DE102016203490A1

DE102016203490A1 - Schrägschulterlager mit Verliersicherung gegen Auseinanderfallen

Info

Publication number: DE102016203490A1
Application number: DE102016203490.1A
Authority: DE
Inventors: Vijay Dalvi
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-03-03
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2017-09-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein spanlos hergestelltes Schrägschulterlager (1), das als ein Lenkungslager eingesetzt ist und einen Außenring (2), einen Innenring (3) sowie auf Laufbahnen (4, 5) der Lagerringe (2, 3) geführte und in einem Wälzkörperkäfig (7) geführte Wälzkörper (6) umfasst. Eine Verliersicherung unterbindet ein Auseinanderfallen aller Bauteile des Schrägschulterlagers (1), die mehrere umfangsverteilt angeordnete, an dem Innenring (4) und dem Außenring (5) angeformte Vorsprünge (8, 9) aufweist, die eine innere Kontur (11) oder eine äußere begrenzende Kontur (10) des Wälzkörperkäfigs (7) radial überdecken.

Description

Die Erfindung betrifft ein spanlos hergestelltes Schrägschulterlager, eingesetzt als ein Lenkungslager, bestehend aus einem Außenring und einem Innenring, zwischen denen auf Laufbahnen als Lagerkugeln ausgebildete, in einem Wälzkörperkäfig geführte Wälzkörper abwälzen, wobei eine Verliersicherung ein Auseinanderfallen aller Bauteile des Schrägschulterlagers verhindert.
Derartige spanlos hergestellte Schrägschulterlager eignen sich als Lenkungslager aufgrund eines geringen Reibmoments und einer relativ hohen Steifigkeit. Weiterhin sind diese insbesondere als Schrägkugellager aufgebauten Lager einfach montierbar. Da die Schrägschulterlager Axialkräfte nur in einer Richtung aufnehmen, ist bei Anwendung als Lenkungslager ein zweites Schrägschulterlager erforderlich, das Axialkräfte in der entgegengesetzten Richtung aufnimmt. Für den Transport und zur vereinfachten Montage der Schrägschulterlager ist es sinnvoll, dass dieses zwei Lagerringe einschließende Lager verliergesichert zusammengehalten ist.
Aus der DE 38 08 556 A1 ist ein Schrägschulterlager bekannt, dessen Lagerringe mit den dazwischen abwälzenden Lagerkugeln durch eine Kunststoffbuchse zusammengehalten sind. Diese Buchse umgreift in radialer Richtung den inneren Lagerring und weist wenigstens eine Haltenase auf, die in axialer Richtung hervorsteht und den äußeren Lagerring überdeckt, so dass in Verbindung mit einem zusätzlichen Bauteil eine unverlierbare Baueinheit gebildet ist.
Die US 4 765 762 A zeigt eine Lageranordnung, bei der Innenring und Außenring miteinander verschnappt sind. Dies erfolgt derart, dass der Innenring einen über den gesamten Umfang sich erstreckenden dreieckförmigen Vorsprung aufweist, während der Außenring an drei voneinander beabstandeten Umfangsstellen einen Vorsprung in Form einer Pfeilspitze aufweist. Die Verschnappung erfolgt, indem in axialer Richtung die pfeilartigen Spitzen des Außenringes über den dreieckförmigen umlaufenden Vorsprung des Innenringes geschoben werden.
Gemäß der DE 69 06 278 U weist der innere Lagerring einen verlängerten Bereich auf, der um den äußeren Lagerring in radialer Richtung umgelegt ist. Das Umformen der verlängerten Bereiche erfolgt beispielsweise durch einen Einrollvorgang nach einer Laufbahnhärtung der Lagerringe.
Die DE 197 50 805 A1 zeigt einen gattungsbildenden Stand der Technik, der sich auf ein spanlos hergestelltes Schrägkugellager bezieht, das einen Außenring und einen Innenring aufweist und dazwischen auf Laufbahnen der Lagerringe abwälzende Lagerkugeln umfasst. Ein Auseinanderfallen des Lagers wird durch eine Verliersicherung verhindert, die an dem Innenring umfangsverteilt radial nach außen gerichtete Vorsprünge aufweist, die den Außenring in radialer Richtung überdecken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Schrägschulterlager eine einfache und kostengünstig darstellbare Verliersicherung zu schaffen, mit der ohne ein zusätzliches Bauteil alle Bauteile des Schrägschulterlagers zusammengefügt sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 durch eine Verliersicherung gelöst, die mehrere umfangsverteilt angeordnete, an dem Innenring und dem Außenring angeformte, Rastnasen oder Haltenasen bildende Vorsprünge aufweist, die eine innere bzw. äußere begrenzende Kontur des Wälzkörperkäfigs radial überdecken.
