DE102015214486A1

DE102015214486A1 - Schräg-Tonnenrollenlager

Info

Publication number: DE102015214486A1
Application number: DE102015214486.0A
Authority: DE
Inventors: Steffen Breun; Ralf Klopf; Jens Bauer; Benjamin Kaiser
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-07-30
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2017-02-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schräg-Tonnenrollenlager (2) ohne Selbsthaltung durch dessen tonnenförmigen Wälzkörper (10), aufweisend einen Außenring (6) und einen Innenring (4), zwischen denen die Wälzkörper (10) angeordnet sind, sowie eine an einem der Lagerringe (6) fest angeordnete, einen Ringspalt (34) zwischen Außenring (6) und Innenring (4) überbrückende Abdeckkappe (12), deren freie, nach radial innen weisende Ringkante (14) mit einer am jeweils anderen Lagerring (4) ausgebildeten Gegenfläche (16) unter Bildung einer Spaltdichtung zusammenwirkt. Dabei ist vorgesehen, dass die Gegenfläche (16) als eine kreisförmige Umfangsfläche ausgebildet ist, welche sich im Wesentlichen in Montagerichtung (26) von Innenring (4) und Außenring (6) erstreckt, und dass an der Gegenfläche (16) ein radial nach außen abstehender Ringwulst (28) ausgebildet ist, hinter den die freie Ringkante (14) der Abdeckkappe (12) beim Zusammenbau der Lagerringe (4, 6) einrastet. Auf diese Weise dient die Abdeckkappe (12) als Verliersicherung, die das Lager bis zur endgültigen Verwendung zusammenhält, sowie als zusätzliche Abdichtung für das Lager gegen Umwelteinflüsse von außen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schräg-Tonnenrollenlager ohne Selbsthaltung durch dessen tonnenförmigen Wälzkörper, aufweisend einen Außenring und einen Innenring, zwischen denen die Wälzkörper angeordnet sind, sowie eine an einem der Lagerringe fest angeordnete, einen Ringspalt zwischen Außenring und Innenring überbrückende Abdeckkappe, deren freie, nach radial innen weisende Ringkante mit einer am jeweils anderen Lagerring ausgebildeten Gegenfläche unter Bildung einer Spaltdichtung zusammenwirkt.
Schräg-Tonnenrollenlager der genannten Art werden insbesondere dort eingesetzt, wo Fluchtungsfehler, Wellendurchbiegungen oder dergleichen kompensiert werden müssen. Ein typischer Anwendungsbereich für derartige Lager sind Ausrücklager für Kraftfahrzeug-Getriebekupplungen, wo die Fähigkeit zur Selbstausrichtung des Lagers eine Anpassung beispielsweise an Formfehler der Kupplungs-Tellerfeder ermöglicht. Ohne Selbsthaltung durch die Wälzkörper haben sie gegenüber Lagern mit Selbsthaltung den Vorteil, baulich und bezüglich ihres Zusammenbaus einfacher zu sein.
Aus der DE 10 2007 054 290 A1 ist bereits ein Schräg-Tonnenrollenlager bekannt, welches als Ausrücklager für Kraftfahrzeug-Getriebekupplungen dient. Eine dort ebenfalls vorgesehene Abdeckkappe erfüllt einerseits die Aufgabe, das fertig montierte Lager als Lagereinheit zusammenzuhalten, also eine axiale Trennung der Lagerringe bis zu ihrer Endverwendung auszuschließen, andererseits soll die Abdeckkappe während der Nutzung des Lagers eine zusätzliche Abdichtung, beispielsweise gegen Umgebungseinflüsse wie Staub oder dergleichen, bieten. Eine freie, nach radial innen weisende Ringkante der Abdeckkappe umgreift dabei einen flanschartigen Endabschnitt des Innenrings vollständig unter Bildung einer Spaltdichtung, wobei sich bauartbedingt bei einem Kippen eines der Lagerringe gegenüber dem anderen die Spaltgröße und damit die Dichtwirkung dieses Spaltes verhältnismäßig stark verändern kann.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schräg-Tonnenrollenlager der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art vorzustellen, welches bei einer einfachen Gestaltung insbesondere der Abdeckkappe eine weitgehend gleichbleibende Abdichtwirkung bei allen Betriebsbedingungen gewährleistet.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer Ausrichtung der an der Spaltdichtung beteiligten Gegenfläche im Wesentlichen in Montagerichtung des Schräg-Tonnenrollenlagers sich einerseits der Zusammenbau des Lagers vereinfacht, andererseits eine konstruktive Auslegung ermöglicht wird, durch die bei einer Kippbewegung eines der Lagerringe gegenüber dem anderen Lagerring sich der Dichtungsspalt sich nur unwesentlich verändert, wie anhand eines Ausführungsbeispiels noch dargelegt wird.
Demnach geht die Erfindung aus von einem Schräg-Tonnenrollenlager ohne Selbsthaltung durch dessen tonnenförmigen Wälzkörper, aufweisend einen Außenring und einen Innenring, zwischen denen die Wälzkörper angeordnet sind, sowie eine an einem der Lagerringe fest angeordnete, einen Ringspalt zwischen Außenring und Innenring überbrückende Abdeckkappe, deren freie, nach radial innen weisende Ringkante mit einer am jeweils anderen Lagerring ausgebildeten Gegenfläche unter Bildung einer Spaltdichtung zusammenwirkt.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist hierbei vorgesehen, dass die Gegenfläche als eine kreisförmige Umfangsfläche ausgebildet ist, welche sich im Wesentlichen in Montagerichtung (Achsrichtung) von Innenring und Außenring erstreckt, und dass an der Gegenfläche ein radial nach außen abstehender Ringwulst ausgebildet ist, hinter den die freie Ringkante der Abdeckkappe beim Zusammenbau der Lagerringe einrastet.
