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Die Erfindung betrifft einen Lagerring für ein Wälzlager, zur Aufnahme von mehreren nebeneinander verteilt angeordneten Wälzkörpern in einer Wälzbahn, mit einem zur Sicherung des Lagerrings in einer axialen Richtung und in einer Umfangsrichtung ausgebildeten separaten Sicherungselement, das formschlüssig in zumindest eine Ausnehmungen des Lagerrings eingreift. Des Weiteren betrifft die Erfindung das Wälzlager mit dem Lagerring sowie mehreren entlang der Wälzbahn verteilt angeordneten Wälzkörpern. Zudem betrifft die Erfindung eine Gehäuse-Welle-Anordnung mit einem Gehäuse, einer Welle sowie diesem Wälzlager.
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Gattungsgemäße Ausführungen sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. In diesem Zusammenhang offenbart etwa die
DE 100 32 474 A1 eine Vorrichtung zur Lagefixierung des Außenrings, insbesondere der Rollenhülse, eines Wälzlagers.
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Weiterer Stand der Technik ist aus der
FR 2 729 442 A1 sowie der
EP 1 757 828 A1 bekannt.
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Aus dem Stand der Technik sind somit zwar bereits Sicherungselemente bekannt, die zum Sichern eines entsprechenden Lagerrings eines Wälzlagers in axialer Richtung sowie in Umfangsrichtung dienen, jedoch an sich in der Herstellung relativ aufwändig sind.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die aus dem Stand der Technik bestehenden Nachteile zu beheben und insbesondere eine Sicherung eines Lagerringes zu ermöglichen, die durch möglichst kostengünstige Mittel bereitgestellt wird.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Sicherungselement als Wellenfeder / Wellfeder ausgestaltet ist und mit einem in axialer Richtung hervorstehenden Federbogenbereich in die zumindest eine Ausnehmung des Lagerrings (formschlüssig) eingreift.
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Durch diese Ausgestaltung des Sicherungselementes wird eine axiale Vorspannung sowie eine Drehsicherung des Lagerringes durch ein einziges Bauteil realisiert. Dadurch wird auch der Aufbau eines Loslagers vereinfacht. Das Sicherungselement ist in großen Stückzahlen effizient herstellbar.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
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Demnach ist es weiterhin zweckmäßig, wenn das Sicherungselement aus einem Federblech / blechartigen Federsegment ausgeformt ist. Insbesondere bildet das Sicherungselement bevorzugt einen (durchgängig umlaufenden) Wellenfederring / Wellfederring aus.
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Weiter bevorzugt bildet zumindest der eine Federbogenbereich einen umformtechnisch hergestellten Bereich der Wellenfeder aus. Dadurch ist das Sicherungselement besonders effizient ausgeführt.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Wälzlager, wie ein Rollen-, Nadel-, Tonnen- oder Kugellager, mit dem erfindungsgemäßen Lagerring nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen sowie mehreren entlang der Wälzbahn des Lagerrings verteilt angeordneten Wälzkörpern (wie Rollen, Nadeln, Tonnen oder Kugeln). Dadurch ist auch die gesamte Baueinheit des Wälzlagers im Betrieb sicher als Loslager einsetzbar.
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Insbesondere ist der Lagerring (nachfolgend als erster Lagerring bezeichnet) bevorzugt als Außenring / Lageraußenring des Wälzlagers eingesetzt / ausgebildet. Des Weiteren weist das Wälzlager dann bevorzugt einen zusätzlichen (zweiten) Lagerring, weiter bevorzugt in Form eines Innenrings / Lagerinnenrings, auf, der gegenüber dem ersten Lagerring wälzgelagert ist.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Gehäuse-Welle-Anordnung (Anordnung aus Gehäuse und Welle), mit einem Gehäuse, einer Welle sowie einem die Welle relativ zu dem Gehäuse drehbar lagernden Wälzlager nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen.
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Das Sicherungselement ist dabei bevorzugt zwischen einem gehäusefesten Bestandteil (des Gehäuses) sowie dem (ersten) Lagerring derart angeordnet und eingespannt, dass es den (ersten) Lagerring in einer bestimmten axialen Richtung und in Drehrichtung in Bezug auf die Welle vorspannt sowie festhält.
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Weiterhin bevorzugt ist das Wälzlager als Loslager eingesetzt (erster Lagerring weist Spielpassung zu gehäusefestem Bestandteil auf).
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Weist das Sicherungselement mehrere in Umfangsrichtung verteilte / verteilt angeordnete Federbogenbereiche auf, lässt sich das Sicherungselement an mehreren Stellen in axialer Richtung elastisch anlegen sowie in Umfangsrichtung formschlüssig einbringen. Dadurch wird eine gleichmäßigere Abstützung des (ersten) Lagerringes erzeugt.
