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Die Erfindung betrifft ein Axiallager, mit einer Innenwinkelscheibe und einer Außenwinkelscheibe, die beide im Querschnitt L-förmig sind, und einem mit Wälzkörpern bestückten Käfig, wobei die Wälzkörper auf Laufbahnen der Innen- und der Außenwinkelscheibe wälzen.
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Derartige Axiallager kommen in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen zum Einsatz. Ein Beispiel ist die Verwendung als Lenkungslager für eine Fahrzeuglenkung. Das Axiallager ermöglicht es, zwei einander axial nachgeschaltete Bauteile relativ zueinander drehbar zu lagern. Da die Wälzkörper auf den Laufbahnen der Winkelscheiben wälzen, ist eine Schmierung erforderlich. Nicht immer ist eine Ölschmierung möglich, wie beispielsweise im genannten Fall der Lenkungslagerung. In solchen Fällen erfolgt die Schmierung des Axiallagers, also des Wälzlagers durch Befetten, das heißt, dass eine entsprechende, ausreichende Fettmenge in den Wälzbereich eingebracht wird. Das heißt, dass das Axiallager teilweise mit Fett befüllt wird. Es wird versucht, die Fettmenge so auszulegen, dass eine Schmierung über die gesamte Lagerlebensdauer gewährleistet werden kann. Dies ist jedoch, da eine hundertprozentige Dichtheit eines Lagers nicht gegeben ist, nicht gewährleistet. Das heißt, dass gerade bei höheren Temperaturen, höheren Drehzahlen und möglichen axialen Versätzen oder unbestimmten Ablaufbedingungen des Lagers das Fett im Lager durch einen sich, wenn auch nur temporär, ergebenden Spalt nach außen dringt. Über kurz oder lang verflüchtigt sich der Schmierstoff aus dem Lagerinneren und das Lager läuft trocken. Es kommt zum Ausfall.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein demgegenüber verbessertes Axiallager anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei dem Axiallager der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Käfig an wenigstens einer der Winkelscheiben axial gesichert ist, und dass am Außenumfang der Innenwinkelscheibe oder am Innenumfang der Außenwinkelscheibe ein sich zum benachbarten Schenkel der Außenwinkelscheibe oder der Innenwinkelscheibe erstreckendes, umlaufendes Dichtelement vorgesehen ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Axiallager ist zur Sicherstellung einer entsprechenden Fettbefüllung einerseits vorgesehen, dass der mit den Wälzkörpern, beispielsweise Rollen oder Nadeln, befüllte Käfig an wenigstens einer der beiden Winkelscheiben, gegebenenfalls auch an beiden, axial fixiert ist, das heißt, dass das Lager selbsthalternd ist. Es bildet demzufolge eine separat handhabbare, quasi geschlossene Lagerkassette. Dies ermöglicht es, das Lager einerseits hinreichend mit Fett zu befüllen, andererseits aber auch einfach handzuhaben, wobei insbesondere, da sich das Lager letztlich aufgrund der axialen Sicherung des Käfigs nicht oder kaum axial öffnen kann, es im Betrieb nicht zu einer Spaltbildung kommt.
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Darüber hinaus ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass an zumindest einer der L-förmigen Winkelscheiben am Umfang eine sich radial erstreckende Dichtlippe ausgebildet ist, die sich in Richtung des sich axial erstreckenden, zylindrischen Flansches der anderen Winkelscheibe erstreckt. Über dieses zusätzliche Dichtelement wird demzufolge die Abdichtung des Lagerinneren noch weiter verbessert, so dass ein Fettaustritt wirkungsvoll verhindert werden kann.
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Dabei ist eine merkliche Verbesserung der Dichtheit bereits dann gegeben, wenn nur an einer Winkelscheibe, beispielsweise der Innenwinkelscheibe, am sich radial erstreckenden Schenkel das Dichtelement vorgesehen ist, das sich zum axialen Schenkel der Außenwinkelscheibe erstreckt. Gleichwohl kann es auch zweckmäßig sein, wenn eine zweite Dichtebene vorgesehen ist, in dem ein zweites Dichtelement an der anderen Winkelscheibe vorgesehen ist. Das heißt, dass erfindungsgemäß sowohl am Außenumfang der Innenwinkelscheibe als auch am Innenumfang der Außenwinkelscheibe ein umlaufendes Dichtelement vorgesehen ist, das sich jeweils zur anderen Winkelscheibe erstreckt. Hierüber ist eine nahezu vollständige Kapselung des Lagerinneren möglich, so dass ein Fettverlust nahezu vollständig verhindert wird.
