DE102021208077B4

DE102021208077B4 - Sicherungsring zur axialen Sicherung eines Wälzlagers, Lageranordnung mit dem Sicherungsring sowie Verfahren zur Montage des Sicherungsrings

Info

Publication number: DE102021208077B4
Application number: DE102021208077.4A
Authority: DE
Inventors: Ditmar Salg; Alfred Junk
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-07-27
Filing date: 2021-07-27
Publication date: 2023-07-06
Anticipated expiration: 2041-07-28
Also published as: DE102021208077A1

Abstract

Sicherungsring (13) zur axialen Sicherung eines Wälzlagers (8),- mit einem umlaufenden Stützbereich (17) zur axialen Abstützung des Sicherungsrings (13) in einer axialen Richtung (AR) an dem Wälzlager (8),- mit einem äußeren Konusabschnitt (15) zur Übertragung einer axialen Montagekraft (F1) in der axialen Richtung (AR),- mit einem inneren Konusabschnitt (16) zur Übertragung einer axialen Betriebskraft (F3) des Wälzlagers (8) in einer axialen Gegenrichtung (GR), wobei der innere und der äußere Konusabschnitt (15, 16) in Bezug auf eine Hauptachse (100) konzentrisch zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbereich (17) durch einen Übergang zwischen den beiden Konusabschnitten (15, 16) gebildet ist, wobei sich der innere Konusabschnitt (16) in dem Stützbereich (17) so an den äußeren Konusabschnitt (15) anschließt, dass der äußere Konusabschnitt (15) in der axialen Richtung (AR) einen konvergierenden Längsschnittverlauf und der innere Konusabschnitt (16) in der axialen Richtung (AR) einen divergierenden Längsschnittverlauf aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherungsring zur axialen Sicherung eines Wälzlagers mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Lageranordnung mit dem Sicherungsring sowie ein Verfahren zur Montage des Sicherungsrings und/oder der Lageranordnung.
Um Lager axial zu fixieren werden häufig Sicherungsringe, z.B. DIN 471, verwendet, welche in eine entsprechende Nut eingesetzt werden. Diese Sicherungsringe benötigen allerdings ein gewisses axiales Spiel, damit sie gut in die Nut montiert werden können. Für manche Anwendungsbereiche, wie z.B. einer sogenannten SET-RIGHT-Lagereinstellung, ist jedoch eine spielfreie Montage des Sicherungsringes wünschenswert. Hierzu ist es beispielsweise bekannt, den Sicherungsring als Keilring auszubilden, um einen spielfreien Sitz zu gewährleisten.
Die Druckschrift WO 2007/022748 A1 offenbart eine Befestigungsvorrichtung für einen Lagerring in einem Gehäuse, mit einem im Wesentlichen hohlzylindrischen, insbesondere radial außen auf dem Lagerring aufsitzbaren, Grundkörper mit mindestens einem Federelement für einen Eingriff in eine Ringnut des Gehäuses sowie mit mindestens einer den Lagerring axial abstützbaren, abgewinkelten Schulter, wobei das mindestens eine Federelement hakenförmig von dem Grundkörper aus radial nach außen und zumindest teilweise in die axiale Richtung zurück abgewinkelt ausgebildet ist und an der Befestigungsvorrichtung mindestens ein Schubelement angeformt ist, welches derart mit dem mindestens einen Federelement wirkverbunden ist, dass durch Betätigung des mindestens einen Schubelements das mindestens eine Federelement, insbesondere axial, vor- und/oder verspannbar ist.
Die Druckschrift US 4 433 932 A offenbart eine Anordnung zur Befestigung von Maschinenteilen, insbesondere von spielfrei angestellten oder vorgespannten Wälzlagern, auf Wellen oder dergleichen mit einem in einer Ringnut der Welle eingreifenden Ring, auf dessen Mantelfläche ein zweiter geschlossener Ring angeordnet ist, wobei der in die Ringnut eingreifende Ring einstückig und zunächst hülsenförmig aus verformbarem Werkstoff ausgebildet ist und beim Zusammenbau in einem ringförmigen Zwischenraum zwischen der Mantelfläche der Welle oder dergleichen und dem darauf aufgeschobenen Ring durch axialen Druck teilweise in radialer Richtung so verformt ist, dass er in die Ringnut eingreift.
Beispielsweise offenbart die Druckschrift DE 10 2019 201 552 A1 eine Lagerung eines Planetenrades auf einem mit einem Planetenträger verbundenen Planetenbolzen mit einem doppelreihigen Wälzlager, dessen mit schräg angestellten Wälzkörpern versehene Wälzkörperreihen in O-Anordnung zur Aufnahme sowohl radialer als auch axialer Kräfte ausgebildet sind und separate auf einem Tragabschnitt des Planetenbolzens geführte Innenringe aufweisen, wobei beide Außenlaufbahnen des Wälzlagers an einem gemeinsamen Bauteil ausgebildet sind und wobei ein erster Innenring mittels seiner äußeren Stirnseite an einer am Planetenbolzen ausgebildeten Ringschulter anliegt und ein zweiter Innenring an seiner äußeren Stirnseite in axialer Richtung am Planetenbolzen abgestützt ist. Der Planetenbolzen ist zur axialen Abstützung der äußeren Stirnseite des zweiten Innenringes an einem von der Ringschulter abgewandten Ende des Tragabschnittes zur Bildung einer Ringfläche stufenartig im Durchmesser reduziert, wobei eine sowohl an der äußeren Stirnseite des zweiten Innenringes als auch an der Ringfläche anliegende und diese radial überragende Stützscheibe an einem axial über den Tragabschnitt vorstehenden Teil des Planetenbolzens selbstnachstellend abgestützt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sicherungsring der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welcher sich unter Lasteinwirkung durch einen stabilen Sitz auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch einen Sicherungsring mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Lageranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den entsprechenden Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung und beigefügten Figuren hervor.
