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Die Erfindung betrifft eine ringförmige, gestanzte Axialscheibe, mit einer Stanzeinzugsseite und einer gegenüberliegenden Stanzausrissseite, wobei die Fläche der Stanzausrissseite, aufgrund des Stanzausrisses, kleiner als die Fläche der Stanzeinzugsseite ist.
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Bei derartigen ringförmigen Axialscheiben handelt es sich üblicherweise um Blechbauteile, die aus einem Flachbandstahl ausgestanzt werden. Zeitgleich oder zeitversetzt kann auch ein Umformprozess erfolgen. Beim Stanzen kommt es zu einer unvermeidbaren Verformung der Schnittkante. Beim Auftreffen des Werkzeugs auf der Materialoberfläche wird zunächst eine Stauchung des Materials bewirkt. Diese Stauchung erstreckt sich in der Fläche um den Stanzbereich herum. Sie wird auch als Stanzeinzug bezeichnet, weshalb die entsprechende Scheibenseite auch als Stanzeinzugsseite bezeichnet wird. Dan schneidet das Werkzeug das Material, wobei lediglich zu Beginn des Schnitts das Werkzeug einen glatten Schnitt ausführt, wobei dieser je nach Stanzgeometrie am Außen- und/oder Innenumfang vorhandene Bereich auch als Glattschnittfläche bezeichnet wird. Bevor das Werkzeug das Blech vollständig durchdrungen hat, reißt die Schnittkante aus. Dieser Bereich wird auch als Stanzausriss bezeichnet, die an ihn anschließende Scheibenseite als Stanzausrissseite. Der Stanzausriss liegt hinter der eigentlichen Schnittebene zurück, ist also bezüglich des Glattschnittbereichs geringfügig eingezogen. Diese beim Stanzen auftretenden Vorgänge führen schließlich dazu, dass sich die einander gegenüberliegenden Flächen, nämlich die Fläche der Stanzeinzugsseite und die Fläche der Stanzausrissseite, unterscheiden. Aufgrund des Stanzausrisses ist die Fläche der Stanzausrissseite etwas kleiner als die Fläche der Stanzeinzugsseite. Da dieser Geometrieunterschied respektive der Flächenunterschied optisch oder mit Kamerasystemen kaum zu erkennen ist, hinsichtlich der Positionierung der Axialscheibe in der Lageranordnung aber eine Rolle spielen kann, beispielsweise zur Bereitstellung einer Lauffläche oder Ähnliches, ist sicherzustellen, dass eine solche Axialscheibe trotz dieser stanzbedingten Geometrieunterschiede korrekt verbaut werden kann und die Eigenschaften bietet, die sie soll.
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Zu diesem Zweck wird häufig mit leichtem Aufmaß gestanzt und die Scheibe anschließend nachgearbeitet, um ihr die entsprechenden Form- oder Geometrieparameter zu verleihen, so dass beide Flächen beispielsweise gleich groß sind und demzufolge die Axialscheibe mit beliebiger Orientierung montiert werden kann, da beide Flächen gleich sind. Dies ist jedoch sehr aufwändig.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Axialscheibe anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einer erfindungsgemäßen Axialscheibe vorgesehen, dass an der Stanzeinzugsseite wenigstens eine in die Fläche eingetiefte Markierung vorgesehen ist.
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Die erfindungsgemäße Axialscheibe zeichnet sich dadurch aus, dass die Stanzeinzugsseite mit einer Markierung versehen ist, also einer oberflächlichen Profilierung oder Strukturierung, die diese Seite definiert kennzeichnet. Diese eingetiefte Markierung kann im Rahmen der Montage von einem Kamerasystem oder auch einer Person erkannt werden, und damit auch erfasst werden, wo die größere und wo die kleinere Scheibenfläche ist. Dies wiederum ermöglicht es, wenn eine definierte Montageorientierung vorgeschrieben ist, die Axialscheibe in der vorgeschriebenen Weise montieren zu können, so dass entsprechende Fehlmontage ausgeschlossen ist.