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Das Dichtelement selbst ist zweckmäßigerweise aus einem anvulkanisierten Kunststoffmaterial, also ein hinreichend weiches Material, das auch etwaige thermische Verformungen ohne weiteres auffängt.
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Die Innenwinkelscheibe kann ferner am Außenumfang und/oder die Außenwinkelscheibe am Innenumfang über eine oder mehrere Ausnehmungen und/oder Eintiefungen, insbesondere mehrere sich radial erstreckende Ausnehmungen und eine umlaufende, axial eingebrachte Eintiefung, in denen das Dichtelement aufgenommen ist, konturiert sein. Hierüber wird also eine randseitige Konturierung oder Profilierung ausgebildet, die für eine sichere und gute Befestigung des Dichtelements, vorzugsweise des anvulkanisierten Kunststoffmaterials, sorgt. Denn hierüber wird eine hinreichend große Verbindungsoberfläche realisiert, wie auch eine Art Verzahnung gegeben ist.
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Das Dichtelement selbst kann sich soweit in Richtung des anderen Scheibenschenkels erstrecken, dass nach wie vor ein schmaler Spalt zum benachbarten Schenkel verbleibt, das heißt, dass das Dichtelement über den Spalt vom benachbarten Schenkel noch geringfügig beabstandet ist. Alternativ dazu kann das Dichtelement auch schleifend an dem Schenkel anliegen, was, insbesondere wenn das Dichtelement aus einem anvulkanisierten, dann etwas weicheren Kunststoffmaterial ist, ohne weiteres möglich ist, insbesondere bei einer Anwendung als Lenkungslager, wo nur oszillierende Bewegungen über einen bestimmten Winkel stattfindet und keine höheren Drehzahlen gegeben sind.
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Der Käfig ist, wie ausgeführt, an zumindest einer Winkelscheibe axial fixiert, wozu an der Winkelscheibe geeignete Schnappelemente am sich axial erstreckenden zylindrischen Schenkel ausgebildet sind, an respektive hinter denen der Käfig mit seinem Rand verschnappt. Bevorzugt ist der Käfig sowohl an der Innenwinkelscheibe als auch an der Außenwinkelscheibe axial fixiert, das heißt, dass sowohl die Innenwinkelscheibe als auch die Außenwinkelscheibe entsprechende Schnappmittel aufweist, an denen der Käfig randseitig verschnappt. Hierüber erfolgt demzufolge eine Rastung im Außenbereich als auch im Innenbereich, so dass das Lager insgesamt geschlossen und gekapselt ist.
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Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung eines fettgeschmierten Axiallagers sieht eine weitere Erfindungsvariante ein fettgeschmiertes Axiallager vor, mit einer ersten Axialscheibe und einer im Querschnitt L-förmigen zweiten Axialscheibe, und einem mit Wälzkörpern bestückten, vorzugsweise an der zweiten Axialscheibe axial gesicherten Käfig, wobei die Wälzkörper auf Laufbahnen der Axialscheiben wälzen. Bei dieser Erfindungsvariante ist demzufolge die erste Axialscheibe eine flächige, also nicht gewinkelte Scheibe, während die zweite Axialscheibe wiederum eine Winkelscheibe, sei es eine Innenwinkelscheibe, sei es eine Außenwinkelscheibe, ist. Um auch hier eine entsprechende Abdichtung zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass am Außenumfang oder am Innenumfang der ersten Axialscheibe ein sich zum benachbarten Schenkel der zweiten Axialscheibe erstreckendes, umlaufendes Dichtelement vorgesehen ist. Das heißt, dass auch hier an der ersten Axialscheibe ein sich radial erstreckendes Dichtelement vorgesehen ist, das sich zum benachbarten, sich axial erstreckenden Schenkel erstreckt. Handelt es sich um eine Außenwinkelscheibe, so ist dieser Schenkel am Außenumfang, das heißt, dass demzufolge auch das Dichtelement am Außenumfang der ersten Axialscheibe angeformt ist. Handelt es sich um eine Innenwinkelscheibe, bei der der Schenkel am Innenumfang ist, so ist das Dichtelement am Innenumfang der ersten Axialscheibe angeordnet.
