DE102020200536A1

DE102020200536A1 - Lageranordnung für ein Maschinenelement

Info

Publication number: DE102020200536A1
Application number: DE102020200536.2A
Authority: DE
Inventors: Julian Larbig; Steffen Matschas; Spyros Kotsalos; Axel Rohm; Marin Pfeuffer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2021-07-22
Also published as: US20230213067A1; WO2021144336A1; US11796005B2; CN115135893A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung (100, 200, 400) für ein Maschinenelement (105), mit einem Lager (130), das einen äußeren Lagerring (132) aufweist, der in einem montierten Zustand der Lageranordnung (100, 200, 400) radial von einer zylinderförmigen Aussparung (101) des Maschinenelementes (105) fixiert wird;einem Sperrelement (140, 240, 340, 440), das einen ringförmigen radialen Teil (142, 242, 442), und zumindest einen axialen Teil (144, 244, 444) aufweist; undder ringförmige radiale Teil (142, 242, 442) des Sperrelementes (140, 240, 340, 440) angeordnet und gestaltet ist mit einem Bereich des äußeren Lagerrings (132) an einer ersten axialen Seite des äußeren Lagerrings (132) zusammenzuwirken, um den äußeren Lagerring (132) an der ersten axialen Seite festzulegen; undzumindest einem Sicherungsmittel (150, 250, 450), das in einem montierten Zustand der Lageranordnung (100, 200, 400) mit dem zumindest einen axialen Teil (144, 244, 444) des Sperrelementes (140, 240, 340, 440) und dem Maschinenelement (105) derart im Wirkeingriff steht, dass das Sperrelement (140, 240, 340, 440) den äußeren Lagerring (132) an der ersten axialen Seite festlegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für ein Maschinenelement mit einem Sperrelement und einem Sicherungsmittel sowie eine Verwendung der Lageranordnung zur Montage einer Eingangswelle auf einer Abtriebsnabe.
In unterschiedlichsten Anwendungsbereichen kommen Lageranordnungen zum Einsatz indem ein Außenring des Lagers radial und axial festzulegen ist und die Mittel zum axialen Festlegen des Lagers bei der Montage oder der Demontage von der Montageseite her nicht frei zugänglich sind.
Ein Beispiel ist eine Kupplungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die es ermöglicht, eine Drehmoment übertragende Verbindung zwischen dem Abtrieb einer Brennkraftmaschine oder einer Elektromaschine und einem nachgeschalteten Getriebe zu erwirken.
Es stellt sich daher die Aufgabe, eine verbesserte Lageranordnung vorzuschlagen, die insbesondere einen geringeren Bauraumbedarf aufweist und gleichzeitig kostengünstig herzustellen ist sowie eine einfache Montage und Demontage der Lageranordnung ermöglicht, ohne dass zumindest einige der Mittel zum axialen Festlegen des Lagers frei zugänglich sind.
Entsprechend einem Aspekt wird eine Lageranordnung für ein Maschinenelement mit einem Sperrelement und einem Sicherungsmittel und eine Verwendung der Lageranordnung zur Montage einer Eingangswelle auf einer Abtriebsnabe entsprechend den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche vorgeschlagen, die zumindest zum Teil die beschriebenen Aufgaben lösen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Gemäß einem Aspekt wird eine Lageranordnung für ein Maschinenelement vorgeschlagen, das ein Lager mit einem äußeren Lagerring aufweist, der in einem montierten Zustand der Lageranordnung radial von einer zylinderförmigen Aussparung des Maschinenelementes fixiert wird. Weiterhin weist die Lageranordnung ein Sperrelement auf, das einen ringförmigen radialen Teil und zumindest einen axialen Teil aufweist. Dabei ist der ringförmige radiale Teil des Sperrelementes angeordnet und gestaltet mit einem Bereich des äußeren Lagerrings an einer ersten axialen Seite des äußeren Lagerrings zusammenzuwirken, um den äußeren Lagerring an der ersten axialen Seite festzulegen. Des Weiteren weist die Lageranordnung zumindest ein Sicherungsmittel auf, das in einem montierten Zustand der Lageranordnung mit dem zumindest einen axialen Teil des Sperrelementes und dem Maschinenelement derart im Wirkeingriff steht, dass das Sperrelement den äußeren Lagerring an der ersten axialen Seite festlegt.
Eine solche Lageranordnung kann beispielsweise im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden.
Das Lager umfasst dabei den Außenring und einen Innenring mit jeweils einer ersten axialen Seite und einer gegenüberliegenden zweiten axialen Seite und der Außenring weist eine Stirnfläche an der ersten axialen Seite auf und eine Stirnfläche an der zweiten axialen Seite auf, wobei die Stirnfläche der zweiten axialen Seite des Lagers der Stirnfläche der ersten axialen Seite an eine Außenseite des Lagers gegenüberliegt. Der Außenring und der Innenring des Lagers sind gegeneinander drehbar. Zwischen dem Innenring und dem Außenring können rollende Körper angeordnet sein, die den Reibungswiderstand zwischen dem Innenring und dem Außenring verringern. Der Außenring kann zudem eine zumindest abschnittsweise zylinderförmige Kontur aufweisen. Das Lager kann insbesondere in Form eines Wälzlagers ausgestaltet sein, wie beispielsweise ein Rillenkugellager.
