DE102012209906A1

DE102012209906A1 - Lagerelement

Info

Publication number: DE102012209906A1
Application number: DE201210209906
Authority: DE
Inventors: Joachim Troche
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2013-12-19

Abstract

Erfindungsgemäß wird ein Lagerring angegeben, der von einen Trägerring (4) aus einem ersten Werkstoff und einem Funktionsring (1) aus einem zweiten Werkstoff durch Fügen gebildet ist. Dazu weist der Funktionsring (1) einen Schlitz (3) auf, der von dem einen Rand (2a) zum anderen Rand (2b) des Funktionsrings (1) geführt ist, wobei eine durch den Schlitz (3) gelegte Achse A die Ränder (2a, 2b) des Funktionsrings (1) unter einem Winkel α von ungleich 90° schneidet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lager, insbesondere ein Gleitlager oder ein Wälzlager, mit einem funktionsbezogenen Werkstoffverbund.
Derartige Lager sind aus DE 10 2008 024 055 bekannt und weisen zur Optimierung derartiger Lager einen Trägerring aus einem ersten Werkstoff und einen Funktionsring aus einem zweiten Werkstoff auf, wobei der Funktionsring und der Trägerring zusammengefügt und miteinander verbunden sind. Dieser Werkstoffmix zwischen Trägerring und Funktionsring wird dann gewählt, wenn es gilt, Lager bzw. Lagerringe auszubilden, die zum einen aggressiven Umwelteinflüssen ausgesetzt sind und zum weiteren besondere Werkstoffbedingungen im Bereich ihrer Laufbahnen erfüllen müssen, die ein gegen die aggressiven Umwelteinflüsse resistenter Werkstoff nicht erfüllen kann.
Im Einzelnen werden die Lagerringe gemäß der bekannten Schrift so ausgebildet, dass entweder Segmente gebildet werden, die einen Träger und eine Funktionsschicht aufweisen, und zur Komplettierung eines Lagerrings diese Segmente miteinander verbunden werden oder ein Funktionsring oder ein Trägerring geschaffen wird, der dann zur Vervollständigung des Lagerrings mit Funktions- oder Trägersegmenten versehen wird.
Wie leicht einzusehen ist, ist dieser mehrschichtige Aufbau von Lagerringen sehr aufwendig und erfordert eine Vielzahl von Arbeitsschritten.
Aufgabe der Erfindung
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein aus zwei verschiedenen Werkstoffen gebildetes Lagerelement anzugeben, welches in einfacher Weise hergestellt werden kann bzw. mit welchem unter Berücksichtigung der gegebenen Bedingungen sehr einfach und flexibel eine Lagerstelle realisiert werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind den Ansprüchen 2 bis 4 entnehmbar.
Weist gemäß Anspruch 1 der Funktionsring einen ersten und einen zweiten Rand auf, wobei beide Ränder im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, und ist der Funktionsring von einem Schlitz unterteilt, der vom ersten zum zweiten Rand führt, wobei eine durch den Schlitz gelegte Achse die beiden Ränder unter einem Winkel schneidet, der ungleich 90° ist, dann kann der aus verschiedenen Werkstoffen gebildete Lagerring besonders einfach hergestellt werden. Handelt es sich bei dem Funktionsring um einen solchen für einen Lagerinnenring, muss lediglich der Funktionsring leicht aufgeweitet und auf den Trägerring aufgeschoben werden. Die beim Aufweiten des Funktionsrings gespeicherte Federkraft sorgt dann dafür, dass die Rückstellkräfte den Funktionsring auf dem Trägerring klemmen, wenn der Funktionsring seine endgültige Lage auf dem Trägerring eingenommen hat und die Kräfte, die für die Aufweitung gesorgt haben, nicht mehr wirken. Soll der Funktionsring im Zusammenhang mit einem Außenring eingesetzt werden, erfolgt das Verbinden von Funktionsring und Trägerring dergestalt, dass der Durchmesser des Funktionsrings leicht reduziert wird und dann, wenn er seine Endlage im Trägerring eingenommen hat, die Kraft beseitigt wird, die für die Durchmesserverkleinerung verantwortlich war. Dieser modulare Aufbau eines Lagersystems hat darüber hinaus auch noch eine weitere Anzahl von Vorteilen. Soll beispielsweise eine Welle wälzgelagert werden, greift der Fachmann zur Lagerung dieser Welle in aller Regel auf Standardlager zurück, die in guter Qualität und zu geringen Kosten verfügbar sind. Diese Standardlager habe aber den Nachteil, dass diese Standardlager von ihrer Auslegung her geeignet sind, eine Vielzahl von Anwendungen bzw. Belastungen abzudecken. Dies hat zur Folge, dass häufig Wellen mittels von überdimensionierten Lagern gelagert werden, was dann bezüglich des Bauraums, den diese Standardlager erfordern, als nachteilig angesehen wird. Wird hingegen dem Anwender ein „Baukastensystem“ an die Hand gegeben, lassen sich Lagersysteme sehr leicht und einfach ausbilden, indem der Anwender seine Anschlußkonstruktion auf die für das Abrollen von Wälzkörpern in Dicke und Materialqualität optimierten Funktionsringe abstellt, in sehr einfacher Weise den jeweiligen Trägerring mit einem Funktionsring verbindet und dann zwischen den Funktionsringen Wälzkörper anordnet. Eine solche modulare Ausbildung von Lagersystemen ist dann besonders vorteilhaft, wenn diese Lagersysteme keinen großen Belastungen ausgesetzt sind.
