DE102012209459A1

DE102012209459A1 - Geclipster Stahlreifen eines CVT-Lagers

Info

Publication number: DE102012209459A1
Application number: DE201210209459
Authority: DE
Inventors: Hans-Walter Wodtke
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2013-12-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lager mit einem Lageraußenring und einer radial außerhalb des Lageraußenringes zur akustischen Entkopplung angeordneten, den Lageraußenring zumindest abschnittsweise umgreifenden Schale, die mit sich im Wesentlichen radial erstreckenden Seitenwangen an zwei sich zu- oder abgewandten Axialflächen des Lageraußenrings in Anlage befindlich ist, wobei zumindest eine der Seitenwangen formschlüssig am Lageraußenring festgelegt ist. Die Erfindung betrifft auch ein stufenloses Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Lager.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lager mit einem Lageraußenring und einer radial außerhalb des Lageraußenringes zur akustischen Entkopplung angeordneten, den Lageraußenring zumindest abschnittsweise umgreifenden Schale, die mit sich im Wesentlichen radial erstreckenden Seitenwangen an zwei sich zu- oder abgewandten Axialflächen des Lageraußenrings in Anlage befindlich ist.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Entkoppelungsvorrichtungen für eine Lagerung einer Welle an einem Grundkörper, insbesondere einer Welle eines mit einer Kette als Umschlingungsmittel arbeitenden Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes bekannt. Diese Entkoppelungsvorrichtung enthält einen mit einer kreiszylindrischen Außenfläche ausgebildeten Lageraußenring, innerhalb dessen die Welle gelagert ist, und eine starr mit einem Grundkörper verbundene, die Außenfläche umgebende Innenfläche, wobei zwischen der Außenfläche und der Innenfläche wenigstens eine Radialwellfeder angeordnet ist, die unter elastischer Verformung eine begrenzte relative Radialbewegung zwischen der Innenfläche und der Außenfläche zulässt.
Solche Entkopplungsvorrichtungen werden bei mit Ketten als Umschlingungsmittel arbeitenden CVT-Getrieben eingesetzt, um die Schallimmission zu vermindern.
In jüngerer Zeit finden in Kraftfahrzeugen, wie Pkws, Lkws oder Traktoren, zunehmend Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe mit kontinuierlich variabler Übersetzung Verwendung. Solche Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe enthalten zwei auf in gegenseitigem Abstand befindlichen Wellen gelagerte Kegelscheibenpaare, die von einem in Reibeingriff mit den Kegelflächen der Kegelscheibenpaare befindlichen Umschlingungsmittel umschlungen werden. Durch gegensinnige Veränderung des Abstandes zwischen den Kegelscheibenpaaren lässt sich die Übersetzung des Getriebes kontinuierlich verändern. Als Umschlingungsmittel werden insbesondere bei Getrieben, mit denen höhere Drehmomente übertragen werden können, bspw. Drehmomente im Bereich von 300 Nm und mehr, metallische Ketten verwendet. Leider ist bei bisher eingesetzten Kegelscheiben-Umschlingungsgetrieben, die als stufenlose Getriebe ausgebildet sind, bspw. als CVT-Getriebe, eine relativ hohe Körperschallübertragung die Folge, was es zu verbessern gilt.
Hier geht bereits die WO 03/072969 bzw. die EP 1 908 972 B1 den Schritt des Vorsehens einer Entkopplungsvorrichtung, wobei auf einer Lageraußenringausgestaltung ein Hülsenring umgreifend aufgesetzt ist, welcher mit Radialwellfedern in Kontakt oder mit einer Axialfläche des Lageraußenrings befindlich ist. In diesen beiden Druckschriften wird jedoch auf eine kraftschlüssige Verbindung zwischen einer Federhülse oder einem Hülsenring und dem Lageraußenring gesetzt.
Eine solche Verbindung ist notwendig, da aufgrund der geometrischen Ausführung das zur Entkopplung eingesetzte schalenartige Element für die Montage am Lager geteilt werden muss. Die beiden Teile können nach der Montage am Lager jedoch nicht mit einfachen Mitteln wieder verbunden werden. Ohne eine Verbindung können die beiden schallhemmenden Teile jedoch vom Lager herunter fallen. Aus diesem Grund wird in den beiden vorgenannten Druckschriften eine kraftschlüssige Verbindung propagiert, um die beiden Hälften des schalenartigen Entkopplungselementes am Lageraußenring festzuhalten.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wirksamere aber auch kostengünstigere Lager zum Einsatz bspw. an CVT-Getrieben zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Lager erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest eine der Seitenwangen formschlüssig am Lageraußenring festgelegt ist.
Auf diese Weise kann die Schale, die akustisch entkoppelnd wirkt, einfach während der Montage aufgesetzt werden, ohne dass sie verloren geht. Keine aufwändigen Werkzeuge sind zum Einsatz zu bringen und definierte Spannungen stellen sich im Lager nach der Montage ein.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn die Schale als metallischer Reifen, etwa als Stahlreifen ausgebildet ist. Eine akustische Isolierung des Lagers mittels des aus zwei Hälften bestehenden metallischen Reifens lässt sich dann wirkungsvoll realisieren. Dabei ist es von Vorteil, wenn der Reifen an dem Lageraußenring angeclipst ist, die Seitenwangen also insoweit elastisch und rückhaltend ausgebildet sind.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Seitenwangen mit einem axialen Vorsprung radial hinter einen Hinterschnitt einer lageraußenringfesten Schnappkante greift. Mit anderen Worten ist ein leicht umlaufender Hinterschnitt zwischen den Schenkeln des Metallreifens, also den Seitenwangen der Schale, und dem Lageraußenring vorhanden. Der Hinterschnitt wird beim Aufpressen der Reifenhälften durch elastische Verformung überwunden und ist danach wieder kraftfrei.
