DE102014204101A1

DE102014204101A1 - Kompakte, integrierte Vorspannvorrichtung für Lager

Info

Publication number: DE102014204101A1
Application number: DE102014204101.5A
Authority: DE
Inventors: William MORATZ
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-04-23
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2014-10-23
Also published as: US20140314361A1

Abstract

Es wird eine vorgespannte Wälzlagereinheit zur Verfügung gestellt. Die Wälzlagereinheit weist einen radial inneren und einen radial äußern Lagerring auf. Der radial innere Lagerring weist eine radial äußere Laufbahn auf und der radial äußere Lagerring weist eine radial innere Laufbahn auf, und eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Kerbe ist mindestens an einer axialen Stirnfläche des radial äußeren Lagerrings oder des radial inneren Lagerrings angeordnet. Die Wälzlagereinheit weist eine Mehrzahl von Wälzkörpern auf, die derart abgestützt ist, dass die Wälzkörper sich an der radial äußeren Laufbahn des radial inneren Lagerrings und der radial inneren Laufbahn des radial äußeren Lagerrings abwälzen können. Ein Vorspannelement ist mindestens teilweise innerhalb der Kerbe angeordnet und erstreckt sich über die axiale Stirnfläche des radial äußeren Lagerrings hinweg.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Anmeldung betrifft ganz allgemein ein Wälzlager und insbesondere ein kompaktes Vorspannelement für ein Wälzlager.
Hintergrund der Erfindung
Wälzlager finden einen weitverbreiteten Einsatz in verschiedenen mechanischen Anwendungen einschließlich auf den Gebieten der Fahrzeugtechnik und bei der Industrie. Vorspannelemente werden in Wälzlager verwendet, um durch radiales oder axiales Spiel zwischen den Wälzkörpern und den Ringen der Wälzlagereinheit verursachte Schwingungen und Geräusche zu reduzieren.
Um eine Vorspannung des Wälzlagers durch Aufbringen einer axialen Kraft auf einen Lagerring zu erreichen, verwenden vorhandene Vorspannelemente u. a. separate, neben dem Lagerring angeordnete Schraubenfedern. Diese Schraubenfedern vergrößern den ins Gesamt benötigten axialen Einbauraum der Wälzlagereinheit, wobei der Bedarf am axialen Raum doppelt so groß sein kann wie bei der Nenngröße des Lagers. Bei vorhandenen Vorspannelementen kann es auch notwendig werden, die Stirnseiten der Lagerringe vor der Montage zu schleifen, wodurch der Aufwand an Zeit und Kosten bei der Herstellung der Wälzlagereinheit erhöht wird.
Zusammenfassung
Es wäre wünschenswert, ein kompaktes, preiswertes und austauschbares Vorspannelement für eine Wälzlagereinheit sowie eine Wälzlagereinheit mit einem solchen Vorspannelement zur Verfügung zu stellen.
Es wird eine vorgespannte Wälzlagereinheit zur Verfügung gestellt. Die vorgespannte Wälzlagereinheit weist einen radial inneren und einen radial äußern Lagerring auf. Der radial innere Lagerring weist eine radial äußere Laufbahn auf und der radial äußere Lagerring weist eine radial innere Laufbahn auf. Eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Kerbe ist mindestens an einer axialen Stirnfläche des radial äußeren Lagerrings oder des radial inneren Lagerrings angeordnet. Eine Mehrzahl von Wälzkörpern ist derart abgestützt, dass die Wälzkörper sich zwischen der radial äußeren Laufbahn des radial inneren Lagerrings und der radial inneren Laufbahn des radial äußeren Lagerrings abwälzen können. Ein Vorspannelement ist mindestens teilweise innerhalb der Kerbe angeordnet und erstreckt sich über die axiale Stirnfläche des radial äußeren Lagerrings oder des radial inneren Lagerrings hinweg.
Nachfolgend, wie auch in den Ansprüchen, sind bevorzugte Anordnungen mit einem oder mehreren Merkmalen der Erfindung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorangegangen Zusammenfassung sowie die nachfolgende „Ausführliche Beschreibung“ werden am besten mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verstanden werden. Die Zeichnungen zeigen:
1 eine Querschnittsansicht einer ersten bevorzugten Ausführung einer Wälzlagereinheit gemäß der Erfindung,
2 eine Querschnittsansicht einer zweiten bevorzugten Ausführung der Wälzlagereinheit gemäß der Erfindung,
3 eine Querschnittsansicht einer dritten bevorzugten Ausführung der Wälzlagereinheit gemäß der Erfindung,
4 eine Querschnittsansicht einer vorgespannten doppelreihigen Wälzlagereinheit, und
5 eine Querschnittsansicht einer vierten bevorzugten Ausführung der Wälzlagereinheit gemäß der Erfindung,
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
