DE10201530A1 - Gehäuse mit daran befestigtem Lager - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse (1), insbesondere ein Gehäuse (1) eines Aggregates (10) für eine elektronisch geregelte Bremsanlage, wie sie für Kraftfahrzeuge geeignet ist. Bei derartigen Aggregaten (10) ist innerhalb einer Gehäusebohrung (2) des Gehäuses (1) häufig eine Welle (3) mittels zumindest eines Lagers (20) drehbar gelagert. Zur Vereinfachung der Lagerbefestigung sowie zur Verbesserung des Lagersitzes im Gehäuse (1) ist das Lager (20) mittels einer durch eine Umformbearbeitung erzeugte formschlüssige Verbindung im Gehäuse (1) befestigt. Vorzugsweise wird die formschlüssige Verbindung bereits bei der Montage des Lagers (20) erzeugt, wobei sie insbesondere als Clinch- oder Verstemmverbindung ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse, insbesondere ein Gehäuse eines Aggregates für eine elektronisch geregelte Bremsanlage. Bei derartigen Bremsanlagen, die vor allem für Kraftfahrzeuge geeignet sind, sind verschiedene Fahrerassi­ stenzsysteme bzw. Regelalgorithmen bekannt, wie beispielsweise Anti-Blockiersysteme (ABS), Antriebsschlupfregelungen (ASR), elektronische Stabilitätsprogramme (ESP) oder elektro­ hydraulische Bremsanlagen (EHB).

Beispielsweise aus der DE 197 20 615 C1 ist ein Pumpenaggregat für schlupfgeregelte Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen bekannt, bei dem in einer Bohrung eines Gehäuses eine Motorwelle dreh­ bar gelagert ist. Dabei ist die Motorwelle mittels zweier Wälzlager in der Gehäusebohrung aufgenommen. Die Wälzlager sind dazu jeweils mit Presspassung in der Gehäusebohrung befe­ stigt. Zusätzlich ist für eines der Wälzlager ein Axialan­ schlag in Form eines Absatzes in die Gehäusebohrung einge­ formt. Dieser Axialanschlag erfordert zunächst einen uner­ wünscht hohen Fertigungsaufwand. Darüber hinaus erweist sich die Wälzlagerbefestigung mittels Presspassungen als nachtei­ lig, da innerhalb derartiger Pumpenaggregate sehr hoher Tempe­ raturunterschiede auftreten können. Insbesondere bei Verwen­ dung unterschiedlicher Materialien für das Gehäuse und die Wälzlager und der daraus resultierenden verschiedenen Tempera­ turausdehnungskoeffizienten ist die Auslegung der Presspassun­ gen in der Praxis kaum zufriedenstellend möglich. Damit ist die sichere Befestigung der Wälzlager im Gehäuse nicht dauer­ haft gewährleistet. Um angesichts dessen dennoch eine Presspassung zur Wälzlagerbefestigung zu verwenden ist zwangs­ läufig ein sehr großes Lagerspiel erforderlich, das eine sehr hohe Geräuschemission zur Folge hat.

Ferner sind auch gattungsgemäße Gehäuse mit Wälzlagern be­ kannt, wobei die Wälzlager mittels zusätzlicher Befestigungse­ lemente im Gehäuse fixiert sind. Als solche Befestigungsele­ mente werden beispielsweise Toleranz-, Sicherungsringe und ähnliche Bauteile verwendet. Dies erhöht nachteilig den Bau­ teil- und Montageaufwand.

Ausgehend davon besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Gehäuse mit daran befestigtem Lager anzugeben, wobei die La­ gerbefestigung ohne die Verwendung zusätzlicher Befestigungse­ lemente mit geringem Montageaufwand realisierbar ist und der Lagersitz unabhängig von Temperatureinflüssen ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Gehäuse, insbesondere ei­ nes Aggregats für eine elektronisch geregelte Bremsanlage, mit einer Gehäusebohrung, in der ein Lager befestigt ist, welches eine Welle drehbar im Gehäuse lagert. Vorteilhaft handelt es sich dabei um ein Motor-Pumpen-Aggregat einer elektronisch regelbaren Bremsanlage für Kraftfahrzeuge. Das Lager ist mittels einer durch eine Umformbearbeitung erzeug­ ten formschlüssigen Verbindung im Gehäuse befestigt. Auf zu­ sätzliche Befestigungselemente kann damit vorteilhaft ver­ zichtet werden. Die formschlüssige Verbindung gewährleistet ferner einen dauerhaft sicheren Lagersitz. Dies gilt auch bei Verwendung unterschiedlicher Materialien für das Gehäuse und das Lager in Verbindung mit starken Temperatureinflüssen. Das Lager kann bevorzugt als Wälzlager ausgebildet sein. Analog sind aber auch andere Lagerbauformen, z. B. Gleitlager, an­ wendbar.

