DE102013215893A1 - Hülse für ein einreihiges Polygonlager - Google Patents

Hülse für ein einreihiges Polygonlager Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagerstelle (71) zur drehbaren Lagerung einer Welle (77) oder Achse in einem Gehäuse (81), wobei die Lagerstelle (71) ein als Rollenlager (72) ausgebildetes Wälzlager mit zumindest einer dem Gehäuse (81) zugeordneten Hülse (76) aufweist. Die Hülse (76) bildet eine radial nach innen gewandte, äußere Wälzlaufbahn (75), an der Wälzkörper (73) geführt sind, die gegenseitig mit einer inneren Wälzlaufbahn (75) einer Welle (77) oder eines inneren Lagerrings zusammenwirken. Die Hülse (76) bildet wenigstens eine konvexe querballige Laufbahnwölbung (86) mit einem elastischen Abschnitt (85), über den zumindest ein Wälzkörper (73) radial vorgespannt, ohne radiales Spiel an der inneren Wälzlaufbahn (75) abgestützt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lagerstelle zur drehbaren Lagerung einer Welle oder Achse in einem Gehäuse gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung und zum Einbau eines Rollenlagers in eine Lagerstelle nach Anspruch 10.
  • Eine derartige Anordnung eines mit einem Getriebe verbundenen hydrodynamischen Drehmomentwandlers für ein Kraftfahrzeug zeigt die DE 41 34 369 A1 . Dabei ist die Getriebeeingangswelle drehstarr mit dem Turbinenrad des Drehmomentwandlers verbunden. Eine zylindrische Verlängerung von dem Pumpenrad des Drehmomentwandlers bildet den Wandlerhals. Das Pumpenrad kann bedarfsweise mit einer Primärpumpe verbunden werden, über die das Getriebe mit Druckmittel und der Drehmomentwandler mit Öl versorgt werden. Das Pumpenrad ist über den Wandlerhals an einer Lagerstelle mittels eines als Rollenlager ausgeführten Wälzlagers rotierbar an einem Gehäuse gelagert. Aufgrund von Achsversatz oder Verkippungen der Rotationsachsen in der Anordnung kommt es zu ungünstigen, insbesondere ungleichmäßigen Belastungen der Lagerstellen bzw. der Wälzlager, verbunden mit einer nachteiligen Geräuschentwicklung.
  • Aus der FR 27 89 458 A1 ist ein als Rollenlager ausgebildetes Wälzlager zur Lagerung einer Lenksäule bekannt. Als Maßnahme, um im Einbauzustand ein Lagerspiel ausgleichen zu können, umfasst das Rollenlager einen äußeren Lagerring, der umfangsseitig beidseitig von Endabschnitten begrenzt ist, die lokal über Laschen mit einem zentralen umlaufenden Abschnitt verbunden sind. Der innenseitig eine Laufbahn für die Wälzkörper bildende Abschnitt ist gegenseitig auf der Welle bzw. der Lenksäule geführt. Weiterhin weist der zentrale umlaufende Abschnitt zur Einflussnahme auf das Lagerspiel eine gekrümmte, sich jeweils im Bereich der Laschen verengende Wälzkörperlaufbahn auf, wodurch die Wälzkörper im Einbauzustand des Rollenlagers elastisch vorgespannt sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein geräuschoptimiertes Rollenlager mit einem reduzierten Lagerspiel bereitzustellen.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren nach Anspruch 10. Die abhängigen, auf den Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
  • Gemäß dem Anspruch 1 umfasst die Lagerstelle ein Rollen- bzw. Wälzlager, das eine Hülse als äußeren Lagerring umfasst. Die Hülse schließt wenigstens eine axial ausgerichtete, konvexe querballige Laufbahnwölbung ein, die einen elastischen Abschnitt bildet. Zur Bildung eines Polygonlagers weist das Rollenlager bevorzugt drei symmetrisch umfangsverteilt in einer Polygonform angeordnete, konvex querballige Laufbahnwölbungen auf. Durch die elastisch ausgeführten, mit Wälzkörpern zusammenwirkenden Abschnitte stellt sich eine von der zylindrischen Form abweichende Geometrie ein. Der Abschnitt ist über die Laufbahnwölbung elastisch radial gegen wenigstens eine Rolle oder Nadel des Rollenlagers, vorzugsweise jedoch gegen zwei, drei oder mehr als Rollen ausgeführte Wälzkörper vorgespannt. Dadurch, dass der Abschnitt der Hülse radial gegen die Rolle(n) vorgespannt ist, stützen sich diese radial nach innen auf die Rotationsachse gerichtet an der äußeren Wälzlaufbahn eines inneren Lagerrings oder an einer Welle ab. Vorteilhaft verbessern die vorzugsweise an der äußeren Hülse in Richtung der Rotationsachse der Lagerstelle ausgerichteten Laufbahnwölbungen die Elastizität einer Wälzlaufbahn und bewirken vorteilhaft eine spielfreie Lagerung.
