DE102010042920A1

DE102010042920A1 - Axial-Verbundlager

Info

Publication number: DE102010042920A1
Application number: DE102010042920A
Authority: DE
Inventors: Hermann Maier; Dr. Cuijpers Mathias; Michael Trübenbach
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2012-04-26

Abstract

Es wird ein Axial-Verbundlager (1) vorgeschlagen, umfassend einen ersten Lagerring (2) und einen zweiten Lagerring (3), zwischen denen die Wälzkörper (4) des Axial-Verbundlagers (1) angeordnet sind, wobei zumindest ein Lagerring (2) ausreichend steif ausgeführt ist, um ein Verformen aufgrund von Federkräften, die auf den Lagerring (2) aufgebracht werden, zu verhindern und wobei das Axial-Verbundlager (1) zumindest ein auf den steif ausgeführten Lagerring (2) wirkendes Federelement (6) umfasst, welches der Lagerabstützung und dem Ausgleich der durch Lagersetzen, Verschleiß und Wärmedehnung bedingten Effekte dient.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Axial-Verbundlager gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Um bei einer Baugruppe, umfassend mehrere Axiallager das axiale Spiel zu verringern, wird nach dem Stand der Technik nach der Montage der Baugruppe eine geeignete Ausgleichsscheibe montiert, welche eine entsprechende Dicke aufweist, die über die Messung der Dicke der Einzelteile bestimmt wird.
In nachteiliger Weise wird jedoch das Spiel des axialen Verbunds durch Lagersetzen, Verschleiß und Wärmedehnung während des Betriebs größer, was wiederum in einer ungleichmäßigen Belastung einzelner Bauteile, insbesondere der Axiallager resultiert. Dieser Effekt kann bei herkömmlichen Axiallagern über ein Federelement ausgeglichen werden.
Aus der DE 196 07 336 A1 ist eine Vorrichtung zum Einstellen der Position oder des Spiels eines Lagers in axialer Richtung bekannt, bei der mehrere radial angeordnete Hebelarme oder ein Bauteil mit integriertem Hebelarmen durch die Verstellung wenigstens einer Schraube gegen wenigstens eine Auflagefläche bewegt wird, wodurch ein Lager oder ein mit dem Lager in Wirkverbindung stehendes Bauteil verschoben wird. Insbesondere kann gemäß der DE 196 07 336 A1 ein Rillenkugellager mittels zumindest einer Tellerfeder angefedert ausgeführt sein.
Ferner geht aus der DE 40 00 042 A1 der Anmelderin ein Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge mit je einer Eingangs-, Ausgangs- und Vorgelegewelle sowie mit fünf vorrangig als Kegelrollenlager ausgeführten Lagern zum radialen und axialen Einspannen der Wellen im Getriebegehäuse und zur Lagerung und Abstützung der Ausgangswelle in der Eingangswelle hervor. Hierbei ist vorgesehen, dass zum besseren Ausgleich von in axialer Richtung wirkenden Fertigungstoleranzen und zum Ausgleich von zwischen dem Gehäuse und den Wellen unterschiedlich wirkenden Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der Abtriebs- und der Antriebswelle ein Zylinderrollenlager angeordnet ist, wobei die axiale Abstützung über eine verdrehgesicherte und gefederte Abstützbuchse erfolgt. Zum Ausgleich im Bereich der Vorgelegewelle ist zumindest ein Kegelrollenlager axial und radial fest auf einer mit der Vorgelegewelle drehsicher axial federnd verschiebbar und radial fest montierte Abstützbuchse angeordnet.
Aus dem Stand der Technik ist auch bekannt, als Axiallager Axial-Verbundlager zu verwenden, welche im Gegensatz zu herkömmlichen Axiallagern keine steifen Lagerringe sondern dünnwandige Bleche aufweisen, die sich an der Umgebung vollflächig abstützen. Dadurch entsteht der Nachteil, dass, wenn die als dünnwandige Bleche ausgeführten Lagerringe durch ein Federelement belastet werden, welches nicht vollflächig am Lagerring anliegt, die Lagerringe durch die Federkraft verformt werden.
Dies resultiert in nachteiliger Weise darin, dass keine geeignete Lauffläche für die Wälzkörper des Lagers zur Verfügung steht. Beispielsweise führt die Verwendung einer Tellerfeder bei einem Verbundlager zum Ausgleichen der durch Lagersetzen, Verschleiß und Wärmedehnung bedingten Effekte zu einer ringförmigen Linienbelastung des Lagerrings, der infolge dessen eine tellerförmige Kontur einnimmt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Axial-Verbundlager anzugeben, welches zumindest ein Federelement zum Ausgleichen der durch Lagersetzen, Verschleiß und Wärmedehnung bedingten Effekte und eine ausreichend ebene Lauffläche für die Wälzkörper aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Axial-Verbundlager vorgeschlagen, umfassend einen ersten Lagerring und einen zweiten Lagerring, zwischen denen die Wälzkörper des Axial-Verbundlagers angeordnet sind, wobei zumindest ein Lagerring ausreichend steif ausgeführt ist, um ein Verformen aufgrund von Federkräften, die auf den Lagerring aufgebracht werden, zu verhindern und zumindest ein auf den steif ausgeführten Lagerring wirkendes Federelement, welches der Lagerabstützung und dem Ausgleich der durch Lagersetzen, Verschleiß und Wärmedehnung bedingten Effekte dient.
Das zumindest eine Federelement ist vorzugsweise durch Formschluss in das Axial-Verbundlager integriert. Alternativ dazu kann das zumindest eine Federelement gemäß der Erfindung durch Stoff- oder Kraftschluss in das Axial-Verbundlager integriert sein.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der zumindest eine steif ausgeführte Lagerring als Stützkörper aus teilgehärtetem Blech oder aus einem weiteren geeigneten Material ausgeführt und weist einen zusätzlichen Bereich aus ungehärtetem Blech oder aus einem weiteren zur Umformung geeigneten Material auf, durch dessen Umformung das zumindest eine Federelement eingeklemmt und somit in das Lager integriert wird. Vorzugsweise ist das zumindest eine in das Axial-Verbundlager integrierte Federelement als Tellerfeder ausgeführt.
Durch diese Ausgestaltung entsteht der Vorteil, dass das zumindest eine Federelement vor der Montage des Axial-Verbundlagers in das Axial-Verbundlager durch Formschluss integriert wird, so dass eine zusätzliche Zentrierung entfällt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figur, welche eine Schnittansicht eines gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausgeführten Axial-Verbundlagers darstellt, beispielhaft näher erläutert.
Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf die beigefügte Figur umfasst das erfindungsgemäß ausgeführte Axial-Verbundlager 1 einen ersten Lagerring 2 und einen zweiten Lagerring 3, zwischen denen die Wälzkörper 4 des Axial-Verbundlagers 1 angeordnet sind. Die den Wälzkörpern 4 zugewandte Seiten der Lagerringe 2, 3 bilden die Lauffläche für die Wälzkörper 4. Vorzugsweise ist das Axial-Verbundlager 1 als Nadellager ausgeführt.
Bei dem in der beigefügten Figur gezeigten Ausführungsbeispiel ist der erste Lagerring 2 derart steif ausgeführt, dass ein Verformen aufgrund von Federkräften, die auf den ersten Lagerring 2 aufgebracht werden, verhindert wird. Hierbei ist der erste Lagerring 2 als Stützkörper aus teilgehärtetem Blech oder aus einem weiteren geeigneten Material ausgeführt und weist einen zusätzlichen Bereich 5 aus ungehärtetem Blech oder aus einem weiteren zur Umformung geeigneten Material auf.
Gemäß der Erfindung wird durch Umformung des zusätzlichen Bereiches 5 ein Federelement 6 eingeklemmt, wie anhand der beigefügten Figur veranschaulicht; bei dem gezeigten Beispiel ist das Federelement 6 als Tellerfeder ausgeführt. Dadurch, dass der erste Lagerring 2 als Stützkörper aus teilgehärtetem Blech oder aus einem weiteren geeigneten Material ausgeführt ist, bewirkt die auf den Lagerring 2 wirkende Federkraft des Federelementes 6 keine Verformung der Lauffläche für die Wälzkörper 4, so dass die Funktionalität des Axial-Verbundlagers 1 in vorteilhafter Weise nicht beeinträchtigt wird.
Das erfindungsgemäß in das Axial-Verbundlager 1 durch Formschluss integrierte Federelement 6 wirkt auf den Lagerring 2 und dient der Lagerabstützung und dem Ausgleich der durch Lagersetzen, Verschleiß und Wärmedehnung bedingten Effekte.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird ein Axial-Verbundlager geschaffen, welches die Vorteile der Verbundlager, nämlich das optimale Gesamtverhalten des Lagers mit einem effektiven Ausgleich der durch Lagersetzen, Verschleiß und Wärmedehnung bedingten Effekte kombiniert, ohne die Lauffläche für die Wälzkörper des Lagers negativ zu beeinträchtigen.
Das erfindungsgemäße Axial-Verbundlager kann beispielsweise eingesetzt werden, um das Axialspiel eines Wellenverbunds in einem Kraftfahrzeuggetriebe zu minimieren.
Des Weiteren ist das hier vorgestellte Axial-Verbundlager kostengünstig herstellbar und auf einfache Weise montierbar.
Bezugszeichenliste

