DE102018213525A1 - Lageranordnung - Google Patents

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Rico Dittmar
Roderich Schultze
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Abstract

Ausführungsbeispiele betreffen eine Lageranordnung (1), die ausgebildet ist, um ein erstes Bauteil (2) drehbeweglich gegenüber einem zweiten Bauteil zu lagern. Dazu umfasst die Lageranordnung (1) wenigstens ein Lager (3a) und wenigstens ein Verschlusselement (4). Das Verschlusselement (4) ist ausgebildet, um eine in axialer Richtung benachbart zu dem Lager (3a) angeordnete Öffnung (5) in dem ersten Bauteil (2) zu verschließen.

Description

  • Ausführungsbeispiele betreffen eine Lageranordnung, die ausgebildet ist, um ein erstes Bauteil drehbeweglich gegenüber einem zweiten Bauteil zu lagern.
  • Bauteile, die mit Lageranordnungen drehbeweglich zueinander gelagert sind, können aus unterschiedlichen Gründen Öffnungen, Hinterschnitte oder Hohlräume aufweisen. Beispielsweise weisen Radnaben zur Gewichtsreduzierung oft Hinterschnitte und Hohlräume an einer Innenkontur auf. Bei geschmierten Radlagern kann dann ein Schmiermedium in diese Hohlräume gelangen. Dann steht das Schmiermedium nicht zur Schmierung der Lager oder auch von Dichtungen der Lagerung zur Verfügung, weil es sich in der Öffnung befindet. Besonders bei Bauteilen, die sich drehen, kann dieser Effekt verstärkt sein. Um trotzdem genügend Schmiermittel zu bevorraten, werden bei manchen Lageranordnungen sehr hohe Schmiermittelmengen in die Lageranordnung eingebracht. Dies kann zum einem zu einem sehr hohen Schmiermittelbedarf führen. Zum anderen befindet sich das Schmiermittel nicht in den Bereichen, in denen es nicht die gewünschte Funktion entfalten kann. Dies ist unerwünscht.
  • Des Weiteren kann es vorkommen, dass durch das Schmiermedium, das in die Öffnung gelangt, Schmutz aus der Öffnung ausgewaschen wird. Es kann sich dabei beispielsweise um Verunreinigungen handeln, die sich während der Fertigung in der Nabe bzw. der Öffnung gesammelt haben. In einem Betrieb kann es dann vorkommen, dass die Verunreinigungen über das Schmiermedium bzw. das verunreinigte Schmiermedium in das Lager bzw. eine Dichtung an der Lageranordnung gelangt. Unter ungünstigen Umständen kann dies zum Ausfall der Lagerung oder der Dichtung führen. Auch dies ist unerwünscht.
  • Dieser Effekt, dass das Schmiermittel nicht zur Lagerschmierung zur Verfügung steht, weil es in Öffnungen der zu lagernden Bauteile geschleudert wird, oder dass sich in den Öffnung Schmutz befindet, kann auch bei anderen Anwendungen als Radnaben, beispielsweise bei Gehäusen, Wellen oder dergleichen auftreten.
  • Es besteht daher ein Bedarf daran, eine Lageranordnung bereitzustellen mit einer verbesserten Schmierung für deren Lager. Diesem Bedarf trägt eine Lageranordnung nach dem unabhängigen Anspruch Rechnung.
  • Ausführungsbeispiele betreffen eine Lageranordnung, die ausgebildet ist, um ein erstes Bauteil drehbeweglich gegenüber einem zweiten Bauteil zu lagern. Dazu umfasst die Lageranordnung wenigstens ein Lager und wenigstens ein Verschlusselement. Das Verschlusselement ist ausgebildet, um eine in axialer Richtung benachbart zu dem Lager angeordnete Öffnung in dem ersten Bauteil zu verschließen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dadurch, dass die Öffnung über das Verschlusselement verschlossen ist, verhindert werden, dass sich ein Schmiermedium in der Öffnung sammelt. Es kann also beispielsweise eine Schmiermittelmenge reduziert werden. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann auch ermöglicht werden, dass Verunreinigungen, Schmutz oder Rückstände aus der Öffnung über das Schmiermedium ausgewaschen und in das Lager gelangen können.