  • Die äußere Wälzlaufbahn für die Rollen bzw. der Wälzkörper kann direkt auf dem Oberflächenabschnitt einer Welle oder an einem inneren Lagerring ausgebildet sein. Die innere Wälzlaufbahn bildet die in einem Gehäuse eingepasste Hülse. Durch die gemäß der Erfindung in einer Polygonform angeordneten Laufbahnwölbungen des Polygonlagers ergibt sich in den auch als Täler zu bezeichnenden Belastungsbereichen eine gewünschte hohe Elastizität. In den Entlastungsbereichen, den Bergen, der Laufbahnen stellt sich eine relativ hohe Steifigkeit des Lagerrings oder der Lagerhülse ein. Somit ergibt sich in Abhängigkeit von der Umfangsposition oder Winkelposition der rotierenden Last eine geringere oder höhere Einfederung oder Steifigkeit.
  • Durch das Polygonlager der Lagerstelle kann ein begrenzter fertigungsbedingter Achsversatz und/oder Radialschlag im Bereich der Lagerstelle aufgrund der konvex querballig verlaufenden elastischen Abschnitte kompensiert werden. Die radiale Vorspannung der als Rollen oder Nadeln ausgeführten Wälzkörper durch die konvex verlaufenden elastischen Abschnitte bewirkt eine gewollte Aufhebung des Radialspiels, die zu einer vorteilhaften Geräuschvermeidung führt. Bei einer rotierenden Welle gegenüber dem Gehäuse wälzen sich die Wälzkörper des Rollenlagers an den Wälzlaufbahnen ab. Dabei passieren die Wälzkörper die Engstellen bildenden, das Lagerspiel eliminierenden, elastischen querballig verlaufenden und gegenüber der weiteren Wälzkörperlaufbahn begrenzt hervorstehenden Abschnitte. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Lagerstelle in einem Getriebe ermöglicht vorteilhaft einen Ausgleich einer ungleichmäßigen Belastung der Lagerstelle bzw. des Wälzlagers. Derartige nachteilige Belastungen treten insbesondere bei einem Achsversatz oder Radialschlag auf, wodurch sich eine Abweichung von der achsparallelen Ideallage der Rotation- oder Symmetrieachsen der miteinander zusammenwirkenden Bauteile einstellt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass bevorzugt die äußere einen Lagerring bildende Hülse des Polygonlagers der Lagerstelle zusätzlich zu konvex querballig verlaufenden elastischen Laufbahnwölbungen weitere in Umfangsrichtung ausgerichtete, eine Längsballigkeit bildende, radial elastische Abschnitte umfasst. Mit dieser Maßnahme kann die Elastizität der Hülse und folglich des Rollenlagers weiter gesteigert werden. Durch die querballig und/oder längsballig ausgerichteten Laufbahnwölbungen der elastischen Abschnitte, die bei radialer Belastung gewollt elastisch einfedern, kann ein spielfreies, geräuschoptimiertes Polygonlager realisiert werden. Vorteilhaft kann weiterhin durch eine entsprechende konstruktive Gestaltung bzw. Formgebung der ausgebildeten querballig und längsballig elastischen Abschnitte polygonartig die Elastizität und folglich das Einfedern auf die Radialbelastung abgestimmt werden. Bevorzugt bildet das Polygonlager eine dreieckförmig gestaltete Polygonform, deren elastische querballig und/oder längsballig ausgerichtete Abschnitte jeweils um 120° zueinander winkelversetzt in wenigstens einer Hülse eingebracht sind. Somit stellt sich zwischen den Belastungsbereichen und den Entlastungsbereichen ebenfalls ein Winkelabstand von 120° ein.