1: Axial-Verbundlager
2: erster Lagerring
3: zweiter Lagerring
4: Wälzkörper
5: zusätzlicher Bereich des ersten Lagerrings 2
6: Federelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19607336 A1 [0004, 0004]
DE 4000042 A1 [0005]

Claims

Axial-Verbundlager (1), umfassend einen ersten Lagerring (2) und einen zweiten Lagerring (3), zwischen denen die Wälzkörper (4) des Axial-Verbundlagers (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lagerring (2) ausreichend steif ausgeführt ist, um ein Verformen aufgrund von Federkräften, die auf den Lagerring (2) aufgebracht werden, zu verhindern und dass das Axial-Verbundlager (1) zumindest ein auf den steif ausgeführten Lagerring (2) wirkendes Federelement (6) umfasst, welches der Lagerabstützung und dem Ausgleich der durch Lagersetzen, Verschleiß und Wärmedehnung bedingten Effekte dient.
Axial-Verbundlager (1), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Federelement (6) durch Formschluss in das Axial-Verbundlager (1) integriert ist.
Axial-Verbundlager (1), nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine steif ausgeführte Lagerring (2) als Stützkörper aus teilgehärtetem Blech oder aus einem weiteren geeigneten Material ausgeführt ist und einen zusätzlichen Bereich (5) aus ungehärtetem Blech oder aus einem weiteren zur Umformung geeigneten Material aufweist, durch dessen Umformung das zumindest eine Federelement (6) eingeklemmt und somit in das Axial-Verbundlager (1) integriert wird.
Axial-Verbundlager (1), nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Federelement (6) vor der Montage des Axial-Verbundlagers (1) in das Axial-Verbundlager (1) durch Formschluss integriert wird, so dass eine zusätzliche Zentrierung entfällt.
Axial-Verbundlager (1), nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Federelement (6) als Tellerfeder ausgeführt ist.
Axial-Verbundlager (1), nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass es als Nadellager ausgeführt ist.