DE102018130947A1

DE102018130947A1 - Axial-Wälzlager

Info

Publication number: DE102018130947A1
Application number: DE102018130947.3A
Authority: DE
Inventors: Alicia Vidal Ortiz; James Brown
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-12-05
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2020-06-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Axial-Wälzlager (1), umfassend mindestens einen Lagerring (2, 3), der zum Anlauf von Wälzkörpern (4) ausgebildet ist, wobei die Wälzkörper (4) von einem Käfig (5) gehalten werden, wobei der mindestens eine Lagerring (2, 3) mindestens einen radialen Vorsprung (6) aufweist, der im montierten Zustand den Käfig (5) mit Hinterschnitt in axiale Richtung (a) des Lagers (1) hintergreift. Um ein gekapseltes Lager zu schaffen, welches einen nur geringen Bauraum erfordert, sieht die Erfindung vor, dass im Käfig (5) eine sich radial erstreckende Ausnehmung (7) zum Eingriff des mindestens einen Vorsprungs (6) ausgebildet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Axial-Wälzlager, umfassend mindestens einen Lagerring, der zum Anlauf von Wälzkörpern ausgebildet ist, wobei die Wälzkörper von einem Käfig gehalten werden, wobei der mindestens eine Lagerring mindestens einen radialen Vorsprung aufweist, der im montierten Zustand den Käfig mit Hinterschnitt in axiale Richtung des Lagers hintergreift.
Hintergrund der Erfindung
Axial-Wälzlager sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Sie werden beispielsweise als abgedichtete Einheit eingesetzt. Eine solche Lösung zeigt die DE 101 43 089 B4 . Bei der dort dargestellten Lösung weisen die Lagerringe sich radial erstreckende Vorsprünge auf, mit denen sie den Käfig mit den darin montierten Wälzkörpern umgreifen.
Die klare Ausrichtung und Führung eines gekapselten (abgedichteten) Axiallagers der gattungsgemäßen Art erfordert spezielle Maßnahmen, um einen einwandfreien Betrieb zu gewährleisten. Insbesondere werden spezielle Vorkehrungen getroffen, damit das Lager als Einheit verbunden bleibt. Hierzu kann die Gestaltung der Lagerringe von Bedeutung sein, die teils als im Radialschnitt Z-förmige Bauteile ausgeführt sind. Andererseits ist der benötigte Bauraum des Lagers von großer Bedeutung. Durch die genannten Maßnahmen wird teilweise der verfügbare Bauraum beschränkt.
Namentlich wird beim Einsatz von Lagerringen, die sich radial aus dem Bereich des Käfigs samt Wälzkörper heraus erstrecken, sowie bei Lagerringen, die eine im Radialschnitt Z-förmige Gestalt aufweisen, der zur Verfügung stehende Bauraum für den Käfig samt Wälzkörper teils beschnitten. Hierdurch kann nachteilig eine ordnungsgemäße Rotation des Lagers behindert werden. Infolge des beschränkten Bauraums können somit Probleme auftreten, wenn vorbekannte Käfige eingesetzt werden. Dies gilt insbesondere im Falle dessen, dass zumindest ein radialer Endbereich des Käfigs einen sich in radiale Richtung erstreckenden Abschnitt aufweist. In diesem Falle können sich auch montagetechnische Probleme ergeben, insbesondere wenn der Käfig eine hohe Steifigkeit aufweist.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Axial-Wälzlager so fortzubilden, dass die oben genannten Probleme vermindert werden. Insbesondere soll eine optimale Nutzung des Raums zwischen den Lagerringen zur Unterbringung des Käfigs samt Wälzkörper erfolgen. Insbesondere im Falle eines gekapselten Lagers soll sichergestellt sein, dass nur ein geringer Bauraum benötigt wird.
Beschreibung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Käfig eine sich radial erstreckende Ausnehmung zum Eingriff des mindestens einen Vorsprungs ausgebildet ist.
Die sich radial erstreckende Ausnehmung des Käfigs kann dabei als Ringnut ausgebildet sein.
Der Käfig kann im Bereich der sich radial erstreckenden Ausnehmung mit seinem außerhalb der Erstreckung der Wälzkörper liegenden Abschnitt eine U-förmige Kontur aufweisen.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Käfig als Stanz- und Umformbauteil aus einem Blech ausgebildet ist.
Durch die vorgeschlagene Lösung wird also eine rippenartige Struktur zumindest in einem radialen Endbereich des Lagers vorgesehen, die die genannte Ausnehmung aufweist und dafür vorgesehen ist, dass der Vorsprung am Lagerring radial in dieselbe eintaucht. Die Ausnehmung stellt somit sowohl einen radialen als auch axialen (Ring)Raum zur Verfügung, der zum Eintritt des Vorsprungs am Lagerring dienlich ist. Das Lager kann so als abgedichtete (gekapselte) Einheit bereitgestellt werden.
Die Ausnehmung stellt eine gute Führung für die Vorsprünge im Lagerring dar. Begünstigt wird nicht nur die Führung, sondern auch die Montage, wenn vorteilhaft die Ausnehmung über angrenzende Radien in den Anschlussbereich des Käfigs übergeht. Durch eine solche Ausgestaltung wird auch ein Einschnappen des Käfigs samt Wälzkörper in den Lagerring bei der Montage begünstigt.
Dabei kann besagte Ausnehmung sowohl im radial außenliegenden als auch im radial innenliegenden Abschnitt des Käfigs vorgesehen werden.
Es können mehrere Vorsprünge um den Umfang des Lagerrings herum angeordnet sein. Die einzelnen Vorsprünge können dabei äquidistant um den Umfang herum positioniert sein. Der mindestens eine Vorsprung ist vorzugsweise aus dem Material des Lagerrings durch einen Umformprozess ausgeformt.
Ein möglicher Anwendungsfall ist ein axiales Nadellager, bei dem die Erfindung besonders bevorzugt zum Einsatz kommen kann. Dabei wird bevorzugt eine geschlossene (abgedichtete) Ausführungsform vorgesehen. Ferner kann der Montagevorgang des Lagers damit vereinfacht werden. Dies gilt insbesondere im Falle eines relativ steifen Lagers bzw. steifen Käfigs.
Figurenliste
Das erfindungsgemäß ausgebildeten Axial-Wälzlager wird nachfolgend in mehreren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