  • Zur Vergrößerung einer Kontaktfläche gegenüber den Wälzkörpern schließt der elastische, konvex querballig verlaufende Abschnitt vorzugsweise eine mittige, abgeflachte Zone im Bereich eines Scheitel- bzw. Wendepunkts der Laufbahnwölbung ein. Als Maßnahme, um die Elastizität zu optimieren, bietet es sich an, für die eine Laufbahnwölbung einschließenden Abschnitte des Lagerrings eine reduzierte Wandstärke gegenüber den übrigen Lagerringabschnitten vorzusehen. Die Erfindung schließt außerdem vorzugsweise ein Verhältnis ≥ 10 zwischen dem Durchmesser der inneren Wälzlaufbahn und der radialen Wandstärke der Hülse ein. Als Werkstoff für die erfindungsgemäß gestaltete Hülse eignet sich insbesondere Stahlblech.
  • Ferner schließt die äußere Hülse einen Festbord und gegenseitig einen Bördelbord ein, über die ein Wälzkörperkäfig axial geführt werden kann. Weiterhin weist die Außenkontur der äußeren Hülse eine Konizität auf, bei der ein dem Bördelbord zugeordneter Außendurchmesser D2 einen Außendurchmesser D1 an dem Festbord übertrifft. Dabei stellt sich im Bereich der Außendurchmesser D1 und D2 des Lagerrings jeweils ein Hüllkreis, ein größter umschriebener Kreis ein. Zwischen den Hüllkreisen definiert die Hülse einen größten, mit D3 definierten eingeschriebenen Kreis, den Pferchkreis. Weiterhin steht der Durchmesser D3 zu den Außendurchmessern D1 und D2 in folgender Beziehung: (D1+ D2)/2 – D3 ≥ 0,5 mm.
  • Bevorzugt umfasst der Festbord und/oder der Bördelbord der äußeren Hülse radial innenseitig eine Profilierung in einer Kronenform. Über die beispielsweise halbrundartige, als offene Lochung oder Ausnehmung ausgeführte Profilierung kann beispielsweise ein höherer, die Schmierung und Kühlung verbesserter Schmieröldurchsatz des Polygonlagers erzielt werden. Weiterhin kann die Profilierung zur Lageorientierung oder Erkennung einer Fehlmontage genutzt werden. Außerdem bietet die Kronenform für eine automatisierte Montage den Vorteil, dass die Hülse mittels eines Werkzeugs sicher formschlüssig aufgenommen und montiert werden kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind voneinander abweichende Kantenabstände oder Kantenverrundungen an der äußeren Hülse vorgesehen, die sich bei der Herstellung, dem Umformen bzw. dem Bördeln, einstellen. In einer Übergangszone zwischen dem Außendurchmesser und dem Festbord ist ein axialer und radialer Kantenabstand von 1,2 ± 0,5 mm vorgesehen. Der axiale und radiale Kantenabstand in der Übergangszone zwischen dem Außendurchmesser und dem Bördelbord beträgt 1,5 ± 0,5 mm.