Gegenstand der Erfindung ist ein Sicherungsring, welcher zur axialen Sicherung eines Wälzlagers ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere hat der Sicherungsring die Funktion das Wälzlager auf einem Tragabschnitt, z.B. einer Welle, einer Achse oder dergleichen, spielfrei in axialer Richtung in Bezug auf eine Hauptachse zu fixieren. Vorzugsweise ist der Sicherungsring in Bezug auf die Hauptachse koaxial zu dem Wälzlager an dem Tragabschnitt montiert und/oder montierbar. Die Hauptachse ist vorzugsweise durch eine Rotationsachse des Wälzlagers definiert.
Der Sicherungsring weist einen umlaufenden, vorzugsweise ringförmigen, Stützbereich auf. Der Stützbereich ist zur axialen Abstützung des Sicherungsrings in einer axialen Richtung in Bezug auf die Hauptachse an dem Wälzlager ausgebildet und/oder geeignet. Insbesondere ist der Stützbereiche an einer axialen Stirnseite des Sicherungsrings angeordnet. Vorzugsweise ist der Stützbereich umlaufend um die Hauptachse, insbesondere ringförmig, ausgebildet. Der Stützbereich ist somit durch eine die Hauptachse umlaufende Ringfläche definiert. Im Speziellen ist der Stützbereich in Umfangsrichtung um die Hauptachse unterbrechungsfrei ausgebildet.
Der Sicherungsring weist einen äußeren und einen inneren Konusabschnitt auf. Der äußere Konusabschnitt ist, insbesondere bei einer Montage des Sicherungsrings, zur Übertragung einer axialen Montagekraft eines Montagewerkzeugs in der axialen Richtung in Bezug auf die Hauptachse ausgebildet und/oder geeignet. Insbesondere wird der Sicherungsring über den äußeren Konusabschnitt mit der axialen Montagekraft beaufschlagt, um den Sicherungsring auf dem Tragabschnitt zu montieren. Hierzu kann das Montagewerkzeug in der axialen Richtung an den äußeren Konusabschnitt, insbesondere an einem Außendurchmesser des äußeren Konusabschnitts, angesetzt werden und in der axialen Richtung mit der Montagekraft beaufschlagt werden. Der innere Konusabschnitt ist, insbesondere in einer Einbausituation des Sicherungsrings, zur Übertragung einer axialen Betriebskraft des Wälzlagers entgegen der axialen Richtung in einer axialen Gegenrichtung ausgebildet und/oder geeignet. Insbesondere ist der Sicherungsring in der Einbausituation über den inneren Konusabschnitt an dem Tragabschnitt abgestützt und/oder abstützbar. Im Speziellen ist der Sicherungsring über den inneren Konusabschnitt formschlüssig und/oder kraftschlüssig an dem Tragabschnitt abgestützt und/oder abstützbar.
Der innere und der äußere Konusabschnitt sind in Bezug auf die Hauptachse koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet. Insbesondere ist der äußere Konusabschnitt als ein radial außenliegender Konusabschnitt und der innere Konusabschnitt als ein radial innenliegender Konusabschnitt zu verstehen. Vorzugsweise sind der innere und der äußere Konusabschnitt jeweils als ein Konusring ausgebildet, wobei zumindest der äußere Konusring umlaufend geschlossen ausgebildet ist.
Der innere Konusabschnitt schließt sich erfindungsgemäß in dem Stützbereich an den äußeren Konusabschnitt derart an, dass der innere Konusabschnitt in der axialen Richtung in Bezug auf die Hauptachse einen divergierenden Längsschnittverlauf aufweist und der äußere Konusabschnitt in der axialen Richtung in Bezug auf die Hauptachse einen konvergierenden Längsschnittverlauf aufweist. Anders formuliert, sind die Konusflächen der beiden Konusabschnitte gegengleich und/oder winklig zueinander angeordnet. Besonders bevorzugt ist der Sicherungsring in einem Längsschnitt entlang der Hauptachse betrachtet L-förmig oder V-förmig ausgebildet ist. Im Speziellen sind die beiden Konusabschnitte bzw. die Konusflächen der beiden Konusabschnitte in dem Längsschnitt betrachtet zumindest annähernd rechtwinklig zueinander angeordnet. Unter „zumindest annähernd rechtwinklig“ ist ein Winkel von 90 Grad zu verstehen, wobei Winkelabweichungen von mehr als +/- 2 Grad, vorzugsweise mehr als +/- 5 Grad, im Speziellen von mehr als +/- 10 Grad inbegriffen sind. Der Stützbereich ist erfindungsgemäß durch einen Übergang zwischen den beiden Konusabschnitten gebildet. Bevorzugt sind der innere und der äußere Konusabschnitt aus einem gemeinsamen Materialabschnitt gefertigt. Der Sicherungsring kann hierzu mittels Trennen, z.B. mittels Stanzen, oder Umformen, z.B. Schmieden, oder mittels additiver Fertigung, z.B. 3D-Druck, gefertigt werden.