Der ringförmige radiale Teil des Sperrelementes weist einen ringförmigen Grundkörper auf, an den sich das zumindest eine axiale Teil einstückig an einem äußeren Rand des Grundkörpers anschließen kann oder wobei das zumindest eine axiale Teil mit dem ringförmigen radialen Teil mechanisch lösbar oder nicht lösbar verbunden ist.
Der Begriff des Zusammenwirkens des ringförmigen radialen Teils des Sperrelementes mit der ersten axialen Seite des äußeren Lagerrings ist breit zu verstehen. Er ist so zu verstehen, dass der ringförmige radiale Teil des Sperrelementes und die erste axiale Seite des äu-ßeren Lagerrings in jedweder Form zusammenwirken können, um den äußeren Lagerring an der ersten axialen Seite festzulegen und somit ein Verschieben des Maschinenelementes in die Richtung der ersten axialen Seite des Lagerrings zu begrenzen.
Das Sperrelement muss dabei nicht an die gesamte erste axiale Seite des äußeren Lagerrings grenzen, es ist vielmehr ausreichend, wenn das Sperrelement derart an einen Teil der ersten axialen Seite grenzt, dass der äußere Lagerring in Richtung der ersten Seite axial fixiert ist. Der äußere Lagerring kann dann immer noch in Richtung der zweiten Seite axial beweglich sein.
Bei dem Maschinenelement kann es sich um ein drehendes Bauteil handeln, beispielsweise um ein Teil eines Getriebes. Der Innenring des Lagers kann dabei mit einem rotationsfesten Gehäuseteil oder mit einer ebenfalls rotierenden Welle verbunden sein. Alternativ hierzu kann es sich bei dem Maschinenelement auch um ein rotationsfestes Bauteil, beispielsweise ein Gehäuse, handeln. In diesem Fall ist der Innenring des Lagers mit einer rotierbaren Welle verbunden.
Die zylinderförmige Aussparung des Maschinenelements zur Aufnahme des Lagers entspricht den Abmessungen der zylinderförmigen Kontur des Außenrings des Lagers, so dass das Lager in der zylinderförmigen Aussparung radial fixiert ist.
Insbesondere für eine Lageranordnung mit einer notwendigerweise verdeckten axialen Sicherung zumindest einer Seite eines Lagers, d.h. also, wenn von einer Montageseite her kein direkter Zugriff auf ein Sperrelement besteht, das eine erste axiale Seite des Lagers festlegt, ist die Ausbildung eines Sperrelementes mit einem ringförmigen radialen Teil und zumindest einem axialen Teil vorteilhaft. Denn der axiale Teil kann ausgestaltet werden, mit dem Maschinenelement, das bei der Montage den Zugang zu der axialen Sicherung begrenzt, und einem Sperrelement, das von der Montageseite her zugänglich ist, so zusammenwirken, dass mit einem Sperrelement eine axiale Seite des Lagers festgelegt wird. Somit kann eine montier- und demontierbare Lageranordnung realisiert werden.
Mit dieser Lageranordnung wird eine einfache Anordnung angegeben, die insbesondere wenig Bauraum für die Sicherung des Lagers in eine Richtung der ersten axialen Seite benötigt. Da das Sperrelement bei dieser Lageranordnung von der Montageseite her zugänglich sein kann, besteht auch eine Überwachungsmöglichkeit der entsprechenden Verbindung zwischen dem Sicherungsmittel und dem zumindest einen axialen Teil des Sperrelementes.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der äußere Lagerring an einer Stirnfläche einer zweiten axialen Seite des äußeren Lagerrings durch eine Anlagefläche des Maschinenelementes in einer zweiten axialen Richtung des äußeren Lagerrings festgelegt wird. Dadurch kann erreicht werden, dass das Lager zusammen mit dem Sperrelement in beide axialen Richtungen festgelegt ist, wobei eine Festlegung in eine radiale Richtung durch die zylinderförmige Aussparung des Maschinenelementes erfolgt.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine axiale Teil des Sperrelementes in einem radial äußeren Bereich des radialen Teils des Sperrelementes angeordnet ist und den äußeren Lagerring zumindest teilweise axial außen umgreift, und mit dem Sicherungsmittel, das sich auf einer dem radialen Teil des Sperrelementes gegenüberliegenden Seite des Maschinenelementes abstützt, im montierten Zustand der Lageranordnung durch zumindest eine Arbeitsöffnung des Maschinenelementes hindurch zusammenwirkt, um mittels des zumindest einen Sperrelementes den äußeren Lagerring an der axialen Seite festzulegen.
Dadurch, dass der zumindest eine axiale Teil des Sperrelementes in einem radial äußeren Bereich des Sperrelementes angeordnet ist, kann der zumindest eine axiale Teil den äußeren Lagerring zumindest teilweise axial außen umgreifen und ein Zusammenwirken mit dem Sicherungsmittel auf einer Seite des Maschinenelementes möglich machen, das bei der Montage zugänglich ist.
