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Die vorliegende Erfindung betrifft ein kombiniertes Radial-Axiallager, mit einem Radiallagerabschnitt und einem sich hieran anschließenden Axiallagerabschnitt, welche von einer gemeinsamen abgestuften äußeren Lagerhülse eingefasst sind, die einen Lageraußenring für den Radiallagerabschnitt ausbildet, welcher mit in einem Lagerkäfig geführten Zylinderrollen zusammenwirkt, wobei der Axiallagerabschnitt mit ebenfalls in einem Lagerkäfig geführten Zylinderrollen bestückt ist, die mit einer äußeren Laufringscheibe zusammenwirken.
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Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf Anwendungen der Kraftfahrzeugtechnik. Von Anwendern werden zunehmend Lösungen gewünscht, die ein gezieltes Einstellen des Axialspiels bei einem hier interessierenden kombinierten Radial-Axiallager ermöglichen. Außerdem sollen diese kombinierten Radial-Axiallager in einem montagefreundlichen Design ausgeführt sein, um insbesondere zur Axialspieleinstellung Herstellungs- und Montageschritte einzusparen sowie andererseits auch eine zuverlässig fehlerfreie Montage zu gewährleisten. Die gattungsgemäßen kombinierten Radial-Axiallager mit Zylinderrollen, welche insbesondere auch als Nadeln ausgeführt werden können, sind für besonders hohe radiale und axiale Belastungen ausgelegt und weisen eine dementsprechend hohe Lagertragzahl auf.
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Stand der Technik
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Aus der
US 3,829,181 A geht ein gattungsgemäßes kombiniertes Radial-Axiallager hervor. Dieses besteht im Wesentlichen aus nebeneinanderliegenden Radial- und Axiallagerabschnitten, die von einer gemeinsamen abgestuften äußeren Lagerhülse umgeben sind. Die Lagerhülse bildet dabei für den Bereich des Radiallagerabschnitts gleichzeitig auch den Lageraußenring für das hier als Nadellager ausgeführte Radiallager. Der Radiallagerabschnitt ist außerdem mit einem Lagerinnenring ausgestattet, der je nach Anwendungsfall auch entfallen kann. Dieses vorbekannte kombinierte Radial-Axiallager erfordert zwar wenig Einzelteile, jedoch wird hiermit keine in sich zusammenhaltende Baueinheit gebildet, da insbesondere die äußere Laufringscheibe nicht verliersicher an der Baueinheit angeordnet ist. Seitens des Axiallagerabschnitts kommt an dem axialen Absatz der abgestuften äußeren Lagerhülse zunächst eine Pufferscheibe zur Auflage, welche für die wiederum hieran abrollenden Zylinderrollen eine ebene Laufbahn ausbilden. Eine ähnliche flache Laufringscheibe schließt den Axiallagerabschnitt nach außen hin ab. Ein Axialspielausgleich kann für den Axiallagerabschnitt über die Dimensionierung der Dicke der Pufferscheibe vorgenommen werden. Weiterhin ist aus der
DE10 2012 221 420 A1 ein Axiallager bekannt, welches aus einer inneren Laufscheibe, einer äußeren Laufscheibe, einer Lagerhülse und in einem Käfig geführten Zylinderrollen gebildet ist. Die axial äußere Laufscheibe ist ein umgekehrtes L-Profil, an dessen radial außen liegenden Schenkel der Käfig axial gehalten und radial geführt ist. Die Lagerhülse ist ein L-Profil. Die axial innere Laufscheibe ist eine massive Laufscheibe, die auf dem axial ausgerichteten Schenkel der Lagerhülse zentriert und geführt ist. Die massiv ausgebildete innnere Laufschaube ist als Distanzscheibe vorgesehen.