Von ganz besonderem Vorteil ist es, dass der Schlitz, welcher den Funktionsring von einem Rand zum anderen durchzieht, nicht rechtwinklig zu den Rändern des Funktionsrings verläuft. Hierdurch wird sichergestellt, dass Wälzkörper, die den Schlitz überrollen, nicht in den Schlitz tauchen, sondern immer Kontakt zu der von dem Funktionsring bereitgestellten Laufbahn behalten. Hierdurch wird trotz der Verwendung eines nicht durchgängig geschlossenen Funktionsrings ein besonders ruhiges und erschütterungsfrei arbeitendes Lager geschaffen.
Ist gemäß Anspruch 2 das Lagerelement ein Lagerinnenring oder Lageraußenring und ist bei einem Lagerinnenring der Durchmesser des Funktionsrings etwas kleiner als der Durchmesser des Trägerrings bzw. bei einem Lageraußenring der Durchmesser des Funktionsrings etwas größer als der Durchmesser des Trägerrings, wird eine gute Selbsthaltekraft des Funktionsrings am Trägerring bereitgestellt, die bei einfachen Anwendungen keine zusätzlichen Maßnahmen zur Herstellung einer drehfesten Verbindung zwischen Funktionsring und Trägerring mehr erfordert.
Ist gemäß Anspruch 3 der Funktionsring mit dem Trägerring verklebt oder verlötet, können derartig ausgebildete Lagerringe auch für Lager verwendet werden, die höhere Traglasten aufzunehmen haben bzw. bei denen wegen der unterbrochenen Laufbahn die lastfreie Zone einer zusätzlichen Fixierung bedarf.
Wird gemäß Anspruch 4 sichergestellt, dass die beiden Kanten des Funktionsrings im gefügten Zustand von Trägerring und Funktionsring keinen körperlichen Kontakt zueinander haben, kann der gebildete Schlitz gleichzeitig auch als Ölnut oder zur Fettung des Lagers verwendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Es zeigen:
1 einen Funktionsring;
2 einen Trägerring;
3 eine Kombination aus 1 und 2; und
4 eine weitere Kombination gemäß 3.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher erläutert werden. In 1 ist ein Funktionsring 1 gezeigt. Dieser Funktionsring 1 wird in axialer Richtung von zwei Rändern 2a, 2b begrenzt. Dieser Funktionsring 1 kann beispielsweise aus Keramik oder einem Federstahl gebildet sein. Zwischen den beiden Rändern 2a, 2b verläuft ein Schlitz 3. Wie der Darstellung gemäß 1 entnehmbar ist, schneidet eine durch den Schlitz 3 gelegte Achse A die beiden Ränder 2a, 2b unter einem Winkel α von 30°. Nur der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass der angegebene Winkel α von 30° in einem anderen – nicht dargestellten – Ausführungsbeispiel auch 25°, 35° oder 40° betragen kann.
In 2 ist ein Trägerring 4 aus Stahl gezeigt, der als Welle 5 ausgebildet ist. Natürlich kann diese Welle 5 in einem anderen – nicht gezeigten – Ausführungsbeispiel auch aus einem Werkstoff wie Leichtmetall oder Kunststoff gebildet sein, der dann für das Abrollen von Wälzkörpern nicht die erforderliche Abriebfestigkeit aufweist. Diese Welle 5 ist mit einem Abschnitt 6 zur Aufnahme des die erforderliche Abreibfestigkeit habenden Funktionsrings 1 versehen, der seitlich von zwei Borden 7a, 7b begrenzt wird, die gegenüber dem Abschnitt 6 einen größeren Durchmesser haben und eine axiale Festlegung des Funktionsrings 1 auf der Welle 5 bewirken.
Soll nun der Funktionsring 1 gemäß 1, welcher im nicht aufgeweiteten Zustand einen lichten Durchmesser D1 hat, mit dem Trägerring 4 gemäß 2 verbunden werden, wird zunächst der Funktionsring 1 – angedeutet durch den Doppelpfeil – etwas aufgeweitet. Sodann wird der aufgeweitete Funktionsring in Pfeilrichtung P über den Bord 7a geschoben. Ist dann der aufgeweitete Funktionsring 1 über dem Abschnitt 6 ausgerichtet, wird die Kraftwirkung, die für die Aufweitung des Funktionsrings 1 verantwortlich war, wieder beseitigt, stellt sich die Aufweitung wieder zurück und der Funktionsring 1 nimmt so wie in 3 gezeigt seine Lage zwischen den Borden 7a, 7b ein. Da der lichte Durchmesser D1 des nicht aufgeweiteten Funktionsrings 1 dem Außendurchmesser D2 des Abschnitts 6 entspricht, ist in 3 der Schlitz 3 nur als Linie sichtbar. Sofern erforderlich, kann der Funktionsring 1 mit der als Trägerring 4 dienenden Welle 5 auch noch verklebt oder verlötet sein.
Soll gemäß 4 der Schlitz 3 zwischen den beiden Kanten 8a, 8b des Funktionsrings 1 gleichzeitig als Ölnut 9 verwendet werden, ist darauf zu achten, dass der lichte Durchmesser D1 des Funktionsrings 1 im nicht aufgeweiteten Zustand etwas kleiner ist als der Außendurchmesser D2 des Abschnitts 6, der als Verbindungsbereich zwischen Funktionsring 1 und Trägerring 4 vorgesehen ist. Wie leicht einzusehen ist, wird durch die eben geschilderten Durchmesserverhältnisse für eine gute Klemmkraft des Funktionsrings 1 auf der Welle 5 bzw. dem Trägerring 4 gesorgt. Ist diese Klemmkraft in einem nicht näher gezeigten Ausführungsbeispiel nicht erforderlich, etwa weil der Funktionsring 1 mit dem Trägerring 4 verklebt wird, können die Durchmesser auch so gewählt werden wie im Zusammenhang mit den 1 bis 3 erläutert.
Nur der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass der Trägerring 4 in einem anderen – nicht dargestellten – Ausführungsbeispiel auch als Lageraußenring ausbildet sein kann. In einem solchen Ausführungsbeispiel würde dann der Funktionsring 1 im Lageraußenring eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Funktionsring
2a, 2b: Rand
3: Schlitz
4: Trägerring
5: Welle
6: Abschnitt
7a, 7b: Bord
8a, 8b: Kante
9: Ölnut