Eine bevorzugte Ausführung des Gehäuses mit Lager wird da­ durch erreicht, dass an der außenliegenden Mantelfläche des Lagers eine Hinterschnittkontur ausgebildet ist, in die im endmontierten Zustand umgeformtes Gehäusematerial formschlüs­ sig eingreift. Dazu wird Gehäusematerial während der Umform­ bearbeitung in die Hinterschnittkontur im Lager eingeformt. Dies setzt voraus, dass das Lagermaterial härter bzw. wider­ standsfähiger als das Gehäusematerial ist. Es entsteht somit eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen Lager und Gehäuse. Die Hinterschnittkontur ist beispielsweise als umlaufende Nut am Lageraußenumfang ausgebildet. Es sind aber auch alternative Profilierungen am Lageraußenumfang möglich, die eine formschlüssige Verbindung zum Gehäuse gestatten.

Zur Reduzierung des Montage- bzw. Fertigungsaufwands ist vor­ gesehen, dass während der Montage des Lagers in der Gehäuse­ bohrung Gehäusematerial in die Hinterschnittkontur eingeformt wird. Somit wird die Umformung von Gehäusematerial bereits während der eigentlichen Montage des Lagers vorgenommen. Da­ bei übersteigen die Abmessungen der Hinterschnittkontur am Lageraußenumfang zumindest abschnittsweise den Durchmesser der Gehäusebohrung, so dass beim Einsetzen des Lagers Gehäu­ sematerial verformt wird. Insgesamt kann dadurch eine zusätz­ lich Umformbearbeitung vorteilhaft entfallen.

Eine Weiterbildung des Gehäuses mit Lager ergibt sich da­ durch, dass die Hinterschnittkontur in einem axialen Endab­ schnitt des Lagers ausgebildet ist. Damit verbleibt eine aus­ reichender Anteil der zylinderförmigen Mantelfläche des La­ gers, um dieses innerhalb der Gehäusebohrung zu zentrieren. Die formschlüssige Verbindung des Lagers im Gehäuse ist vor­ zugsweise als Clinchverbindung ausgebildet. Alternativ kann auch eine Verstemmverbindung vorgesehen sein. Für derartige Verbindungsarten lässt sich auf besonders einfachem Wege die Umformbearbeitung realisieren, beispielsweise integriert in die Lagermontage.

Eine bevorzugte Variante des Gehäuses mit Lager sieht vor, dass die Hinterschnittkontur an der Lagermantelfläche im Querschnitt radiale Erhebungen und Vertiefungen aufweist, so dass sich das Lager besonders wirkungsvoll im Gehäuse ver­ krallen kann. Dabei verläuft die Hinterschnittkontur vorzugs­ weise wellenförmig. Alternativ kann die Hinterschnittkontur auch sägezahnartig bzw. tannenbaumförmig ausgebildet sein. Derartige Hinterschnittkonturen erweisen sich auf der einen Seite problemlos bei der Lagermontage und auf der anderen Seite garantieren sie einen guten Formschluß.

Eine vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen Lagerbefe­ stigung im Gehäuse ergibt sich bei Gehäusen von Motor-Pumpen- Aggregaten innerhalb vom Kraftfahrzeugbremsanlagen ist. Bei derartigen Aggregaten erweist es sich vor allem als günstig, dass die formschlüssige Lagerbefestigung neben den bereits genannten Vorteilen auch druckdicht ist. Somit wird das Ge­ häuse zuverlässig gegenüber der Umgebung abgedichtet.

Weitere vorteilhafte Detailmerkmale ergeben sich aus der Dar­ stellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles in den Figuren, das im folgenden näher erläutert wird.

Es zeigt:

Fig. 1 in einer Schnittansicht das erfindungsgemäße Gehäuse mit daran zu befestigenden Lagern vor dem Zusammenbau,

Fig. 2 in Schnittansicht die aus Fig. 1 bekannte Anordnung im zusammengebauten Zustand und

Fig. 3 in vergrößerter Schnittansicht eine in Fig. 2 links un­ ten dargestellten Einzelheit X.

Die Figuren zeigen das Gehäuse 1 eines Motor-Pumpen-Aggregats 10, welches sich insbesondere für den Einsatz innerhalb von elektronisch geregelten Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen eig­ net. Das Gehäuse 1 weist eine Gehäusebohrung 2 auf, in der eine Welle 3 mittels zumindest eines Lagers 20 drehbar gela­ gert ist. Die Welle 3 dient dabei dem Antrieb einer Pumpe und steht vorzugsweise mit einem nicht gezeigten Motor in Verbin­ dung. Dazu ist an der Welle 3 ein Exzenter 4 mit Exzenterla­ ger 5 befestigt, der mit einem verschiebbar im Gehäuse 1 ge­ lagerten Kolben 6 zusammenwirkt. Der Kolben 6 ist Bestandteil einer nicht gezeigten Kolbenpumpe, die durch die Welle 3 mit Exzenter 4 angetrieben wird. Weiterhin ist an der Welle 3 ein Unwuchtgewicht 7 angeordnet, um die durch den Exzenter 4 ver­ ursachte Unwucht an der Welle 3 auszugleichen.