  • Zwei Bauteile, die drehbeweglich zueinander gelagert sind, können dabei zum Beispiel koaxial zueinander angeordnet sein und um eine gemeinsame Rotationsachse eine Relativbewegung zueinander auszuführen. Dabei kann beispielsweise ein radial außenliegendes Bauteil feststehend und ein radial innenliegendes Bauteil beweglich angeordnet sein. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann das radial außen angeordnete Bauteil beweglich und das radial innenliegende Bauteil drehfest angeordnet sein. Ergänzend oder alternativ können sich auch beide Bauteile in die gleiche Richtung, aber mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten oder in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Bei dem ersten Bauteil kann es sich beispielsweise um ein Gehäuse, eine Nabe, beispielsweise eine Radnabe oder dergleichen handeln. Bei dem zweiten Bauteil kann es sich beispielsweise um eine Welle, eine Achse oder dergleichen handeln. Als Lager kann zum Beispiel ein Wälz- oder ein Gleitlager eingesetzt sein. Als Wälzlager können alle möglichen Wälzlager, beispielsweise Kegelrollenlager, Zylinderrollenlager, Kugellager oder dergleichen verwendet werden. Bei der Öffnung kann es sich beispielsweise um einen Hinterschnitt, einen Hohlraum, eine Mulde, eine Vertiefung, eine Nut oder dergleichen in dem ersten Bauteil handeln. Beispielsweise kann es sich bei dem ersten Bauteil um das radial außenliegende, aber auch um das radial innen angeordnete Bauteil handeln. Die Öffnung kann beispielsweise eine in Umfangsrichtung umlaufend angeordnete Nut sein. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann die Öffnung angeordnet sein, um ein Gewicht des ersten Bauteils zu reduzieren. Beispielsweise kann die Öffnung in axialer Richtung eine Ausdehnung aufweisen, die wenigstens einer axialen Ausdehnung eines Lagers der Lageranordnung entspricht, beispielsweise wenigstens dem 0.2-, 0.5-, 1-,1.5- oder 2-fachen einer axialen Ausdehnung des Lagers. Die Öffnung kann von einer Oberfläche aus betrachtet in radialer Richtung eine Tiefe aufweisen, die wenigstens 10%, 20%, 30%, 40% oder 50% einer maximalen radialen Ausdehnung des ersten Bauteils in einem Bereich, in dem die Öffnung angeordnet ist, entspricht. Bei der Öffnung kann es sich beispielsweise nur um eine Öffnung handeln, die in radialer Richtung durch ein Material des ersten Bauteils begrenzt wird.
  • Bei dem Verschlusselement kann es sich beispielsweise um jedwedes Bauteil oder Material handeln, das ausgebildet ist, um ein Eindringen eines Schmiermediums in die Öffnung zu reduzieren oder sogar zu verhindern. Beispielsweise kann das Verschlusselement aus einem anderen Material als das erste Bauteil hergestellt sein. Das Verschlusselement kann beispielsweise aus einem Material mit einer geringeren Dichte als das erste Bauteil oder das Schmiermedium hergestellt sein. Ergänzend oder alternativ kann das Verschlusselement auch ein geringeres Gewicht aufweisen als eine Menge an Schmiermedium oder Material des ersten Bauteils, das in der Öffnung aufgenommen werden könnte. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann das Verschlusselement die Öffnung zu einem Großteil, beispielsweise mehr als 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 99% oder sogar vollständig ausfüllen. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann das Verschlusselement die Öffnung von au-ßen verschließen, die Öffnung bleibt als Hohlraum bestehen. Ein Verschließen der Öffnung durch das Verschlusselement kann beispielsweise dann vorliegen, wenn das Eindringen des Schmiermediums in die Öffnung reduziert wird, wenigstens um 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 99% oder sogar vollständig verhindert wird. Bei dem Schmiermedium kann es sich beispielsweise um ein flüssiges Medium beispielsweise ein Öl oder aber auch um ein pastöses Medium, beispielsweise ein Schmierfett handeln. Die Lageranordnung kann bei manchen Ausführungsbeispielen mit dem Schmiermedium vorgefüllt sein oder das Schmiermedium kann während eines Betriebs, beispielsweise in Intervallen, in die Lageranordnung eingebracht werden.
  • Ergänzend kann die Lageranordnung ein zweites Lager umfassen. Die Öffnung kann dann in axialer Richtung zwischen dem ersten Lager und dem zweiten Lager angeordnet sein. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann es sich bei dem ersten und dem zweiten Lager um Kegelrollenlager handeln, die in einer O-Anordnung zueinander angeordnet sind.
  • Ergänzend oder alternativ kann es sich bei dem ersten Bauteil um ein Gussbauteil handeln. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann das erste Bauteil durch das Verschlusselement beispielsweise zumindest reduziert oder sogar vollständig verhindert werden, dass Verunreinigung von der Gussbauteilherstellung in die Lager gelangen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann das Verschlusselement direkt an der Gussoberfläche befestigt sein. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann eine Oberfläche des ersten Bauteils, an der das Verschlusselement angeordnet ist, spanend bearbeitet sein. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dann ein besseres Dichtverhalten, beispielsweise wenn das Verschlusselement form-und/oder kraftschlüssig befestigt ist, ermöglicht werden. Ergänzend oder alternativ kann das erste Bauteil jeweils einen Lagersitz für das Lager aufweisen. Der Lagersitz kann in den Gussbauteil, zum Beispiel durch spanende Bearbeitungsverfahren hergestellt sein.
  • Ergänzend oder alternativ kann es sich bei dem ersten Bauteil um eine Radnabe handeln und bei dem zweiten Bauteil um eine Achse. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dadurch ein Schmiermittelbedarf bei Radnaben erheblich reduziert werden. Zudem kann eventuell sichergestellt werden, dass das Schmiermedium nicht durch Zentrifugalkräfte in radial außenliegende Öffnungen geschleudert wird und dann nicht in ausreichenden Mengen in den Lagern zur Verfügung steht. Mit anderen Worten kann bei manchen Ausführungsbeispielen ein Trockenlaufen der Lager bzw. der Dichtung vermieden werden oder eben eine Schmierstoffmenge reduziert sein und trotzdem eine ausreichende Schmierung ermöglicht werden.