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Die
DE 26 00 955 A1 offenbart ein kombiniertes Radial-Axiallager, mit einem aus einem Radialnadellager gebildeten Radiallagerabschnitt und einem sich hieran anschließenden und aus einem Axialnadellager gebildeten Axiallagerabschnitt. Der Radiallagerabschnitt und der Axiallagerabschnitt sind von einem axial verlängerten Abschnitt einer abgestuften Lagerhülse zusammen gehalten. Diese Lagerhülse bildet einen Lageraußenring für das Radialnadellager mit einer Laufbahn für die in einem Lagerkäfig geführten Nadeln auf, welcher um einen Abschnitt verlängert ist, mit welchem das Radialnadellager und das Axialnadellager zu einer Baueinheit zusammen gehalten sind. Das Axialnadellager ist mit in einem Lagerkäfig geführten Zylinderrollen bestückt. Die Zylinderrollen wirken mit zwei Laufringscheiben so zusammen, dass die Zylinderrollen lagerinnenseitig an einer inneren Laufringscheibe ausgebildeten äußeren Laufbahn des Axiallagerabschnitts und an einer an der axial innen liegenden Laufringscheibe ausgebildeten inneren Laufbahn zusammenwirken. Die Laufringscheiben sind winkelförmig ausgeführt. Dabei ist die innere Laufringscheibe L-förmig ausgebildet und die äußere Laufringscheibe entspricht einem umgekehrten L-Profil. Die innere Laufringscheibe ist axial an einer Wellenschulter abgestützt. An der Laufringscheibe ist radial innen ein sich axial erstreckender Schenkel ausgebildet, der sich axial nach außen erstreckt und über den die innere Laufringscheibe auf dem verlängerten Abschnitt der Lagerhülse geführt ist. Durch das beschriebene kombinierte Radial-Axiallager soll die Montage von Radial und Axiallagern erleichtert und möglichst einfach gestaltet werden.
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DE 10 2007 048 669 A1 zeigt ein kombiniertes Radial-Axiallager, mit einem Radiallagerabschnitt, welcher durch ein Radialnadellager gebildet ist, und einem sich hieran anschließenden Axiallagerabschnitt, welcher zwei axial aneinander abgestützte Axiallager aufweist. Die in
DE 10 2007 048 669 A1 gezeigte Anordnung besteht aus einem Radiallager mit dem Radiallagerabschnitt und einem doppelreihigen und in beide Richtungen belastbaren kombinierten Radial-Axiallager. Das Radiallager, ein Nadel- bzw. Rollenlager ist nach einer abgebildeten Ausführungsvariante ist konzentrisch von einer Aufnahmebohrung des Axiallagers unverlierbar umschlossen. Die durch den Außenring des Rollenlagers gebildete Lagerhülse ist zugleich ein Sitz für zwei innere als C-Profil ausgeführte Laufringe, welche Rücken an Rücken aneinander abgestützt sind und mit einem radial innen liegenden axialen axialen Schenkel auf der Lagerhülse sitzen. Jede der äußeren Laufscheiben des Axiallagers ist massiv ausgeführt und auf einem der radial innen liegenden Schenkel geführt.
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JP 2012 - 57 666 A kann als wohl nächstliegender gattungsbildender Stand der Technik Stand der Technik zugrunde gelegt werden. Ein kombiniertes Radial-Axiallager mit einem Radiallagerabschnitt und einem sich hieran anschließenden Axiallagerabschnitt, ist offenbart. Der Radiallagerabschnitt und der Axiallagerabschnitt sind von einer gemeinsamen abgestuften sowie die Lagerabschnitte außen umgebende Lagerhülse eingefasst. Dabei umfasst die im Durchmesser große Stufe den Axiallagerabschnitt und die im Durchmesser kleinere Stufe den Radiallagerabschnitt. Der Radiallagerabschnitt bildet einen Lageraußenring für den Radiallagerabschnitt. Das Radiallager des Radiallagerabschnitts ist eine Rollen- bzw. Nadellager, welche in einem Lagerkäfig geführte Zylinderrollen aufweist. Gleichfalls ist das Axiallager des Axiallagerabschnitts ein Rollen- bzw. Nadellager, welches mit ebenfalls in einem Lagerkäfig geführten Zylinderrollen bestückt ist. Außerdem weist das Axiallager eine äußere Laufringscheibe und eine innere Laufringscheibe auf, an deren Laufbahnen die Zylinderrollen abrollen. Die innere Laufringscheibe ist flach ausgebildet und liegt rückseitig an einem sich radial von dem Radiallagerabschnitt erstreckten scheibenförmigen Abschnitt der äußeren Lagerhülse an und erstreckt sich radial nach innen soweit, dass diese einen axialen Anschlag für den Käfig des Radiallagers bildet. Die äußere Laufringscheibe weist einen L-förmigen Querschnitt auf. Auf dem sich axial in Richtung der inneren Laufscheibe erstreckenden Schenkel des L-Profils ist der Käfig des Axiallagers geführt.