Es ist ersichtlich, dass beim Zusammenbau eines beispielhaften Schräg-Tonnenrollenlagers der Außenring samt der an diesem befestigten Abdeckkappe auf den Innenring geschoben wird, auf dem die in einem Käfig gehaltenen Wälzkörper angeordnet sind. Hierbei schnappt die nach radial innen weisende Ringkante der Abdeckkappe hinter den nach radial außen abstehenden Ringwulst des Innenrings und befindet sich dann mit geringem radialen Abstand über der Gegenfläche.
Da die Gegenfläche, in einem Längsschnitt durch das Lager gesehen, zumindest annähernd mit einem Kreisbogen um den Kipppunkt der Lagerringe zusammenfällt, verändert sich der Dichtungsspalt zwischen Abdeckkappe und Gegenfläche bei einer Kippbewegung der Lagerringe nur unwesentlich.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die freie Ringkante der Abdeckkappe an einem im Wesentlichen rechtwinklig zur zugeordneten Gegenfläche ausgerichteten Schenkel der Abdeckkappe ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist an der radialen Innenseite der Abdeckkappe ein von dieser axial abgestützter Dichtring angeordnet.
Vorzugsweise ist die Abdeckkappe am Außenumfang eines drehbaren Außenrings befestigt, während die freie Ringkante der Abdeckkappe mit der äußeren, als Gegenfläche dienenden Umfangsfläche eines am drehfesten Innenring ausgebildeten radialen Ringflansches zusammenwirkt.
Der Ringflansch kann so dimensioniert sein, dass die Gegenfläche am Innenring im Wesentlichen auf der radialen Höhe der hohlkugelförmigen Innenlaufbahn des Außenringes liegt, die auch die Bewegung der freien Ringkante bei einer Kippbewegung der Lagerringe bestimmt, womit jegliche Veränderung des Ringspaltes bei einer Kippbewegung der Lagerringe minimiert wird, wie anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt wird. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt
1 einen Teil-Längsschnitt durch ein Schräg-Tonnenrollenlager mit ungeschwenkt ausgerichtetem Innen- und Außenring,
2 eine Darstellung etwa gemäß der 1, mit einem gegenüber dem Innenring nach rechts gekippten Außenring, und
3 eine Darstellung etwa gemäß 1 und 2, mit einem gegenüber dem Innenring nach links gekippten Außenring.
Das in der 1 dargestellte Schräg-Tonnenrollenlager 2 weist einen beispielsweise auf einer nicht dargestellten axial verschiebbar gelagerten Schiebehülse drehfest angeordneten Innenring 4, einen Außenring 6 sowie dazwischen angeordnete, in einem Käfig 8 geführte tonnenförmige Wälzkörper 10 auf. Am Außenumfang des Außenrings 6 ist eine Abdeckkappe 12 fest angeordnet, deren freie, nach radial innen weisende Ringkante 14 mit einer am Außenumfang des Innenringes 4 ausgebildeten Gegenfläche 16 zusammenwirkt. Außerdem überbrückt die Abdeckkappe 12 einen Ringspalt 34 zwischen dem Innenring 4 und dem Außenring 6.
Die freie Ringkante 14 ist so ausgelegt, dass sie mit der Gegenfläche 16 eine kontaktlose Spaltdichtung bildet. Die freie Ringkante 14 ist an einem im Wesentlichen rechtwinklig zur zugeordneten Gegenfläche 16 ausgerichteten Schenkel 15 der Abdeckkappe 12 ausgebildet. An der radialen Innenseite der Abdeckkappe 12 ist etwa axial mittig ein konventioneller Dichtring 18 angeordnet, welcher das Schräg-Tonnenrollenlager 2 gegen eindringenden Schmutz und gegebenenfalls gegen ein Austreten eines in einem Fettraum 20 enthaltenen Schmiermittels abdichtet.
Die mit der freien Ringkante 14 zusammenwirkende, eine Spaltdichtung bildende Gegenfläche 16 ist am Außenumfang eines am drehfesten Innenring 4 ausgebildeten Radialflansches 22 ausgebildet. Auf diese Weise bildet die Gegenfläche 16 eine zur hohlkugelförmigen Laufbahn 24 des Außenringes 6, die auch den Weg der freien Ringkante 12 beim Verkippen des Lagers bestimmt, zumindest annähernd konzentrische Fläche, so dass sich ein Ringspalt zwischen der freien Ringkante 14 der Abdeckkappe 12 und der Gegenfläche 16 beim Verkippen des Tonnenrollenlagers 2 nur unwesentlich ändert.
Zum Zusammenbau des Tonnenrollenlagers 2 wird beispielsweise der Außenring 6 in Richtung des ersten Pfeils 26 (Montagerichtung) auf den mit den Wälzkörpern 10 bestückten Innenring 4 geschoben, wobei die freie Ringkante 14 der Abdeckkappe 12 über einen an der Gegenfläche 6 ausgebildeten radialen Ringwulst 28 geschoben wird und hinter diesem einrastet. Der Ringwulst 28 in Verbindung mit dem abgekröpften Ende der Abdeckkappe 12 verhindert sodann bis zur endgültigen Montage des Tonnenrollenlagers 2 eine axiale Trennung der Lagerringe, so dass das Tonnenrollenlager eine verliersichere Einheit bildet.
2 zeigt eine Darstellung etwa gemäß der 1, wobei jedoch der Außenring 6 gegenüber dem Innenring 4 um einen maximal zulässigen Winkel nach rechts in Richtung des zweiten Pfeils 30 gekippt ist. Wie die 2 erkennen lässt, ist auch in dieser Stellung die von der freien Ringkante 14 in Verbindung mit der Gegenfläche 16 gebildete Spaltdichtung noch wirksam.
3 zeigt wiederum eine Darstellung etwa gemäß den 1 und 2, wobei jedoch der Außenring 6 gegenüber dem Innenring 4 um einen maximal zulässigen Winkel nach links in Richtung des dritten Pfeils 32 gekippt ist. Wie 3 zeigt, ist auch bei dieser Stellung die von der freien Ringkante 14 in Verbindung mit der Gegenfläche 16 gebildete Spaltdichtung noch wirksam. Der an der Gegenfläche 16 ausgebildete Ringwulst 28 kann zugleich einen den maximal zulässigen Kippwinkel begrenzenden Anschlag bilden.
Bezugszeichenliste

