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Die Erfindung betrifft eine Axiallagerscheibe, mit einem zylindrischen Axialflansch und einem daran angebundenen Radialflansch, an dem um seinen Umfang verteilt mehrere Schmiermitteldurchbrechungen ausgebildet sind.
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Eine solche Axiallagerscheibe kommt als üblicher Teil eines Axiallagers in vielerlei Anwendungen zum Einsatz, wo zwei relativ zueinander drehbare Teile axial gelagert respektive abgestützt werden müssen. Ein Beispiel ist ein Automatikgetriebe, in dem Getriebewellen oder Getrieberäder entsprechend zu lagern sind. Generell muss, beispielsweise in einem solchen Automatikgetriebe, ein hoher Schmiermittelfluss gewährleistet sein, um die jeweilige Lagerstelle, also die Axiallagerung, für deren Lauf ausreichend zu schmieren respektive zu beölen und beispielsweise hydraulische Elemente betätigen zu können. Mituntere ist es jedoch, nicht zuletzt aufgrund der hohen Leistungsdichte und der zunehmend kompakten, verschachtelten Bauweise moderner Aggregate wie eines Automatikgetriebes respektive Stufenautomaten, sehr schwierig, ausreichend Öl an einzelne Lagerstellen, beispielsweise im Getriebe, zu leiten. Dies nicht zuletzt auch, da zur Reduzierung von Plansch- und Schleppverlusten die Öldurchflussmengen mitunter reduziert werden. Eine Axiallagerscheibe der vorstehend beschriebenen Art als Teil eines Axiallagers ist beispielsweise aus
DE 10 2012 223 882 A1 bekannt.
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Um eine Schmiermittelversorgung des Lagers respektive des Wälzbereichs zu ermöglichen, ist es bekannt, an dem Radialflansch der im Querschnitt L-förmigen Axiallagerscheibe um den Umfang verteilt mehrere Schmiermitteldurchbrechungen vorzusehen. Durch diese Schmiermitteldurchbrechungen kann das Schmiermittel, also das Öl, dem Radialflansch axial zugeführt werden und durch den Radialflansch an die Flanschseite, an der die Wälzkörperlaufbahn ausgebildet ist, gelangen. Für die Schmiermittelzufuhr sind an dem einen Lagerbauteil mehrere, der Anzahl an Schmiermitteldurchbrechungen entsprechende Zuführkanäle vorgesehen, die in der Montagestellung der Axiallagerscheibe mit den Schmiermitteldurchbrechungen fluchten. Hierbei kann sich aber das Problem ergeben, dass die Axiallagerscheibe in Umfangsrichtung nicht exakt ausgerichtet wird, und die Schmiermitteldurchbrechungen mit den Schmiermittelzuführkanälen nicht vollständig fluchten oder sogar soweit versetzt sind, dass keine Überlappung gegeben ist, so dass sich der Schmiermittelfluss mitunter stark reduzieren kann, oder keine Schmiermittelzufuhr erfolgt.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Axiallagerscheibe anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Axiallagerscheibe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass an der Außenseite des Radialflansches eine ringförmig umlaufende Vertiefung eingebracht ist, in der die Schmiermitteldurchbrechungen ausgebildet sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Axiallagerscheibe ist an der Seite, benachbart zu der die Schmiermittelbohrungen des Lagerbauteils münden, eine um den Scheibenumfang umlaufende Vertiefung, die als Sammelnut für das über die Schmiermittelzuführkanäle zugeführte Öl und damit der Schmiermittelverteilung längs der Nut dient, vorgesehen. Jede Schmiermittelbohrung kommuniziert folglich mit der Vertiefung, so dass das zugeführte Öl in jedem Fall in diese Vertiefung respektive Sammelnut gelangt und in dieser verteilt und zu den Schmiermitteldurchbrechungen gelangen kann, durch die das Schmiermittel sodann in den gegenüberliegenden Wälzbereich gelangen kann. Die definierte Kommunikation der Vertiefung mit den Schmiermittelzuführkanälen ermöglicht daher einen problemlosen Einbau der Axiallagerscheibe respektive des mit dieser ausgerüsteten Axiallagers, da im Rahmen der Montage keine Sorgfalt auf die lagerichtige Montage in Bezug auf die Schmiermittelzuführkanäle zu legen ist Eine Fehlmontage ist ausgeschlossen, wie auch eine permanente Schmiermittelversorgung des Wälzbereichs sichergestellt ist.
