DE102016208913A1

DE102016208913A1 - Verfahren zur Herstellung eines Dünnring-Rillenkugellagers, Dünnring-Rillenkugellager und Zweimassenschwungrad

Info

Publication number: DE102016208913A1
Application number: DE102016208913.7A
Authority: DE
Inventors: Vitali Voit; Harry Girr; Lisa Straub
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2017-11-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnring-Rillenkugellagers (4), das einen Außendurchmesser zwischen 40mm und 55mm und einen Innendurchmesser zwischen 25mm und 35mm aufweist. Erfindungsgemäß wird die Schmiegung des Dünnring-Rillenkugellagers (4) in Abhängigkeit des radialen Betriebsspiels des Dünnring-Rillenkugellagers (4) gewählt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnring-Rillenkugellagers, das einen Außendurchmesser zwischen 40 mm und 50 mm und einen Innendurchmesser zwischen 25 mm und 35 mm aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Derartige Dünnring-Rillenkugellager sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Diese werden beispielsweise in Zweimassenschwungrädern im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen verbaut. Das Dünnring-Rillenkugellager ist dabei mit dem Außenring oder dem Innenring mit der Primärseite oder entsprechend der Sekundärseite des Zweimassenschwungrads gekoppelt bzw. verbunden.
Es ist ferner bekannt, dass, insbesondere im Zuge des Downsizings im Bereich der Antriebseinrichtungen und der damit einhergehenden Reduzierung der Zylinderanzahl bei Verbrennungsmotoren, Drehungleichförmigkeiten des Motors auftreten können, welche zu Belastungen des Zweimassenschwungrads und somit des Lagers führen können. Die Drehungleichförmigkeit führen dabei zu einer Verkippung bzw. Momentenbeaufschlagung des Lagers, was dessen Standzeit reduzieren kann. Dabei wird beispielsweise die Primärseite gegenüber der Sekundärseite verkippt, wodurch der Außenring und der Innenring, die entsprechend mit der Primärseite oder der Sekundärseite verbunden sind, verkippt werden. Dadurch resultieren Lagerschäden, die beispielsweise aufgrund des Abrollens der Wälzkörper auf der Laufbahnkante entstehen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnring-Rillenkugellagers anzugeben, das die Anfälligkeit gegenüber Lagerschäden reduziert.
Beschreibung der Erfindung
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schmiegung des Dünnring-Rillenkugellagers in Abhängigkeit des radialen Betriebsspiels des Dünnring-Rillenkugellagers gewählt wird.
Die Erfindung beruht demnach auf der Erkenntnis, dass mögliche Lagerschäden dadurch reduziert werden können, dass in Abhängigkeit des radialen Betriebsspiels des Dünnring-Rillenkugellagers, das in der verbauten Position zu erwarten ist, die Schmiegung des Lagers entsprechend gewählt wird. Das zu erwartende Betriebsbeispiel ergibt sich aus den bekannten Abmessungen des Zweimassenschwungrads, in dem das Lager verbaut werden soll. Durch die bekannten Abmessungen der Montagepartner des Innenrings und Außenrings kann somit das radiale Betriebsbeispiel des Lagers bestimmt und die Schmiegung entsprechend gewählt werden. Als Schmiegung wird im Rahmen dieser Anmeldung der Quotient zwischen Laufbahnradius und Kugelradius verstanden.
Vorteilhafterweise ist es dadurch, dass ein Dünnring-Rillenkugellager mit definierten Abmessungen, insbesondere definiertem Außendurchmesser und Innendurchmesser verwendet werden kann, möglich, dass die Bauraumsituation sonach nicht beeinflusst wird, und zusätzlich die Anfälligkeit gegenüber Lagerschäden verbessert wird. Insbesondere wird erfindungsgemäß die Schmiegung des Dünnring-Rillenkugellagers größer gewählt, je größer das radiale Betriebsspiel des verbauten Dünnring-Rillenkugellagers ist.
Besonders bevorzugt ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass für das Dünnring-Rillenkugellager bei einem radialen Betriebsspiel