Es wird somit ein Sicherungsring vorgeschlagen, welcher in axialer Richtung auf einem Tragabschnitt montiert werden kann und sich aufgrund der geschlossenen Ringform durch eine hohe radiale Steifigkeit auszeichnet. Dadurch kann in einem montierten Zustand des Sicherungsrings ein Abstreifen des Sicherungsrings unter Einwirkung der axialen Betriebskraft verhindert werden. Weiterhin ist die Montage mit einem einfachen Montagewerkzeug, z.B. ein Einpresswerkzeug, möglich. Somit wird ein Sicherungsring vorgeschlagen, welcher sich durch eine einfache Montage auszeichnet. Weiterhin wird ein Sicherungsring vorgeschlagen, welcher besonders einfach und kostengünstig herstellbar ist.
In einer konkreten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Sicherungsring federelastisch ausgebildet ist. Insbesondere ist „federelastisch“ dahingehend zu verstehen, dass der Sicherungsring federelastische Eigenschaften, wie beispielsweise eine reversible Verformbarkeit, unter Aufbringung einer entsprechenden Rückstellkraft aufweist. Damit das Rückfedern des Sicherungsrings gewährleistet ist, weist der Sicherungsring vorzugsweisen einen ansteigenden Federkennlinienverlauf auf. Insbesondere ist der Sicherungsring radial nach innen federnd vorgespannt und während eines Montageprozesses federelastisch verformbar. Vorzugsweise ist der Sicherungsring in der Einbausituation über den inneren Konusabschnitt in Bezug auf die Hauptachse in axialer und/oder radialer Richtung federnd an dem Tragabschnitt abgestützt und/oder abstützbar. Im Speziellen ist der Sicherungsring tellerfederartig ausgebildet. Der äußere Konusabschnitt kann hierzu vorzugsweise in der Form einer konischen Federscheibe ausgeführt sein. Es wird somit ein Sicherungsring vorgeschlagen, welcher aufgrund der federelastischen Ausgestaltung eine spielfreie Montage erlaubt.
In einer weiteren Umsetzung ist vorgesehen, dass der innere Konusabschnitt zur Bildung mehrerer Stützabschnitte eine umlaufend segmentierte Konusfläche aufweist. Die Stützabschnitte sind vorzugsweise zueinander gleichgerichtet oder parallel ausgerichtet. Im Speziellen sind die Stützabschnitte durch in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Laschen gebildet, welche jeweils durch einen Freibereich, insbesondere einen Schlitz, voneinander getrennt sind. Die Stützabschnitte definieren mit ihren äußeren Enden einen Innendurchmesser des Sicherungsrings. Insbesondere liegen die äußeren Enden der Stützabschnitte auf einem gemeinsamen Teilkreis der Hauptachse. In dem montierten Zustand sind die Stützabschnitte mit den äußeren Enden an dem Tragabschnitt umlaufend, vorzugsweise federnd, abgestützt. Durch die einzelnen Stützabschnitte wird somit ein Sicherungsring vorgeschlagen, welcher zur Montage in einfacher Weise elastisch tordierbar bzw. verformbar ist, sodass die Montage des Sicherungsrings weiter vereinfacht wird.
In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass insbesondere in einer bestimmungsgemäßen Einbausituation der äußere Konusabschnitt in radialer Richtung nach innen eine Vorspannkraft erzeugt und/oder mit einer radial nach innen gerichteten Vorspannkraft vorgespannt ist. Insbesondere ist der Sicherungsring durch die Vorspannkraft an dem Tragabschnitt kraftschlüssig montiert und/oder zentriert. Vorzugsweise ist der äußere Konusabschnitt elastisch deformierbar, insbesondere formelastisch, und/oder federnd ausgebildet. Die Vorspannkraft ist vorzugsweise maßgeblich durch die Geometrie des äußeren Konusabschnitts definiert. Beispielsweise kann die Vorspankraft durch die Dicke (Dicke t) und/oder durch die lichte Höhe (Höhe h0) des Sicherungsrings bzw. des äußeren Konusabschnitts definiert sein. Es wird somit ein Sicherungsring vorgeschlagen, welcher in einem montierten Zustand mit einer radialen Vorspannung zuverlässig an dem Tragabschnitt gehalten ist. Zudem wird ein Zurückfedern des Sicherungsrings bei einer Verformung gewährleistet.
