DE102015210658A1

DE102015210658A1 - Vorspanneinrichtung für ein axial vorspannbares Wälzlager

Info

Publication number: DE102015210658A1
Application number: DE102015210658.6A
Authority: DE
Inventors: Roland Lippert; Sebastian Langhans
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2016-12-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorspanneinrichtung für ein axial vorspannbares Wälzlager (1), welches einen Außenring (2), einen Innenring (3) und radial dazwischen angeordnete Wälzkörper (4) aufweist, wobei die Vorspanneinrichtung wenigstens ein federndes Element (8) aufweist, welches auf den Innenring oder den Außenring des Wälzlagers (1) eine axiale Vorspannkraft ausübt. Um eine vormontierte Baueinheit aus dem Wälzlager (1) und der Vorspanneinrichtung zur Verfügung zu stellen, ist vorgesehen, dass das wenigstens eine federnde Element (8) mit einem Teil seiner axialen Länge baulich in den Außenring (2) oder in den Innenring (3) des Wälzlagers (1) integriert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorspanneinrichtung für ein axial vorspannbares Wälzlager, welches einen Außenring, einen Innenring und radial dazwischen angeordnete Wälzkörper aufweist, wobei die Vorspanneinrichtung wenigstens ein federndes Element aufweist, welches auf den Innenring oder den Außenring des Wälzlagers eine axiale Vorspannkraft ausübt. Eine derartige Vorspanneinrichtung ist beispielsweise aus der DE 34 37 349 A1 bekannt.
Für den schlupffreien Betrieb von Wälzlagern ist eine Mindestbelastung desselben notwendig. Bei vielen Anwendungen, beispielsweise bei lastfreien Schaltzuständen von Getrieben oder bei Motorlagerungen, lässt sich diese Bedingung nicht immer einhalten. Um das Risiko von Schäden auszuschließen, die durch Schlupf verursacht werden, können anwenderseitig beispielsweise Federelemente in ein das Wälzlager aufnehmendes Gehäuse eingebaut werden, welche auf den Außenring oder den Innenring des Wälzlagers wirken, um die empfohlene Mindestbelastung bei lastfreien Zuständen zu erzeugen. Dies ist in der Regel aufwendig, da genormte Federelemente in der passenden Geometrie und mit den passenden Federkennlinien oft dort nicht zur Verfügung stehen und/oder aufwendige Anpassungen an einer Welle oder dem das Wälzlager aufnehmenden Gehäuse vorgenommen werden müssen.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorspanneinrichtung für ein axial vorspannbares Wälzlager vorzustellen, die nicht beim Käufer eines Wälzlagers bereitgestellt und dort eingebaut werden muss, sondern die vom Lagerhersteller bereits an dem Wälzlager anmontiert wird.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorspanneinrichtung an einem Wälzlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Ansprüche 2 bis 4 definiert.
Demnach geht die Erfindung aus von einer Vorspanneinrichtung für ein axial vorspannbares Wälzlager, welches einen Außenring, einen Innenring und radial dazwischen angeordnete Wälzkörper aufweist, wobei die Vorspanneinrichtung wenigstens ein federndes Element aufweist, welches auf den Innenring oder den Außenring des Wälzlagers eine axiale Vorspannkraft ausübt. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist vorgesehen, dass das wenigstens eine federnde Element mit einem Teil seiner axialen Länge baulich in den Außenring oder in den Innenring des Wälzlagers integriert ist.
Das erfindungsgemäße Wälzlager mit in den Außenring oder den Innenring integriertem federndem Element lässt sich im Lieferzustand durch den Käufer des Wälzlagers in eine Maschine problemlos einbauen und mit der empfohlenen Mindestlast vorspannen. Somit muss der Kunde eines Lagerherstellers keinen diesbezüglich konstruktiven sowie montagetechnischen Aufwand betreiben, denn er erhält eine bereits einbaufertige Lösung.
Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine federnde Element als Axialfederring ausgebildet ist, dass das federnde Element in einer axial stirnseitigen Nut im Außenring oder im Innenring eingesetzt ist, dass das federnde Element mit seinem freien Ende axial aus der Nut hervorragt, und dass das federnde Element an zumindest einer Hinterschneidung unverlierbar gehalten ist, welche in der stirnseitigen Nut des Außenrings oder des Innenrings ausgebildet ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das federnde Element aus mehreren zylindrischen Schraubenfedern besteht, die jeweils in einer stirnseitigen Axialbohrung im Außenring oder im Innenring angeordnet sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von vier, in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen weiter erläutert. In der Zeichnung zeigt