Dabei kann das Maschinenelement Arbeitsöffnungen aufweisen, durch die das Sicherungsmittel mit dem zumindest einen axialen Teil des Sperrelementes zusammenwirken kann. Arbeitsöffnungen sind beispielsweise Bohrungen im Maschinenelement in axialer Richtung. Das Sperrelement kann eine Mehrzahl von axialen Teilen auf einem Kreisumfang des ringförmigen radialen Teils des Sperrelementes aufweisen, die auf dem Kreisumfang gleichmäßig verteilt sind und mit einer entsprechenden Anzahl von Sicherungselementen zusammenwirken oder es kann ein Sicherungselement so ausgestaltet sein, dass es mit einer Mehrzahl von axialen Teilen zusammenwirkt.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass das Sperrelement zumindest mit einem Teil des ringförmigen radialen Teils an die Stirnfläche der axialen Seite des äußeren Lagerrings angrenzt, um den äußeren Lagerring an der axialen Seite festzulegen. Für eine solche Festlegung kann es ausreichen, dass das Sperrelement an die Stirnfläche der axialen Seite des äußeren Lagerrings angrenzt. Für eine Montage kann es vorteilhaft sein, das Sperrelement mit der Stirnfläche der axialen Seite mechanisch lösbar oder unlösbar zu verbinden. Eine solche Verbindung kann kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig ausgeführt sein, beispielsweise als eine Schraubverbindung, eine Verklebung eine Schweißverbindung oder eine Passung. Dabei ist für eine solche Montage eine montagefeste Verbindung ausreichend. Eine solche Lageranordnung erfordert wenige Modifikationen des Lagers, hat einen geringen Platzbedarf und ist einfach zu montieren.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der äußere Lagerring an der ersten axialen Seite in einem Endbereich eine umlaufende Schulter aufweist und das Sperrelement zumindest mit einem Teil des ringförmigen radialen Teils an eine Stirnfläche der Schulter angrenzt, um den äußeren Lagerring an der axialen Seite festzulegen. Der äußere Lagerring kann an seiner radial äußeren Zylinderfläche eine radiale Stufe vorsehen, um eine solche Schulter auszubilden. Für eine Verbindung mit oder ein Angrenzen des Sperrelementes mit der äußeren Lagerschale kann das Sperrelement so ausgestaltet sein, eine Öffnung vorzusehen, die so gestaltet ist, dass das Sperrelement auf der äußeren Zylinderfläche der radialen Stufe angeordnet werden kann, um eine Lageranordnung anzugeben, die keinen zusätzlichen Bauraum in axialer Richtung aufweist. Insbesondere um eine Montage der Lageranordnung zu vereinfachen, kann das so gestaltete Sperrelement mit der äußeren Lagerschale beispielsweise zumindest montagefest verbunden werden. Eine solche Verbindung kann eine drehfeste Verbindung oder eine Wirkverbindung sein, die durch Verpressen, Verstemmen, Verkleben, Verschrauben oder durch einen zusätzlichen Sicherungsring, der in einer zusätzlichen Nut der radialen Stufe des äußeren Lagerrings angeordnet wird, ausgestaltet werden kann.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine axiale Teil des Sperrelementes durch eine Lasche gebildet wird, die an einem radial äußeren Rand des radialen Teils des Sperrelementes angeordnet ist, wobei die Lasche in einem Endbereich eine radial innen offene Nut aufweist. Dabei ist das Sicherungsmittel ein Sprengring, der in die radial innen offene Nut der Lasche auf der dem radialen Teil des Sperrelementes gegenüberliegenden Seite des Maschinenelementes eingreift.
Eine solche Lasche kann beispielsweise einstückig aus einer Fortsetzung des radialen Teils des Sperrelementes durch Ausschneiden und Umformen gebildet werden. Das so ausgestaltete Sperrelement kann mit einer Mehrzahl von solchen Laschen versehen werden und auf eine Stufe der äußeren Zylinderfläche der äußeren Lagerschale aufgeschoben und anschließend verstemmt werden. Ein so ausgestaltetes Sperrelement benötigt keinen zusätzlichen Bauraum in axialer Richtung, und ist einfach und wirtschaftlich zu fertigen.
Die Sicherungsnut lässt sich kostengünstig und einfach, beispielsweise durch Stanzen, Prägen und/oder durch eine spanende Bearbeitung, herstellen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform greifen dabei die Zungen immer zwischen zwei Nieten der Nietverbindung zwischen einem ersten Maschinenteil und dem zweiten Maschinenteil des Maschinenelementes.
Dabei ist ein Außendurchmesser des Sprengrings im Ruhezustand größer oder gleich einem Innendurchmesser eines Kreises, der durch die Nuten einer Mehrzahl von Laschen gebildet wird. Somit kann der zylinderförmige Ausschnitt des Maschinenelementes über das Lager von außen geführt werden und das Maschinenelement in die Richtung der ersten axialen Seite fixiert werden, indem der Sprengring in die Nuten der dann durch die Arbeitsöffnungen ragenden Laschen durch Zusammenpressen des Sprengring eingelegt wird. Im Ruhezustand des Sprengrings liegt der Sprengring dann an dem Maschinenelement an und fixiert mittels des Sperrelementes das Lager in die Richtung der ersten axialen Seite.
Der bauliche Aufwand für die axiale Fixierung des Außenrings beschränkt sich dabei auf die Sprengringnut in den Laschen und den Sprengring.