In einer weiteren Umsetzung ist vorgesehen, dass die Stützabschnitte bei einer Beaufschlagung des Grundkörperabschnitts mit einer axialen Montagekraft in radialer Richtung federelastisch ausgelenkt werden, sodass der Innendurchmesser des Sicherungsrings vergrößert wird. Insbesondere bedeutet „federelastisch ausgelenkt“, dass die Stützabschnitte bei einer Beaufschlagung der Montagekraft ein federelastisches Verhalten zeigen, wobei eine federelastische Deformation des Sicherungsrings im Rahmen des Montageprozesses prinzipiell eine vollständige Rückfederung des Sicherungsrings, insbesondere der Stützabschnitte in den Ausgangszustand erlaubt. Insbesondere wird der Sicherungsring bei der Montage in axialer Richtung auf den Tragabschnitt aufgeschoben, wobei eine gewisse radiale Aufweitung des Innendurchmessers erforderlich ist, damit der Sicherungsring auf den Tragabschnitt ungehindert aufgeschoben werden kann und/oder in dem montierten Zustand an dem Tragabschnitt unter Einwirkung der Vorspannkraft gehalten wird. Hierzu wird das Montagewerkzeug an den äußeren Konusabschnitt angesetzt und in Richtung des Tragabschnitts mit der axialen Montagekraft beaufschlagt. Vorzugsweise wird der Sicherungsring dabei, insbesondere unter Abstützung an dem Tragabschnitt, tordiert und/oder verformt, wodurch die Stützabschnitte radial nach außen ausgelenkt werden und der Innendurchmesser des Sicherungsrings vergrößert wird. Wird die axiale Montagekraft reduziert, werden die Stützabschnitte aufgrund der Vorspannkraft wieder in radialer Richtung bzw. in Richtung des Ausgangszustandes zurückgefedert. Es wird somit ein Sicherungsring vorgeschlagen, welcher sich unter Einwirkung der radialen Vorspannkraft in einfacher Weise an dem Tragabschnitt montieren lässt.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die äußeren Enden der Stützabschnitte ballig, vorzugsweise kugelballig, ausgebildet sind. Insbesondere weisen die Stützabschnitte im Längsschnitt betrachtet eine nach außen gekrümmte, konvexe und/oder kalottenförmige Kontur auf. Die ballige Ausgestaltung der äußeren Enden trägt zur Reduzierung der Hertzschen Pressung sowie zu einem verminderten Kantentragen bei.
In einer weiteren konkreten Realisierung ist vorgesehen, dass der Stützbereich innerhalb einer Radialebene der Hauptachse liegt, wobei sich der innere und der äußere Konusabschnitt, insbesondere in einem unbelasteten Zustand des Sicherungsrings, jeweils winklig zu der Radialebene erstrecken. Insbesondere erstreckt sich der äu-ßere Konusabschnitt unter Bildung eines ersten Winkels und der innere Konusabschnitt unter Bildung eines zweiten Winkels zu der Radialebene. Insbesondere sind der erste und der zweite Winkel ungleich 0 Grad und/oder unterschiedlich groß. Der erste Winkel ist vorzugsweise zwischen der Radialebene und einer radial äußeren Konusfläche des äußeren Konusabschnitts gebildet. Der zweite Winkel ist vorzugsweise zwischen der Radialebene und einer radial äußeren Konusfläche des inneren Konusabschnitts gebildet. Vorzugsweise ist der erste Winkel als ein spitzer Winkel und der zweite Winkel als stumpfer Winkel ausgebildet. Beispielsweise liegt der erste Winkel in einem Winkelbereich von größer 0 Grad und/oder kleiner 90 Grad, vorzugsweise zwischen 10 Grad und 60 Grad. Beispielsweise liegt der zweite Winkel in einem Winkelbereich von größer 90 Grad und/oder kleiner 180 Grad, vorzugsweise zwischen 110 Grad und 160 Grad.
In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass der äußere Konusabschnitt bei einer Montage des Sicherungsrings in die Radialebene und/oder in Richtung der Radialebene verformbar ist. Insbesondere wird der äußere Konusabschnitt bei der Montage in Richtung der Radialebene und/oder an dem Wälzlager plan angedrückt, wenn der innere Konusabschnitt an dem Tragabschnitt ansteht und/oder sich der Sicherungsring mit dem Stützbereich an dem Wälzlager in axialer Richtung abstützt. Im Speziellen ist der äußere Konusabschnitt soweit in Richtung der Radialebene verformt und/oder verformbar, dass die Stützabschnitte senkrecht oder zumindest annähernd senkrecht zu der Radialeben aufgestellt bzw. verkippt sind. Es wird somit sichergestellt, dass der Innendurchmesser des Innenrings maximal aufgeweitet wird und der Innenring ungehindert auf dem Tragabschnitt montiert werden kann.
In einer konkreten Ausführung ist vorgesehen, dass der Sicherungsring aus einem Federstahl gefertigt ist. Alternativ oder optional ergänzend ist der Sicherungsring aus einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt. Der Sicherungsring weist somit federelastische Eigenschaften auf und kann zudem einfach und kostengünstig gefertigt werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Lageranordnung. Insbesondere dient die Lageranordnung zur drehbaren Lagerung eines rotierenden Bauteils. Vorzugsweise dient die Lageranordnung zur drehbaren Lagerung eines Planetenrades auf einem Platenträger.
Die Lageranordnung weist ein Wälzlager mit mindestens oder genau einem Innenring, mindestens oder einem Außenring sowie mehrere zwischen Innenring und Au-ßenring abwälzend angeordnete Wälzkörper auf. Prinzipiell kann das Wälzlager als ein beliebiges Radial-, Axial- oder Schräglager ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Wälzlager jedoch ein doppelreihiges Wälzlager, im Speziellen ein doppelreihiges Kegelrollenlager oder ein doppelreihiges Schrägrollenlager oder ein doppelreihiges Schrägkugellager. Das Wälzlager weist hierzu zwei separate auf dem Tragabschnitt geführte Innenringe sowie einen gemeinsamen Außenring auf. Insbesondere kann der Außenring durch das Planetenrad gebildet oder mitgebildet sein, wobei beide Außenlaufbahnen des Wälzlagers gemeinsam an dem Planetenrad ausgebildet sind.