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Gemäß dem allgemein bekannten Stand der Technik werden zur Axialspieleinstellung von Axiallagern insbesondere sogenannte Shims verwendet. Dabei handelt es sich um dünne Unterlegscheiben, die in einem Baukastensystem mit unterschiedlichen Dicken bereitgestellt werden, um fertigungstoleranzbedingt unterschiedliche Axialspiele durch Zwischenlegung eines oder mehrerer Shims auszugleichen. Dabei sind die Shims an die Geometrie des Axiallagers anzupassen, also insbesondere an die Laufbahnbreite sowie den Innen- und Außendurchmesser. Die für den vorstehend diskutierten Stand der Technik einzusetzenden Shims weisen somit eine flache Ringscheibenform auf.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kombiniertes Radial-Axiallager der gattungsgemäßen Art dahingehend weiter zu verbessern, dass eine zuverlässige Axialspieleinstellung mit einfachen technischen Mitteln ermöglicht wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe wird ausgehend von einem kombinierten Radial-Axiallager gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst.
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Es ist vorgesehen, dass die Dicke der Laufringscheibe auswählbar ist, um eine shimlose Axialspieleinstellung des Axiallagerabschnitts vorzunehmen. Außerdem ist vorgesehen, dass die auf ein auszugleichendes Axiallagerspiel abgestimmte Laufringscheibe flach ist und die äußere Laufringscheibe ist. Weiterhin ist vorgesehen, dass die innere Laufringscheibe den L-förmigen Querschnitt aufweist, wobei ein radial innen an der inneren Laufringscheibe angeordneter Schenkel der L-förmigen inneren Laufringscheibe sich axial nach außen erstreckt, sowie eine Innenführung für die äußere Laufringscheibe ist.
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Die Erfindung schließt außerdem die technische Lehre ein, dass die Dicke T der äu-ßeren Laufringscheibe eines kombinierten Radial-Axiallagers auf ein auszugleichendes Axiallagerspiel abgestimmt ist, um eine shimlose Axialspieleinstellung der Axiallagerung vorzunehmen.
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Mit anderen Worten ist also die Funktion einer herkömmlichen Shim in die äußere Laufringscheibe des Axiallagerabschnitts funktionsintegriert, wobei die Dicke T der Laufringscheibe nach den Anforderungen an das im Getriebebau auszugleichende Axialspiel ausgewählt wird. Dies bietet den Vorteil, dass auf zusätzliche Shims für universaldicke Laufringscheiben verzichtet werden kann, was zur Bauteileinsparung beiträgt. Außerdem können mit der erfindungsgemäßen Lösung prinzipiell dünnere funktionsintegrierte Laufringscheiben realisiert werden, da jedes Shim zumindest eine Minimaldicke von einigen Zehntel Millimetern aufweisen müsste. Die erfindungsgemäße äußere Laufringscheibe des Axiallagerabschnitts lässt sich insgesamt vorzugsweise aus einem gehärteten Wälzlagerstahl herstellen.