Der Bauraumbedarf der Lageranordnung ist also besonders gering. Des Weiteren ist eine derartige Lageranordnung kostengünstig herzustellen.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass sich die zumindest eine Lasche durch die zumindest eine Arbeitsöffnung erstreckt, und das Sicherungsmittel ein angestellter Endabschnitt der zumindest einen Lasche ist, der sich auf der dem radialen Teil des Sperrelementes gegenüberliegenden Seite des Maschinenelementes abstützt. Ein solcher angestellter Endabschnitt kann durch Verrollen eines Endabschnittes der Lasche, durch Verformen eines Endabschnittes der Lasche, oder durch Verbiegen eines Endabschnittes der Lasche geformt werden. Diese Lageranordnung benötigt für die Festlegung des Sperrelementes keinen Sprengring.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine axiale Teil des Sperrelementes durch einen Stehbolzen gebildet wird, der mit dem ringförmigen radialen Teil des Sperrelementes verbunden ist, und der Stehbolzen ein Gewinde aufweist. Dabei ist das Sicherungsmittel eine Schraube, die mit dem Gewinde zusammenwirkt, und sich die Schraube oder der Schraubenkopf auf der dem radialen Teil des Sperrelementes gegenüberliegenden Seite des Maschinenelementes abstützt. Der Stehbolzen kann mit den bekannten Fügetechniken mit dem radialen Teil des Sperrelementes verbunden werden.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der Stehbolzen durch einen Hohlniet mit Gewinde gebildet wird, der mit dem Sperrelement verbunden ist. Dabei kann das Gewinde des Hohlniets insbesondere ein Innengewinde sein. Eine solche Ausgestaltung des Stehbolzens stellt eine besonders einfach zu fertigende Variante dar.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine axiale Teil des Sperrelementes durch eine Schraube gebildet wird, die mit dem ringförmigen radialen Teil des Sperrelementes mittels eines Gewindes im Sperrelement verbunden ist. Dabei ist das Sicherungsmittel der Kopf der Schraube, und die Schraube wirkt mit dem Gewinde zusammen, und stützt sich auf der dem radialen Teil des Sperrelementes gegenüberliegenden Seite des Maschinenelementes ab. Da hier das Sperrelement nur mit Gewinden versehen werden muss, ist diese Lageranordnung wirtschaftlich günstig zu fertigen und kann weitgehend mit Standardteilen realisiert werden.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine axiale Teil des Sperrelementes durch einen Stehbolzen gebildet wird, der mit dem ringförmigen radialen Teil des Sperrelementes verbunden ist, wobei der Stehbolzen in einem Endbereich an seinem Umfang zumindest eine Nut aufweist. Im montierten Zustand der Lageranordnung erstreckt sich der Stehbolzen durch die Arbeitsöffnung des Maschinenelementes hindurch auf eine dem radialen Teil des Sperrelementes gegenüberliegende Seite des Maschinenelementes. Dabei ist das Sicherungsmittel ringförmig ausgebildet und weist Ausnehmungen auf, die ausgebildet sind, um mit der zumindest einen Nut des Stehbolzens eine bajonettartige Wirkverbindung auszubilden. Für eine Vielzahl von axialen Teilen des Sperrelementes weist das Sicherungsmittel eine entsprechende Anzahl von Bohrungen auf, so dass das Sicherungsmittel zur Montage über die Stehbolzen geschoben werden kann und durch eine Drehbewegung des ringförmigen Sicherungsmittels an die Bohrungen offen anschließende Langlöcher in die Nuten der Stehbolzen eingreifen, um entsprechend eines Bajonettmechanismus mit den Stehbolzen zusammenzuwirken. Dieses ringförmige Sicherungsmittel mit Bajonettmechanismus kann sich dann an der dem radialen Teil des Sperrelementes gegenüberliegenden Seite an einer Fläche des Maschinenelementes abstützen, um mit dem Sperrelement so zusammenzuwirken, dass das Lager in die erste axiale Richtung festgelegt wird. Vorteilhafterweise kann das Langloch schmaler ausgestaltet sein, als für eine freie Passage der Stehbolzen notwendig wäre und an der der Bohrung gegenüberliegenden Seite eine Verbreiterung des Langloches aufweisen, so dass durch die Federwirkung des schmalen Teils des Langloches eine Verdreh-Sicherung des ringförmigen Sicherungsmittels erreicht wird. Diese Lageranordnung ermöglicht eine besonders schnelle Montage, da das ringförmige Sicherungsmittel mit bajonettartigen Verschlüssen gleichzeitig in eine Mehrzahl von axialen Teilen des Sperrelementes eingreifen und mit einer Rotationsbewegung sichern kann.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der Stehbolzen zur Befestigung an dem radialen Teil des Sperrelementes durch Bohrungen im radialen Teil des Sperrelementes geführt wird und mit dem radialen Teil des Sperrelementes durch Verpressen kraftschlüssig verbunden wird, mittels eines Kragens formschlüssig mit dem Sperrelement verbunden wird und/oder durch eine stoffschlüssige Verbindung, wie Schweißen, Kleben oder Löten, verbunden wird.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine axiale Teil des Sperrelementes durch einen Hohlniet gebildet wird, die mit dem ringförmigen radialen Teil des Sperrelementes verbunden ist. Im montierten Zustand der Lageranordnung erstreckt sich der Hohlniet durch die zumindest eine Arbeitsöffnung des Maschinenelementes hindurch auf eine dem radialen Teil des Sperrelementes gegenüberliegende Seite des Maschinenelementes. Dabei ist das Sicherungsmittel in Form eines Nietkragens der Hohlniete ausgebildet. Der Nietkragen wird also auf der dem radialen Teil des Sperrelementes entgegengesetzten Seite des Maschinenelementes geformt, so dass sich der Nietkragen an dieser Oberfläche des Maschinenelementes abstützt, bzw. gesichert wird, indem der Hohlniet an dieser Oberfläche umgebördelt wird. Diese Lageranordnung ist sehr wirtschaftlich zu fertigen und kann durch Entfernen des Nietkragens geöffnet werden.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass das Sperrelement eine Mehrzahl von axialen Teilen auf einem Kreisumfang des ringförmigen radialen Teils des Sperrelementes aufweist, die auf dem Kreisumfang gleichmäßig verteilt sind. Typischerweise kann diese Mehrzahl eine Anzahl von 3, 4, 5, 6, oder 7 oder auch eine höhere Anzahl von axialen Teilen des Sperrelementes umfassen.