Die Lageranordnung weist den Tragabschnitt auf, wobei das Wälzlager auf dem Tragabschnitt in Bezug auf die Hauptachse koaxial montiert ist. Der Tragabschnitt weist insbesondere eine zylindrische Grundform auf. Beispielsweise kann der Tragabschnitt als eine Welle, eine Achse, ein Bolzen oder dergleichen ausgebildet sein. Im Speziellen ist der Tragabschnitt als ein Planetenbolzen des Planetenträgers ausgebildet.
Die Lageranordnung weist den Sicherungsring zur axialen Sicherung des Wälzlagers auf dem Tragabschnitt auf, wie dieser bereits zuvor beschrieben wurde. Insbesondere ist der mindestens eine Innenring in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse über den Sicherungsring an dem Tragabschnitt abgestützt. Im Speziellen ist bei der Ausgestaltung des Wälzlagers als doppelreihiges Wälzlager ein erster Innenring mittels seiner äußeren Stirnseite an einer am Planetenbolzen ausgebildeten Ringschulter und ein zweiter Innenring an seiner äußeren Stirnseite in axialer Richtung an dem Sicherungsring abgestützt.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Tragabschnitt eine umlaufende Sicherungsringaufnahme aufweist, welch zur Aufnahme des Sicherungsrings ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die Sichtungsringaufnahme als eine an einem Außenumfang des Tragabschnitts eingebrachte Ringnut ausgebildet. Der innere Konusabschnitt ist unter Bildung eines Stützwinkels in der Sicherungsaufnahme an einer Stützfläche zur Übertragung einer Druckkraft abgestützt. Insbesondere wird die auf den inneren Konusabschnitt wirkende Druckkraft aufgrund der winkligen Abstützung des inneren Konusabschnitts in eine Axialkomponente und eine Radialkomponente aufgeteilt. Insbesondere sind die Stützabschnitte mit einem Stützwinkel zwischen 20 Grad und 70 Grad an der Stützwinkelfläche abgestützt. Insbesondere ist die Sicherungsringaufnahme beidseitig durch jeweils eine Flanke in axialer Richtung begrenzt, wobei die Stützfläche an der den Stützabschnitten zugewandten Flanke angeordnet ist. Insbesondere sind die Stützfläche und/oder der Sicherungsring geometrisch so ausgebildet, dass sich der Spalt zwischen den äußeren Enden der Stützabschnitte und der Stützfläche bei einer Montage des Sicherungsrings mit kleiner werdendem Innendurchmesser des Sicherungsrings bzw. unter Einwirkung der radialen Vorspannkraft verringert. Die Stützfläche kann hierzu als eine schräge oder gekrümmte, vorzugsweise konkav gekrümmte, Fläche ausgebildet sein. Alternativ oder optional ergänzend ist der Stützbereich hierzu durch eine ebene Stützfläche zur Abstützung an dem Wälzlager gebildet, wobei sich der innere und der äußeren Konusabschnitt jeweils über einen Radius an die Stützfläche anschließen. Somit können die Fertigungstoleranz der Flanke und/oder des Sicherungsringes ausgeglichen werden.
In einer konkreten Ausführung ist vorgesehen, dass die Druckkraft aus der in radialer Richtung nach innen gerichteten Vorspannkraft des Sicherungsringes und aus der in der axialen Gegenrichtung gerichteten Betriebskraft des Wälzlagers resultiert. Insbesondere ist der Sicherungsring durch die Vorspannkraft federelastisch in radialer Richtung in der Sicherungsnut vorgespannt, sodass bei Einwirkung einer axialen Betriebslast ein Herausspringen des Sicherungsrings verhindert wird. Bevorzugt wirkt die Vorspannkraft der Radialkomponente entgegen. Wird das Wälzlager durch die axiale Betriebskraft belastet, führt dies dazu, dass die Stützabschnitte weiter nach innen drehen wollen, was zusätzlich durch die Vorspannung verstärkt wird. Der Sicherungsring wird dabei durch seine Tangentialspannung in der Nut gehalten. Da der Sicherungsring als ein umlaufend am Umfang geschlossener Ring ausgebildet ist, kann er so hohen Kräften widerstehen. Es wird somit ein Sicherungsring vorgeschlagen, welcher sich durch einen stabilen Sitz auszeichnet und gleichzeitig hohe Axialkräfte abstützen kann.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Lageranordnung eine Stützscheibe aufweist. Die Stützscheibe ist in axialer Richtung zwischen dem Wälzlager und dem Sicherungsring angeordnet. Insbesondere ist die Stützscheibe koaxial und/oder konzentrisch zu der Hauptachse auf dem Planetenbolzen angeordnet, wobei die Stützscheibe in axialer Richtung flächig an dem Wälzlager, insbesondere dem Innenring, im Speziellen dem zweiten Innenring anliegt. Dabei ist der Sicherungsring mit dem Stützbereich in der axialen Richtung an der Stützscheibe abgestützt. Insbesondere ist der Sichtungsring spielfrei an dem Innenring des Wälzlagers, insbesondere an der Stützscheibe abgestützt. Vorzugsweise ist der Sicherungsring spielfrei unter Einwirkung der Vorspannung zwischen der Stützscheibe und der Stützfläche eingespannt.
