützung der beiden (oder mehr) Lager relativ zueinander im Lagerträger bzw. in der Lageranordnung zu integrieren. Demgemäß ergibt sich eine verbesserte Rundheit der Lagerlaufbahn und somit eine höhere Lebensdauer der Lagerung.
Vorteilhaft sind demgemäß niedrige Herstellkosten und die problemlose Einhaltung kleiner Toleranzen, was insbesondere für den Einsatz von Stanzteilen aus Blech für den Abstandshalter gilt (keine Tiefziehvorgänge sind erforderlich, der Einsatz von Schnellläuferpressen ist möglich). Der Abstandshalter kann aus mehreren gleichen Lagen (Elementen) aufgebaut werden. Eine Konizität der Lagersitze kann vermieden werden. Daraus ergibt sich eine höhere Gebrauchsdauer der zum Einsatz kommenden Lager.
Der Abstandshalter kann in vorteilhafter Weise durch einen Sinterprozess, durch einen Stanzprozess oder durch einen Gießprozess hergestellt werden.
Die vorgeschlagene Lösung wird bevorzugt in Getrieben eingesetzt, wobei insbesondere PKW-Getriebe in Frage kommen. Allerdings kann die vorgeschlagene Lösung auch bei anderen Anwendungen genutzt werden, bei denen zwei Lager nahe beieinander gelagert werden müssen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 einen Teil eines Radialschnitts durch eine Lageranordnung, wobei ein Teil eines Lagerträgers und der Außenring eines Wälzlagers dargestellt ist, der von dem Lagerträger gehalten wird, sowie ein Teil des in 2 dargestellten Abstandshalters und
2 in perspektivischer Darstellung einen Abstandshalter, der Bestandteil der Lageranordnung gemäß 1 ist.
In 1 ist eine Lageranordnung 1 dargestellt, die vorgesehen ist, um zwei Wälzlager 2 (von dem in 1 nur eines angedeutet ist) mit parallel zueinander ausgerichteten Drehachsen in engem Abstand zu lagern. Diese Anordnung ist typisch für ein PKW-Getriebe, bei dem zwei Wellen mit geringem Abstand parallel zueinander gelagert werden müssen.
Jeder der Lageraußenringe 4 der zu haltenden Lager 2 weist eine zylindrische äußere Umfangsfläche 5 auf. Ein Lagerträger 3 hält die Lager 2 in der gewünschten Position. Hierzu weist der Lagerträger 3 (im Falle von zwei zu haltenden Lager 2 zwei) Bohrungen 9 auf. Die Lageraußenringe 4 weisen in einem seitlichen Endbereich eine Eindrehung 10 auf, so dass der Lageraußenring 4 in die Bohrung 9 des Lagerträgers 3 eingeschoben werden kann. In der eingeschobenen Stellung des Lageraußenrings 4 in die Bohrung 9 kann eine axiale Festlegung durch einen Sprengring oder durch eine Umbördelung erfolgen oder es kann – wie dargestellt – eine Schnappverbindung vorgesehen werden, d. h. der Lageraußenring 4 wird axial in die Bohrung 9 eingeschoben, bis er in dieser einschnappt und so axial festgelegt ist.
Wesentlich ist, dass die Lageranordnung 1 weiterhin einen Abstandshalter 6 aufweist. Der Abstandshalter 6 (s. hierzu die Zusammenschau von 1 und 2) ist als Bauteil ausgebildet, das zylindrische Ausnehmungen 7 und 8 zur Aufnahme der beiden Lageraußenringe 4 an ihrer Umfangsfläche 5 hat. Dabei werden die Lageraußenringe 4 nur über einen Teil ihrer Breite B von dem Abstandshalter 6 eingefasst. Wichtig ist indes, dass der Abstandshalter 6 die Lageraußenringe 4 über ihren gesamten Umfang umfasst.
Zwischen dem Lagerträger 3 und dem Abstandshalter 6 besteht dabei keine feste Verbindung. Der Abstandshalter 6 umgreift vielmehr mit axialem Spiel die Umfangsflächen 5 der zu haltenden Lageraußenringe 4. Damit der Abstandshalter 6 verliersicher angeordnet ist, weisen die Lageraußenringe 4 in der äußeren Umfangsfläche 5 eine Ringnut 12 auf, in die ein Sprengring 11 eingesetzt ist.
Im Ausführungsbeispiel ist der Abstandshalter 6 aus mehreren Lagen 6', 6'', 6''', und 6'''' geschichtet angeordneter einzelner Scheiben gleicher Form aufgebaut. Der Vorteil ist, dass die dünnen Scheiben genauer, einfacher und kostengünstiger durch Stanzen hergestellt werden können, als eine einzige dickere Platte. Der Abstandshalter 6 hat insgesamt (im Falle der Halterung zweier Lager) die Form einer Acht. Wesentlich ist, dass der Abstandshalter 6 – im vorliegenden Falle – zwei Ausnehmungen 7 und 8 aufweist, die vollständig um 360° umlaufen, d. h. für die einzusetzenden Lageraußenringe eine vollständig radial umlaufende Abstützung bieten.
Die vorliegend vier Lagen 6', 6'', 6''' und 6'''' können miteinander durch einen Löt- oder Schweißvorgang verbunden werden, so dass sie ein einstückiges Bauteil bilden.
Während der Lagerträger 3 also die Lager 2 in der richtigen Position hält, in der sie benötigt werden, sorgt der Abstandshalter 6 quasi schwimmend für Stabilität zwischen den beiden Lager 2, da er nicht mit dem Lagerträger 1 verbunden ist.