Es wird die Verwendung einer der Lageranordnungen zur Montage einer Eingangswelle auf einer Abtriebsnabe vorgeschlagen. Dabei kann die Eingangswelle mit einem Lamellenträger verbunden sein.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Hierbei zeigt:

1a ein Maschinenelement aus der Montagerichtung mit durch Sprengring gesicherten axialen Teilen eines Sperrelementes;
1b eine Detailansicht aus 1a;
1c einen Querschnitt der Lageranordnung aus 1a;
1d eine Detailansicht aus 1c;
1e eine isometrische Ansicht der Lageranordnung aus 1c;
1f eine Detailansicht aus 1e;
1g eine isometrische Ansicht eines Lagers mit einem Sperrelement gemäß 1e;
1h einen Querschnitt des Lagers aus 1g;
1i eine Aufsicht des Lagers aus 1g;
2a ein Maschinenelement aus der Montagerichtung mit einem ringförmigen Sicherungsmittel für axiale Teile eines Sperrelementes;
2b eine Detailansicht aus 2a;
2c einen Querschnitt durch eine montierte Lageranordnung aus 2a;
2d eine Detailansicht aus 2c;
2e eine isometrische Ansicht der Lageranordnung aus 2a,
2f eine Detailansicht aus 2e;
2g eine isometrische Ansicht eines Sperrelementes mit axialen Abschnitten und einem ringförmigen Sicherungselement aus 2e;
2h einen Querschnitt der Anordnung aus 2g;
2i eine Aufsicht aus Montagerichtung auf die Anordnung aus 2g;
3 ein Lager mit Sperrelement und Sicherungsring am Lager; und
4 eine Lageranordnung mit einen Hohlniet als axiales Teil des Sperrelementes.

1 a bis 1i zeigen eine montierte Lageranordnung 100 und Details der Lageranordnung 100, bei der die axialen Teile des Sperrelementes als Laschen 144 ausgeführt sind und einen Sprengring 150 als Sicherungsmittel aufweisen.
Die Lageranordnung 100 für ein Maschinenelement 105 weist ein als Rillenkugellager ausgebildetes Lager 130 mit einem äußeren Lagerring 132 auf, sowie rollende Körper 133, die zwischen dem inneren Lagerring 134 und dem äußeren Lagerring 132 angeordnet sind. Das Lager 130 ist dabei in einer zylinderförmigen Aussparung 101 des Maschinenelements 105 angeordnet und somit radial fixiert.
Das Maschinenelement 105 selbst kann ein erstes Maschinenteil 106 und ein zweites Maschinenteil 107 aufweisen, wobei das erste Maschinenteil 106 im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Eingangswelle und das zweite Maschinenteil 107 als Lamellenträger ausgebildet sein können. Das erste Maschinenteil 106 und das zweite Maschinenteil 107 können dabei durch Nieten 108 oder Verschweißen miteinander verbunden sein.
Der ringförmige radiale Teil des Sperrelementes 142 weist eine Öffnung auf, die auf einer äußeren Stufe 136 des äußeren Lagerringes 132 angeordnet ist, um mit einer axialen Stirnfläche 135 einer in einem Endbereich umlaufenden Schulter des äußeren Lagerrings 132 zusammenzuwirken, indem es zumindest mit einem Teil des ringförmigen radialen Teils des Sperrelementes 142 an eine Stirnfläche 135 der Schulter angrenzt, um den äußeren Lagerring 132 an der ersten axialen Seite festzulegen.
Dabei weist das Sperrelement 140 einen ringförmigen radialen Teil 142 und eine Mehrzahl von axialen Teilen auf, die durch Laschen 144 gebildet werden, die an einem radial äußeren Rand des radialen Teils 142 des Sperrelementes angeordnet sind. Dabei sind die Laschen 144 so geformt, dass sie den äußeren Lagerring 132 axial außen zumindest teilweise axial außen umgreifen und sich durch eine Arbeitsöffnung 102 des Maschinenelementes 105 hindurch erstrecken.
In einem Endbereich weisen die Laschen 144 eine radial innen offene Nut 146 auf, in die ein Sicherungsmittel in Form eines Sprengrings 150 eingreifen kann.