  • Ergänzend oder alternativ kann das Verschlusselement bündig mit einer in die radiale Richtung gerichteten Oberfläche, an der sich die Öffnung befindet, abschließen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann so ermöglicht werden, dass radial innerhalb des Verschlusselements und in axialer Richtung zwischen den Lagern trotzdem ein ausreichender Schmiermittelaustausch und eventuell ein störungsfreie Montage möglich ist. Mit anderen Worten kann das Verschlusselement in radialer Richtung von dem zweiten Bauteil beabstandet sein oder einen Abstand zwischen dem ersten und zweiten Bauteil nicht oder nur minimal reduzieren, beispielsweise um weniger als 10%, 5% oder 2%.
  • Alternativ kann das Verschlusselement auch ausgebildet sein, um einen Raum für das Schmiermedium, das auch als Schmiermittel bezeichnet werden kann, in axialer Richtung zu begrenzen. Bei manchen Ausführungsbeispielen, beispielsweise wenn als Schmiermedium ein Schmierfett eigesetzt wird, aber auch wenn Öl als Schmiermedium verwendet wird, kann dadurch eine benötigte Schmiermittelmenge noch weiter reduziert werden. Das Verschlusselement kann dazu beispielsweise in axialer Richtung benachbart zu dem wenigstens einen Lager, oder im Falle von zwei Lagern in axialer Richtung zwischen den beiden Lagern angeordnet sein und eine Begrenzung für das Schmiermittel darstellen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dadurch verhindert werden, dass Schmiermittel oder zumindest eine Teilmenge des Schmiermittels in einen Raum fließt, der sich in axialer Richtung zwischen den Lagern befindet. Das Verschlusselement kann beispielsweise ausgebildet sind, um diesen Raum ganz oder teilweise auszufüllen. Alternativ kann das Verschlusselement auch wenigstens einen Radialabschnitt aufweisen, der fast bis zu dem zweiten Bauteil oder dem Innenringen des wenigsten einen Lagers reicht und einen Raum für das Schmiermedium in axialer Richtung neben dem Lager begrenzt. Dieser Radialabschnitt kann eventuell nur an einem axialen Ende oder an beiden axialen Enden des Verschlusselements angeordnet sind. In axialer Richtung zwischen den beiden Radialabschnitten oder außerhalb des einen Radialabschnitts kann das Verschlusselement einen Durchmesser aufweisen, sodass sich zwischen dem zweiten Bauteil und dem Verschlusselement ein Abstand ergibt, der wenigstens 80%, 90%, 95% oder 99% eines Abstand entspricht, zwischen dem zweiten Bauteil und dem ersten Bauteil in axialer Richtung außerhalb der Öffnung.
  • Ergänzend oder alternativ kann zwischen dem Verschlusselement und dem zweiten Bauteil ein minimaler Spalt vorhanden sein, sodass das Verschlusselement nicht an dem zweiten Bauteil schleift und eine Drehbewegung nicht durch eine Reibung behindert. Mit anderen Worten kann das Verschlusselement reibfrei zu dem zweiten Bauteil angeordnet sein. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann das Verschlusselement beispielsweise bei der Montage so angeordnet oder werden, dass es an dem ersten und am zweiten Bauteil anliegt. Bei Ausführungsbeispielen bei denen das Verschlusselement in Form eines weichen Schaums, der dann aushärtet, in die Öffnung bzw. die Lageranordnung eingebracht wird, kann dies beispielsweise der Fall sein. Bei einer ersten Inbetriebnahme der Lageranordnung kann das Verschlusselement dann so verschließen, dass keine oder nur noch eine hinnehmbare Reibung zu dem zweiten Bauteil besteht.
  • Ergänzend oder alternativ kann das Verschlusselement stoffschlüssig mit dem ersten Bauteil verbunden sein. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dadurch eine einfache Befestigung des Bauteils ermöglicht werden. Das Verschlusselement kann dazu beispielsweise in flüssiger oder pastöser Form in die Öffnung eingebracht werden. Beispielsweise kann das Verschlusselement dadurch die Form der Öffnung annehmen und in der Öffnung haften. Eventuell kann das Verschlusselement klebstofffrei oder unter Verwendung zusätzlicher Haftmittel an dem ersten Bauteil stoffschlüssig befestigt sein.
  • Ergänzend oder alternativ kann das Verschlusselement ein geschäumtes Material umfassen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dadurch eine Gewichtsreduzierung der Lageranordnung erreicht werden. Bei dem geschäumten Material kann es sich beispielsweise in einem ausgehärteten bzw. getrockneten Zustand um ein festes Bauteil handeln, das jedoch Poren- und Lufteinschlüsse aufweist. In einem noch nicht ausgehärteten Zustand, beispielsweise wenn das geschäumte Material in die Öffnung eingebracht wird, kann es sich beispielsweise um einen formbaren, weichen Schaum handeln, sodass die Öffnung vollständig ausgefüllt wird. Bei dem geschäumten Material kann es sich beispielsweise um einen Bauschaum, einen Montageschaum, beispielsweise aus einem Kunststoff, beispielsweise aus Polyurethane (PUR), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol oder dergleichen handeln.
  • Ergänzend oder alternativ kann das Verschlusselement auch kraft- und/oder formschlüssig mit dem ersten Bauteil verbunden sein. Bei manchen Ausführungsbeispielen können dadurch zusätzliche Befestigungselement entfallen. Beispielsweise wenn das erste Bauteil radial außen angeordnet ist, kann das Verschlusselement einen Außendurchmesser aufweisen, der mit dem Durchmesser einer Bohrung in dem ersten Bauteil, in der das Verschlusselement angeordnet ist, einen Presssitz ergibt.