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Bevorzugt weist die Vertiefung einen gerundeten Querschnitt auf, ist also leicht gewölbt ausgeführt, was eine einfache Herstellung ermöglicht. Dies insbesondere, als die Vertiefung respektive Sammelnut nicht tief sein muss, da sie letztlich nur dazu dient, einen Verschluss der Schmiermittelzuführkanäle zu vermeiden und das Öl aufzunehmen und in Umfangsrichtung zu verteilen. Bevorzugt ist die Vertiefung geprägt, was eine einfache Ausbildung im Rahmen der Scheibenherstellung, die üblicherweise aus einem Metallblech durch Stanzen und Umformen oder Ziehen hergestellt wird, ermöglicht.
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Gemäß einer ersten zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung kann die Vertiefung derart radial positioniert sein, dass eine durch die Vertiefung an der Innenseite des Radialflansches gebildete ringförmige Erhebung radial benachbart zu einer an der Innenseite des Radialflansches vorgesehenen Wälzkörperlauffläche ausgebildet ist. Beim Einbringen der Vertiefung von der dem Wälzbereich gegenüberliegenden Scheibenseite, beispielsweise durch Prägen, kommt es zu einer leicht balligen, ringförmigen Aufwölbung an der Scheibenseite, an der die Laufbahn ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Bereich dieser Erhebung nicht im Laufflächenbereich liegt, sondern radial benachbart hierzu. Dies bewirkt, dass das Schmiermittel radial neben der Lauffläche zugeführt wird und sich dann erst im Laufflächen- bzw. Wälzbereich verteilt. Die Lauffläche selbst bleibt in ihrer Geometrie von der Einbringung der Vertiefung unbeeinflusst, wird also hierüber nicht ballig, sondern bleibt ebenflächig.
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Bevorzugt befindet sich die Vertiefung respektive die daraus resultierende ringförmige Erhebung radial nach innen versetzt zur Laufbahn. Das heißt, dass das Schmiermittel radial weiter innen zuläuft, was dahingehend zweckmäßig ist, als im Rahmen der Bauteilrotation und damit des Wälzvorgangs der Wälzkörper, also beispielsweise der Nadeln, das radial innen zuströmende Schmiermittel radial nach außen in den Wälzbereich getrieben wird. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine radial weiter außen liegende Schmiermittelzufuhr denkbar.
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Eine alternative Erfindungsvariante sieht hiergegen vor, dass die Vertiefung axial gesehen unterhalb einer an der Innenseite des Radialflansches vorgesehenen Wälzkörperlaufbahn positioniert ist. Bei dieser Ausgestaltung befindet sich die Vertiefung, axial gesehen, an der äußeren Seite des Radialflansches, die der Laufbahn gegenüber liegt. Die Vertiefung ist jedoch so eingebracht, dass sich an der Lauffläche keine Erhebung ausbildet, vielmehr bleibt diese nach wie vor ebenflächig. Dies kann dadurch erreicht werden, dass beim Einbringen der Vertiefung beispielsweise durch Prägen die gegenüberliegende Laufflächenseite entsprechend aufgelagert respektive abgestützt ist, so dass es zum Einbringen der Vertiefung zu einem Materialfluss nur an der Außenseite kommt, nicht aber zu einer Verformung im Laufflächenbereich. Durch eine entsprechende Ausbildung der Prägeform kann also die Vertiefung auch gegenüberliegend des Laufflächenbereichs eingebracht werden, so dass das Schmiermittel direkt in den Wälzbereich strömt. Da kein radialer Versatz gegeben ist, kann die Axiallagerscheibe auch radial gesehen etwas schmäler ausgeführt werden.
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Der Axialflansch kann je nach Scheibenausgestaltung entweder am Innenumfang oder am Außenumfang des Radialflansches angebunden sein, was letztlich abhängig von den konkreten Anforderungen der Lagerungsaufgabe ist.