Der Sprengring 150 stützt sich auf einer Oberfläche des Maschinenelementes 105 auf einer dem radialen Teil des Sperrelementes 142 gegenüberliegenden Seite des Maschinenelementes 105 ab, um über die Mehrzahl von Laschen 144 mit dem Sperrelement 140 durch die Arbeitsöffnung 102 des Maschinenelementes 105 hindurch so zusammenzuwirken, dass der äußere Lagerring 132 an der ersten axialen Seite festgelegt wird.
Das Sicherungsmittel, das als Sprengring 150 ausgebildet ist, steht mit nach radial innen geöffneten Nuten 146 und dem Maschinenelement 105 derart im Wirkeingriff, dass das Sperrelement 140 den äußeren Lagerring 132 an der ersten axialen Seite festlegt.
Der äußere Lagerring 132 wird an einer Stirnfläche einer zweiten axialen Seite des äußeren Lagerrings 132 durch eine Anlagefläche 109 des Maschinenelementes 105 in einer zweiten axialen Richtung des äußeren Lagerrings 132 festgelegt.
2a bis 2i zeigen eine montierte Lageranordnung 200 und Teile der montierten Lageranordnung 200 mit axialen Teilen des Sperrelementes, die als Stehbolzen ausgeführt sind und ringförmiges Sicherungsmittel mit bajonettartiger Wirkverbindung aufweisen.
Die Lageranordnung 200 für ein Maschinenelement 105 weist ein als Rillenkugellager ausgebildetes Lager 130 mit einem äußeren Lagerring 132 auf, sowie rollende Körper 133, die zwischen dem inneren Lagerring 134 und dem äußeren Lagerring 132 angeordnet sind.
Das Lager 130 ist dabei in einer zylinderförmigen Aussparung 101 des Maschinenelements 105 angeordnet und somit radial fixiert.
Das Maschinenelement 105 selbst kann ein erstes Maschinenteil 106 und ein zweites Maschinenteil 107 aufweisen, wobei das erste Maschinenteil 106 im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Eingangswelle und das zweite Maschinenteil 107 als Lamellenträger ausgebildet sein können. Das erste Maschinenteil 106 und das zweite Maschinenteil 107 können dabei durch Nieten oder Verschweißen miteinander verbunden sein.
Der ringförmige radiale Teil des Sperrelementes 242 weist eine Öffnung auf, die auf einer äußeren Stufe 136 des äußeren Lagerringes 132 angeordnet ist, um mit einer Stirnfläche 135 einer in einem Endbereich umlaufenden Schulter des äußeren Lagerrings 132 zusammenzuwirken, indem es zumindest mit einem Teil des ringförmigen radialen Teils 242 des Sperrelementes 240 an eine Stirnfläche 135 der Schulter angrenzt, um den äußeren Lagerring 132 an der ersten axialen Seite festzulegen.
Dabei weist das Sperrelement 240 einen ringförmigen radialen Teil 242 und eine Mehrzahl von axialen Teilen auf, die durch einen Stehbolzen 244 gebildet werden, der mit dem ringförmigen radialen Teil 242 des Sperrelementes 240 an einem radial äußeren Rand des radialen Teils 242 des Sperrelementes 240 angeordnet und verbunden ist. Dabei erstreckt sich der radial äußeren Rand des radialen Teils 242 des Sperrelementes 240 so weit nach radial außen, dass die Stehbolzen 244 mit dem radialen Teil 242 des Sperrelementes 240 den äußeren Lagerring 132 zumindest teilweise axial außen umgreifen.
Die Stehbolzen 244 weisen in einem Endbereich an ihrem Umfang zumindest eine Nut 246 auf. Dabei erstreckt sich jeder Stehbolzen 244 der Mehrzahl der Stehbolzen 244 im montierten Zustand der Lageranordnung 200 durch eine Arbeitsöffnung 102 des Maschinenelementes 105 hindurch auf eine dem radialen Teil 242 des Sperrelementes 240 gegenüberliegende Seite des Maschinenelementes 105, um mit dem Sicherungsmittel zusammenwirken zu können.
Das Sicherungsmittel 250 ist dabei ringförmig ausgebildet und weist Ausnehmungen 252 auf, die jeweils ausgebildet sind, um mit der zumindest einen Nut 246 des Stehbolzens 244 eine bajonettartige Wirkverbindung auszubilden. Dieses ringförmige Sicherungsmittel 250 mit bajonettartigen Ausnehmungen 252 für die Nuten 246 der Stehbolzen 244 stützt sich auf einer Oberfläche des Maschinenelementes 105 auf einer dem radialen Teil 242 des Sperrelementes 240 gegenüberliegenden Seite des Maschinenelementes 105 ab, um über die Stehbolzen 244 mit dem Sperrelement 240 durch die Arbeitsöffnung 102 des Maschinenelementes 105 hindurch so zusammenzuwirken, dass der äußere Lagerring 132 an der axialen Seite festgelegt wird.
Der äußere Lagerring 132 wird an einer Stirnfläche einer zweiten axialen Seite des äußeren Lagerrings 132 durch eine Anlagefläche 109 des Maschinenelementes 105 in Richtung der zweiten axialen Seite des äußeren Lagerrings 132 festgelegt.
