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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines Wälzlagers in einer Lageraufnahme, wobei das Wälzlager einen Lageraußenring umfasst, der in einer Bohrung in der Lageraufnahme angeordnet ist.
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Stand der Technik bei der Anbindung von Wälzlagern mit einem zusätzlichen Montage-Flansch, der auch axiale Kräfte aufnehmen kann, ist das Eindrehen oder Schleifen eines Absatzes am Außendurchmesser von Lager-Außenringen und anschließendes Aufpressen einer (Blech)-Flanschgeometrie mit passender Form und Anschraubbohrungen. 1 zeigt einen Schnitt durch eine solche Anordnung nach Stand der Technik zur Befestigung eines Wälzlagers 1 in einer Lageraufnahme 3 eines Lagerflansches 2. Der Lagerflansch 2 kann beispielsweise Teil eines Getriebegehäuses oder dergleichen sein. Das Wälzlager 1 umfasst einen Lageraußenring 4 und einen Lagerinnenring 5, zwischen denen Wälzelemente 6 in entsprechend gestalteten Rillen 7,8 aufgenommen sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Wälzlager ein Kugellager, die Wälzelemente 6 sind also Kugeln, die Rillen 7,8 umlaufende kreisausschnittförmige Nute. Mit dem Bezugszeichen R ist eine Rotationsachse des Wälzlagers 1 bezeichnet. Unter der Umfangsrichtung wird im Folgenden eine Drehung um die Rotationsachse R, unter der axialen Richtung die Richtung parallel zur Rotationsachse R und unter der radialen Richtung eine Richtung senkrecht zur Rotationsachse R verstanden.
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Das Wälzlager 1 kann selbst verständlich ebenso ein Rollenlager, Nagellager, Tonnenlager oder dergleichen mehr sein.
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Die Lageraufnahme 3 umfasst eine Sacklochbohrung 9, an deren Bohrungsboden 10 ein Freistich 11 angeordnet ist. Der Freistich 11 dient dazu, dass der Lageraußenring 4 flächig an dem Bohrungsboden 10 anliegen kann. Die Sacklochbohrung 9 weist einen Senkkegel 15 auf.
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Der Lageraußenring 4 weist an der dem Bohrungsboden 10 abgewandten Seite eine umlaufende Ausnehmung 12 auf. Die Ausnehmung 12 weist eine radial verlaufende Anlageschulter 13 auf. An der Anlageschulter 13 ist ein Flanschblech 14 angeordnet, das fest mit dem Lagerflansch 2 mit nur schematisch dargestellten Schrauben 17 verschraubt ist. Der Lagerflansch 2 weist dazu eine im Wesentlichen radial verlaufende Anlagefläche 16 auf, an der das Flanschblech 14 flächig anliegt.
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Der Absatz durch die umlaufende Ausnehmung 12 am Lageraußenring 4 sorgt durch seine Breite und Tiefe für eine Querschnittsverengung zwischen Kugellagerlaufbahn und dem Lageraußenring 4 (siehe Doppelpfeil DP in 1). Diese Querschnittsverengung wirkt sich negativ auf die Lagerlebensdauer des Wälzlagers aus.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Anordnung anzugeben, die eine längere Lebensdauer des Wälzlagers bewirkt.
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Dieses Problem wird durch eine Anordnung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch eine Anordnung zur Befestigung eines Wälzlagers in einer Lageraufnahme, wobei das Wälzlager einen Lageraußenring umfasst, der in einer Bohrung in der Lageraufnahme angeordnet ist, wobei der Lageraußenring eine Vertiefung aufweist, in die ein Festlegemittel eingreift. Die Lageraufnahme ist beispielsweise Teil eines Gehäuses zur Aufnahme einer drehbar gelagerten Welle und kann beispielsweise in einem Lagerflansch angeordnet sein. Das Festlegemittel legt in einer Ausführungsform der Erfindung den Lageraußenring in axialer Richtung formschlüssig und/oder in Umfangsrichtung kraftschlüssig fest.
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Der Lageraußenring weist in einer Ausführungsform der Erfindung eine zumindest teilweise umlaufende Nut auf, in die ein zumindest teilweise umlaufender Blechring eingreift. Die Nut stellt im Vergleich zur anhand der 1 dargestellten Lösung nach Stand der Technik eine nur geringfügige Schwächung des Lageraußenringes dar. Der Blechring dient insbesondere der axialen Festlegung des Lageraußenringes.