  • Ergänzend oder alternativ kann das Verschlusselement als Ring ausgebildet sein. Der Ring kann beispielsweise radial außen um das Bauteil gelegt werden, sodass er die Öffnung abdeckt oder radial innen in eine Öffnung des Bauteils eingelegt werden, sodass er die Öffnung von radial innen abdeckt. Der Ring kann beispielsweise aus einem Kunststoff, einem Elastomer oder einem Metall hergestellt sein bzw. wenigsten eines dieser Materialien umfassen.
  • Ergänzend oder alternativ kann sich beispielsweise wenigstens ein Sitz für das Verschlusselement außerhalb der Öffnung befinden. Beispielsweise kann dazu das erste Bauteil spanend bearbeitet sein. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann sich dadurch eine bessere Anlagefläche für das Verschlusselement, beispielsweise wenn das Verschlusselement form- und/oder kraftschlüssig und/oder außerhalb der Öffnung befestigt wird, ergeben. Unter Umständen kann sich dadurch eine Dichtwirkung verbessern, beispielsweise im Vergleich zu unbearbeiteten Gussoberflächen als Anlagefläche.
  • Ergänzend oder alternativ kann in radialer Richtung zwischen dem Verschlusselement und dem ersten Bauteil wenigstens eine Dichtung angeordnet sein. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann so beispielsweise das Eindringen des Schmiermittels in die Öffnung zuverlässiger verhindert oder reduziert werden. Beispielseite kann die Dichtung ebenfalls außerhalb der Öffnung angeordnet sein. Bei der Dichtung kann es sich beispielsweise um ein elastisches Bauteil handeln, einen O-Ring, einen Dichtlack oder dergleichen.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Ausführungsbeispiele sowie deren einzelne Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden. So zeigen die Figuren schematisch die nachfolgenden Ansichten.
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer geschnittenen Ansicht einer Lageranordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
    • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer geschnittenen Ansicht einer Lageranordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
    • 3 zeigt eine schematische Darstellung einer geschnittenen Ansicht einer Lageranordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
    • 4 zeigt eine schematische Darstellung einer geschnittenen Ansicht einer Lageranordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; und
    • 5 zeigt eine schematische Darstellung einer geschnittenen Ansicht einer Lageranordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Darstellungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Ferner werden zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Darstellung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.
  • Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer geschnittenen Ansicht einer Lageranordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Lageranordnung 1 ist ausgebildet, um ein erstes Bauteil 2 drehbeweglich gegenüber einem nicht dargestellten zweiten Bauteil zu lagern. Bei dem zweiten Bauteil kann es sich beispielsweise um eine Welle handeln, die radial innerhalb des ersten Bauteils 2 angeordnet ist. Dazu umfasst die Lageranordnung 1 wenigstens ein Lager 3a und ein Verschlusselement 4. Das Verschlusselement 4 ist ausgebildet, um eine in axialer Richtung M benachbart zu dem Lager 3a angeordnete Öffnung 5 in dem ersten Bauteil 2 zu verschließen. Eine Öffnung, die in axialer Richtung benachbart zu dem Lager angeordnet ist, ist beispielsweise in axialer Richtung überlappungsfrei zu dem Lager angeordnet.
  • Bei dem ersten Bauteil 2 handelt es sich um eine Radnabe und bei der Lageranordnung 1 um eine Radlagerung. Bei dem zweiten, nicht dargestellten Bauteil handelt es sich um eine Achse. Bei einigen weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann es sich bei dem ersten Bauteil auch um jedwedes andere Bauteil, beispielsweise ein Gehäuse, eine Welle oder dergleichen handeln. Das erste Bauteil 2 ist als Gussteil hergestellt. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann das erste Bauteil auch andere Materialien aufweisen, beispielsweise Kunststoff, Aluminium, Stahl oder dergleichen und/oder durch andere Herstellungsverfahren, beispielsweise Schmieden oder eine spanende Bearbeitung hergestellt sein.
  • Bei der Öffnung 5 handelt es sich um einen Hinterschnitt bzw. ein Hohlraum, der angeordnet ist, um das Gewicht des ersten Bauteils 2 zu optimieren. Dazu ist die Öffnung 5 als eine in Umfangsrichtung umlaufende Nut ausgebildet. In axialer Richtung weist die Öffnung 5 eine größere Ausdehnung als das Lager 3a auf. Bei anderen nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Öffnung in axialer Richtung wenigstens eine Ausdehnung aufweisen, die 10% ,15%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 100%, 150%, oder 200% einer axialen Ausdehnung des Lagers 3a entspricht. In radialer Richtung ist die Öffnung 5 durch ein Material des Bauteils 2 begrenzt. Dabei weist die Öffnung 5 in radialer Richtung eine Ausdehnung auf, die maximal einer Hälfte einer Materialstärke in die radiale Richtung des ersten Bauteils 2 entspricht. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann dieser Anteil auch größer sein.