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In diesem Zusammenhang ist es weiterhin zweckmäßig, wenn das Sicherungselement einen, in die zumindest eine Ausnehmung des (ersten) Lagerrings eingreifenden, ersten Federbogenbereich sowie einen zweiten Federbogenbereich, der in eine Aussparung eines gehäusefesten Bestandteils eingreift bzw. zum Eingreifen in eine Aussparung eines den (ersten) Lagerring aufnehmenden gehäusefesten Bestandteils ausgebildet ist, aufweist.
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Springen die ersten und zweiten Federbogenbereiche in einander entgegengesetzten axialen Richtungen von einem (im Wesentlichen ringförmigen) Grundabschnitt des Sicherungselementes vor, ist das Sicherungselement besonders platzsparend in einem Spalt zwischen dem (ersten) Lagerring und dem entsprechenden gehäusefesten Bestandteil integriert.
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Weiterhin von Vorteil ist es, wenn das Sicherungselement mehrere erste Federbogenbereiche und/oder mehrere zweite Federbogenbereiche aufweist. Dadurch wird die Abstützung wiederum gleichmäßig ausgeführt.
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Die gleichmäßigere Krafteinleitung wird weiterhin verbessert, wenn sich die ersten Federbogenbereiche in Umfangsrichtung mit den zweiten Federbogenbereichen abwechseln.
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Diesbezüglich ist es weiterhin zweckmäßig, wenn zumindest ein erster Federbogenbereich unterschiedlich zu zumindest einem zweiten Federbogenbereich ausgeformt ist.
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Die Ausnehmungen / Aussparungen weisen jeweils eine komplementäre Form zu dem in ihnen aufgenommenen Federbogenbereich auf. Somit ist es besonders vorteilhaft, wenn die jeweilige Ausnehmung / Aussparung stirnseitig in jeweils einem Bereich des (ersten) Lagerringes bzw. des gehäusefesten Bestandteils ausgebildet ist.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein elastisches Vorspann- und Sicherungsmittel (Sicherungselement) für ein Wälzlager vorgeschlagen. Das Sicherungselement ist wellfederartig und greift mit hervorstehenden Federbögen (Federbogenbereiche) in entsprechende Ausnehmungen des Wälzlagerringes (erster Lagerring) ein.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand einer Figur näher erläutert.
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Die einzige 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Wälzlagers nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel samt seines Sicherungselementes, wobei die Ausformung des Sicherungselementes sowie dessen Verankerung seitens eines (ersten) Lagerringes des Wälzlagers gut zu erkennen sind.
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Die Figur ist lediglich schematischer Natur und dient ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein Wälzlager 1 nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Das Wälzlager 1 an sich weist die Unterteileinheit Lagerring 2 mit Sicherungselement 3 auf. Insbesondere steht ein erster Lagerring 2 mit dem Sicherungselement 3 in Wirkverbindung. Der erste Lagerring 2 bildet den Lageraußenring des Wälzlagers 1 aus. Neben dem ersten Lagerring 2 weist das Wälzlager 1 einen zweiten Lagerring 8 auf, der mittels mehrerer in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneter Wälzkörper relativ zu dem ersten Lagerring 2 wälzgelagert ist. Der zweite Lagerring 8 bildet den Lagerinnenring des Wälzlagers 1 aus. Die Wälzkörper sind jeweils in einer Wälzbahn des jeweiligen Lagerringes 2, 8 aufgenommen. Auf typische Weise sind die Wälzkörper als Kugeln und somit ist das Wälzlager 1 als Kugellager ausgebildet. Es sind jedoch prinzipiell auch weitere Ausführungen möglich, bspw. Rollen-, Tonnen- oder Nadellager. Auch mehrreihige Wälzlager sind umsetzbar.
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Das Wälzlager 1 ist erfindungsgemäß als ein Loslager ausgeführt bzw. als ein solches in einer hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten Gehäuse-Welle-Anordnung im Betrieb eingesetzt. Der erste Lagerring 2 ist dann gehäusefest, d.h. fest mit einem Bestandteil des Gehäuses verbunden. Insbesondere ist der erste Lagerring 2 einerseits drehfest mit dem gehäusefesten Bestandteil verbunden, andererseits in axialer Richtung, wie nachfolgend näher beschrieben, durch das Sicherungselement 3 vorgespannt. Das Sicherungselement 3 übernimmt die Funktion der axialen Vorspannung sowie der Drehsicherung des ersten Lagerrings 2 relativ zu dem gehäusefesten Bestandteil. Der zweite Lagerring 8 ist auf typische Weise weiter drehfest mit einer hier ebenfalls der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten Welle der Gehäuse-Welle-Anordnung verbunden, sodass die Welle relativ zum Gehäuse verdrehbar gelagert ist.