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Gemäß einer die Erfindung weiter verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass die lagerinnenseitig an der Laufringscheibe ausgebildete äußere Laufbahn des Axiallagerabschnitts mit einer an einer inneren Laufringscheibe mit L-förmigem Querschnitt ausgebildeten inneren Laufbahn zusammenwirkt, woran die Zylinderrollen abrollen. Hierdurch entsteht eine ebenso funktionsintegrierte innere Laufringscheibe. Dabei kann der kurze Schenkel der L-förmigen inneren Laufringscheibe, welcher sich erfindungsgemäß radial innen hieran angeordnet nach außen erstreckt, als eine Art Innenführung für die äußere Laufringscheibe dienen. So kann die äußere Laufringscheibe mit dem Innendurchmesser auf den Randbereich des kurzen Schenkels der inneren Laufringscheibe aufgeschoben werden, um eine exakte relative Bauteilausrichtung zu gewährleisten.
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Vorzugsweise ist die flache äußere Laufringscheibe auf dem kurzen Schenkel der inneren Laufringscheibe lösbar aufgepresst. Hierdurch entsteht eine in sich zusammenhaltende Baueinheit, da die äußere Laufringscheibe des Axiallagerabschnitts verliersicher gehalten ist. Hierdurch wird ein kombiniertes Radial-Axiallager als montagefreundliche Baueinheit geschaffen.
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Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass die L-förmige innere Laufringscheibe im Übergangsbereich zwischen dem kurzen Schenkel zum langen Schenkel mit mehreren beabstandet zueinander entlang des Umfangs angeordneten Durchbrüchen perforiert ist. Diese Durchbrüche gewährleisten einen Schmiermitteldurchlass, so dass trotz der ölflussbehindernden Bauform der L-förmigen inneren Laufringscheibe in Kombination mit der hierauf aufgesteckten äußeren Laufringscheibe eine zuverlässige Lagerschmierung sichergestellt ist. Die dem Schmiermittelfluss dienenden Durchbrüche können dabei durch Stanzen vor dem Abwinkeln der Laufringscheibe hergestellt werden.
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Gemäß einer anderen die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass der seitens des Axiallagerabschnitts angeordnete Randbereich der abgestuften äußeren Lagerhülse eine spielbehaftete Außenführung für die äußere Laufringscheibe bildet. Das an dieser Stelle geschaffene Spiel gewährleistet die Axiallagerfunktion. Die Spieleinstellung kann dabei durch am Randbereich entlang des Umfangs beabstandet zueinander angeordnete und sich zumindest teilweise nach radial innen erstreckende Führungsnasen erfolgen, welche auch zur Außenführung der äußeren Laufringscheibe dienen können und auch den innen liegenden Lagerkäfig samt Zylinderrollen verliersicher fixieren.
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Figurenliste
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
- 1 eine perspektivische Teilschnittdarstellung eines kombinierten Radial-Axiallagers,
- 2 einen Längsschnitt durch ein kombiniertes Radial-Axiallager mit funktionsintegrierter äußerer Laufringscheibe in einer ersten Ausführungsform,
- 3 einen Längsschnitt durch ein kombiniertes Radial-Axiallager mit funktionsintegrierter äußerer Laufringscheibe in einer zweiten Ausführungsform.
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Gemäß 1 umfasst das kombinierte Radial-Axiallager einen Radiallagerabschnitt 1 sowie einen sich hieran anschließenden Axiallagerabschnitt 2. Der Radiallagerabschnitt 1 samt Axiallagerabschnitt 2 werden von einer gemeinsam abgestuften äußeren Lagerhülse 3 eingefasst, welche für den Radiallagerabschnitt 1 auch die Funktion eines Lageraußenrings übernimmt.
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Der Radiallagerabschnitt 1 besteht weiterhin aus einem Lagerkäfig 5, mit welchem mehrere Zylinderrollen 6 (exemplarisch) in üblicher Weise geführt sind. Der Lagerkäfig 5 ist hierbei aus Kunststoff gefertigt.
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Seitens des Axiallagerabschnitts 2 ist ebenfalls ein Lagerkäfig 7 vorgesehen, welcher hier jedoch aus einem umgeformten Stahlblech besteht. Der axiallagerseitige Lagerkäfig 7 führt Zylinderrollen 8 (exemplarisch) zur Axiallagerung. Nach außen hin abschließend kommt hierauf eine äußere Laufringscheibe 9 zur Auflage, welche auch seitlich geführt ist.