Bestimmte, in der nun folgenden Beschreibung verwendete Begriffe dienen lediglich der Bequemlichkeit und sind keineswegs als einschränkend zu verstehen. Die Begriffe „innere“, „äußere“, „nach innen“ und „nach außen“ beziehen sich auf Richtungen zu oder weg von den in den Zeichnungen mit Bezugszahlen gekennzeichneten Teilen. Ein Bezug auf eine Liste von Posten bzw. Teilen mit der Formulierung „mindestens eines von a, b, oder c“, worin a, b und c für die aufgezählten Posten stehen,) bedeutet irgendeinen der aufgelisteten Posten oder eine Kombination aus diesen Posten. Die Terminologie schließt die konkret genannten Begriffe, Ableitungen daraus und Begriffe mit ähnlicher Bedeutung ein.
1 zeigt eine erste bevorzugte Ausführung einer vorgespannten Wälzlagereinheit 1 gemäß der vorliegenden Ausführung. Die vorgespannte Wälzlagereinheit 1 weist einen radial inneren Lagerring 3 und einen radial äußeren Lagerring 5 auf. Der radial innere Lagerring 3 weist eine radial äußere Laufbahn 4 auf, und der radial äußere Lagerring 5 weist eine radial innere Laufbahn 6 auf. Vorzugsweise ist mindestens an einer axialen Stirnfläche des radial äußeren Lagerrings 5 eine Kerbe 7 angeordnet. In einer anderen, in 5 gezeigten Ausführung ist die Kerbe 7 an dem radial inneren Lagerring 3 angeordnet und das Vorspannelement ist mindestens teilweise innerhalb der Kerbe 7 an dem radial inneren Lagerring 3 angeordnet. Vorzugsweise erstreckt sich die Kerbe 7 in einer Umfangsrichtung. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Kerbe aus einer Anordnung von separaten Kerben oder Taschen in der axialen Stirnfläche besteht. Die vorgespannte Wälzlagereinheit 1 weist eine Mehrzahl von Wälzkörpern 2 auf, welche derart abgestützt ist, dass die Wälzkörper 2 sich zwischen der radial äußeren Laufbahn 4 des radial inneren Lagerrings 3 und der radial inneren Laufbahn 6 des radial äußeren Lagerrings 5 abwälzen können.
Ein Vorspannelement 8, 10, 11 ist mindestens teilweise innerhalb der Kerbe 7 angeordnet und erstreckt sich über die axiale Stirnfläche des radial äußeren Lagerrings 5 hinweg. Das Vorspannelement 8, 10, 11 kann in Angriff mit einem Lagergehäuse oder mit einem Lagerring eines anderen Wälzlagers kommen. Wie in 1 gezeigt, kann die Kerbe 7 an einer radial äußeren Ecke des radial äußeren Lagerrings 5 angeordnet sein. Alternativ, wie in 2 gezeigt, kann die Kerbe 7 eine Nut in der axialen Stirnfläche des radial äußeren Lagerrings 5 sein. Wie in den 1–3 gezeigt, kann das Vorspannelement 8, 10, 11 ein Element 8 aus einem Elastomer, eine Blatt- oder Tellerfeder 10, ein O-Ring 11, oder ein anderer, eine geeignete Elastizität aufweisender Körper sein. Die Vorspannung auf dem Lagerring kann durch Ersetzen des Vorspannelements durch ein anderes Vorspannelement mit einer anderen Steifigkeit eingestellt werden. Zum Beispiel könnte das Elastomer-Element 8 aus verschiedenen wärmeaushärtenden Elastomer-Werkstoffen gefertigt werden, um verschiedene Vorspannungen zu ermöglichen, oder es könnten auch Federn 10 mit verschiedenen Federkonstanten verwendet werden.
Gemäß einer anderen, in 4 gezeigten Ausführung der Erfindung wird eine vorgespannte, doppelreihige Wälzlagereinheit 1‘ mit einer „O“-Anordnung zur Verfügung gestellt. In Ausführungen mit Schrägwälzlagern ist die Kerbe 7 an einer nicht ausgesparten Stirnfläche des Lagerrings vorgesehen. In dieser Ausführung ist für jeden der radial äußeren Lagerringe 5 ein Vorspannelement vorgesehen, wobei die Vorspannelemente gegenseitig eine Druckkraft aufeinander ausüben. Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, können alternative Ausführungen einer doppelreihigen Wälzlagereinheit ein einziges Vorspannelement aufweisen. Zusätzlich kann ein Abstandhalter zwischen den Lagern der vorgespannten doppelreihigen Wälzlagereinheit vorgesehen sein, und jedes Vorspannelement kann eine Druckkraft auf den Abstandhalter ausüben. Alternative Ausführungen können auch eine vorgespannte doppelreihige Wälzlagereinheit in einer „X“-Anordnung aufweisen. In der Ausführung mit einer „X“-Anordnung ist das jeweilige Vorspannelement jedes Lagerrings an einer axialen Stirnfläche des Lagerrings angeordnet, welche gegenüber von dem benachbarten Lagerring liegt.
Nach der vorhergehenden ausführlichen Beschreibung verschiedener Ausführungen der vorliegenden Wälzlagereinheit wird es dem Fachmann klar und naheliegend sein, dass zahlreiche Änderungen, von denen nur einige in der vorhergehenden ausführlichen Beschreibung beispielhaft angeführt sind, in einer Lagereinheit gemäß der Erfindung vorgenommen werden könnten, ohne die hierin verkörperten erfinderischen Ideen und Prinzipien zu verändern. Aus diesem Grund müssen die vorliegenden Ausführungen der Erfindung in jeder Hinsicht als erklärend und nicht als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die angeführten Ansprüche angegeben wird und nicht durch die vorhergehende Beschreibung, so dass alle Änderungen, die im Sinne der Ansprüche liegen und gleichwertig mit diesen sind, durch die Ansprüche abgedeckt sind.
Bezugszeichenliste