– von ≤ –20µm bis < –10µm eine Schmiegung von ≤ 102%bis < 103%,
– von ≥ –10µm bis < 0µm eine Schmiegung von ≥ 103% bis < 105%,
– von ≥ 0µm bis < 10µm eine Schmiegung von ≥ 105% bis < 106%,
– von ≥ 10µm bis < 20µm eine Schmiegung von ≥ 106% bis < 107%,
– von ≥ 20µm bis < 30µm eine Schmiegung von ≥ 107% bis < 108%,
– von ≥ 30µm bis < 40µm eine Schmiegung von ≥ 108% bis < 109%,
– von ≥ 40µm bis < 50µm eine Schmiegung von ≥ 109% bis ≤ 110%

Vorteilhafter Weise kann sonach in Abhängigkeit davon, in welche Bauraumsituation es eingebracht werden soll, insbesondere in Abhängigkeit der Abmessungen der Montage an der Primärseite und der Sekundärseite des Zweimassenschwungrads, explizit angegeben werden, welche Schmiegung das Dünnring-Rillenkugellager aufweisen soll. Somit ist es möglich, in Abhängigkeit der vorgegebenen Bauraumsituation, die durch die Abmessungen der Primärseite und der Sekundärseite des Zweimassenschwungrads vorgegeben werden, ein Dünnring-Rillenkugellager herzustellen, das eine auf die vorgegebene Bauraumsituation optimierte Schmiegung aufweist.
Es ist somit durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich, die Bauraumsituation unverändert zu belassen, da auf die Verwendung eines größer dimensionierten Wälzlagers verzichtet werden kann, da stattdessen, durch die Anpassung der Schmiegung in Abhängigkeit des Betriebsspiels des Dünnring-Rillenkugellagers, die Aufnahme höherer Lastmomente ermöglicht wird.
Daneben betrifft die Erfindung ein Dünnring-Rillenkugellager, das durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wurde. Selbstverständlich sind sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens auf das erfindungsgemäße Dünnring-Rillenkugellager übertragbar, soweit dies technisch sinnvoll ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Zweimassenschwungrad mit einer Primärseite und einer Sekundärseite und einem Dünnring-Rillenkugellager, das durch das vorbeschriebene, erfindungsgemäße Verfahren hergestellt ist und das einen Außendurchmesser zwischen 40 mm und 55 mm und einen Innendurchmesser zwischen 25 mm und 35 mm aufweist, wobei das Zweimassenschwungrad in der Sekundärmasse einen einen Kippwinkel des Dünnring-Rillenkugellagers begrenzenden Kippanschlag und bei einem radialen Betriebsspiel