  • Die Lageranordnung 1 weist ein zweites Lager 3b auf. Das Lager 3a wird deshalb im Folgenden als erstes Lager 3a bezeichnet. Bei den beiden Lagern 3a und 3b handelt es sich jeweils um Kegelrollenlager die in einer O-Anordnung zueinander angeordnet sind. Die Lager 3a und 3b weisen einen unterschiedlichen Durchmesser auf. Bei einigen weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann auch nur ein Lager vorgesehen sein, oder Lager mir gleichem Durchmesser. Es können Kegelrollenlager beispielsweise in einer X-Anordnung oder aber auch andere Wälzlager, beispielsweise Kugellager, Zylinderrollenlager, Nadelrollenlager, Schrägkugellager oder dergleichen vorgesehen sein. Davon kann jeweils ein Lager oder auch eine paarweise Anordnung in Frage kommen. Optional kann auch eine Fest-Los-Lagerung gewählt werden.
  • Die beiden Lager 3a und 3b sind in axialer Richtung voneinander beabstandet angeordnet. Die Öffnung 5 befindet sich in axialer Richtung zwischen den beiden Lagern 3a und 3b. Das Lager 3a und 3b weisen jeweils einen Außenring 9 und 10 auf. Für die Außenringe 9 und 10 ist in dem ersten Bauteil 2 jeweils ein Lagersitz vorgesehen. In axialer Richtung stützen sich die Außenringe 9 und 10 an Schultern 11 und 12 ab. Die Schultern 11 und 12 ragen dabei weiter nach radial innen als andere, nach radial innen gerichtete Oberflächen des ersten Bauteils 2 außerhalb der Öffnung 5. Zwischen den beiden Schultern 11 und 12 befindet sich die Öffnung 5. Die Lager 3a und 3b weisen separate Innenringe 6 und 7 auf.
  • Die Innenringe 6 und 7 sind über ein Verbindungsstück 8 miteinander verbunden. Bei einigen weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Lageranordnung auch einen gemeinsamen Innenring aufweisen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 handelt es sich bei dem Verschlusselement 4 um ein geschäumtes Material, beispielsweise einen Bauschaum oder einen Montageschaum. Das Verschlusselement 4 wurde dadurch hergestellt, dass das geschäumte Material in einem flüssigen Zustand in die Öffnung 5 bzw. den Hohlraum in der Nabe eingebracht wurde. Durch das Verschlusselement 4 wird verhindert, dass ein Schmiermedium oder ein Öl, das zum Schmieren der Lager 3a und 3b verwendet wird, in den Hohlraum 5 gelangt und dann nicht mehr zum Schmieren der Lager 3a und 3b zur Verfügung steht. Es kann also im Vergleich zu anderen Lageranordnungen ausreichend sein, eine geringere Menge an Schmiermedium einzubringen, weil ein Raum, den das Schmiermedium sonst einnehmen könnte, durch das Verschlusselement 4 eingenommen wird.
  • Das Verschlusselement 4 kann beispielsweise aus einem Material hergestellt sein oder diese umfassen, das eine geringere Dichte aufweist als ein Material des ersten Bauteils, beispielsweise Kunststoff, Gummi, Metall oder dergleichen. Dazu kann der Werkstoff als Schaum vorliegen, also eine Vielzahl von Poren aufweisen, beispielsweise sodass, ein Gesamtvolumen der Poren wenigstens 20%, 30%, 40%, 50% eines Gesamtvolumens des Verschlusselements entspricht. Alternativ kann das Verschlusselement auch aus einem massiven Werkstoff, also porenfrei hergestellt sein.
  • Das Verschlusselement 4 ist stoffschlüssig mit dem ersten Bauteil 2 verbunden. Dazu steht das Verschlusselement 4 ausschließlich mit einer Oberfläche des ersten Bauteils 2 in Kontakt, die sich innerhalb der Öffnung 5 befindet. Die Schultern 12 und 11 bzw. deren nach radial innen gerichteten Flächen sind frei von dem Material des Verschlusselements 4. Mit anderen Worten schließt das Verschlusselement 4 bündig mit einer nach radial innen gerichteten Oberfläche des Bauteils 2 bzw. den Schultern 11 und 12 ab. Bei anderen nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann sich das Verschlusselement auch an diesen Schultern befinden.
  • Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer geschnittenen Ansicht einer Lageranordnung 20 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die Lageranordnung 20 des Ausführungsbeispiels der 2 ist im Wesentlichen ähnlich zu der Lageranordnung 1 des Ausführungsbeispiels der 1 und unterscheidet sich durch ein Verschlusselement 24. Im Folgenden werden deshalb lediglich Unterschiede beschrieben. Gleiche oder ähnliche Bauteile werden deshalb mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 ist das Verschlusselement 24 als geschlossener Ring, der auch als Hülse bezeichnet werden kann bzw. als ringförmiges Bauteil ausgebildet. Das Verschlusselement 24 weist eine Wandstärke auf, die maximal 1/10, 1/20 einer eines größten Durchmessers des Verschlusselements 24 entspricht. Das Verschlusselement 24 ist kompakt und porenfrei ausgebildet. Als Werkstoff kann das Verschlusselement 24 einen Kunststoff, ein Metall und/oder ein Elastomere aufweisen. Eventuell kann das Verschlusselement 24 auch vollständig aus einem dieser Werkstoffe hergestellt sein. Das Verschlusselement 24 sitzt kraft- und/oder formschlüssig an der radial nach innen gerichteten Fläche des Bauteils 2. Dazu ist das Verschlusselement 24 auf die Schultern 11 und 12 gepresst. In axialer Richtung weist das Verschlusselement 24 eine größere Ausdehnung als die Öffnung 5 auf. Dadurch liegt das Verschlusselement 24 dichtend an den Schultern 11 und 12 und in axialer Richtung außerhalb der Öffnung 5 an. Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 ist die Öffnung 5 als Hohlraum vorhanden, jedoch verschlossen.