Durch die spielfreie Aufnahme ist der Sicherungsrings in der Sicherungsringaufnahme gegen Verkippen gesichert, sodass ein Herausspringen oder eine Beschädigung des Sicherungsrings unter hohen axialen Belastungen verhindert wird.
In einer weiteren konkreten Ausgestaltung ist vorgehen, dass der Tragabschnitt an seiner axialen Stirnseite eine umlaufende Montagefläche aufweist. Die Montagefläche dient insbesondere als Montagehilfe bzw. als Vorzentrierung des Sicherungsrings bei der Montage. Insbesondere ist die Montagefläche durch eine Fase oder einen Radius an der axialen Stirnseite des Tragabschnitts gebildet. Der innere Konusabschnitt ist während des Montageprozesses an der Montagefläche abstützbar und/oder entlang der Montagefläche geführt. Insbesondere werden die Stützabschnitte durch Abstützung an der Montagefläche und unter Einwirkung der axialen Montagekraft nach radial außen aufgestellt, um den Sicherungsring auf den Tragabschnitt aufzuschieben. Es wird somit eine Lageranordnung vorgeschlagen, welche sich durch eine weitere Verbesserung der Montage auszeichnet.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage des Sicherungsrings an dem Tragabschnitt und/oder zur Montage einer Lageranordnung, wie diese bereits zuvor beschrieben wurden.
In einem ersten Montageschritt wird der Sicherungsring in einer axialen Richtung auf den Tragabschnitt aufgesetzt wird. Insbesondere wird der Sicherungsring mit dem inneren Konusabschnitt an der Montagefläche aufgesetzt bzw. vorpositioniert. Der Sicherungsring kann dabei bereits in dem Montagewerkzeug montiert sein. Alternativ kann der Sicherungsring zuerst an dem Tragabschnitt vorpositioniert werden und anschließend das Montagewerkzeug an dem äußeren Konusabschnitt angesetzt werden.
In einem weiteren Montageschritt wird der der äußere Konusabschnitt, insbesondere das Montagewerkzeug, mit einer axialen Montagekraft beaufschlagt. Der Sicherungsring wird dabei in der axialen Richtung unter Einwirkung der Montagekraft auf den Tragabschnitt aufgeschoben. Insbesondere wird durch die axiale Montagekraft der Sicherungsring tordiert, wobei sich die Stützabschnitte aufstellen bzw. verkippen und über den Durchmesser des Tragabschnitts schieben lassen. Insbesondere wird der äußere Konusabschnitt mit seiner äußeren Konusfläche in die Radialebene verformt und/oder an die Stirnseite des Wälzlagers, vorzugsweise der Stützscheibe, gedrückt, sodass die Stützabschnitte vorzugsweise in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse und/oder gleichgerichtet zur Hauptachse aufgestellt werden. Der Innendurchmesser ist somit maximal aufgeweitet, sodass der Sicherungsring ungehindert auf den Tragabschnitt aufgeschoben werden kann.
In einem weiteren Montageschritt wird der äußere Konusabschnitt entlastet, wenn der Sicherungsring an dem Wälzlager abgestützt ist, wobei der innere Konusabschnitt zur axialen Abstützung der axialen Betriebskraft in der axialen Gegenrichtung an dem Tragabschnitt, insbesondere der Stützfläche, abgestützt wird. Insbesondere federn die Stützabschnitte bei Entlastung des äußeren Konusabschnitts aufgrund der Vorspankraft in die Sicherungsringaufnahme zurück, bis sie sich spielfrei an der Stützfläche abstützen. Der Sicherungsring sitzt nun spielfrei unter einer Restvorspannung zwischen Wälzlager, insbesondere Stützscheibe, und der Stützfläche.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Schnittdarstellung einer Lageranordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine dreidimensionale Darstellung eines Sicherungsrings der Lageranordnung gemäß 1;
3 eine Schnittdarstellung des Sicherungsrings gemäß 2;
4 eine Detailansicht der Lageranordnung gemäß 1 mit dem Sicherungsring in einer Montagesituation;
5 die Lageranordnung in gleicher Darstellung wie 4 mit dem Sicherungsring in einer Einbausituation;
6 die Lageranordnung in gleicher Darstellung wie 4 mit dem Sicherungsring in verschiedenen Zuständen;
7 eine alternative Ausführung der Lageranordnung in einer schematischen Detailansicht;
8 eine Detailansicht des Sicherungsrings gemäß 2.

1 zeigt in einem perspektivischen Längsschnitt entlang einer Hauptachse 100 eine Lageranordnung 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Lageranordnung 1 weist einen - nur teilweise dargestellt - Planetenträger 2 mit mehreren - hier nur ein Einzelner dargestellt -Tragabschnitten 3 auf. Die Tragabschnitte 3 sind jeweils durch einen Planetenbolzen gebildet, welcher in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse 100 an den Planetenträger 2 angeformt ist. Der Tragabschnitt 3 ist in einer axiale Richtung AR in Bezug auf die Hauptachse 100 durch eine Ringschulter 4 begrenzt ist.