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Darüber hinaus bietet diese Kennzeichnung der Stanzeinzugsseite den Vorteil, dass eine aufwändige Nachbearbeitung einer gestanzten Scheibe nicht länger erforderlich ist, da eben erfasst werden kann, wo die größere und wo die kleinere Scheibenseite ist. Dies wiederum bringt den Vorteil mit sich, dass nicht mit Aufmaß gestanzt werden muss, vielmehr kann mit dem tatsächlich geforderten Maß gestanzt werden, was insbesondere bei dickeren Axialscheiben, bei denen sich stanzbedingt größere Verformungen einstellen, von Vorteil ist, da eben kein überschüssiges Material abzutragen ist. Und schließlich ist eine solche, als oberflächliche Vertiefung ausgeführte Markierung auch nach einem etwaigen Härte- und Polierschritt erfassbar, das heißt, dass auch nach Durchführung solcher Nachbearbeitungsschritte eine entsprechende Seitenerkennung möglich ist.
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Die Markierung selbst ist bevorzugt flach geprägt, wird also beim Stanzen als flache Vertiefung mit eingeprägt.
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Dabei ist es ausreichend, wenn nur eine lokale Markierung vorgesehen ist, das heißt, dass, gesehen auf die gesamte Stanzeinzugsseitenfläche, nur eine relativ kleine lokale Markierung eingeprägt wird. Diese kann beispielsweise kreisförmig sein, aber auch oval, mehreckig, ringförmig etc. Das heißt, dass letztlich unterschiedliche Markierungsgeometrien möglich sind, solange sie eine eindeutige Erfassung, sei es durch das menschliche Auge, sei es mittels geeigneter Kamerasysteme oder Sensoriken, erlauben.
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Alternativ zur Ausbildung einer solchen lokalen Markierung ist es auch denkbar, die Markierung als umlaufende Rille auszuführen. Das heißt, dass an der Stanzeinzugsseitenfläche eine umlaufende, flache Rille eingeprägt wird, die gleichermaßen eine exakte Erfassung ermöglicht.
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In Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Axialscheibe wenigstens eine Funktionsfläche aufweist, wobei entweder die an der Stanzausrissseite vorhandene Fläche eine Funktionsfläche ist, oder wobei eine am Außenumfang oder am Innenumfang ausgebildete umlaufende Glattschnittfläche die Funktionsfläche ist. Die entsprechende Funktionsfläche an der Stanzausrissseite dient als Lauffläche für Wälzkörper, die im Axiallager, Teil dessen die Axialscheibe ist, in einem Käfig gehaltert sind und auf dieser Lauffläche wälzen. Die Glattanschnittfläche hingegen, die als am Außenumfang oder am Innenumfang ausgebildete Randfläche die Funktionsfläche bildet, dient hingegen der radialen Führung beispielsweise an einer weiteren, gewinkelten Axialscheibe oder Ähnliches. Das heißt, dass über diese Funktionsflächen eine definierte Interaktion mit weiteren Bauteilen des Axiallagers erfolgen kann.
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Neben der Axialscheibe selbst betrifft die Erfindung ferner ein Axiallager, umfassend mehrere in einem Käfig gehalterte Wälzkörper sowie eine Axialscheibe der vorstehend beschriebenen Art.
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Dieses Axiallager kann sich gemäß einer ersten Erfindungsvariante ferner dadurch auszeichnen, dass die Axialscheibe mit ihrer Stanzeinzugsseite an einer gewinkelten weiteren Axialscheibe abgestützt ist, wobei auf der Stanzausrissseite als Funktionsfläche die Wälzkörper laufen. Die Stanzausrissseite stellt demzufolge die Wälzkörperlauffläche dar, während die Axialscheibe mit der Stanzeinzugsseite an einer weiteren gewinkelten Axialscheibe abgestützt ist. Dabei kann auch die zweite Funktionsfläche, nämlich die Glattschnittfläche, mit der weiteren Axialscheibe interagieren, nämlich derart, dass die am Außenumfang vorgesehene Glattschnittfläche die Axialscheibe an einem zylindrischen Randsteg der weiteren Axialscheibe führt. Das heißt, dass die Axialscheibe von dem Randsteg der weiteren Axialscheibe radial umgriffen ist, wobei in diesem Bereich die Radialführung erfolgt.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Axialscheibe mit ihrer Stanzausrissseite an einer gewinkelten Axialscheibe abgestützt ist, wobei auf der Stanzeinzugsseite eine gewinkelte, eine Lauffläche für die Wälzkörper aufweisende dritte Axialscheibe abgestützt ist, die mit einem zylindrischen Randsteg an der am Außenumfang der Axialscheibe vorgesehenen Glattschnittfläche als Funktionsfläche geführt ist. Bei dieser Variante dient die größere Stanzeinzugsseite als Abstützfläche für die dritte Axialscheibe, die die eigentliche Wälzkörperlaufbahn zur Verfügung stellt. Die Glattanschnittfläche der Axialscheibe dient auch bei dieser Erfindungsvariante wiederum der Radialführung der dritten Axialscheibe, die hierzu die Axialscheibe mit einem Randsteg, der an der Glattschnittfläche geführt ist, umgreift. Die axiale Abstützung an der weiteren, zweiten und gewinkelten Axialscheibe erfolgt bei dieser Variante dann über die kleinere Stanzausrissfläche.