1 einen axialen Teilschnitt durch ein Kegelrollenlager mit einer Vorspanneinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 einen axialen Teilschnitt durch ein Kegelrollenlager mit einer Vorspanneinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
3 einen axialen Teilschnitt durch ein Kegelrollenlager mit einer Vorspanneinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform, und
4 einen axialen Teilschnitt durch ein Kegelrollenlager mit einer Vorspanneinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.
Die 1 bis 4 zeigen zwar alle ein Kegelrollenlager, jedoch ist die Erfindung bei allen Arten von Wälzlagern anwendbar, nämlich bei Radiallagern und Axiallagern, insbesondere bei Kugellagern und Kegelrollenlagern, bei Schrägrollenlagern, und bei Axial-Zylinderrollenlagern und Axialpendelrollenlagern jeweils in Lastrichtung.
Die in 1 dargestellte erste Ausführungsform zeigt ein als Kegelrollenlager ausgebildetes Wälzlager 1, welches einen Außenring 2, einen Innenring 3 und radial dazwischen angeordnete kegelförmige Wälzkörper 4 aufweist, die mittels eines Käfigs 5 geführt sind. An einer axialen Stirnfläche des Außenrings 2 ist eine ringförmige Nut 6 mit einer Hinterschneidung 7 ausgebildet. Ein als Tellerfeder ausgebildetes federndes Element 8 greift in die Nut 6 ein, wobei das federnde Element 8 durch die Hinterschneidung 7 am Außenring 2 unverlierbar gehalten ist. Das als Tellerfeder ausgebildete federnde Element 8 ragt axial geringfügig aus der Nut 6 hervor und bewirkt im Einbauzustand des Wälzlagers 1 durch ein leichtes axiales Zusammenpressen des federnden Elements 8 eine geforderte axiale Vorspannung des Wälzlagers 1.
Das Wälzlager 9 gemäß 2 ist ebenfalls als ein Kegelrollenlager ausgebildet, welches einen Innenring 3, die als Kegelrollen ausgebildeten sowie in dem Käfig 5 geführte Wälzkörper 4, und einen Außenring 10 aufweist. Der Außenring 10 weist an einer axialen Stirnseite sowie an seiner radial äußeren Umfangsfläche eine abgewinkelte, kreisförmige Nut 11 auf. Diese winklige Nut 11 weist im radial äußeren Bereich eine Hinterschneidung 12 auf. Das federnde Element 13 ist als ein federnder Winkelring ausgebildet, dessen federnd wirksamer, in Wesentlichen radial ausgerichteter Schenkel 13a etwas axial über die axiale Stirnfläche des Außenrings 10 hinausragt, und dessen axial abgewinkelter Schenkel 13b in die Hinterschneidung 12 eingreift. Durch den Eingriff in die Hinterschneidung 12 ist das als federnder Winkelring ausgebildete federnde Element 13 am Außenring 10 unverlierbar festgehalten. Die axiale Vorspannung dieses Wälzlagers 9 ergibt sich in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1.
Das in 3 dargestellte Wälzlager 14 ist ebenfalls als Kegelrollenlager ausgebildet. Es weist einen Innenring 3, einen Außenring 15 sowie als Kegelrollen ausgebildete und in einem Käfig 5 geführte Wälzkörper 4 auf. Der Außenring 15 des Wälzlagers 14 weist an einer axialen Stirnseite eine kreisförmige Nut 16 auf, in der ebenfalls eine Hinterschneidung 17 ausgebildet ist. Ein als Tellerfeder ausgebildetes federndes Element 18 wird mittels der Hinterschneidung 17 am Außenring 15 gehalten und bewirkt, wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 und 2 beschrieben, die geforderte axiale Vorspannung des Wälzlagers 14 im Einbauzustand.
Auch das Wälzlager 19 gemäß 4 ist als Kegelrollenlager ausgebildet und verfügt über einen Innenring 3, kegelförmige, in einem Käfig 5 geführte Wälzkörper 4, und einen Außenring 20. Dieser Außenring 20 weist an einer axialen Stirnseite mehrere gleichmäßig über den Umfang des Außenrings 20 verteilt angeordnete Axialbohrungen 21 auf, in die jeweils eine zylindrische Schraubenfeder eingesetzt sind. Diese Schraubenfedern bilden zusammen definitionsgemäß das federnde Element 22 der Vorspanneinrichtung. Bei dieser Ausführungsform bewirkt daher das aus zylindrischen Schraubenfedern ausgebildete federnde Element 22 die geforderte axiale Vorspannung des Wälzlagers 19 im Einbauzustand.
Es ist ersichtlich, dass sich die beschriebenen federnden Elemente 8, 13, 18, 22 in analoger Weise auch am Innenring 3 anordnen lassen, sofern der Innenring 3 auf der Welle mit einem Schiebesitz axial beweglich angeordnet ist.
Alle in der vorstehenden Figurenbeschreibung, in den Ansprüchen und in der Beschreibung genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander einsetzbar. Die Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen und beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
Bezugszeichenliste