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Auch hier ist das Dichtelement bevorzugt aus einem anvulkanisierten, entsprechend weichen Kunststoffmaterial und kann entweder über einen Spalt vom benachbarten Schenkel beabstandet sein, oder an dem Schenkel schleifend anliegen.
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Zur sicheren Fixierung kann auch hier vorgesehen sein, dass die Axialscheibe am Außenumfang oder am Innenumfang über eine oder mehrere Ausnehmungen und/oder Eintiefungen, insbesondere mehrere sich radial ersteckende Ausnehmungen und eine umlaufende, axial eingebrachte Eintiefung, in denen das Dichtelement aufgenommen ist, konturiert ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine perspektivische, geschnittene Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen fettgeschmierten gekapselten Axiallagers,
- 2 eine Teilansicht der Innenwinkelscheibe im Bereich des sich radial nach außen erstreckenden Schenkel, gesehen von der Lageraußenseite,
- 3 die Teilansicht gemäß 2, gesehen von der Lagerinnenseite mit anvulkanisiertem Dichtelement,
- 4 eine Perspektivansicht der mit dem Dichtelement versehenen Innenwinkelscheibe, und
- 5 eine geschnittene Perspektivansicht eines Axiallagers einer zweiten Ausführungsform .
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Axiallager 1, mit einer Innenwinkelscheibe 2 mit einem sich axial erstreckenden Schenkel 3 und einem sich radial erstreckenden Schenkel 4, an dem am Außenumfang ein Dichtelement 5 in Form einer flexiblen Dichtlippe 6 angeformt ist.
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Das Axiallager 1 umfasst ferner eine Außenwinkelscheibe 7, mit einem sich axial erstreckenden Schenkel 8 und einem sich radial erstreckenden Schenkel 9.
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Weiterhin ist ein Käfig 10 vorgesehen, in respektive an dem eine Vielzahl von Wälzkörpern 11, hier Rollen oder Nadeln, in entsprechenden Taschen aufgenommen sind.
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Am Schenkel 3 sind mehrere Schnapp- oder Rastelemente 12 ausgebildet, hinter denen der Käfig 10 verschnappt ist, das heißt, dass der Käfig 10 samt der an ihm gehalterten Wälzkörper 11 an der Innenwinkelscheibe 2 axial fixiert ist.
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In gleicher Weise sind am Schenkel 8 der Außenwinkelscheibe 7 mehrere Schnapp- oder Rastelemente 13 ausgebildet, hinter denen der Käfig 10 ebenso verschnappt.
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Das heißt, dass auch eine Axialfixierung an der Außenwinkelscheibe 7 gegeben ist. Mithin ist das Axiallager 1 komplett selbsthalternd ausgeführt, wenn die Elemente miteinander verschnappt sind, fällt es demzufolge nicht auseinander.
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Das Axiallager 1 selbst ist fettgeschmiert, das heißt, dass in dem Bereich zwischen den beiden Winkelscheiben 2, 7 eine entsprechende Fettmenge eingebracht ist. Um dieses sicher im Lager zu halten, ist das Dichtelement 6 vorgesehen. Dieses erstreckt sich entweder bis auf einen schmalen Spalt zum Schenkel 8 der Außenwinkelscheibe 7, oder es liegt an dem Schenkel 8 an, das heißt, dass eine Berührung der Dichtung gegeben ist. Hierüber sichergestellt, dass das Fett nicht über den Außenumfang nach außen laufen kann.
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Wie 1 zeigt, besteht ferner die Möglichkeit, auch am Schenkel 9 der Außenwinkelscheibe 7, sich radial nach innen erstreckend, ein weiteres Dichtelement 14 anzuformen, das ebenfalls aus einem elastischen Kunststoffmaterial anvulkanisiert sein kann. Dieses Dichtelement erstreckt sich zum Schenkel 3 der Innenwinkelscheibe 2 und kann daran anliegen, oder über einen schmalen Spalt beabstandet sein. Das heißt, dass auch eine Abdichtung am Innenumfang gegeben ist, so dass das Axiallager 1 vollständig gekapselt ist und ein etwaiger Fettverlust nahezu vollständig unterbunden ist.