Die Lageranordnung 1 weist zudem ein auf dem Tragabschnitt 3 gelagertes Planetenrad 5 auf, welches an seinem Außenumfang eine Verzahnung 6 und an seinem Innenumfang eine erste und eine zweite Außenlaufbahn 7a, 7b eines als zweireihiges Kegelrollenlager ausgebildeten Wälzlagers 8 aufweist. Das Planetenrad 5 bildet somit einen Außenring des Wälzlagers 8. Das Wälzlager 8 weist zudem zwei voneinander getrennt verlaufende Innenringe 9a, 9b auf sowie diesen und den Außenlaufbahnen 7a, 7b zugeordnete Wälzkörperreihen mit mehreren Wälzkörpern 10a, 10b auf. Die Wälzkörper 10a, 10b sind jeweils als Kegelrollen ausgebildet. Der erste Innenring 9a liegt in der axialen Richtung an der Ringschulter 4 an und ist somit in der axialen Richtung AR begrenzt.
Der Tragabschnitt 3 steht in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse 100 über die axiale Erstreckung des Wälzlagers 8 vor und ist endseitig radial abgesetzt, so dass eine die Hauptachse 100 umlaufende Ringfläche 11 gebildet ist. Weiterhin weist der Tragabschnitt 3 eine mit axialem Abstand zu der Ringfläche 11 angeordnete Sicherungsringaufnahme 12 auf, in welcher ein Sicherungsring 13 zur axialen Sicherung des Wälzlagers 8 auf dem Tragabschnitt 3 angeordnet ist. Die Sicherungsringaufnahme 12 ist als eine in einen Außenumfang des Tragabschnitts 3 eingebrachte Ringnut ausgebildet.
Die Lageranordnung 1 weist eine Stützscheibe 14 auf, welche axial zwischen dem Wälzlager 8, insbesondere dem zweiten Innenring 9b und dem Sicherungsring 13 angeordnet ist. Die Stützscheibe 14 ist dabei an einer axialen Stirnseite des zweiten Innenrings 9b und an der Ringfläche 11 abgestützt, sodass der zweite Innenring 9b in einer der axialen Richtung AR entgegen gerichteten axialen Gegenrichtung GR begrenzt ist.
Für die Lagerung des Planetenrades 3 mit Kegelrollenlagern ist es wichtig, dass das Wälzlager 8 einerseits nicht zu stark vorgespannt ist und andererseits kein allzu gro-ßes axiales Spiel aufweist. Beides würde die Lebensdauer des Wälzlagers 8 stark beeinträchtigen. Üblicherweise werden die Lager axial mithilfe eines Sicherungsringes (z.B. DIN 471) fixiert. Diese Sicherungsringe benötigen jedoch für die Montage ein axiales Spiel, damit sie sicher in die Nut einschnappen. Um dieses Montagespiel zu gewährleisten, müssen die Einzelmaße der Bauteile entsprechend ausgeführt sein, was zu einem erhöhten Lagerspiel führt. Um eine spielfreie Montage des Sicherungsringes zu gewährleisten, ist aus dem Stand der Technik bekannt, den Sicherungsring als Keilring auszubilden.
Der Keilring hat jedoch infolge des Schrägungswinkes nur eine begrenzte axiale Haltefähigkeit. Der Schrägungswinkel führt weiterhin zu einer abdrängenden Kraft die den Keilring zusätzlich aus der Nut drückt. Der Keilring ist nicht geschlossen und kann sich bei großen Axialkräften aufweiten und leicht aus der Nut springen. Allgemein können nicht geschlossene Sicherungsringe infolge der Fliehkräfte keine hohen Drehzahlen aushalten. Die kleinen Radien an der Sicherungsnut führen zudem zu hohen Spannungen in der Welle infolge der Kerbwirkung. Zudem ist der Sicherungsring bei einer axialen Belastung auf Abscheren beansprucht.
Wie in den 2 und 3 dargestellt, wird daher ein Sicherungsring 13 vorgeschlagen, welcher umlaufend geschlossen ist. Der Sicherungsring 13 weist einen äußeren Konusabschnitt 15 und einen inneren Konusabschnitt 16 auf, wobei sich der innere Konusabschnitt 16 in einem Stützbereich 17 an den äußeren Konusabschnitt 15 anschließt. Der Stützbereich 17 ist dabei als eine umlaufende Ringfläche definiert, über welche der Sicherungsring 13 in einem montierten Zustand an der Stützscheibe 14 in der axialen Richtung AR abgestützt ist. Die beiden Konusabschnitte 15, 16 sind in Bezug auf die Hauptachse 100 koaxial zueinander angeordnet, wobei der äußere Konusabschnitt 15 radial außenliegend angeordnet ist und der innere Konusabschnitt 16 radial innenliegend angeordnet ist.
Wie in dem in 3 gezeigten Längsschnitt des Sicherungsrings 13 dargestellt, weist der äußere Konusabschnitt 15 in der axialen Richtung AR einen konvergierenden Längsschnittverlauf und der innere Konusabschnitt 16 in der axialen Richtung AR einen divergierenden Längsschnittverlauf auf.