Dabei ist bei dem erfindungsgemäßen Zweimassenschwungrad ferner ein Kippanschlag vorgesehen, der den Verkippweg derart begrenzt, dass nur diejenigen Belastungen auf das Dünnring-Rillenkugellager übertragen werden, die innerhalb eines definierten Bereichs liegen. Eine Übertragung von darüber hinausgehenden, höheren Belastungen auf das Dünnring-Rillenkugellager wird durch den Kippanschlag verhindert. Der Kippanschlag stützt dabei die Sekundärseite und die Primärseite gegeneinander ab, so dass größere Verkippungen bzw. Verkippwege nicht auftreten können.
Das erfindungsgemäße Zweimassenschwungrad ermöglicht somit, dass auf die Verwendung eines größeren Lagers verzichtet werden kann, da durch die Auswahl der Schmiegung des Dünnring-Rillenkugellagers in Abhängigkeit des radialen Betriebsspiels höhere Belastungen aufgenommen werden können. Durch den Verzicht auf das Verbauen eines größeren Lagers kann der Kosten- und Montageaufwand reduziert werden, vor allem bleibt die gegebene Bauraumsituation unberührt, so dass eine Umkonstruktion eines bestehenden Aufbaus nicht erforderlich ist.
Das erfindungsgemäße Zweimassenschwungrad kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass der Kippanschlag den maximalen Kippwinkel auf einen Wert im Intervall von 0,2° bis 0,3° begrenzt. Somit ist es möglich, eine definierte Belastung, beispielsweise von 15 Nm oder 25 Nm zu definieren, die das Dünnring-Rillenkugellager maximal erfahren soll, bevor der Kippanschlag die Belastung begrenzt. Das Dünnring-Rillenkugellager „sieht“ demnach nur Belastungen, die geringer sind als diejenigen Belastungen, die dazu führen, dass der Kippanschlag den Verkippweg begrenzt.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die einzige beigefügte Zeichnung erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und zeigt einen Querschnitt einer Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Zweimassenschwungrads mit einem erfindungsgemäßen Dünnring-Rillenkugellager.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die Figur zeigt ein Zweimassenschwungrad 1, das beispielsweise in einem nicht näher dargestellten Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbaut ist. Das Zweimassenschwungrad 1 weist eine Primärseite 2 und eine Sekundärseite 3 auf. Die Primärseite 2 ist beispielsweise mit einer Antriebseinrichtung, insbesondere über eine Kurbelwelle, die nicht näher dargestellt ist, verbindbar oder verbunden. Die Sekundärseite 3 ist auf der Getriebeseite angeordnet und beispielsweise mit einer Getriebeeingangswelle, die ebenfalls nicht näher dargestellt ist, verbindbar oder verbunden. Die Primärseite 2 und die Sekundärseite 3 sind über ein Dünnring-Rillenkugellager 4 miteinander gekoppelt. Dazu ist ein Innenring 5 des Dünnring-Rillenkugellagers 4 mit einem Dom 6 der Primärseite 2 verbunden. Ein Außenring 7 des Dünnring-Rillenkugellagers 4 ist mit einem entsprechenden Abschnitt 8 der Sekundärseite 3 verbunden.
Ersichtlich werden Belastungen, die auf das Zweimassenschwungrad 1, also die Primärseite 2 bzw. die Sekundärseite 3 wirken ebenfalls auf das Dünnring-Rillenkugellager 4 übertragen bzw. von der Primärseite 2 über das Dünnring-Rillenkugellager 4 auf die Sekundärseite 3 übertragen. Dabei sind vornehmlich Verkippbewegungen zu nennen, die beispielsweise durch Kurbelwellenbewegungen bzw. Drehungleichförmigkeit der Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs entstehen, die von der Primärseite 2 auf die Sekundärseite 3 übertragen werden und somit auch das Dünnring-Rillenkugellager 4 betreffen. Ebenso können von der Sekundärseite 3 auf die Primärseite 2 Momente übertragen werden, die durch Kuppelvorgänge, Unwucht oder ungleichmäßigen Kupplungsverschleiß entstehen können.
Aus der Figur ist somit ersichtlich, dass eine Verkippung um eine Achse 9, also eine Verkippung zwischen Primärseite 2 und Sekundärseite 3 auch das Dünnring-Rillenkugellager 4 betrifft, so dass der Außenring 7 gegenüber dem Innenring 5 verkippt wird. Wird der Verkippweg zu groß, treten Lagerschäden am Dünnring-Rillenkugellager 4 auf, da die Kugeln auf den Laufbahnkanten abwälzen.
Das Dünnring-Rillenkugellager 4 ist dabei derart ausgelegt, dass die Schmiegung in Abhängigkeit des radialen Betriebsspiels des Dünnring-Rillenkugellagers 4 im Zweimassenschwungrad 1 gewählt wurde. Eine mögliche Verkippung ist beispielhaft durch einen Winkel 10 um die Achse 9 dargestellt. Durch die entsprechende Auswahl der Schmiegung in Abhängigkeit des radialen Betriebsspiels ist es möglich, das Dünnring-Rillenkugellager 4 bei den vorgegeben Abmessungen zu verwenden.
Das Zweimassenschwungrad 1 weist ferner einen Kippanschlag 11 auf, der den Winkel 10, also die Verkippung der Primärseite 2 gegenüber der Sekundärseite 3 begrenzt. Der Winkel 10 ist dabei maximal derart gewählt, dass das Dünnring-Rillenkugellager 4 eine maximale definierte Belastung erfahren kann, beispielsweise 25 Nm. Bei darüber hinausgehenden Belastungen, wenn also der Winkel 10 zu groß werden würde, kommt der Kippanschlag 11 in Anlage mit einem entsprechenden Abschnitt 12 der Primärseite 2, sodass das Dünnring-Rillenkugellager 4 darüber hinausgehende Belastungen nicht erfährt.
Bezugszeichenliste