Die 3 skizziert, wie, entsprechend einem Aspekt, das Sperrelement 340 mit dem äußeren Lagerring 132 zusammenwirkt, indem das Sperrelement 340 an eine axiale Stirnfläche 135 einer in einem Endbereich des äußeren Lagerrings 132 umlaufenden Schulter angrenzt, um den äußeren Lagerring 132 an der ersten axialen Seite festzulegen.
Dazu weist der äußere Lagerring 132 an seinem radial äußeren Umfang eine Stufe 136 auf, um die Schulter auszubilden. Das Sperrelement 340 weist eine entsprechend große durchgehende Bohrung auf, so dass das Sperrelement 340 in dem Bereich der Stufe 136 auf den äußeren Lagerring 132 bis zur Stirnfläche 135 der Schulter aufgeschoben werden kann. Das Sperrelement 340 wird an der Schulter des äußeren Lagerrings 132 durch einen Sicherungsring 138 fixiert, der in eine entsprechend angeordnete umlaufende Nut 137 im Bereich der Stufe 136 des äußeren Lagerrings 132 so eingelegt wird, dass das Sperrelement 340 auf der der Stirnfläche 135 der Schulter entgegengesetzten axialen Richtung festgelegt wird.
Die 4 skizziert eine Lageranordnung 400, bei der der mindestens eine axiale Teil 444 des Sperrelementes 440 durch eine Hohlniete gebildet wird, die mit dem ringförmigen radialen Teil 442 des Sperrelementes 440 verbunden ist. Die Hohlniete erstreckt sich im montierten Zustand der Lageranordnung 400 durch die zumindest eine Arbeitsöffnung 102 des Maschinenelementes 105 hindurch auf eine dem radialen Teil 442 des Sperrelementes 440 gegenüberliegende Seite des Maschinenelementes 105. Dabei ist das Sicherungsmittel 450 in Form eines Nietkragens der Hohlniete auf einer Oberfläche einer dem radialen Teil 442 des Sperrelementes 440 gegenüberliegenden Seite des Maschinenelementes 105 ausgebildet.
Bezugszeichenliste

100: Lageranordnung
101: zylinderförmige Aussparung
102: Arbeitsöffnung
105: Maschinenelement
106: erstes Maschinenteil
107: zweites Maschinenteil
108: Niet
109: Anlagefläche
130: Lager
132: äußerer Lagerring
133: rollende Körper
134: innerer Lagerring
135: Stirnfläche
136: Stufe
137: umlaufende Nut
138: Sicherungsring
140: Sperrelement
142: radialer Teil der Lasche
144: axialer Teil der Lasche
146: offene Nut
150: Sprengring
200: Lageranordnung
240: Sperrelement
242: radialer Teil des Sperrelementes
244: Stehbolzen
246: Nut
250: Sicherungsmittel
252: bajonettartige Ausnehmungen
340: Sperrelement
400: Lageranordnung
440: Sperrelement
442: radialer Teil des Sperrelementes
444: Hohlniete
450: Nietkragen

Claims

Lageranordnung (100, 200, 400) für ein Maschinenelement (105), mit einem Lager (130), das einen äußeren Lagerring (132) aufweist, der in einem montierten Zustand der Lageranordnung (100, 200, 400) radial von einer zylinderförmigen Aussparung (101) des Maschinenelementes (105) fixiert wird; einem Sperrelement (140, 240, 340, 440), das einen ringförmigen radialen Teil (142, 242, 442), und zumindest einen axialen Teil (144, 244, 444) aufweist; und der ringförmige radiale Teil (142, 242, 442) des Sperrelementes (140, 240, 340, 440) angeordnet und gestaltet ist mit einem Bereich des äußeren Lagerrings (132) an einer ersten axialen Seite des äußeren Lagerrings (132) zusammenzuwirken, um den äußeren Lagerring (132) an der ersten axialen Seite festzulegen; und zumindest einem Sicherungsmittel (150, 250, 450), das in einem montierten Zustand der Lageranordnung (100, 200, 400) mit dem zumindest einen axialen Teil (144, 244, 444) des Sperrelementes (140, 240, 340, 440) und dem Maschinenelement (105) derart im Wirkeingriff steht, dass das Sperrelement (140, 240, 340, 440) den äußeren Lagerring (132) an der ersten axialen Seite festlegt.
Lageranordnung (100, 200, 400) gemäß Anspruch 1, wobei der äußere Lagerring (132) an einer Stirnfläche einer zweiten axialen Seite des äußeren Lagerrings (132) durch eine Anlagefläche (109) des Maschinenelementes (105) in einer zweiten axialen Richtung des äußeren Lagerrings (132) festgelegt wird.
Lageranordnung (100, 200, 400) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der zumindest eine axiale Teil (144, 244, 444) des Sperrelementes (140, 240, 340, 440) in einem radial äußeren Bereich des radialen Teils (142, 242, 442) des Sperrelementes (140, 240, 340, 440) angeordnet ist, und den äußeren Lagerring (132) zumindest teilweise axial außen umgreift, und mit dem Sicherungsmittel (150, 250, 450), das sich auf einer dem radialen Teil (142, 242, 442) des Sperrelementes (140, 240, 340, 440) gegenüberliegenden Seite des Maschinenelementes (105) abstützt, im montierten Zustand der Lageranordnung (100, 200, 400) durch zumindest eine Arbeitsöffnung (102) des Maschinenelementes (105) hindurch zusammenwirkt, um mittels des zumindest einen Sperrelementes (140, 240, 340, 440) den äußeren Lagerring (132) an der ersten axialen Seite festzulegen.