  • Eine weitere vorteilhafte Auslegung der Hülse von dem erfindungsgemäßen Polygonlager sieht eine Rundheitsabweichung von ≥ 0,2 mm vor, bevorzugt ein Maßbereich zwischen 0,2 bis 0,35 mm im losen Zustand. Eingesetzt in einem Lehrring aus Stahl ist für die Rundheitsabweichung des Lagerrings ein Maß ≥ 0,025 mm vorgesehen, wobei ein Grenzmaß 0,045 mm beträgt. Außerdem ist für die Laufbahnwölbung eine Geradheit in axialer Richtung, ein Maß der Symmetrieebene von ± 1 mm vorgesehen.
  • Für eine bevorzugte Auslegung der Laufbahnwölbung des erfindungsgemäßen Polygonlagers sind weiterhin definierte Maßbereiche für die Laufbahngeradheit in axialer Richtung vorgesehen. Im losen Zustand der Hülse ist für die Laufbahngeradheit ein Maß ≥ 0,015 mm vorgesehen, wobei ein Grenzmaß 0,04 mm beträgt. Im eingepressten Zustand des Polygonlagers stellt sich im Entlastungsbereich (A), einer Bergzone, ein Wert ≥ 0,01 mm ein, der maximal 0,02 mm beträgt und im Belastungsbereich (B), einer Talzone, ein Wert ≥ 0,02 mm, der maximal 0,04 mm beträgt.
  • Ein gemäß der Erfindung gestaltetes Rollenlager ist bevorzugt für ein Getriebe mit einem Drehmomentwandler einsetzbar, in dem beispielsweise ein mit einem Wandlerhals verbundenes Pumpenrad des Drehmomentwandlers in einem Gehäuse über die ein Polygonlager einschließende Lagerstelle drehbar gelagert ist. Ein dabei eventuell auftretender Achsversatz zur Idealausrichtung, beispielsweise zwischen der Rotationsachse von dem Wandlerhals zur Symmetrieachse der Gehäusebohrung kann mittels der erfindungsgemäßen Maßnahme weitestgehend kompensiert werden. Vorteilhaft wird damit gleichzeitig ein nachteiliges Taumeln der rotierenden Bauteile vermieden, was sich günstig auf das Verschleißverhalten sowie die Geräuschentwicklung auswirkt. Die erfindungsgemäße Lagerstelle kann weiterhin vorteilhaft als Lenkungslagerung für ein Fahrzeug eingesetzt werden. Der durch die Erfindung wirksam erzielbare Spielausgleich verbessert entscheidend den Lenkkomfort des Fahrzeugs. Neben weiteren Anwendungsmöglichkeiten bietet es sich an, das erfindungsgemäße, durch Verwendung einer Hülse bauraumoptimierte Polygonlager auch für Lagerungen von Kreuzgelenken als Gelenkkreuzbüchse einzusetzen.