  • Das Verschlusselement 24 weist dazu eine Form auf, die einer Innenkontur des ersten Bauteils 2 entspricht. Mit anderen Worten weist das Verschlusselement 24 drei Abschnitte 25, 26 und 27 auf. Der Abschnitt 25 ist dabei zylindrisch ausgebildet und weist einen einheitlichen Durchmesser auf. Ein Außendurchmesser des Abschnitts 25 ist dabei so ausgebildet, dass sich eine Presspassung zwischen einem Innendurchmesser der Schulter 12 und dem Abschnitt 25 ergibt. Um zu ermöglichen, dass sich eine bessere Abdichtung ergibt, kann die nach radial innen gerichtete Fläche der Schulter 12 spanend bearbeitet sein. In axialer Richtung ist das Verschlusselement 24 jeweils von den Außenringen 9 und 10 der Lager 3a und 3b beabstandet. Ferner weißt das Verschlusselement 24 den mittleren Abschnitt 26 auf. Der mittlere Abschnitt 26 ist in axialer Richtung überlappend zu der Öffnung 5 angeordnet. Der Abschnitt 26 ist konisch ausgebildet. An den Abschnitt 26 schließt der Abschnitt 27 an, der einen größeren Durchmesser als der Abschnitt 25 aufweist. Der Abschnitt 27 ist wieder zylindrisch ausgebildet. Dabei ist der Außendurchmesser in dem Abschnitt 27 so ausgebildet, dass sich eine Presspassung zwischen der radial nach innen gerichteten Fläche der Schulter 11 und dem Abschnitt 27 ergibt. Mit dem Abschnitt 26 ist das Schlusselement 24 beabstandet zu dem zweiten Bauteil 2 angeordnet.
  • Die 3 zeigt eine schematische Darstellung einer geschnittenen Ansicht einer Lageranordnung 30 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die Lageranordnung 30 ist im Wesentlichen ähnlich zu den Lageranordnungen 1 und 20 und unterscheidet sich durch ein Verschlusselement 34. Das Verschlusselement 34 ist im Wesentlichen ähnlich zu dem Verschlusselement 24 ausgebildet und umfasst ebenfalls die Abschnitte 25, 26, und 27. Im Folgenden wird deshalb lediglich auf die Unterschiede eingegangen. Zusätzlich zu dem Verschlusselement 34 sind bei der Lageranordnung 30 zwei Dichtungen 31 und 32 angeordnet. Bei den Dichtungen 31 und 30 handelt es sich dabei um O-Ringe, beispielsweise aus einem Elastomer oder einem anderen elastischen Werkstoff. Die Dichtungen 30 und 31 sind in axialer Richtung außerhalb der Öffnung 5 an den Schultern 11 und 12 angeordnet. Der Abschnitt 25 und analog auch der Abschnitt 27 weisen eine in Umfangsrichtung umlaufende Nut auf, in der die Dichtungen 31 bzw. 32 aufgenommen sind. Die Nuten sind nach radial außen geöffnet und nach radial innen durch das Material des Verschlusselements 34 verschlossen. Dabei weisen die Nuten bei dem Ausführungsbeispiel der 3 einen rechteckigen Querschnitt auf, während die Dichtung runde Querschnitte aufweisen. Mit anderen Worten sind die Dichtungen in radialer Richtung zwischen dem Verschlusselement 34 und dem Bauteil 2 und in axialer Richtung außerhalb der Öffnung 5 angeordnet. Bei einigen weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können auch Dichtungen oder Nuten mit einem anderen Querschnitt vorgesehen sein. Optional können die Nuten auch entfallen. Dann können trotzdem Dichtungen angeordnet sein oder aber ein Dichtlack stoffschlüssig an dem Verschlusselement und/oder an dem ersten Bauteil aufgetragen sein.
  • Mit anderen Worten betreffen manche Ausführungsbeispiele Lageranordnungen, beispielsweise Radlagerungen mit einer optimierten Schmierung. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann der Hohlraum der Nabe durch Bauschaum oder Montageschaum, beispielsweise Polyurethan (PUR) gefüllt sein, sodass kein Schmiermedium in den Hohlraum gelangt. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Hohlraum beispielsweise durch einen Ring abgedichtet werden, der auf zwei Nabenschultern an dem Bauteil mit dem Hohlraum gepresst wird. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Ring abgedichtet werden. Zusätzlich können Dichtelemente, beispielsweise Ohrringe oder auch eine Dichtlack vorgesehen werden, sodass eine Dichtwirkung zwischen dem ersten Bauteil am Verschlusselement verstärkt wird. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann durch das Verschlusselement erreicht werden, dass das Hohlvolumen der Radlagerung verkleinert wird und eine Schmiermedium- oder Ölmenge optimiert bzw. verringert werden kann. Dadurch können eventuell Kosten reduziert, aber auch Reibmomente im Betrieb reduziert werden. Bei manchen Ausführungsbeispielen können auch nicht dargestellte Dichtungen der Lager besser geschmiert werden. Unterschiedliche Formen der Öffnung, beispielsweise Winkel oder kleinere Hinterschnitte können sehr einfach verschlossen werden. Ein Ölverlust bzw. eine Ölmenge kann während des Betriebs bei manchen Ausführungsbeispielen ebenfalls optimiert werden. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann sogar verhindert werden, dass Rückstände oder Schmutz, der sich von der Nabenfertigung noch in der Öffnung befindet, in das Lager gelangt. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann so die Lebensdauer der Lager oder auch verwendeter Dichtungen verlängert werden.