Diese vorzugsweise für ein spanlos hergestelltes Schrägschulterlager entwickelte erfindungsgemäße Verliersicherung kann vorteilhaft mit einem geringen Herstellungsaufwand, beispielsweise im Zusammenhang mit dem Herstellungsprozess der Lagerringe, nahezu kostenneutral realisiert werden. Vorteilhaft beeinflusst die einfache und kostengünstig darstellbare Verliersicherung weder die Montage noch die Demontage des Schrägschulterlagers. Ohne ein zusätzliches Bauteil kann mittels der erfindungsgemäßen Verliersicherung kostengünstig ein vorkomplettierbares Schrägschulterlager geschaffen werden, das keine lageorientierte Einbaulage erfordert und folglich auch gegen eine Fehlmontage gesichert ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass alle Bauteile, mit Ausnahme der Wälzkörper, d. h. des Innenrings, des Außenrings sowie des Wälzkörperkäfigs, durch ein spanloses Umformen aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere einem Blechwerkstoff aus Stahl, hergestellt sind. Zur Herstellung der Lagerbauteile eignet sich vorzugsweise ein kalter Umformprozess, der vorteilhaft auch die Gestaltung der Wälzkörper-Laufbahnen an den Lagerringen einschließt, für die keine Nacharbeit erforderlich ist.
Für die Verliersicherung ist ein Überdeckungsgrad ≥ 2% bis ≤ 10% zwischen den Vorsprüngen am Außenring bzw. Innenring und den korrespondierenden Konturen des Wälzkörperkäfigs vorgesehen. Der Überdeckungsgrad oder die Überlappung wird durch Differenzmaße von Durchmessern der unmittelbar zusammenwirkenden Bauteile bestimmt. Eine erste Überlappung stellt sich zwischen dem Außendurchmesser der Vorsprünge am Innenring und dem kleinsten Durchmesser bzw. dem Innendurchmesser des Wälzkörperkäfigs ein. Die weitere Überlappung ergibt sich zwischen dem größten Durchmesser bzw. dem Außendurchmesser des Wälzkörperkäfigs und dem Innendurchmesser von den Vorsprüngen des Außenrings.
Vorteilhaft bietet die Erfindung die Möglichkeit, dass die als Rastnasen bzw. als Haltenasen ausgebildeten Vorsprünge im weichen, d. h. nicht wärmebehandelten Zustand am Innenring und am Außenring spanlos angeformt werden. Eine Wärmebehandlung zur Härtung des gesamten Lagerrings erfolgt in einem anschließenden weiteren Arbeitsschritt.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigen:
1 in einer Schnittansicht ein erfindungsgemäß aufgebautes Schrägschulterlager;
2 die Einzelheit X von 1 in einer vergrößerten Darstellung; und
3 die Einzelheit Y von 1 in einer vergrößerten Darstellung.
In der 1 ist ein als Kugellager ausgeführtes Schrägschulterlager 1 dargestellt, bestehend aus einem spanlos aus einem metallischen Werkstoff gezogenen Außenring 2 und einem zugehörigen spanlos hergestellten Innenring 3. An Laufbahnen 4, 5 des Außenrings 2 bzw. des Innenrings 3 wälzen als Kugeln ausgebildete Wälzkörper 6 ab, die beabstandet in einem bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff spanlos hergestellten Wälzkörperkäfig 7 geführt sind. Zur Darstellung einer Baueinheit, die alle Bauteile umfasst, schließt das Schrägschulterlager 1 zur Verliersicherung als Rastnasen oder Haltenasen ausgebildete Vorsprünge 8 an dem Außenring 2 und Vorsprünge 9 an dem Innenring 3 ein. Die umfangsverteilt partiell an den Lagerringen 2, 3 vorgesehenen Vorsprünge 8, 9 überdecken eine äußere Kontur 10 bzw. eine innere Kontur 11 des Wälzkörperkäfig 7. Mittels der begrenzt äußere Konturen 10, 11 des Wälzkörperkäfigs 7 überlappenden Vorsprünge 8, 9 kann ohne ein zusätzliches Bauteil eine wirksame Verliersicherung geschaffen werden. Folglich bietet das erfindungsgemäße Konzept die Möglichkeit, ein vorkomplettierbares Schrägschulterlager 1 zu realisieren.
Die 2 und 3 zeigen in vergrößerten Abbildungen die Einzelheiten X und Y von 1. Die 2 verdeutlicht die Überlappung zwischen dem Vorsprung 8 des Innenrings 3 und der inneren Kontur 11 des Wälzkörperkäfigs 7. Der Überdeckungsgrad wird dabei definiert durch ein Differenzmaß zwischen dem Außendurchmesser d_IR von dem Vorsprung 8 des Innenrings 3 und dem Innendurchmesser d_WK des Wälzkörperkäfigs 7. Die 3 zeigt den Vorsprung 9 des Außenrings 2, der eine äußere Kontur 10 des Wälzkörperkäfigs 7 überlappt. Der sich dabei einstellende Überdeckungsgrad wird von dem Differenzmaß zwischen dem Außendurchmesser D_WK des Wälzkörperkäfigs 7 und dem Innendurchmesser D_AR des Vorsprungs 9 vom Außenring 2 bestimmt.
Bezugszeichenliste