Lageranordnung (100, 200, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Sperrelement (140, 240, 340, 440) zumindest mit einem Teil des ringförmigen radialen Teils (142, 242, 442) an eine Stirnfläche der ersten axialen Seite des äußeren Lagerrings (132) angrenzt, um den äußeren Lagerring (132) an der axialen Seite festzulegen.
Lageranordnung (100, 200, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der äußere Lagerring (132) an der ersten axialen Seite in einem Endbereich eine umlaufende Schulter aufweist; und das Sperrelement (140, 240, 340, 440) zumindest mit einem Teil des ringförmigen radialen Teils (142, 242, 442) an eine Stirnfläche (135) der Schulter angrenzt, um den äußeren Lagerring (132) an der axialen Seite festzulegen.
Lageranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das zumindest eine axiale Teil des Sperrelementes (140) durch eine Lasche (144) gebildet wird, die an einem radial äußeren Rand des radialen Teils (142) des Sperrelementes (140) angeordnet ist, wobei die Lasche (144) in einem Endbereich eine radial innen offene Nut (146) aufweist; und das Sicherungsmittel ein Sprengring (150) ist, der in die radial innen offene Nut (146) der Lasche (144) auf der dem radialen Teil (142) des Sperrelementes (140) gegenüberliegenden Seite des Maschinenelementes (105) eingreift.
Lageranordnung (100) gemäß Anspruch 6, wobei sich die zumindest eine Lasche (144) durch die zumindest eine Arbeitsöffnung (102) des Maschinenelementes (105) erstreckt, und das Sicherungsmittel ein angestellter Endabschnitt der zumindest einen Lasche (144) ist, der sich auf der dem radialen Teil (142) des Sperrelementes (140) gegenüberliegenden Seite des Maschinenelementes (105) abstützt.
Lageranordnung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der zumindest eine axiale Teil des Sperrelementes durch einen Stehbolzen gebildet wird, der mit dem ringförmigen radialen Teil oder Laschen des Sperrelementes verbunden ist, und der Stehbolzen ein Gewinde aufweist; und das Sicherungsmittel eine Schraube ist, die mit dem Gewinde zusammenwirkt, und sich auf der dem radialen Teil des Sperrelementes gegenüberliegenden Seite des Maschinenelementes (105) abstützt.
Lageranordnung gemäß Anspruch 8, wobei der Stehbolzen durch einen Hohlniet mit Gewinde gebildet wird, die mit dem Sperrelement verbunden ist.
Lageranordnung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der zumindest eine axiale Teil des Sperrelementes durch eine Schraube gebildet wird, die mit dem ringförmigen radialen Teil des Sperrelementes mittels eines Gewindes im Sperrelement verbunden ist; und das Sicherungsmittel der Kopf der Schraube ist, und die Schraube mit dem Gewinde zusammenwirkt, und sich auf der dem radialen Teil des Sperrelementes gegenüberliegenden Seite des Maschinenelementes (105) abstützt.
Lageranordnung (200) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der zumindest eine axiale Teil des Sperrelementes (240) durch einen Stehbolzen (244) gebildet wird, der mit dem ringförmigen radialen Teil (242) des Sperrelementes (240) verbunden ist, und wobei der Stehbolzen (244) in einem Endbereich an seinem Umfang zumindest eine Nut (246) aufweist, und sich der Stehbolzen (244) im montierten Zustand der Lageranordnung (200) durch die Arbeitsöffnung (102) des Maschinenelementes (105) hindurch auf eine dem radialen Teil des Sperrelementes (240) gegenüberliegende Seite des Maschinenelementes (105) erstreckt; und das Sicherungsmittel (250) ringförmig ausgebildet ist und Ausnehmungen (252) aufweist, die ausgebildet sind, um mit der zumindest einen Nut (246) des Stehbolzens eine bajonettartige Wirkverbindung auszubilden.
Lageranordnung (400) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der zumindest eine axiale Teil des Sperrelementes (440) durch einen Hohlniet (444) gebildet wird, der mit dem ringförmigen radialen Teil (442) des Sperrelementes (440) verbunden ist, und wobei sich der Hohlniet (444) im montierten Zustand der Lageranordnung (400) durch die zumindest eine Arbeitsöffnung (102) des Maschinenelementes (105) hindurch auf eine dem radialen Teil (442) des Sperrelementes (440) gegenüberliegende Seite des Maschinenelementes (105) erstreckt; und das Sicherungsmittel in Form eines Nietkragens (450) des Hohlniets (444) ausgebildet ist.
Lageranordnung (100, 200, 400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sperrelement (140, 240, 340, 440) eine Mehrzahl von axialen Teilen (144, 244, 444) auf einem Kreisumfang des ringförmigen radialen Teils (142, 242, 442) oder Laschen des Sperrelementes (140, 240, 340, 440) aufweist, die auf dem Kreisumfang gleichmäßig verteilt sind.
Verwendung der Lageranordnung (100, 200, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Montage einer Eingangswelle auf einer Abtriebsnabe.