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Wie beschrieben sollten zweckmäßigerweise mehrere Schmiermitteldurchbrechungen in dem Bereich der Vertiefung ausgebildet werden. Zweckmäßigerweise sind wenigstens drei solcher Schmiermitteldurchbrechungen vorgesehen, die bevorzugt äquidistant verteilt sind, so dass um den Umfang eine symmetrische Schmiermittelzufuhr erfolgt. Die Schmiermitteldurchbrechungen sind bevorzugt als entsprechende Bohrungen ausgeführt.
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Neben der Axiallagerscheibe selbst betrifft die Erfindung ferner ein Axiallager, umfassend wenigstens eine Axiallagerscheibe der vorstehend beschriebenen Art, sowie mehrere in einem Käfig gehaltene und auf der Wälzkörperlauffläche der Axialscheibe wälzende Wälzkörper, insbesondere Nadeln.
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Das Axiallager kann dabei nur die eine erfindungsgemäße Axiallagerscheibe sowie den Wälzkörperkranz umfassen. Zumeist aber werden geschlossene Axiallager verwendet, die neben der erfindungsgemäßen Axiallagerscheibe eine zweite Axiallagerscheibe mit einem ebenfalls eine Wälzkörperlaufbahn aufweisenden Radialflansch aufweist. Die eine Axiallagerscheibe ist am einen Lagerbauteil und die andere Axiallagerscheibe am anderen Lagerbauteil abgestützt, zwischen beiden befindet sich der Wälzkörper- oder Nadelkranz, wobei die Wälzkörper auf den Laufflächen beider Scheiben wälzen.
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Kommt eine weitere zweite Axiallagerscheibe zum Einsatz, so kann auch diese im Querschnitt L-förmig ausgeführt sein und einen entsprechenden Axialflansch aufweisen, der an der gegenüberliegenden Seite des Axialflansches der erfindungsgemäßen Axiallagerscheibe in der Montagestellung positioniert ist.
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Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung sieht vor, dass der Käfig einen über eine im Wesentlichen U-förmige Querschnittsform ausgebildete Doppelbordanordnung aufweist, im Bereich welcher die radial versetzt zur Wälzkörperlaufbahn vorgesehenen Schmiermitteldurchbrechungen münden. Wie beschrieben besteht bei der erfindungsgemäßen Axiallagerscheibe die Möglichkeit, die Vertiefung in einem radial versetzt zur Wälzkörperlaufbahn liegenden Bereich, vorzugsweise radial weiter innen hierzu, auszubilden. Erfindungsgemäß wird nun auch der Käfig in diese Richtung, also beispielsweise radial nach innen, verlängert. Erweist eine im Wesentlichen U-förmige Querschnittsform auf, mit zwei Doppelborden, die über einen Radialsteg miteinander verbunden sind, wobei der Radialsteg axial beabstandet zu der Anordnung der Schmiermitteldurchbrechungen liegt. Dies ermöglicht die Ausbildung eines umlaufenden Ringraumes, also einer Art Sammelnut am Käfig, der bzw. die ein bestimmtes Schmiermittelvolumen aufnimmt und als Schmiermittelreservoir dient. Aus diesem strömt das Schmiermittel sodann in den Wälzbereich. Aus diesem Reservoir ist damit eine permanente Schmiermittelversorgung möglich. Bei dieser Ausgestaltung sind demzufolge zwei axial aneinander anschließende Sammelnuten ausgebildet, nämlich zum einen die über die Vertiefung ausgebildete Sammelnut, zum anderen die über die Doppelbordanordnung am Käfig ausgebildete Sammelnut.
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Schließlich betrifft die Erfindung ferner eine Lageranordnung umfassend ein Lagerbauteil mit einem Lagersitz, an dem ein Axiallager der vorstehend beschriebenen Form mit seiner die Schmiermitteldurchbrechungen aufweisenden Axiallagerscheibe aufgenommen ist, an welchem Lagerbauteil ein oder mehrere Schmiermittelzuführkanäle vorgesehen sind, die im Bereich der an der Axiallagerscheibe vorgesehenen Vertiefung münden. Bei der Lageranordnung kann es sich um eine beliebige Axiallageranordnung handeln, ebenso bei dem Lagerbauteil mit dem Lagersitz.