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 102008024055 [0002]

Claims

Lagerelement, insbesondere Lagerring für ein Wälzlager oder Gleitlager, wobei das Lagerelement einen Trägerring (4) und einen Funktionsring (1) umfasst, der Funktionsring (1) mindestens im Bereich der Lagerlaufbahn aus einem anderen Werkstoff als der Trägerring (4) besteht und der Trägerring (4) und der Funktionsring (1) durch Fügung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsring (1) einen ersten und einen zweiten Rand (2a, 2b) aufweist, wobei beide Ränder (2a, 2b) im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, und dass der Funktionsring (1) von einem Schlitz (3) unterteilt ist, der vom ersten zum zweiten Rand (2a, 2b) führt, und eine durch den Schlitz (3) gelegte Achse A die beiden Ränder (2a, 2b) unter einem Winkel α schneidet, der ungleich 90° ist.
Lagerelement nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement ein Lagerinnenring oder Lageraußenring ist, dass bei einem Lagerinnenring der Durchmesser D1 des Funktionsrings (1) etwas kleiner als der Durchmesser D2 des Trägerrings (4) ist und dass bei einem Lageraußenring der Durchmesser D1’ des Funktionsrings (1) etwas größer als der Durchmesser D2 des Trägerrings (4) ist.
Lagerelement nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsring (1) mit dem Trägerring (4) verklebt oder verlötet ist.
Lagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (3) zwischen zwei Kanten (8a, 8b) des Funktionsrings (1) gebildet wird und dass die beiden Kanten (8a, 8b) im gefügten Zustand von Trägerring (4) und Funktionsring (1) keinen körperlichen Kontakt zueinander haben.