1: Zweimassenschwungrad
2: Primärseite
3: Sekundärseite
4: Dünnring-Rillenkugellager
5: Innenring
6: Dom
7: Außenring
8: Abschnitt
9: Achse
10: Winkel
11: Kippanschlag
12: Abschnitt

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Dünnring-Rillenkugellagers (4), das einen Außendurchmesser zwischen 40mm und 55mm und einen Innendurchmesser zwischen 25mm und 35mm aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiegung des Dünnring-Rillenkugellagers (4) in Abhängigkeit des radialen Betriebsspiels des Dünnring-Rillenkugellagers (4) gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das Dünnring-Rillenkugellager (4) bei einem radialen Betriebsspiel – von ≤ –20µm bis < –10µm eine Schmiegung von ≤ 102%bis < 103%, – von ≥ –10µm bis < 0µm eine Schmiegung von ≥ 103% bis < 105%, – von ≥ 0µm bis < 10µm eine Schmiegung von ≥ 105% bis < 106%, – von ≥ 10µm bis < 20µm eine Schmiegung von ≥ 106% bis < 107%, – von ≥ 20µm bis < 30µm eine Schmiegung von ≥ 107% bis < 108%, – von ≥ 30µm bis < 40µm eine Schmiegung von ≥ 108% bis < 109%, – von ≥ 40µm bis < 50µm eine Schmiegung von ≥ 109% bis ≤ 110% gewählt wird.
Dünnring-Rillenkugellager (4) hergestellt durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2.
Zweimassenschwungrad (1) mit einer Primärseite (2) und einer Sekundärseite (3) und einem Dünnring-Rillenkugellager (4), das durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 hergestellt ist und das einen Außendurchmesser zwischen 40mm und 55mm und einen Innendurchmesser zwischen 25mm und 35mm aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zweimassenschwungrad (1) an der Primärseite (2) oder der Sekundärseite (3) einen einen Kippwinkel (10) des Dünnring-Rillenkugellagers (4) begrenzenden Kippanschlag (11) und ein radiales Betriebsspiel von – ≤ –20µm bis < –10µm eine Schmiegung von ≤ 102%bis < 103%, – ≥ –10µm bis < 0µm eine Schmiegung von ≥ 103% bis < 105%, – ≥ 0µm bis < 10µm eine Schmiegung von ≥ 105% bis < 106%, – ≥ 10µm bis < 20µm eine Schmiegung von ≥ 106% bis < 107%, – ≥ 20µm bis < 30µm eine Schmiegung von ≥ 107% bis < 108%, – ≥ 30µm bis < 40µm eine Schmiegung von ≥ 108% bis < 109%, – ≥ 40µm bis < 50µm eine Schmiegung von ≥ 109% bis ≤ 110% aufweist.
Zweimassenschwungrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kippanschlag (11) den maximalen Kippwinkel (10) auf einen Wert im Intervall von 0,2° bis 0,3° begrenzt.