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Die Dicke T der äußeren Laufringscheibe 9 ist auf ein auszugleichendes Axiallagerspiel abgestimmt, um eine shimlose Axialspieleinstellung vorzunehmen.
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Die 2 illustriert prinzipiell denselben Aufbau eines kombinierten Radial-Axiallagers, so dass im Folgenden identische weitere konstruktive Details hieran beschrieben werden, als auch die Unterschiede.
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Der Axiallagerabschnitt 2 umfasst ferner eine zur äußeren Laufringscheibe 9 korrespondierende innere Laufringscheibe 10 mit L-förmigem Querschnitt, woran an der zu den Zylinderrollen 8 hin gerichteten Seite eine innere Laufbahn ausgebildet ist, wohingegen die gegenüberliegende Seite am Absatz der äußeren Lagerhülse 3 zur Anlage kommt, um einen Ebenheitsausgleich vorzunehmen. Denn durch das Umformen der äußeren Lagerhülse 3 aus einem Blechmaterial fallen die Oberflächen des Absatzes nicht so eben aus, dass eine unmittelbare Laufbahneignung gegeben ist. Ein kurzer Schenkel 11 der L-förmigen inneren Laufringscheibe 10 erstreckt sich axial nach au-ßen. Dabei bildet der kurze Schenkel 11 der L-förmigen inneren Laufringscheibe 10 eine Innenführung für die äußere Laufringscheibe 9`.
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Die äußere Laufringscheibe 9' ist gegenüber dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel mit einer stärkeren Dicke T ausgeführt, um in diesem Fall ein größeres Axialspiel ausgleichen zu können und gleichzeitig die Laufringfunktion für den Axiallagerabschnitt 2 zu gewährleisten.
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Außerdem bildet der seitens des Axiallagerabschnitts 2 angeordnete Randbereich 12 der abgestuften äußeren Lagerhülse 3 eine spielbehaftete Außenführung für die funktionsintegrierte äußere Laufringscheibe 9`. Der Randbereich 12 ist mit mehreren entlang des Umfangs beabstandet zueinander angeordneten und sich zumindest teilweise nach radial innen erstreckenden Führungsnasen 13 versehen, welche durch Biegen hergestellt sind. Die Führungsnasen 13 fixieren dabei auch den innen liegenden Lagerkäfig 7.
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Außerdem ist die L-förmige innere Laufringscheibe 10 im Übergangsbereich zwischen dem kurzen Schenkel 11 und einem langen Schenkel 14 mit mehreren beabstandet zueinander entlang des Umfangs angeordneten Durchbrüchen 15 perforiert, um einen Schmiermitteldurchlass in diesem Bereich der Axiallagerung zu gewährleisten.
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Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorstehenden Ausführungsbeispiel nur dahingehend, dass die äußere Laufringscheibe 9" hier vergleichsweise dünner ausgeführt ist und dennoch die Laufbahnfunktion für die Axiallagerung mit der Einstellung eines hier insoweit geringeren Axiallagerspiels in sich vereint.
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Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Es sind vielmehr auch Abwandlungen denkbar, So ist es beispielsweise auch möglich, auf eine innere Laufringscheibe zu verzichten, falls die äußere Lagerhülse die erforderliche Laufbahnqualität gewährleistet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radiallagerabschnitt
- 2
- Axiallagerabschnitt
- 3
- äußere Lagerhülse
- 4
- Lageraußenring
- 5
- Lagerkäfig
- 6
- Zylinderrollen
- 7
- Lagerkäfig
- 8
- Zylinderrollen
- 9
- Laufringscheibe
- 10
- Laufringscheibe
- 11
- kurzer Schenkel
- 12
- Randbereich
- 13
- Führungsnase
- 14
- langer Schenkel
- 15
- Durchbruch
- T
- Dicke