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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 Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Axialscheibe mit Blick auf die Stanzeinzugsseite mit dort eingeprägter Markierung,
- 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II - II aus 1,
- 3 eine geschnittene Prinzipdarstellung eines Axiallagers einer ersten Ausführungsform unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Axialscheibe, und
- 4 eine geschnittene Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Axiallagers unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Axialscheibe.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Axialscheibe 1, die im gezeigten Beispiel als einfache, ungewinkelte Axialscheibe ausgeführt ist, siehe hierzu auch 2. Sie ist mittels eines geeigneten Stanzwerkszeugs aus einem Flachbandstahl hergestellt. Stanzbedingt weist sie eine Stanzeinzugsseite 2 sowie eine dieser gegenüberliegende Stanzausrissseite 3 auf, wobei, siehe die Schnittansicht gemäß 2, die Fläche der Stanzeinzugsseite 2 etwas größer als die Fläche der Stanzausrissseite 3 ist. Diese unterschiedliche Querschnittsgeometrie resultiert aus dem Stanzvorgang. Im Rahmen dessen trifft das Werkzeug zunächst auf die Materialoberfläche, was zu einer leichten Stauchung im Auftreffbereich führt, wobei sich diese Stauchung in der Fläche um den Stanzbereich herum erstreckt. Diese Stauchung ist an den äußeren und inneren Rändern der Stanzeinzugsseite 2 in 2 angedeutet und auch in den vergrößerten Darstellungen gemäß der 3 und 4 dargestellt. Diese Stauchung bezeichnet man auch als Stanzeinzug. Im Fortgang des Stanzvorgangs schneidet das Werkzeug sodann das Material durch. Hierbei kommt es lediglich zu Beginn des Schnittes zu einem glatten Schnitt, wobei diese glatte Schnittfläche auch als Glattschnittfläche oder Glattschnittbereich bezeichnet wird. Bevor das Werkzeug schließlich das Metallblech verlässt respektive vollständig durchdrungen hat, reißt die Stanzkante aus, es kommt zu einem radialen Einzug. Auch dies ist in den Figuren dargestellt.
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2 zeigt rechts die Stanzeinzugsseite 2 mit den am Außen- und Innenrand liegenden Stanzeinzügen 4. Hieran schließt sich die Glattschnittfläche 5 an, die beim gezeigten Beispiel am Außen- und am Innenumfang vorgesehen ist, der wiederum jeweils der Stanzausriss 6 folgt, der im gezeigten Beispiel ebenfalls am Außen- und am Innenumfang gegeben ist.
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Um nun die unterschiedlichen Flächen, nämlich die Stanzeinzugsseite 2 und die Stanzauszugsseite 3 auf einfache Weise voneinander unterscheiden zu können, was aus Montagesicht von besonderem Vorteil ist, ist an der Stanzeinzugsseite 2 eine Markierung 7 vorgesehen, die im gezeigten Beispiel als flach geprägte runde Vertiefung ausgeführt ist. Über diese beim Stanzvorgang flach eingeprägte Markierung 7 kann demzufolge mittels einer geeigneten Erfassungstechnik oder vom menschlichen Auge selbst die Stanzeinzugsseite 2 erkannt werden, also die Scheibenorientierung erfasst werden, was für eine nachfolgende Montage von Vorteil ist. Je nach Aufbau des herzustellenden Axiallagers ist die Axialscheibe 1 entweder in der einen oder in der anderen Richtung zu orientieren.
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3 zeigt hierzu ein erstes Ausführungsbeispiel. Gezeigt ist die Axialscheibe 1, die an einer weiteren, zweiten Axialscheibe 8, die hier gewinkelt ausgeführt ist, axial abgestützt ist. Die Axialscheibe 1 liegt mit der Stanzeinzugsseite 2, definiert über die Markierung 7, an der weiteren Axialscheibe 8 an. Ein umlaufender zylindrischer Randsteg 9 der weiteren Axialscheibe 8 umgreift die Axialscheibe 1 radial am Außenumfang, wobei die radial außen liegende Glattschnittfläche 5 an diesem Randsteg 9 geführt ist.