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Der Blechring weist in einer Ausführungsform der Erfindung Augen auf, durch die Befestigungsmittel zur Befestigung des Blechringes an einer Befestigungsfläche der Lageraufnahme ragen. Durch die Materialdoppelung im Bereich der Schrauben ergibt sich genau dort eine gezielte Versteifung, wo auch die Axialkraft und das Kippmoment aufgenommen werden kann. Eine höhere Anzahl an Schrauben erhöht die übertragbaren Axialkräfte. Es können auch weitere Schrauben in Bereichen ohne Überlappung vorgesehen sein.
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Der Blechring ist in einer Ausführungsform der Erfindung mehrteilig und umfasst mehrere Blechringteile. Diese sind vorzugsweise identisch. Der Blechring kann also zwei, drei oder mehr Blechringteile umfassen, die vorzugsweise Gleichteile sind.
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Die Blechringteile weisen in einer Ausführungsform der Erfindung axial zueinander versetzte Fahnen auf, in denen die Augen angeordnet sind. Die axiale Versetzung wird vorzugsweise bewirkt indem eine der Fahnen in axialer Richtung eine Kröpfung aufweist.
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Die Blechringteile sind in einer Ausführungsform der Erfindung fest miteinander verbunden, insbesondere verstemmt, vernietet oder verschweißt.
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Der Blechring ist in einer Ausführungsform der Erfindung axial spielbehaftet oder spielfrei gegenüber dem Lageraußenring, sodass das Wälzlager ein Los- oder Festlager ist. Blechform, Lagerbreite und Gehäuseabmessungen sind dabei vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, dass je nach gewünschtem Lagerungsfall eine axiale Vorspannung nach Verschrauben erzielt wird (Festlager) oder ein axiales Spiel zugelassen wird (Loslager).
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Die erfindungsgemäße Lösung des Problems besteht darin, dass der Flansch nicht auf einen Absatz aufgepresst wird, sondern dass mindestens zwei Blechteile das Lager umschließen und in eine am Außendurchmesser verlaufende Nut eingreifen. Aufgrund der größeren Restwandstärke ist eine solche Lösung weniger spannungskritisch.
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Die Lösung lässt sich innerhalb der Baubreite gängiger Lager unterbringen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung eines Wälzlagers in einer Lageraufnahme nach Stand der Technik als Vergleichsbeispiel in einer Schnittdarstellung,
- 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung eines Wälzlagers in einer Lageraufnahme in einer Schnittdarstellung,
- 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Blechringes in einer Draufsicht.
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2 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung zur Befestigung eines Wälzlagers 101 in einer Lageraufnahme 3 eines Lagerflansches 2. Gegenüber dem Vergleichsbeispiel der 1 unveränderte Teile des Lagerflansches 2 sind nicht erneut beschrieben. Die Lageraufnahme 3 des Lagerflansches 2 ist identisch zu denen im Stand der Technik. Der Lagerflansch 2 kann beispielsweise Teil eines Getriebegehäuses oder dergleichen sein. Das Wälzlager 101 umfasst einen Lageraußenring 102 und einen Lagerinnenring 103, zwischen denen Wälzelemente 104 in entsprechend gestalteten Rillen 105,106 aufgenommen sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Wälzlager ein Kugellager, die Wälzelemente 104 sind also Kugeln, die Rillen 105,106 umlaufende kreisausschnittförmige Rillen.
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Das Wälzlager 101 kann selbst verständlich ebenso ein Rollenlager, Nagellager, Tonnenlager oder dergleichen mehr sein.
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Die Lageraufnahme 3 umfasst eine Sacklochbohrung 9, an deren Bohrungsboden ein Freistich 11 angeordnet ist. Der Freistich 11 dient dazu, dass der Lageraußenring 4 flächig an dem Bohrungsboden 10 anliegen kann. Die Sacklochbohrung 9 weist eine Fase 15 auf.
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Der Lageraußenring 102 weist an der dem Bohrungsboden 10 abgewandten Seite eine umlaufende Nut 107 auf. Die Nut 107weist einen Nutboden 108 auf, der beiderseits von radial verlaufenden Nutwänden 109, 110 begrenzt wird.
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In die Nut 107 ragt ein Blechring 111, der fest mit dem Lagerflansch 2 mittels nicht näher dargestellter Schrauben 112 verschraubt ist. Der Lagerflansch 2 weist dazu eine im Wesentlichen radial verlaufende Anlagefläche 113 auf, an der der Blechring 111 flächig anliegt.