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2 zeigt eine Teilansicht der Außenwinkelscheibe 2 mit einer Aufsicht auf die Außenseite des Schenkels 4. Am Rand sind mehrere sich radial erstreckende Ausnehmungen 15 ausgebildet, wie auch in die Schenkeloberfläche eine umlaufende Eintiefung 16 ausgebildet ist. Gestrichelt gezeigt ist das Dichtelement 6, also die anvulkanisierte Dichtlippe, die einerseits in die Ausnehmungen 15 eingreifend, andererseits die Eintiefung 16 ausfüllend anvulkanisiert ist.
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3 zeigt den Ausschnitt aus der Innenwinkelscheibe 2 gemäß 2 von der anderen Seite. Ersichtlich greift das Dichtelement 6 in die Ausnehmungen 15 ein, so dass eine entsprechende sichere Halterung über diese Verzahnung sowie die große Auflage respektive Verbindungsfläche gegeben ist.
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4 zeigt in einer Perspektivansicht die Innenwinkelscheibe 2 mit dem axial verlaufenden Schenkel 3 und dem radial verlaufenden Schenkel 4 sowie dem daran angeformten respektive anvulkanisierten Dichtelement 6 aus dem elastischen Kunststoff.
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Wenngleich in den 2 - 4 nur die Innenwinkelscheibe 2 gezeigt ist, besteht wie beschrieben selbstverständlich die Möglichkeit, auch an der Außenwinkelscheibe 7 ein zweites Dichtelement 14 anzuvulkanisieren. Die Profilierung am Schenkel 9 über entsprechende Eintiefungen respektive Ausnehmungen wäre dann gleichermaßen gegeben, um das Dichtelement 14 sicher zu fixieren.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung des Dichtelements 6, insbesondere in Verbindung mit dem zusätzlichen Dichtelement 14, stellt die Dichtheit des gefetteten Axiallagers 1 sicher. Insbesondere dann, wenn das Dichtelement 6 und gegebenenfalls auch das Dichtelement 14 in Anlage am jeweils benachbarten Schenkel der benachbarten Winkelscheibe ist, ist sichergestellt, dass sich zu keinem Zeitpunkt im Betrieb ein Spalt bildete, aus dem auch nur eine geringe Fettmenge austreten könnte. Somit kann das Fett auch nicht bei hohen Zentrifugalkräften entweichen.
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Wenngleich beim beschriebenen Ausführungsbeispiel zwei Winkelscheiben vorgesehen sind, ist es denkbar, das Axiallager auch mit einer einfachen Axialscheibe anstelle der Innenwinkelscheibe 2 auszuführen. Ein solches Beispiel ist in 5 gezeigt. In diesem Fall ist ebenfalls an dieser Axialscheibe 17 randseitig außen eine entsprechende Kontrollierung über Ausnehmungen 15 und die Eintiefung 16 vorgesehen, an welchem Bereich dann das Dichtelement 6 respektive die Dichtlippe aus dem elastischen Kunststoffmaterial anvulkanisiert ist. Wiederum ist das Dichtelement 6 am gegenüberliegenden Schenkel 8 der Außenwinkelscheibe 7 anliegend oder über einen minimalen Spalt beabstandet. Am Lagerinnenumfang ist dann jedoch kein das Lager nach innen schließender Schenkel 3 vorgesehen, da die Axialscheibe 17 ebenflächig ist. Diese Winkelung ist auch nicht unbedingt erforderlich, als primär das Problem des Fettabflusses über den Außenumfang gegeben ist, wo auch bei dieser Ausgestaltung aufgrund der Integration des Dichtelements 6 die Lagerabdichtung gegeben ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Axiallager
- 2
- Innenwinkelscheibe
- 3
- axial erstreckender Schenkel
- 4
- radial erstreckender Schenkel
- 5
- Dichtelement
- 6
- Dichtlippe
- 7
- Außenwinkelscheibe
- 8
- axial erstreckender Schenkel
- 9
- radial erstreckender Schenkel
- 10
- Käfig
- 11
- Wälzkörper
- 12
- Schnapp- oder Rastelement
- 13
- Schnapp- oder Rastelement
- 14
- Dichtelement
- 15
- Ausnehmung
- 16
- Eintiefung
- 17
- Axialscheibe