Zur Lagerung der Welle 3 im Gehäuse 1 sind zwei Lager 20 vor­ gesehen, die vorzugsweise als Wälzlager ausgebildet sind. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Lagerarten denkbar. Je­ des Lager 20 ist formschlüssig innerhalb der Gehäusebohrung 2 befestigt. Dazu ist an der außenliegenden Mantelfläche 21 des Lagers 20 bzw. des Lageraußenringes 23 eine Hinterschnittkon­ tur 22 eingeformt, in die im endmontierten Zustand nach Fig. 2 durch Umformung verdrängtes Gehäusematerial 11 formschlüs­ sig eingreift. Die Hinterschnittkontur 22 umfasst vorzugswei­ se eine umlaufende Nut 24 oder eine sonstige geeignete Profi­ lierung, die vom plastisch umgeformten Gehäusematerial 11 formschlüssig hintergriffen werden kann. Eine solche Hinter­ schnittkontur 22 weist vorzugsweise radial sich erstreckende Erhebungen und Vertiefungen auf. Insbesondere ist die Hinter­ schnittkontur wellenförmig, sägezahnartig oder tannenbaumför­ mig ausgebildet. Lager 20 mit derartigen Hinterschnittkontu­ ren sind einfach zu montieren und garantieren einen guten Formschluss zwischen Gehäuse 1 und Lager 20.

Bei der formschlüssigen Verbindung zwischen Lager 20 und Ge­ häuse 1 handelt es sich insbesondere um eine Clinch- bzw. Verstemmverbindung, die während der Montage des Lagers 20 er­ zeugt wird. Damit kann vorteilhaft auf eine zusätzliche Um­ formbearbeitung verzichtet werden. Bei der Montage des Lagers 20 in Pfeilrichtung P wird durch die Hinterschnittkontur 22 Gehäusematerial 11 plastisch verformt, so dass sich die form­ schlüssige Verbindung dauerhaft einstellt. Voraussetzung da­ für ist, dass der Gehäusewerkstoff gegenüber dem Lagerwerk­ stoff eine geringere Härte bzw. Widerstandsfähigkeit auf­ weist. Beispielsweise kann das Gehäuse 1 aus Leichtmetall, vorzugsweise Aluminium, und das Lager 20 aus einem Stahlwerk­ stoff bestehen. Im einzelnen umfasst die Hinterschnittkontur 22 zumindest einen Abschnitt 25 mit größeren Außenabmessungen als der Innendurchmesser 8 der Gehäusebohrung 2. Dieser Ab­ schnitt ist insbesondere als Absatz 25 ausgebildet, der beim Einpressen des Lagers 20 in die Gehäusebohrung 2 das Gehäuse 1 partiell plastisch verformt, wobei verdrängtes Gehäusemate­ rial 11 in die umlaufende Nut 24 fließt. Die daraus resultie­ rende formschlüssige Verbindung zwischen Lager 20 und Gehäuse 1 ist unempfindlich gegenüber Temperatureinflüssen und ge­ währleistet dauerhaft einen sicheren sowie positionsgenauen Lagersitz.

Die Hinterschnittkontur 22 an der Mantelfläche 21 des Lagers 20 ist bevorzugt an einem axialen Endabschnitt 26 des Lagers 20 vorgesehen. Dadurch verbleibt noch ein ausreichend großer Abschnitt der zylindrischen Mantelfläche 21. Dieser zylindri­ sche Abschnitt der Mantelfläche 21 wird vorteilhaft zur Zen­ trierung des Lagers 20 innerhalb der Gehäusebohrung 2 ge­ nutzt.

Claims (8)

1. Gehäuse (1), insbesondere eines Aggregats für eine elek­ tronisch geregelte Bremsanlage, mit einer Gehäusebohrung (2), in der ein Lager (20) befestigt ist, welches eine Welle (3) drehbar im Gehäuse (1) lagert, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Lager (20) mittels einer durch eine Umformbearbeitung erzeugten formschlüssigen Verbindung (11, 22, 24, 25) im Gehäuse (1) befestigt ist.

2. Gehäuse (1) mit Lager (20) nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass an der außenliegenden Mantelfläche (21) des Lagers (22) eine Hinterschnittkontur (22) aus­ gebildet ist, in die im endmontierten Zustand umgeform­ tes Gehäusematerial (11) formschlüssig eingreift.

3. Gehäuse (1) mit Lager (20) nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Hinterschnittkontur (22) in einem axialen Endabschnitt (26) des Lagers (20) ausgebildet ist.

4. Gehäuse (1) mit Lager (20) nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass während der Montage des Lagers (20) in der Gehäusebohrung (2) Gehäusematerial (11) in die Hinterschnittkontur (22, 24) eingeformt wird.

5. Gehäuse (1) mit Lager (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüs­ sige Verbindung (11, 22, 24, 25) als Clinchverbindung gestaltet ist.

6. Gehäuse (1) mit Lager (20) nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterschnittkontur (22, 24) radiale Erhebungen (25) und Vertiefungen (24) aufweist, wobei die Hinterschnittkontur (22, 24) insbe­ sondere wellenförmig verläuft.

7. Gehäuse (1) mit Lager (20) nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterschnittkontur (22, 24) sägezahnartig bzw. tannenbaumförmig ausgebildet ist.

8. Gehäuse (1) mit Lager (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) Bestandteil eines Motor-Pumpen-Aggregats (10) ist.