1 im Radialschnitt einen Teil eines Axial-Wälzlagers nach einer ersten Ausführungsform,
2 im Radialschnitt einen Teil eines Axial-Wälzlagers nach einer zweiten Ausführungsform,
3 im Radialschnitt einen Teil eines Axial-Wälzlagers nach einer dritten Ausführungsform,
4 im Radialschnitt einen Teil eines Axial-Wälzlagers nach einer vierten Ausführungsform,
5 im Radialschnitt einen Teil eines Käfigs des Axial-Wälzlagers nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
6 im Radialschnitt einen Teil eines Käfigs des Axial-Wälzlagers nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
7 im Radialschnitt einen Teil eines Käfigs des Axial-Wälzlagers nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
8 im Radialschnitt und in vergrößerter Darstellung den einen axialen Endbereich des Käfigs gemäß 5,
9 im Radialschnitt und in vergrößerter Darstellung den einen axialen Endbereich des Käfigs gemäß 6,
10 im Radialschnitt einen Teil eines Axial-Wälzlagers mit einem Käfig gemäß 5 und
11 im Radialschnitt einen Teil eines Axial-Wälzlagers mit einem Käfig gemäß 6.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In den 1 bis 4 sind jeweils Axial-Wälzlager 1 zu sehen, welche einen ersten Lagerring 2 und einen zweiten Lagerring 3 aufweisen. Zwischen den beiden Lagerringe 2, 3 ist ein Satz Wälzkörper 4 angeordnet, der von einem Käfig 5 gehalten wird. Die axiale Richtung a sowie die radiale Richtung r sind bei 1 eingezeichnet und gelten entsprechend für die weiteren 2 bis 4.
In den 1 und 2 sind die beiden Lagerringe im Radialschnitt L-förmig ausgebildet. In den 3 und 4 kommen Lagerringe zum Einsatz (siehe hierzu Lagerring 3 in 3 und Lagerring 2 in 4), die im Radialschnitt Z-förmig ausgebildet sind. Zu erkennen ist auch, dass die Lagerringe 2, 3 mit Vorsprüngen 6 versehen sein können, die sich radial nach innen in Richtung Käfig 5 erstrecken und zur Schaffung einer zusammenhaltenden Einheit dienen. Bei den Ausführungsformen nach den 1 und 2 ist zu sehen, dass sich die Lagerringe (Lagerring 3 in 1 und Lagerring 2 in 2) radial aus dem eigentlichen Bereich des Käfigs samt Wälzkörper heraus erstrecken und so entsprechenden Bauraum benötigen.
Die dargestellten Ausführungsformen nach den 1 bis 4 sind als solche bekannt. Die hier zum Einsatz kommenden Käfige 5 weisen jedenfalls im einen radialen Endbereich einen in radiale Richtung r weisenden Abschnitt auf.
In 5 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung zu sehen, nämlich ein Käfig 5, der im einen axialen Endbereich und hier in einem Abschnitt 8, der radial außerhalb der Erstreckung der Wälzkörper 4 liegt, eine im Radialschnitt U-förmige Struktur aufweist. Im radial außenliegenden Schenkel dieser U-förmigen Struktur weist der Käfig 5 eine Ausnehmung 7 auf, die als radiale Einformung ausgebildet ist, die in Form einer Ringnut um den Käfig 5 und namentlich um die Achse a umläuft.
Eine alternative zweite Ausführungsform der Erfindung ist in 6 dargestellt, wo eine etwas anders gestaltete Art der Ausnehmung 7 im radial außenliegenden Bereich des Käfigs 5, nämlich wiederum im Abschnitt 8, vorgesehen ist.
Eine nochmals andere Ausgestaltung zeigt 7.
Die Ausgestaltung nach 5 ist nochmals vergrößert in 8 zu sehen. Hier ist ein Radius R eingetragen, der angibt, dass die Ausnehmung 7 mit entsprechenden Ausrundungen in den radial außenliegenden Bereich des Käfigs 5 eingeformt ist. Eine solche Gestaltung erleichtert die Montage des Lagers.
In 9 ist die entsprechend vergrößerte Darstellung des radialen Endabschnitts des Käfigs gemäß 6 dargestellt.
10 zeigt die Einbausituation, wonach ein Käfig gemäß 5 bzw. gemäß 8 in ein Axial-Wälzlager 1 eingebaut ist. Zu erkennen ist, dass die am Lagerring 2 ausgebildeten Vorsprünge 6 radial nach innen in die Ausnehmung 7 des Käfigs 5 eingreifen.
Eine analoge Darstellung ist für ein Axial-Wälzlager 1 gemäß 11 zu sehen, wo ein Käfig 5 gemäß 6 bzw. 9 vorgesehen ist. Auch hier greift der radiale Vorsprung 6 in die Ausnehmung 7 ein, die am Käfig ausgebildet ist.
Der Abschnitt des Käfigs 5, der mit der Ausnehmung 7 versehen ist, kann dabei im radial außenliegenden und/oder radial innenliegenden Bereich des Käfigs vorgesehen werden.
Die vorgeschlagene Lösung kann auch in einer solchen Anwendung eingesetzt werden, bei der lediglich ein einziger Lagerring 2, 3 zum Einsatz kommt, an dem der von dem Käfig 5 gehaltene Satz Wälzkörper 4 anliegt, und der andere Lagerring direkt durch einen Abschnitt eines angrenzenden Bauteils gebildet wird.
Bezugszeichenliste