1: Vorgespannte Wälzlagereinheit
1‘: Vorgespannte doppelreihige Wälzlagereinheit
2: Wälzkörper
3: Radial innerer Lagerring
4: Radial äußere Laufbahn
5: Radial äußerer Lagerring
6: Radial innere Laufbahn
7: Kerbe
8: Element aus Elastomer
9: Nut
10: Blattfeder
11: O-Ring

Claims

Vorgespannte Wälzlagereinheit mit einem radial inneren und einem radial äußern Lagerring, wobei der radial innere Lagerring eine radial äußere Laufbahn aufweist und der radial äußere Lagerring eine radial innere Laufbahn aufweist; einer mindestens an einer axialen Stirnfläche des radial äußeren Lagerrings oder des radial inneren Lagerrings angeordneten Kerbe: einer Mehrzahl von Wälzkörpern, die derart abgestützt ist, dass die Wälzkörper sich zwischen der radial inneren Laufbahn des radial äußeren Lagerrings und der radial äußeren Laufbahn des radial inneren Lagerrings abwälzen können und einem mindestens teilweise innerhalb der Kerbe angeordneten Vorspannelement, welches sich über die axiale Stirnfläche des radial äußeren Lagerrings oder des radial inneren Lagerrings hinweg erstreckt.
Vorgespannte Wälzlagereinheit nach Anspruch 1, wobei die Kerbe sich in einer Umfangsrichtung erstreckt und an einer radial äußeren Ecke des radial äußeren Lagerrings angeordnet ist.
Vorgespannte Wälzlagereinheit nach Anspruch 2, wobei das Vorspannelement eine Blattfeder ist.
Vorgespannte Wälzlagereinheit nach Anspruch 2, wobei das Vorspannelement eine Tellerfeder ist.
Vorgespannte Wälzlagereinheit nach Anspruch 2, wobei das Vorspannelement ein Elastomer-Element ist.
Vorgespannte Wälzlagereinheit nach Anspruch 1, wobei die Kerbe sich in einer Umfangsrichtung erstreckt, und das Vorspannelement ein O-Ring ist.
Vorgespannte Wälzlagereinheit nach Anspruch 1 wobei die Kerbe eine Nut in der axialen Stirnfläche des radial äußeren Lagerrings ist.
Vorgespannte Wälzlagereinheit nach Anspruch 7, wobei das Vorspannelement ein in der Nut angeordneter O-Ring ist.