  • Gemäß Anspruch 10 ist zur Herstellung eines Rollenlagers für eine Lagerstelle ein folgende Schritte einschließendes Verfahren vorgesehen. Zunächst erfolgt die Herstellung der Hülse mit einem Festbord durch Umformen eines Blechbandes, insbesondere mittels eines Ziehprozesses. Dabei wird gleichzeitig eine Profilierung an der Innenseite zumindest eines Bordes angebracht. Danach erfolgt ein Bördeln des Bördelbordes. Als weiterer Schritt ist ein Einfügen der Hülse in eine Matrize vorgesehen. Das Werkzeug, die Matrize, ist so gestaltet, dass nach dem Umformprozess die Hülse sowohl eine definierte Rundheitsabweichung als auch eine konvexe Laufbahnwölbung in den polygonförmigen Abschnitten aufweist. Danach erfolgt eine die Verschleißfestigkeit verbessernde Wärmebehandlung der Hülse. Anschließend wird das Rollenlager komplettiert, indem Komponenten, wie ein geschlitzter Käfig und die als Rollen oder Nadeln ausgebildeten Wälzkörper, in die Hülse eingesetzt werden zur Fertigstellung des Polygonlagers. Zur Bildung einer Lagerstelle wird das als Polygonlager ausgebildete Rollenlager beispielsweise in eine Aufnahmebohrung eines Gehäuses eingepresst.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, wobei sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Dabei zeigt:
  • 1 schematisch das Prinzip eines Polygonlagers;
  • 2 einen Querschnitt durch ein als Polygonlager ausgeführtes Rollenlager einer erfindungsgemäßen Lagerstelle;
  • 3 einen Detailschnitt 3-3 des Rollenlagers gemäß 2;
  • 4 in einer Schnittansicht die Hülse eines einreihigen Polygonlagers;
  • 5 in einer Seitenansicht einen Ausschnitt des Polygonlagers gemäß 4;
  • 6 in einer vergrößerten Darstellung einen Kantenabstand der Hülse im Bereich des Festbordes;
  • 7 in einer vergrößerten Darstellung einen Kantenabstand der Hülse im Bereich des Bördelbordes;
  • 8 eine Außenkontur der Hülse zur Verdeutlichung einer äußeren Konizität; und
  • 9 einen Messschrieb zur Geradheitsmessung der konvexen Laufbahnwölbung des Lagerrings.
  • In der 1 werden die Merkmale von einem als Polygonlager ausgebildeten Rollenlager 72 gemäß der 2 verdeutlicht, das eine dreieckförmig ausgebildete Polygonform aufweist. Die Polygonform bildet drei um jeweils 120° winkelversetzte, mit A gekennzeichnete Entlastungsbereiche, die auch als Bergzonen zu bezeichnen sind, sowie drei mit B gekennzeichnete Belastungsbereiche bzw. Talzonen. Die Polygonform wird von einem Hüllkreis H umschlossen. Ein Innenkreis I entspricht einem größten innenliegenden, auch als Pferchkreis zu bezeichnenden Kreis der Polygonform. Der innenliegende Pfeil kennzeichnet die umlaufende Radialbelastung des Polygonlagers, die umfangsseitig eine ungleichmäßige Federung aufgrund harter und weicher Bereiche oder Zonen des Polygonlagers bewirkt.
  • Die 2 zeigt eine erfindungsgemäße Lagerstelle 71 in einer Schnittansicht, die ein als Polygonlager 90 ausgeführtes Rollenlager 72 aufweist. Wie aus dieser Darstellung hervorgeht, sind die als Rollen ausgeführten Wälzkörper 73 umfangsseitig benachbart in einem Ringspalt 74 radial zwischen einer inneren Wälzlaufbahn 75 einer äußeren Hülse 76 und einer äußeren Wälzlaufbahn 78 an einer inneren zentralen Welle 77 angeordnet. Dabei sind die Wälzkörper 73 in einem einen Schlitz 95 aufweisenden Käfig 79 umfangsseitig weitestgehend gleichmäßig zueinander beabstandet geführt. Das Rollenlager 72 ist über die Hülse 76 kraftschlüssig, beispielsweise mittels einer Presspassung, in eine Bohrung 80 eines Gehäuses 81 eingesetzt. Die Lagerstelle 71 weist zwei in Umfangsrichtung verlaufende, zueinander winkelversetzte, eine Längsballigkeit bildende, radial elastische Abschnitte 82a, 82b auf. Durch die von einer Rotationsachse 84 ausgehend betrachtet konvex gewölbten Abschnitte 82a, 82b bildet sich eine innere, in einer Polygonform verlaufende Wälzlaufbahn 75. Die elastischen Abschnitte 82a, 82b verengen den Ringspalt 74, wodurch die Wälzkörper 73 zumindest in diesen Bereichen an der inneren Wälzlaufbahn 75 radial vorgespannt und spielfrei abgestützt sind. Gegenseitig im Bereich der Abschnitte 82a, 82b ergibt sich zwischen einer zylindrischen Außenkontur der Hülse 76 und der Bohrung 80 des Gehäuses 81 ein Radialspiel S1. Die innere Wälzlaufbahn 75 weist neben den elastischen Abschnitten 82a, 82b zwei benachbarte Bereiche 83a, 83b auf, über die die Hülse 76 mit der von der inneren Wälzlaufbahn 75 abgewandten Seite in die Bohrung 80 des Gehäuses 81 eingepasst ist. Die Bereiche 83a, 83b sind durch einen gemeinsamen, von der Rotationsachse 84 ausgehenden Radius definiert, wobei deren Länge dem Bogenmaß eines Kreisbogens entspricht, welcher jeweils durch den Winkel α1 oder α2 beschrieben ist. Im Bereich 83a, einer Zone des Rollenlagers 72 mit geringer Radiallast, stellt sich zwischen der inneren Wälzlaufbahn 75 und den Wälzkörpern 73 ein maximales Radialspiel Smax ein.