  • Die 4 zeigt eine schematische Darstellung einer geschnittenen Ansicht einer Lageranordnung 40 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die Lageranordnung 40 ist im Wesentlichen ähnlich zu den vorhergehend beschriebenen Lageranordnungen 1, 20 oder 30 und unterscheidet sich durch ein Verschlusselement 44. Das Verschlusselement 44 ist ähnlich zu dem Verschlusselement 4 aus einem geschäumten Material hergestellt und stoffschlüssig mit dem ersten Bauteil 2 verbunden. Im Folgenden werden deshalb lediglich Unterschiede beschrieben. Gleiche oder ähnliche Bauteile werden deshalb mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Allerdings ist das Verschlusselement 44 angeordnet, um einen Raum für ein Schmiermittel, zum Schmieren der Lager in axialer Richtung zu begrenzen. Dazu weist das Verschlusselement 44 in radialer Richtung eine größere Ausdehnung als die Öffnung 5 auf. Mit anderen Worten steht das Verschlusselement 44 in radialer Richtung nach radial innen über die Oberflächen der Schultern 12 und 11 aus der Öffnung 5 heraus. Dabei bleibt ein Spalt 41 zu dem Verbindungsabschnitt 8, bei anderen Ausführungsbeispielen eventuell auch zu einem anderen Bauteil, bestehen. In axialer Richtung orientiert sich eine Ausdehnung des Verschlusselements 44 außerhalb der Öffnung 5 im Wesentlichen an der axialen Ausdehnung der Öffnung 5. Bei einigen weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann das Verschlusselement in axialer Richtung auch eine größere oder kleinere Ausdehnung als die Öffnung 5 aufweisen, sodass sich ausreichend begrenzte Fettfüllräume ergeben.
  • In der 4 sind schematische Füllräume 42 und 43 eingezeichnet. Bei dem Fettfüllraum handelt es sich dabei um einen Bereich, in dem sich das Fett sammeln soll um seien Schmierstoff abzugeben. Der Fettfüllraum 42 befindet sich dabei in axialer Richtung zwischen dem Lager 3 und dem Verschlusselement 44 bzw. der Öffnung 5. Der Fettfüllraum 43 befindet sich dabei in axialer Richtung zwischen dem Lager 3b und dem Verschlusselement 44 bzw. der Öffnung 5. Die Fettfüllräume 42 und 43 weisen in axialer Richtung lediglich eine Ausdehnung auf, die einer axialen Ausdehnung der Schultern 11 und 12 entspricht. Damit kann sich das Verschlusselement 44 zum Einsatz bei fettgeschmierten Lagern eigenen. Es ist aber auch ein Einsatz bei ölgeschmierten Lagern denkbar.
  • Die 5 zeigt eine schematische Darstellung einer geschnittenen Ansicht einer Lageranordnung 50 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die Anordnung der 5 ist im Wesentlichen ähnlich zu einer der vorhergehend beschriebenen Lageranordnungen, unterscheidet sich jedoch durch ein Verschlusselement 54. Das Verschlusselement ist 54 ebenfalls ausgebildet, um Fettfüllräume 42 und 43 in axialer Richtung zu reduzieren bzw. zu begrenzen. Das Verschlusselement 54 ist ähnlich zu dem Verschlusselement 24 als Hülse bzw. als ringförmiger Körper ausgebildet. Auch das Verschlusselement 54 weist die Abschnitte 25, 26 und 27 auf. Unter Umständen kann in radialer Richtung zwischen den Abständen 27 und 26 und dem ersten Bauteil 2 auch ein Dichtungselement, beispielsweise ein O-Ring oder ein Dichtlack angeordnet sein.
  • An in axialer Richtung den Lagern 3a und 3b zugewandten Enden, umfasst das Verschlusselement 54 nach radial innen ragende Radialabschnitte 51 und 52. Die Radialabschnitte 51 und 52 ragen dabei weiter nach radial innen als die Abschnitte 26 bis 27. Die Radialabschnitte 51 und 52 sind nur durch einen kleinen Spalt 53 von dem zweiten, nicht dargestellten Bauteil bzw. von den Innenringen 6 und 7 der Lageranordnung 50 beabstandet. Dadurch, dass das Verschlusselement 54 die Radialabschnitte 51 und 52 aufweist, kann ein Wandern des Fetts in einem Bereich, der in axialer Richtung mit der Öffnung 5 überlappt, reduziert oder zumindest vermieden werden.