1: Wälzlager
2: Außenring
3: Innenring
4: Wälzkörper
5: Käfig
6: Kreisförmige Nut am Außenring 2
7: Hinterschneidung in der Nut 6
8: Federndes Element, Tellerfeder
9: Wälzlager
10: Außenring
11: Winklige Nut am Außenring 10
12: Hinterschneidung in der Nut 11
13: Federndes Element, federnder Winkelring
13a: Federnder Schenkel
13b: In die Hinterschneidung eingreifender Schenkel
14: Wälzlager
15: Außenring
16: Nut am Außenring 15
17: Hinterschneidung in der Nut 16
18: Federndes Element, Tellerfeder
19: Wälzlager
20: Außenring
21: Axialbohrung am Außenring 20
22: Federndes Element, zylindrische Schraubenfeder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3437349 A1 [0001]

Claims

Vorspanneinrichtung für ein axial vorspannbares Wälzlager (1, 9, 14, 19), welches einen Außenring (2, 10, 15, 20), einen Innenring (3) und radial dazwischen angeordnete Wälzkörper (4) aufweist, wobei die Vorspanneinrichtung wenigstens ein federndes Element (8, 13, 18, 22) aufweist, welches auf den Innenring oder den Außenring des Wälzlagers (1, 9, 14, 19) eine axiale Vorspannkraft ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine federnde Element (8, 13, 18, 22) mit einem Teil seiner axialen Länge baulich in den Außenring (2, 10, 15, 20) oder in den Innenring (3) integriert ist.
Vorspanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine federnde Element (8, 13, 18) als Axialfederring ausgebildet ist, dass das federnde Element (8, 13, 18) in einer axial stirnseitigen Nut (6, 11, 16) im Außenring (2, 10, 15, 20) oder im Innenring (3) eingesetzt ist, dass das federnde Element (8, 13, 18) mit seinem freien Ende axial aus der Nut (6, 11, 16) hervorragt, und dass das federnde Element (8, 13, 18) an zumindest einer Hinterschneidung (7, 12, 17) unverlierbar gehalten ist, welche in der stirnseitigen Nut (6, 11, 16) des Außenrings (2, 10, 15, 20) oder des Innenrings (3) ausgebildet ist.
Vorspanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das federnde Element (22) aus mehreren zylindrischen Schraubenfedern besteht, die jeweils in einer stirnseitigen Axialbohrung (21) im Außenring (20) oder im Innenring (3) angeordnet sind.
Verwendung der Vorspanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in einem Kegelrollenlager (1, 9, 14, 19).