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Die Stanzausrissseite 3 hingegen stellt die Funktionsfläche dar, also Lauffläche für Wälzkörper 10, die ein einem Käfig 11 gehaltert sind, das heißt, diese wälzen im in 3 gezeigten Axiallager 12 auf der Stanzausrissseitenfläche. Bei dieser Lagerausgestaltung ist demzufolge die Axialscheibe 1 in der gezeigten Weise zu orientieren, da die Stanzausrissseite 3 die Funktionsfläche für den Wälzkörperlauf bietet, während gleichzeitig die Glattschnittfläche 5 die Funktionsfläche für die Radialführung dient.
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Bei dem Ausführungsbeispiel eines Axiallagers 12 gemäß 2 ist eine andere Anordnung der einzelnen Elemente vorgesehen. Vorgesehen ist wiederum die Axialscheibe 1, die auch hier an einer weiteren, zweiten und gewinkelten Axialscheibe 8 abgestützt ist, hier jedoch mit der Stanzausrissseite 3, das heißt, dass die Orientierung genau anders herum wie in 3 dargestellt ist.
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An der gegenüberliegenden Stanzeinzugsseite 2 ist bei diesem Beispiel eine dritte Axialscheibe 13, wiederum als Winkelscheibe ausgeführt, axial abgestützt. Diese dritte Axialscheibe 13 weist die Lauffläche für die hier nicht näher gezeigten Wälzkörper 10 auf.
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Ein Randsteg 14 der dritten Axialscheibe 13 umgreift die Axialscheibe 1 am Außenumfang, so dass wiederum die Glattschnittfläche 5 als Funktionsfläche der Axialscheibe 1 der Radialführung dient, das heißt, dass die dritte Axialscheibe 13 an der Glattschnittfläche 5 radial geführt ist. Auch die exakte Montage mit dieser Orientierung ist aufgrund der Möglichkeit, die Stanzeinzugsseite 2 über die dort vorgesehene Markierung definiert erkennen zu können, problemlos möglich.
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Wenngleich in den gezeigten Beispielen nur eine flach geprägte Markierung 7 vorgesehen ist, ist es denkbar, um den Umfang und in der Stanzeinzugsseitenfläche verteilt noch eine oder mehrere weitere Markierungen 7 vorzusehen. Daneben kann die Markierung auch eine andere Geometrie, beispielsweise in Form eines Ovals oder eines Drei- oder Mehrecks oder eines Rings etc. aufweisen. Alternativ kann auch eine umlaufende Rille flach eingeprägt werden.
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Die Geometrieänderungen in Bezug auf den Stanzeinzug 4, die Glattschnittfläche 5 sowie den Stanzausriss 6 lassen sich abschätzen. Der theoretische Stanzeinzug 4 in radialer Richtung beträgt ca. 12 % x 4,25 x Banddicke, in axialer Richtung ca. 12% x Banddicke. Der theoretische Stanzausriss 6 schließlich kann zu ca. (Banddicke/2) x 40 % in radialer Richtung und zu ca. 2/3 x Banddicke in axialer Richtung abgeschätzt werden. Die kleinere Fläche an der Stanzausrissseite eignet sich als Lauffläche für die Wälzkörper, da sie über die gesamte Breite ebenflächig ist. Demgegenüber ist die Fläche an der Stanzeinzugsseite aufgrund der Stanzeinzüge randseitig profiliert, der ebene Flächenbereich hingegen kann kleiner als der an der Stanzausrissseite sein, weshalb die Stanzeinzugsseite letztlich nicht als Funktionsfläche, also als Lauffläche für Wälzkörper dient. Sie weist jedoch, resultierend aus den Stanzausrissen, einen etwas größeren Außenumfang respektive etwas kleineren Innenumfang auf, so dass in diesem Bereich, insbesondere da sich auch der Glattschnittbereich unmittelbar anschließt, z.B. eine weitere Axialscheiben abgestützt werden können, die im Glattschnittbereich radial geführt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Axialscheibe
- 2
- Stanzeinzugsseite
- 3
- Stanzausrissseite
- 4
- Stanzeinzug
- 5
- Glattschnittfläche
- 6
- Stanzausriss
- 7
- Markierung
- 8
- Axialscheibe
- 9
- Randsteg
- 10
- Wälzkörper
- 11
- Käfig
- 12
- Axiallager
- 13
- Axialscheibe
- 14
- Randsteg