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Der Blechring 111 ist, wie in 3 zu sehen ist, zweiteilig und umfasst zwei Blechringteile 114, 115. Die Blechringteile 114, 115 sind nach Art einer Explosionsdarstellung gezeigt, das Blechringteil 114 befindet sich in Einbaulage, das Blechringteil 115 ist aus dieser in der radialen Ebene verrückt dargestellt. Die Blechringteile 114, 115 weisen jeweils einen ringförmigen Streifen 116 auf, der in Einbaulage in die Nut 107 ragt. In Umfangsrichtung schließt sich beiderseits des ringförmigen Streifens 116 auf einer Seite eine flache Fahne 117 und auf der anderen Seite eine um die Blechdicke der Blechringteile 114, 115 in axialer Richtung gekröpfte Fahne 118 an. Ein in axialer Richtung schräg verlaufender Bereich der Kröpfung ist in 3 mit dem Bezugszeichen 119 versehen. Die Fahnen 117, 118 weisen jeweils Augen 120, 121 auf. Die Fahne 117 in der Ebene des ringförmigen Streifens 116 weist ein Auge 120 auf, die versetzt in der Zeichenebene angeordnete Fahne 118 weist ein Auge 121 auf. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Blechringteile 114, 115, bei dem die Augen 120, 121 miteinander verstemmt oder verschweißt sind.
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Die ringförmigen Streifen 116 erstrecken sich jeweils über einen Teil des Umfangs. In Einbaulage der Blechringteile 114, 115 sind jeweils zwei Augen 120, 121 deckungsgleich. Eine Schraube 112 ragt jeweils durch die Augen 120, 121.
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Die Blechringteile 114, 115 sind fest miteinander verbunden, beispielswese wie im Ausführungsbeispiel der 2 durch eine Verstemmung 122 oder indem wie im Ausführungsbeispiel der 3 die Augen 120, 121 miteinander verstemmt oder verschweißt sind. Alternativ können die Blechringteile 114, 115 mittels Punktverschweißung, Nieten oder dergleichen fest miteinander verbunden sein. Zur Montage werden die Blechringteile 114, 115 zunächst in die Nut 107 eingelegt und fest miteinander verbunden. Die Baugruppe umfassend das Wälzlager 101 und den aus de Blechringteile 114, 115 bestehenden Blechring 111 wird sodann in die Sacklochbohrung 9 eingeführt und mittels der Schrauben 112 mit dem Lagerflansch 2 verschraubt.
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Die axiale Breite der Nut 107, das ist der Abstand der Nutwände 109, 110 ist größer als die Dicke der Verbindungsbereiche 117 der Blechringteile 114, 115. Je nach axialer Lage der Nut 107 wird der Lageraußenring 102 auf den Bohrungsboden 10 gepresst und es ergibt sich ein Festlager oder ist in geringem Maße in axialer Richtung verschiebbar, sodass ein Loslager gegeben ist.
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Es werden also erfindungsgemäß mindestens zwei Blechteile, die vorzugsweise identisch sind, und die je zwei Bohrungen als Augen für die spätere Verschraubung aufweisen verwendet. Die Innendurchmesser der Blechteile sind so dimensioniert, dass diese im montierten Zustand in die Nut eingreifen. Ein Endbereich des Blechringteils 114 mit Fahne 118 und Auge 121 liegt um eine Blechstärke versetzt zur Nut in der späteren Einbauposition. Das Auge 121 des Blechringteils 114 liegt koaxial zum Auge 120 des Blechringteils 115. Entsprechend ist das Auge 121 des Blechringteils 115 koaxial zum Auge 120 des Blechringteils 114. Die Verschraubung erfolgt jeweils durch beide Augen 120, 121 hindurch. Die Blechringteile 114, 115 werden bei der Montage mit geeigneten Verbindungsmethoden in den Überlappungsbereichen fixiert, beispielsweise durch verstemmte Warzen wie in 2 gezeigt oder durch so genannte Tox-Nieten, Voll-/Hohlniet, Widerstands-(Punkt-) Schweißen und dergleichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wälzlager
- 2
- Lagerflansch
- 3
- Lageraufnahme
- 4
- Lageraußenring
- 5
- Lagerinnenring
- 6
- Wälzelement
- 7
- Rille
- 8
- Rille
- 9
- Sacklochbohrung
- 10
- Bohrungsboden
- 11
- Freistich
- 12
- Ausnehmung
- 13
- Anlageschulter
- 14
- Flanschblech
- 15
- Senkkegel
- 16
- Anlagefläche
- 101
- Wälzlager
- 102
- Lageraußenring
- 103
- Lagerinnenring
- 104
- Wälzelement
- 105
- Rille
- 106
- Rille
- 107
- Nut
- 108
- Nutboden
- 109
- Nutwand
- 110
- Nutwand
- 111
- Blechring
- 112
- Schraube
- 113
- Anlagefläche
- 114
- Blechringteil
- 115
- Blechringteil
- 116
- ringförmiger Streifen
- 117
- Fahne
- 118
- Fahne
- 119
- schräg verlaufender Bereich
- 120
- Auge
- 121
- Auge
- 122
- Verstemmung