1: Axial-Wälzlager
2: erster Lagerring
3: zweiter Lagerring
4: Wälzkörper
5: Käfig
6: radialer Vorsprung
7: Ausnehmung
8: Abschnitt des Käfigs
a: axiale Richtung
r: radiale Richtung
R: Radius

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10143089 B4 [0002]

Claims

Axial-Wälzlager (1), umfassend mindestens einen Lagerring (2, 3), der zum Anlauf von Wälzkörpern (4) ausgebildet ist, wobei die Wälzkörper (4) von einem Käfig (5) gehalten werden, wobei der mindestens eine Lagerring (2, 3) mindestens einen radialen Vorsprung (6) aufweist, der im montierten Zustand den Käfig (5) mit Hinterschnitt in axiale Richtung (a) des Lagers (1) hintergreift, dadurch gekennzeichnet, dass im Käfig (5) eine sich radial erstreckende Ausnehmung (7) zum Eingriff des mindestens einen Vorsprungs (6) ausgebildet ist.
Axial-Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sich radial erstreckende Ausnehmung (7) des Käfigs (5) als Ringnut ausgebildet ist.
Axial-Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (5) im Bereich der sich radial erstreckenden Ausnehmung (7) mit seinem außerhalb der Erstreckung der Wälzkörper (4) liegenden Abschnitt (8) eine U-förmige Kontur aufweist.
Axial-Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (5) als Stanz- und Umformbauteil aus einem Blech ausgebildet ist.