Wenn die Schnappkante ein integraler Bestandteil des Lageraußenrings ist, so kann das Lager aus besonders wenig Teilen zusammengesetzt werden. Trotzdem ist die umlaufende Schnappkante beim Aufdrücken der Reifenhälften durch elastische Verformung überwindbar.
Von Vorteil ist es ferner, wenn die Schnappkante von zumindest einem an einer der Axialflächen des Lageraußenrings befestigten Rings gebildet ist. Es können auch mehrere Ringe verwendet werden.
Zweckmäßig ist es ferner, wenn der Ring aus elastischem Material, wie Kunststoff gebildet ist, da dadurch die Kosten gesenkt werden können. Dieser Ring, also ein zu dem Lageraußenring weiteres Element, erzeugt dabei den Hinterschnitt.
Um die Montage zu erleichtern, ist es von Vorteil, wenn der Ring und/oder die Seitenwange axialfedernd ausgebildet ist. Hier ist es auch von Vorteil, wenn sich beide Seitenwangen beim Überwinden der Schnappkante kurzzeitig voneinander entfernen, um, danach hintergreifend, wieder aufeinander zu zu federn und sich am Lageraußenring sichernd zu halten.
Der Einsatz von Wälzlagern, die bestimmte Vorteile gegenüber Gleitlagern aufweisen, ist dann realisierbar, wenn der Lageraußenring mit Wälzkörpern in Kontakt steht, die sich an einem Lagerinnenring des Lagers abstützen.
Besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, wenn zwei Seitenwangen an den axialen Enden der Schale zwischen 85° und 95°, vorzugsweise 90°, von einem Hauptkörper der Schale radial nach innen abstehen.
Die Erfindung betrifft auch ein stufenloses Getriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einem Lager wie vorstehend als erfindungsgemäß erläutert.
Die Erfindung wird auch nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch die obere Hälfte eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lagers, und
2 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lagers, in einer zur 2 vergleichbaren Weise.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente werden mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lagers 1 dargestellt. Das Lager 1 ist dabei als Wälzlager ausgebildet und weist einen Lageraußenring 2 und einen Lagerinnenring 3 auf, zwischen denen einzelne Wälzkörper 4, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kugeln 5 ausgebildet sind. Natürlich ist ein Käfig 6 einsetzbar.
Auf der radialen Außenseite des Lageraußenrings 2 ist ein akustisch isolierend und/oder entkoppelnd wirkendes Bauteil, nämlich eine Schale 7 angeordnet. Die Schale 7 weist einen Hauptkörper 8 auf, von dem an dessen axialen Endseiten Seitenwangen 9 radial in Richtung des Lagerinnenrings 3 abstehen.
Die beiden Seitenwangen 9 sind parallel zueinander ausgerichtet und in einer Radialebene befindlich. Allerdings ist es auch möglich, dass sie aufeinander zu laufen und einen Winkel von 88,75° zum Hauptkörper 8 einnehmen, wobei dieser Winkel auf der radialen Innenseite gemessen wird. Der Winkel ist in 1 an einer Stelle als Winkel α gekennzeichnet.
Die Seitenwangen 9 weisen radiale Enden 10 auf, die in umlaufenden Nuten 11 an den Stirnseiten des Lageraußenrings 2, insbesondere am radialen Nutgrund 12 anliegen. Abgesehen von diesem Kontaktbereich gibt es sonst nur Kontakt im Bereich einer umlaufenden, lageraußenringfesten Schnappkante 13, zwischen der Schale 7 und dem Lageraußenring 2. Dabei greift ein axial abstehender Vorsprung 14 radial hinter die Schnappkante 13. Die Seitenwangen 9 sind insoweit elastisch und bewegen sich beim Überwinden der Schnappkante 13 voneinander weg, um in ihrer radial innersten Lage wieder aufeinander zu bewegt zu werden, und dabei die Schale 7 radial und axial festlegend am Lageraußenring 2 zu sichern. Außer am Nutgrund 12 und im Bereich der Vorsprünge 14 liegt die Schale 7 nicht am Lageraußenring 2 an und ist diesbezüglich beabstandet zum Lageraußenring 2, insbesondere durch den Spalt 15.
Die Schale 7 ist zweigeteilt, so dass die eine Hälfte der Schale 7 die eine Hälfte des Lageraußenrings 2 zur Hälfte umfangsseitig umgreift, wobei die beiden Seitenwangen 9 bündig mit den axialen Stirnflächen 16 des Lageraußenrings 2 sind.
Die Schale 7 kann auch als Reifen bezeichnet werden, insbesondere wenn sie als metallischer Reifen ausgebildet ist. Ein Stahlreifen, der aufgeclipst wird, ist dabei besonders montagefreundlich und belastbar.
In 2 wird die Schnappkante 13 nicht durch Material des Lageraußenringes 2 gebildet, ist also kein integraler Bestandteil, sondern wird durch zwei axial elastische Ringe 17 gebildet. Diese Ringe 17 sind aus Kunststoff gefertigt, aber in den Nuten 11 fest mit dem Material des Lageraußenrings 2 verbunden. Hier bieten sich bspw. Klebelösungen, (Press-)Passungen- oder stoffschlüssige Verbindungen an. Auch kann der Ring 17 formschlüssig mit dem Lageraußenring 2 verbunden sein.
Die axialen Stirnflächen 16 können auch als Axialflächen des Lageraußenrings 2 bezeichnet werden.
Bezugszeichenliste