1: Lageranordnung
2: Lager (Wälzlager)
3: Lagerträger
4: Lageraußenring
5: Umfangsfläche
6: Abstandshalter
6': Lage
6'': Lage
6''': Lage
6'''': Lage
7: Ausnehmung
8: Ausnehmung
9: Bohrung
10: Eindrehung
11: Sprengring
12: Ringnut
B: Breite des Lageraußenrings

Claims

Lageranordnung (1), umfassend mindestens zwei nebeneinander angeordnete Lager (2) und einen die Lager haltenden Lagerträger (3), wobei die Drehachsen der mindestens zwei Lager (2) parallel und in Abstand zueinander liegen und wobei jedes Lager (2) einen Lageraußenring (4) mit einer zylindrischen Umfangsfläche (5) aufweist, welcher im Lagerträger (3) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung weiterhin einen Abstandshalter (6) aufweist, wobei der Abstandshalter (6) als Bauteil ausgebildet ist, das zylindrische Ausnehmungen (7, 8) zur Aufnahme der Lageraußenringe (4) an ihrer Umfangsfläche (5) zumindest über einen Teil der Breite (B) der Lageraußenringe (4) und über den gesamten Umfang der Lageraußenringe (4) aufweist, und wobei zwischen dem Lagerträger (3) und dem Abstandshalter (6) außer der Festlegung über den Lageraußenring (4) keine weitere feste Verbindung besteht.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Abstandshalter (6) als einstöckiges Bauteil ausgebildet ist.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (6) aus mehreren aufeinander angeordneten Lagen (6', 6'', 6''', 6'''') gebildet wird, die formgleich ausgebildet sind.
Lageranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinander angeordneten Lagen (6', 6'', 6''', 6'''') eben ausgebildet sind.
Lageranordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinander angeordneten Lagen (6', 6'', 6''', 6'''') durch einen Stanzvorgang hergestellt sind.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl aufeinander angeordneter Lagen (6', 6'', 6''', 6'''') miteinander verbunden sind.
Lageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung durch Stoffschluss hergestellt ist, insbesondere durch Schweißen oder durch Löten.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (6) in Richtung der Drehachsen der Lager (2) betrachtet die Form einer Acht aufweist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerträger (3) mit einem eine Bohrung (9) aufweisenden Abschnitt in einer Eindrehung (10) des Lageraußenrings (4) angeordnet ist.
Lageranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerträger (3) mit einem Sprengring in der Eindrehung (10) axial gesichert ist.
Lageranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerträger (3) mittels einer Schnappverbindung in der Eindrehung (10) axial gesichert ist.
Lageranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerträger (3) mittels einer Umbördelung des Lageraußenrings (4) in der Eindrehung (10) axial gesichert ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerträger (3) mit einem Sprengring auf dem Lager außenring (4) axial gesichert ist, der in eine Ringnut auf der Umfangsfläche (5) des Lageraußenrings (4) eingreift.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (6) mit einem Sprengring (11) auf dem Lageraußenring (4) axial gesichert ist, der in eine Ringnut (12) auf der Umfangsfläche (5) des Lageraußenrings (4) eingreift.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (6) aus Sintermetall oder aus Gussmetall besteht.