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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 erfindungsgemäße Lageranordnung umfassend ein erfindungsgemäßes Axiallager mit einer erfindungsgemäßen Axiallagerscheibe in einer Teilansicht und in einer ersten Schnittposition,
- 2 die Lageranordnung aus 1 in einer zweiten Schnittposition, und
- 3 eine geschnittene Perspektivansicht der Lageranordnung aus den 1 und 2, wobei hier nur die erfindungsgemäße Axiallagerscheibe gezeigt ist.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Lageranordnung 1, umfassend ein Lagerbauteil 2, bei dem es sich beispielsweise um ein Automatikgetriebebauteil handelt. An diesem ist mindestens ein, üblicherweise aber mehrere Schmiermittelzuführkanäle 3 ausgebildet, durch die an anderer Stelle zugeführtes Schmiermittel, üblicherweise Öl, geführt wird und die an einem Lagersitz 4, an dem ein Axiallager 5 angeordnet ist, münden.
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Das Axiallager 5 weist eine Axiallagerscheibe 6 auf, mit einem Radialflansch 7 sowie einem am Innenumfang desselben anschließenden Axialflansch 8. Der Radialflansch 7 weist im radial weiter außenliegenden Bereich eine Lauffläche 9 für in einem Käfig 10 geführte Wälzkörper 11 des Axiallagers 5 auf. Vorgesehen ist des Weiteren eine zweite Axiallagerscheibe 12, die, wie auch die Axiallagerscheibe 6, einen L-förmigen Querschnitt mit einem Radialflansch 13 und einem hier an dessen Außenumfang anschließenden Axialflansch 14 aufweist. Der Radialflansch 13 weist ebenfalls in einem radial weiter außenliegenden Bereich eine Laufbahn 15 für die Wälzkörper 11, beispielsweise Nadeln, auf.
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Die erfindungsgemäße Axiallagerscheibe 4 weist im Bereich ihres Radialflansches 7 eine von der Außenseite, also der zum Lagersitz 4 weisenden Seite her eingebrachte, bevorzugt eingeprägte Vertiefung 16 auf, die um den Scheibenumfang umläuft und in der Montagestellung axial gesehen über dem oder den Schmiermittelzufuhrkanälen 3 positioniert ist, wie 1 anschaulich zeigt. Das heißt, dass über den oder die Schmiermittelzufuhrkanäle 3 zugeführtes Schmiermittel aus diesen Kanälen 3 austritt und unmittelbar in die Vertiefung 16, also diese Sammel- oder Verteilnut, eintreten kann. Da die Vertiefung umläuft, jedoch über die Kanalmündungen läuft, sind diese zwangsläufig nicht abgedeckt, sondern kommunizieren stets mit der Vertiefung 16. Die Vertiefung ist im Querschnitt gerundet und zweckmäßigerweise in einem Prägeschritt eingebracht.
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Die Vertiefung 16 weist nun, siehe 2, die eine versetzte Schnittebene zu der gemäß 1 zeigt, mehrere Schmiermitteldurchbrechungen 17, beispielsweise in Form von entsprechenden kreisrunden Bohrungen, auf, durch die das Schmiermittel sodann durch den Radialflansch 7 hindurch in den eigentlichen Wälzbereich treten kann.
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Ersichtlich ist die Vertiefung 16 in einem Bereich radial nach innen versetzt bezüglich der Laufbahn 9 des Radialflansch 7 positioniert. Die Laufbahn 9 selbst wird demzufolge über das Einbringen der Vertiefung 16, was zur Ausbildung einer entsprechenden ringförmigen Erhöhung 18 an der Laufflächenseite des Radialflansches 7 führt, nicht beeinträchtigt, sie bleibt ebenflächig und wird nicht ballig. Dies zeigt auch die geschnittene Perspektivansicht gemäß 3 anschaulich, in der die Erhöhung 18 sowie die in diesem Bereich eingebrachten Schmiermitteldurchbrechungen 17 gezeigt sind, wie auch die Lauffläche 9 der Axiallagerscheibe 6.