1: Lager
2: Lageraußenring
3: Lagerinnenring
4: Wälzkörper
5: Kugel
6: Käfig
7: Schale
8: Hauptkörper
9: Seitenwange
10: radiales Ende
11: Nut
12: Nutgrund
13: Schnappkante
14: Vorsprung
15: Spalt
16: axiale Stirnfläche
17: Ring

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

WO 03/072969 [0005]
EP 1908972 B1 [0005]

Claims

Lager (1) mit einem Lageraußenring (2) und einer radial außerhalb des Lageraußenringes (2) zur akustischen Entkopplung angeordneten, den Lageraußenring (2) zumindest abschnittsweise umgreifenden Schale (7), die mit sich im Wesentlichen radial erstreckenden Seitenwangen (9) an zwei sich zu- oder abgewandten Axialflächen (16) des Lageraußenrings (2) in Anlage befindlich ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Seitenwangen (9) formschlüssig am Lageraußenring (2) festgelegt ist.
Lager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (7) als metallischer Reifen, etwa als Stahlreifen, ausgebildet ist.
Lager (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Seitenwangen (9) mit einem axialen Vorsprung (14) radial hinter einen Hinterschnitt einer lageraußenringfesten Schnappkante (13) greift.
Lager (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnappkante (13) ein integraler Bestandteil des Lageraußenrings (2) ist.
Lager (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnappkante (13) von zumindest einem an einer der Axialflächen (16) des Lageraußenrings (2) befestigten Ring (17) gebildet ist.
Lager (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (17) aus elastischem Material, wie Kunststoff gebildet ist.
Lager (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (17) und/oder die Seitenwange (9) axial federnd ausgebildet ist.
Lager (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (2) mit Wälzkörpern (4) in Kontakt steht, die sich an einem Lagerinnenring (3) des Lagers (1) abstützen.
Lager (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Seitenwangen (9) an den axialen Enden der Schale (7) zwischen 85° und 95°, vorzugsweise 90°, von einem Hauptkörper (8) der Schale (7) radial nach innen abstehen.
Stufenloses Getriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einem Lager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.