1: Schrägschulterlager
2: Außenring
3: Innenring
4: Laufbahn
5: Laufbahn
6: Wälzkörper
7: Wälzkörperkäfig
8: Vorsprung
9: Vorsprung
10: Kontur
11: Kontur
d_IR: Durchmesser (Vorsprung am Innenring)
d_WK: Durchmesser (innere Kontur Wälzkörperkäfig)
D_AR: Durchmesser (Vorsprung am Außenring)
D_WK: Durchmesser (äußere Kontur Wälzkörperkäfig)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3808556 A1 [0003]
US 4765762 A [0004]
DE 6906278 U [0005]
DE 19750805 A1 [0006]

Claims

Spanlos hergestelltes Schrägschulterlager (1), eingesetzt als ein Lenkungslager, bestehend aus einem Außenring (2) und einem Innenring (3), wobei zwischen auf Laufbahnen (4, 5) der Lagerringe (2, 3) als Lagerkugeln ausgebildete, in einem Wälzkörperkäfig (7) geführte Wälzkörper (6) abwälzen und eine Verliersicherung ein Auseinanderfallen aller Bauteile des Schrägschulterlagers (1) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass als Verliersicherung mehrere umfangsverteilt angeordnete, an dem Innenring (4) und dem Außenring (5) angeformte, Rastnasen bildende Vorsprünge (8, 9) vorgesehen sind, die eine innere Kontur (11) oder eine äußere begrenzende Kontur (10) des Wälzkörperkäfigs (7) überdecken.
Schrägschulterlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (3), der Außenring (4) sowie der Wälzkörperkäfig (7) spanlos aus einem metallischen Werkstoff hergestellt sind.
Schrägschulterlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Durchmessern der Vorsprünge (8, 9) am Außenring (2) und dem Innenring (3) einerseits und den Durchmessern der inneren Kontur (11) bzw. der äußeren Kontur (10) des Wälzkörperkäfigs (7) andererseits ein Überdeckungsgrad ≥ 2% bis ≤ 10% vorgesehen ist.
Schrägschulterlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die als Rastnasen ausgebildeten Vorsprünge (8, 9) im weichen, ungehärteten Zustand am Innenring (3) und am Außenring (2) angeformt sind.