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Derr Käfig 10 selbst ist, da auch der Radialflansch 7 entsprechend radial nach innen verbreitert ist, ebenfalls entsprechend verbreitert ausgeführt. Er weist eine Doppelbordanordnung 19 auf, mit einem Außenbord 20 und einem Innenbord 21, über den der Käfig 10 am Axialflansch 8 geführt ist, wobei die beiden Borde 20, 21 über einen Radialsteg 22 verbunden sind, so dass sich letztlich eine umlaufende Ringnut 23 ergibt, die als Schmiermittelreservoir dient. Denn die Ringnut 23 übergreift axial die Schmiermitteldurchbrechungen 17, so dass über diese austretendes Schmiermittel unmittelbar in diese Ringnut 23 gelangt und aus dieser sodann radial nach außen in den eigentlichen Wälzbereich strömen kann.
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Durch das Einbringen der erfindungsgemäßen Vertiefung 16 in einem im gezeigten Beispiel radial nach innen relativ zur Lauffläche 9 versetzten Bereich wird einerseits eine permanente Schmiermittelzuführung gewährleistet, da unabhängig von der Einbauposition der Axiallagerscheibe 6 am Lagersitz 4 die Schmiermittelzuführkanäle 3 nicht verschlossen werden können, vielmehr sind sie immer zur Vertiefung 16 respektive der über sie gebildeten Sammelnut hin offen, so dass zugeführtes Schmiermittel stets über die Schmiermitteldurchbrechungen 17 in das Lagerinnere austreten kann. Darüber hinaus ist aufgrund des radial nach innen gegebenen Versatzes der Vertiefung 16 und damit auch der Erhöhung 18 die Ebenflächigkeit der Laufbahn 9 sichergestellt. Und schließlich ermöglicht die entsprechende Ausbildung des Käfigs 10 darüber hinaus die Ausbildung einer entsprechenden Sammelnut, also eines Reservoirs, so dass ein positionsunabhängiger permanenter Schmiermitteldurchfluss und eine entsprechende Lagerversorgung gegeben ist, wie durch die Pfeile in den Figuren dargestellt.
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Wenngleich die 1 bis 3 ein geschlossenes Axiallager 5 mit zwei Axiallagerscheiben 6 und 12 zeigen, kann ein erfindungsgemäßes Axiallager auch nur aus der Axiallagerscheibe 6 sowie dem Käfig 10 in den Wälzkörpern 11 bestehen, auf denen dann das entsprechende zweite Lagerbauteil unmittelbar abwälzt.
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Denkbar ist des Weiteren, die Vertiefung nicht radial versetzt zum Laufbahnbereich der Axiallagerscheibe 6 auszubilden, sondern axial gesehen quasi unterhalb der Laufbahn 9. In diesem Fall ist beim Einbringen respektive Einprägen sicherzustellen, dass die Laufbahn 9 nicht verformt wird, also keine entsprechende Erhebung 18 ausgebildet wird, sondern ebenflächig bleibt. Es kommt in diesem Fall demzufolge nur an der Außenseite zu einer entsprechenden Geometrieänderung und Materialverschiebung, um die Vertiefung 16 auszubilden, nicht aber zum Ausbilden einer Balligkeit an der Lauffläche 9. Dies ist bei entsprechender Ausgestaltung des Prägewerkzeugs denkbar. In diesem Fall kann die Breite des Radialflansches reduziert werden, wie auch die entsprechende Käfigbreite. Die Schmiermittelzuführung findet dann unmittelbar im Wälzbereich statt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lageranordnung
- 2
- Lagerbauteil
- 3
- Schmiermittelzuführkanal
- 4
- Lagersitz
- 5
- Axiallager
- 6
- Axiallagerscheibe
- 7
- Radialflansch
- 8
- Axialflansch
- 9
- Lauffläche
- 10
- Käfig
- 11
- Wälzkörper
- 12
- Axiallagerscheibe
- 13
- Radialflansch
- 14
- Axialflansch
- 15
- Laufbahn
- 16
- Vertiefung
- 17
- Schmiermitteldurchbrechung
- 18
- Erhöhung
- 19
- Doppelbordanordnung
- 20
- Außenbord
- 21
- Innenbord
- 22
- Radialsteg
- 23
- Ringnut
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012223882 A1 [0002]