  • Die Ausführungsbeispiele der 4 und 5 können beispielsweise für Radlager mit einer Fettschmierung interessant sein. Mit anderen Worten kann es sich um Radlagerungen mit einer optimierten Fettschmierung handeln. Bei diesen Ausführungsbeispielen können unter Umständen Radlager oder Naben die Hohlräume und Hinterschnitte aufweisen, um das Gewicht der Radlager oder Nabe zu optimieren, für eine Schmierstoff- oder Fettfüllung entsprechend angepasst sein. Bei manchen Ausführungsbeispielen wird der Hohlraum in der Nabe durch Bauschaum- oder Montagefüllung ausgefüllt und die beiden Lager 3a und 3b werden in axialer Richtung voneinander abgegrenzt bzw. getrennt, sodass nur noch ein minimaler Spalt in axialer Richtung zwischen dem Versschlusselement bzw. dem Bauschaum und einem Lagerinnenring vorhanden ist. Der Spalt kann in axialer Richtung beispielsweise maximal eine Ausdehnung von 1%, 2%, 3%, 5%, 6%, 10% oder 15% eines Teilkreisdurchmessers eines Lagers der Lageranordnung aufweisen. Es kann sich dabei beispielsweise um den kleinesten Teilkreisdurchmesser handeln.
  • Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Hohlraum durch eine Kunststoff-, Metall- und/oder Elastomerhülse abgedichtet sein. Die Hülse bzw. der Ring wird auf zwei Nabenschultern gepresst. Auch dadurch werden die beiden Lagerungen voneinander abgetrennt, sodass sich ein minimaler Spalt zwischen der Öffnung und der Zwischenhülse bzw. den Lagerinnenringen ergibt. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dadurch erreicht werden, dass das Fettvolumen neben dem Lager genau definiert wird. Eine Fettmenge kann beispielsweise somit optimiert und verringert werden. Durch das Abgrenzen kann beispielsweise das Fett während der Laufzeit im Lager gehalten und ein Wandern verhindert werden.
  • Die Lageranordnungen der Figuren können jedoch nicht nur, wie für die Figuren beschrieben, bei Radlagern eingesetzt werden, sondern beispielsweise auch bei Getrieben, beispielsweise Achsgetrieben oder allen möglichen anderen Lageranordnungen, beispielsweise bei Fahrzeugen, Transporteinrichtungen, Werkzeugmaschinen oder dergleichen.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Ausführungsbeispiele sowie deren einzelne Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden. Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen können Merkmale, die in anderen Ausführungsbeispielen als Vorrichtungsmerkmal offenbart sind, auch als Verfahrensmerkmale implementiert sein. Ferner können gegebenenfalls auch Merkmale, die in manchen Ausführungsbeispielen als Verfahrensmerkmale implementiert sind, in anderen Ausführungsbeispielen als Vorrichtungsmerkmale implementiert sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Lageranordnung
    2
    erstes Bauteil
    3
    Lager
    4
    Verschlusselement
    5
    Öffnung
    6
    Innenring
    7
    Innenring
    8
    Verbindungsstück
    9
    Außenring
    10
    Außenring
    11
    Schulter
    12
    Schulter
    20
    Lageranordnung
    24
    Verschlusselement
    25
    Abschnitt
    26
    Abschnitt
    27
    Abschnitt
    30
    Lageranordnung
    31
    Dichtung
    32
    Dichtung
    34
    Verschlusselement
    40
    Lageranordnung
    41
    Spalt
    42
    Fettfüllraum
    43
    Fettfüllraum
    44
    Verschlusselement
    50
    Lageranordnung
    51
    Radialabschnitt
    52
    Radialabschnitt
    53
    Spalt
    54
    Verschlusselement
    M
    Rotationsachse

Claims (10)

  1. Lageranordnung (1), die ausgebildet ist, um ein erstes Bauteil (2) drehbeweglich gegenüber einem zweiten Bauteil zu lagern, mit folgenden Merkmalen: wenigstens einem Lager (3a); und wenigstens einem Verschlusselement (4), das ausgebildet ist, um eine in axialer Richtung benachbart zu dem Lager (3a) angeordnete Öffnung (5) in dem ersten Bauteil (2) zu verschließen.
  2. Lageranordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein zweites Lager (3b), wobei die Öffnung (5) in axialer Richtung zwischen dem ersten Lager (3a) und dem zweiten Lager (3b) angeordnet ist.
  3. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Bauteil (2) ein Gussbauteil ist.
  4. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Bauteil (2) eine Radnabe ist und/oder das zweite Bauteil eine Achse ist.
  5. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verschlusselement (4) bündig mit einer in die radiale Richtung gerichteten Oberfläche des ersten Bauteils (2) abschließt, an der sich die Öffnung (5) befindet.
  6. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verschlusselement (44) ausgebildet ist, um einen Raum für ein Schmiermittel in axialer Richtung zu begrenzen.
  7. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verschlusselement (4) stoffschlüssig mit dem ersten Bauteil (2) verbunden ist/und oder das Verschlusselement (4) ein geschäumtes Material umfasst.
  8. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verschlusselement (24) kraft- und/oder formschlüssig mit dem ersten Bauteil (2) verbunden ist.
  9. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verschlusselement (4) als Ring ausgebildet ist.
  10. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in radialer Richtung zwischen dem Verschlusselement (43) und dem ersten Bauteil (2) wenigstens eine Dichtung (31) angeordnet ist.
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