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Das Sicherungselement 3, wie in 1 weiter gut zu erkennen, ist erfindungsgemäß als ein wellfederförmiges Element, nämlich als eine so genannte Wellenfeder / Wellfeder ausgebildet. Das Sicherungselement 3 ist somit als ein ringförmiges Federblech ausgebildet, das mehrere Federbogenbereiche 5, 6 ausbildet, die in axialer Richtung vorspringen.
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Das Sicherungselement 3 weist prinzipiell einen ringförmigen Grundabschnitt 7 auf. Von diesem Grundabschnitt 7 aus erstrecken sich jeweils mehrere erste Federbogenbereiche 5 sowie mehrere zweite Federbogenbereiche 6 in axialer Richtung weg. Somit bildet das Sicherungselement 3 in Form der Federbogenbereiche 5, 6 mehrere U-förmige / V-förmige Federbögen aus. Jene Federbogenbereiche 5, die sich in axialer Richtung hin zu dem ersten Lagerring 2 erstrecken, sind als erste Federbogenbereiche 5 bezeichnet. Die Federbogenbereiche 6, die sich von dem Lagerring 2 in axialer Richtung weg erstrecken und somit auf einer den ersten Federbogenbereichen 5 abgewandten axialen Seite des Grundabschnittes 7 angeordnet sind, sind als zweite Federbogenbereiche 6 bezeichnet. Die ersten und zweiten Federbogenbereiche 5 und 6 wechseln sich in Umfangsrichtung gesehen zueinander ab. Somit folgt auf jeden ersten Federbogenbereich 5 in Umfangsrichtung ein zweiter Federbogenbereich 6 und auf diesen wiederum ein erster Federbogenbereich 5, usw.
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Jeder der ersten Federbogenbereiche 5, wie in 1 ebenfalls gut zu erkennen, ist in eine komplementär zu diesem ausgebildete Ausnehmung 4 des ersten Lagerrings 2 eingerastet / eingeschoben. Der erste Federbogenbereich 5 bildet eine Art Vorsprung des Sicherungselementes 3 aus und ragt in die in der dem Sicherungselement 3 zugewandten Stirnseite 9 des ersten Lagerrings 2 vorgesehene Ausnehmung 4 hinein. Der erste Federbogenbereich 5 liegt an umfangsseitigen Seitenflanken der Ausnehmung 4 formschlüssig an. Somit ist das Sicherungselement 3 mit dem jeweiligen ersten Federbogenbereich 5 in Drehrichtung formschlüssig mit dem ersten Lagerring 2 verbunden.
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Entsprechend dem Ausbilden sowie dem Anordnen der vier ersten Federbogenbereiche 5 in der jeweiligen Ausnehmung 4 sind die zweiten Federbogenbereiche 6 in hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten Aussparungen in dem gehäusefesten Bestandteil drehfest aufgenommen. Somit sind auch die jeweiligen zweiten Federbogenbereiche 6 in einer Aussparung, die an einer der Stirnseite 9 zugewandten Stirnseite des gehäusefesten Bestandteils ausgebildet sind, aufgenommen.
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Wie des Weiteren gut zu erkennen, sind die ersten Federbogenbereiche 5 im Wesentlichen allesamt gleich ausgebildet, d.h. weisen im Wesentlichen eine gleiche Erstreckung in Umfangsrichtung auf. Hierbei ist es jedoch auch prinzipiell möglich, diese ersten Federbogenbereiche 5 in unterschiedlichen Dimensionen auszubilden. Auch die zweiten Federbogenbereiche 6 sind in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen gleich ausgeformt, in weiteren Ausführungen jedoch auch prinzipiell mit unterschiedlichen Ausmaßen in Umfangsrichtung ausformbar. Auch können die ersten und zweiten Federbogenbereiche 5 und 6 untereinander unterschiedlich ausgeformt sein.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein Zusatzelement (Sicherungselement 3) zur Lagervorspannung und der Verdrehsicherung vorgesehen, das eine erhabene Kontur aufweist, die in die Gegenkontur eines Wälzlagers und des Gehäuses greift und so die Verdrehsicherung herstellt. Gleichzeitig besitzt das Element 3 eine federnde Wirkung, was eine Lagervorspannung sicherstellt. Diese Funktion ist vor allem bei einem Loslager interessant, bei dem der Außenring (erster Lagerring 2) im Gehäuse eine Spielpassung hat. Mit der Verdrehsicherung wird das Ringwandern verhindert und die Lagervorspannung garantiert ein sauberes kinematisches Abrollen des Wälzkörpers (z.B. der Kugel).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wälzlager
- 2
- Lagerring / erster Lagerring
- 3
- Sicherungselement
- 4
- Ausnehmung
- 5
- erster Federbogenbereich
- 6
- zweiter Federbogenbereich
- 7
- Grundabschnitt
- 8
- zweiter Lagerring
- 9
- Stirnseite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10032474 A1 [0002]
- FR 2729442 A1 [0003]
- EP 1757828 A1 [0003]