  • In der 3 ist in einem Detailschnitt 3-3 das Rollenlager 72 gemäß 2 in einer radial vorgespannten Einbaulage vergrößert abgebildet. Dazu weist der als Hülse 76 ausgebildete Lagerring einen in Längsrichtung der Welle 77 ausgerichteten, eine querballige Laufbahnwölbung 86 bildenden elastischen Abschnitt 85 auf. Der Abschnitt 85 ist bevorzugt gemeinsam mit dem Abschnitt 82a in einer übereinstimmenden Zone der Hülse 76 eingebracht. Durch die Laufbahnwölbung 86 des Abschnitts 85 der Hülse 76 wird eine Radialkraft auf den als Rolle ausgebildeten Wälzkörper 73 übertragen, die gegenseitig kraftschlüssig an der Welle 77 abgestützt ist. Die ergänzend in der polygonartig gestalteten Kontur der Hülse 76 eingebrachte, von den seitlichen Borden 87a, 87b ausgehende, in Richtung der Wälzkörper 73 verlaufende Laufbahnwölbung 86 bewirkt eine verbesserte Elastizität des Rollenlagers 72. Als Maßnahme zur Vergrößerung einer Kontaktfläche gegenüber den Wälzkörpern 73 schließt der elastische, querballig verlaufende Abschnitt 85 vorzugsweise eine mittige, abgeflachte Kontaktzone 88 im Bereich eines Scheitel- bzw. Wendepunkts der Laufbahnwölbung 86 ein, wodurch sich die Flächenpressung verringert. Weiterhin kann mittels einer Variation bzw. unterschiedlicher Wandstärken S der Hülse 76 im Bereich der Laufbahnwölbung 86 die Elastizität beeinflusst werden.
  • In der 4 ist ausschnittsweise das Rollenlager 72 im Querschnitt gezeigt, bestehend aus der Hülse 76, die den Käfig 79 und die darin eingesetzten Rollen bzw. Wälzkörper 73 umschließt. Zur axialen Führung des Käfig 79 umfasst die Hülse 76 seitlich zwei gegenüberliegende, radial nach innen zeigende Borde 87a, 87b, wobei der Bord 87a als Festbord und der Bord 87b als Bördelbord ausgeführt ist.
  • Die 5 zeigt eine Detailansicht von dem Rollenlager 72 gemäß einer Pfeilrichtung aus der 4 und verdeutlicht eine innenseitige Profilierung 96 von dem Bord 87a der Hülse 76. Die auch als Kronenform zu bezeichnende Profilierung 96 umfasst vorzugsweise über den gesamten Innenumfang des Bordes 87a im Winkel α beabstandete, symmetrisch verteilte, halbrunde Ausstanzungen 93. Die Profilierung 96 vereinfacht beispielsweise bei einer automatisierten Montage eine formschlüssige Aufnahme des Rollenlagers 72. Weiterhin kann zur Vermeidung einer Fehlmontage mittels der Profilierung 96 eine individuelle Kennzeichnung des Rollenlagers 72 erfolgen.