2: Schräg-Tonnenrollenlager
4: Innenring
6: Außenring
8: Käfig
10: Tonnenrolle
12: Abdeckkappe
14: Freie Ringkante
15: Schenkel
16: Gegenfläche
18: Dichtring
20: Fettraum
22: Radialflansch
24: Hohlkugelförmige Laufbahn
26: Erster Pfeil (Montagerichtung)
28: radialer Ringwulst
30: Zweiter Pfeil (erste Kipprichtung)
32: Dritter Pfeil (zweite Kipprichtung)
34: Ringspalt

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 102007054290 A1 [0003]

Claims

Schräg-Tonnenrollenlager (2) ohne Selbsthaltung durch dessen tonnenförmigen Wälzkörper (10), aufweisend einen Außenring (6) und einen Innenring (4), zwischen denen die Wälzkörper (10) angeordnet sind, sowie eine an einem der Lagerringe (6) fest angeordnete, einen Ringspalt (34) zwischen Außenring (6) und Innenring (4) überbrückende Abdeckkappe (12), deren freie, nach radial innen weisende Ringkante (14) mit einer am jeweils anderen Lagerring (4) ausgebildeten Gegenfläche (16) unter Bildung einer Spaltdichtung zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenfläche (16) als eine kreisförmige Umfangsfläche ausgebildet ist, welche sich im Wesentlichen in Montagerichtung (26) von Innenring (4) und Außenring (6) erstreckt, und dass an der Gegenfläche (16) ein radial nach außen abstehender Ringwulst (28) ausgebildet ist, hinter den die freie Ringkante (14) der Abdeckkappe (12) beim Zusammenbau der Lagerringe (4, 6) einrastet.
Schräg-Tonnenrollenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Ringkante (14) der Abdeckkappe (12) an einem rechtwinklig zur zugeordneten Gegenfläche (16) ausgerichteten Schenkel (15) der Abdeckkappe ausgebildet ist.
Schräg-Tonnenrollenlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der radialen Innenseite der Abdeckkappe (12) ein von dieser axial abgestützter Dichtring (18) angeordnet ist.
Schräg-Tonnenrollenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckkappe (12) am Außenumfang eines drehbaren Außenrings (6) befestigt ist, und dass die freie Ringkante (14) der Abdeckkappe (12) mit der äußeren, als Gegenfläche (16) dienenden Umfangsfläche eines am drehfesten Innenring (4) ausgebildeten Radialflansches (22) zusammenwirkt.