  • In den 6 und 7 ist eine Übergangszone zwischen einem Außendurchmesser und den seitlichen Borden 87a, 87b der Hülse 76 vergrößert dargestellt, zur Verdeutlichung von unterschiedlich ausgelegten, auch als Kantenverrundungen bezeichneten Kantenabständen 91, 92. Als Kantenabstand 92 für den Bördelbord 87b ist ein Maß von 1,5 ± 0,5 mm und für den Kantenabstand 91 des Festbordes 87a ist ein Maß von 1,2 ± 0,5 mm vorgesehen. Übereinstimmend schließen die Kantenabstände 81, 82 jeweils ein X1- bzw. X2-Maß ein, das von den zugehörigen Y1- und Y2-Maßen übertroffen wird. Das Maß X3 definiert einen für die Fertigung bestimmten Toleranzbereich für das freie Ende des Bördelbordes 87b.
  • Die 8 zeigt zur Verdeutlichung einer Konizität einen Querschnitt der äußeren Kontur der Hülse 76. Danach übertrifft der bördelbordseitige Außendurchmesser D2 den festbordseitigen Außendurchmesser D1. Weiterhin ist zwischen den Außendurchmessern D1 und D2 und einem sich mittig einstellenden Durchmesser D3 folgende Beziehung vorgesehen: (D1+ D2)/2 – D3 ≥ 0,5 mm.
  • Der in 9 gezeigte Messschrieb 94 bezieht sich auf eine Geradheitsmessung der axial verlaufenden konvex querballigen Laufbahnwölbung 86 der Hülse 76. Eine maximale Wölbung stellt sich in dem abgeflachten, die Kontaktzone 88 bildenden Bereich der Laufbahnwölbung 86 ein. Im losen Zustand ist eine Laufbahngeradheit von 0,015 bis 0,04 mm und im eingepressten Zustand eine Laufbahngeradheit von 0,01 bis 0,02 mm vorgesehen.
  • Bezugszeichenliste
  • 71
    Lagerstelle
    72
    Rollenlager
    73
    Wälzkörper
    74
    Ringspalt
    75
    Wälzlaufbahn (innen)
    76
    Hülse
    77
    Welle
    78
    Wälzlaufbahn (außen)
    79
    Käfig
    80
    Bohrung
    81
    Gehäuse
    82a
    Abschnitt
    82b
    Abschnitt
    83a
    Bereich
    83b
    Bereich
    84
    Rotationsachse
    85
    Abschnitt
    86
    Laufbahnwölbung
    87a
    Festbord
    87b
    Bördelbord
    88
    Kontaktzone
    90
    Polygonlager
    91
    Kantenabstand
    92
    Kantenabstand
    93
    Ausstanzung
    94
    Messschrieb
    95
    Schlitz
    96
    Profilierung
    A
    Entlastungsbereich (Bergzone)
    B
    Belastungsbereich (Talzone)
    D1
    Durchmesser
    D2
    Durchmesser
    D3
    Durchmesser
    H
    Hüllkreis
    I
    Innenkreis (Pferchkreis)
    S
    Wandstärke
    S1
    Radialspiel
    Smax
    Radialspiel (maximales)
    X1
    Kantenabstand
    X2
    Kantenabstand
    X3
    Toleranzmaß (Bördelbord)
    Y1
    Kantenabstand
    Y2
    Kantenabstand
    α1
    Winkel
    α2
    Winkel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 4134369 A1 [0002]
    • FR 2789458 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Lagerstelle (71) zur drehbaren Lagerung einer Welle (77) oder Achse in einem Gehäuse (81), wobei die Lagerstelle (71) ein als Rollenlager (72) ausgebildetes Wälzlager mit zumindest einer dem Gehäuse (81) zugeordneten äußeren Hülse (76) aufweist, der eine radial nach innen gewandte äußere Wälzlaufbahn (78) bildet, an dem Wälzkörper (73) geführt sind, die gegenseitig mit einer inneren Wälzlaufbahn (75) einer Welle (77) oder eines inneren Lagerrings zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (76) als äußerer Lagerring einem als Polygonlager (90) gestalteten Rollenlager (72) zugeordnet ist, die wenigstens eine konvexe, querballige Laufbahnwölbung (86) mit einem elastischen Abschnitt (85) einschließt, über den zumindest ein Wälzkörper (73) radial vorgespannt, ohne radiales Spiel an der inneren Wälzlaufbahn (75) elastisch abgestützt ist.
  2. Lagerstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (76) des Polygonlagers (90) zumindest einen radial elastisch ausgeführten, eine Längsballigkeit bildenden Abschnitt (82a, 82b) aufweist.
  3. Lagerstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische, querballig verlaufende Abschnitt (85) der Laufbahnwölbung (86) über eine abgeflachte Kontaktzone (88) an dem Wälzkörper (73) abgestützt ist.
  4. Lagerstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (76) auf einer Seite einen Festbord (87a) und gegenseitig einen Bördelbord (87b) aufweist und die Hülse (76) eine Konizität vorsieht, bei der ein Außendurchmesser D2 an dem Bördelbord (87b) einen Außendurchmesser D1 an dem Festbord (87a) übertrifft.
  5. Lagerstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bord (87a, 87b) der Hülse (76) auf einer radialen Innenseite eine symmetrisch angeordnete Profilierung (96) aufweist.
  6. Lagerstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (76) in einer Übergangszone zwischen einer Außenkontur und dem Festbord (87a) einen Kantenabstand (91) von 1,2 ± 0,5 mm und in einer Übergangszone zwischen der Außenkontur zu dem Bördelbord (87b) einen Kantenabstand (92) von 1,5 ± 0,5 mm vorsieht.
  7. Lagerstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (76) eine Rundheitsabweichung zwischen 0,2 bis 0,35 mm im losen Zustand und eine Rundheitsabweichung von 0,025 bis 0,045 mm gemessen in einem Lehrring aus Stahl aufweist.
  8. Lagerstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die querballige Laufbahnwölbung (86) der Hülse (76) im losen Zustand eine Laufbahngeradheit von 0,015 bis 0,04 mm aufweist und sich im eigepressten Zustand im Entlastungsbereich (A), einer Bergzone, ein Wert von 0,01 bis 0,02 mm und im Belastungsbereich (B), einer Talzone, ein Wert von 0,02 bis 0,04 mm einstellt.
  9. Lagerstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstelle (71) für eine Lenkungslagerung oder für eine Lagerung von einem Wandlerhals eines Drehmomentwandlers in einem Getriebe bestimmt ist.
  10. Verfahren zur Herstellung und zum Einbau eines Rollenlagers (72) in eine Lagerstelle (71) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit folgenden Schritten: – Herstellen der Hülse (76) durch Umformen eines Blechbandes, bei dem gleichzeitig ein Festbord (87a) angeformt wird, sowie eine Profilierung (97) an zumindest einer radialen Innenseite eines Bordes (87a, 87b) angeformt wird; – Anformen eines Bördelbordes (87b) an die Hülse (76); – Einbringen von einer Profilierung (97); – Einfügen der Hülse (76) in eine Matrize zur Bildung einer Polygonform mit einer Rundheitsabweichung und Laufbahnwölbung (86) in den Abschnitten (82a, 82b; 85); – Wärmebehandlung der Hülse (76); – Montage von Komponenten, wie dem geschlitzten Käfig (79) sowie die Wälzkörper (73) in die Hülse (76), zur Fertigstellung des Polygonlagers (90); – Einpressen des Rollenlagers (72) in eine Bohrung (80) eines Gehäuses (81) zur Bildung der Lagerstelle (71).
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