Der Sicherungsring 13 ist tellerfederartig ausgebildet und weist an seinem Innenumfang nahezu rechtwinklig abstehende Stützabschnitte 18 auf. Die Stützabschnitte 18 sind dabei durch eine Segmentierung des inneren Konusabschnitts 16 gebildet, indem der innere Konusabschnitt 16 in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen durch Freibereiche 19 unterbrochen ist. Die äußeren Enden 20 der Stützabschnitte 18 definieren einen Innendurchmesser des Sicherungsrings 13.
Der Sicherungsring 13 ist federelastisch ausgebildet, wobei der Sicherungsring 13 bei einer Beaufschlagung des äußeren Konusabschnitts 15 mit einer axialen Montagekraft F1 eine vollständige Rückfederung in den Ausgangszustand ermöglicht bzw. reversibel verformbar ist. Beispielsweise ist der Sicherungsring 13 aus Federstahl oder faserverstärkten Kunststoff gefertigt. Der Sicherungsring 13 kann dabei einstückig, z.B. mittels Stanzen, Schmieden oder 3D-Druck, hergestellt sein.
Damit das Rückfedern des Sicherungsrings 13 gewährleistet ist, weist dieser einen ansteigenden Verlauf der Federkennlinie auf. Das sichere Zurückfedern kann dabei durch geeignete Gestaltung, wie Dicke t, lichte Höhe h, des Sicherungsrings 13 gewährleiste werden. Der Sicherungsring 13 ist dabei in radialer Richtung mit einer Vorspannkraft F2 vorgespannt, welche durch die Geometrie des äußeren Konusabschnitts 15 bestimmt ist. Zudem ist ein Federweg des Sicherungsrings durch die Länge I der Stützabschnitte 18 bestimmt.
Die 4 und 5 zeigen jeweils einen Längsschnitt 13 der Lageranordnung 1 in einer Detailansicht. Dabei ist der Sicherungsring 13 in der 4 in einer Montagesituation und in 5 in einer Einbausituation dargestellt.
Zur Montage des Sicherungsrings 13 wird ein Montagewerkzeug 21 an den äußeren Konusabschnitt 15 angesetzt und in der axialen Richtung AR mit der Montagekraft F1 beaufschlagt. Beispielsweise kann das Montagewerkzeug 21 in der einfachsten Ausführung als ein hohlzylindrisches Einpresswerkzeug ausgebildet sein, welches stirnseitig an dem äußeren Konusabschnitt 15 abgestützt wird.
Der Sicherungsring 13 wird bei der Montage axial auf den Tragabschnitt 3 aufgeschoben, wobei eine gewisse radiale Aufweitung des Innendurchmessers des Sicherungsrings 13 erforderlich ist. Beim Einpressen mittels des Montagewerkzeugs 21 wird der äußere Konusabschnitt 15 in der axialen Richtung AR in eine Radialebene 101 verformt bzw. plan an die Stützscheibe 14 gedrückt, wobei sich die Stützabschnitte 18 in radialer Richtung aufstellen bzw. verkippen. Dadurch wird der Innendurchmesser des Sicherungsrings 13 aufgeweitet, sodass der Sicherungsring 13 über den Außendurchmesser des Tragabschnitts 3 geschoben werden kann. Die Stützabschnitte 18 erstrecken sich im Wesentlichen rechtwinklig zu dem äußeren Konusabschnitt 15, sodass die Stützabschnitte 18 bei einer Verformung des äußeren Konusabschnitts 15 in die Radialebene 101 gleichgerichtet zur Hauptachse 100 ausgerichtet werden.
Der Sicherungsring 13 wird dabei soweit aufgeschoben bis der Sicherungsring 13 an der Stützscheibe 14 anliegt, die wiederum die Einstellung des Wälzlagers 8 bestimmt. Beim Zurückziehen des Montagewerkzeuges 21 wird der Sicherungsring 13 wieder entlastet, und die Stützabschnitte 18 federn in die Sicherungsringaufnahme 12 des Tragabschnitts 3 ein.
In dem montierten Zustand, wie in 5 dargestellt, stützen sich die Stützabschnitte 18 mit ihren äußeren Enden 20 an einer Stützfläche 22 unter Einwirkung der Vorspannkraft F2 ab. Der Sicherungsring 13 sitzt nun spielfrei unter einer Restvorspannung zwischen Stützscheibe 14 und der Stützfläche 22, wobei der Sicherungsring 13 in der axialen Richtung AR mit dem Stützbereich 17 an der Stützscheibe 14 und in der axialen Gegenrichtung GR an der Stützfläche 20 abgestützt ist.
Wirkt nun eine axiale Betriebskraft F3 in der axialen Gegenrichtung GR auf das Wälzlager 8, wird diese über die Stützabschnitte 18 als eine Druckkraft F4 in die Stützfläche 22 eingeleitet. Die Druckraft F4 ist dabei die Resultierende aus der radialen Vorspannkraft F2 und der axialen Betriebskraft F3. Die Stützabschnitte 18 stützen sich dabei winklig an der Stützfläche 22 ab, sodass die Druckkraft F4 an der Stützfläche 22 in eine Axialkomponente F5 und eine Radialkomponente F6 aufgeteilt wird.
6 zeigt die Lageranordnung 1 in gleicher Darstellung wie die 4 und 5 mit dem Sicherungsring 13 in der Montagesituation, in der Einbausituation und in einer Ausbausituation.
In der Ausbausituation bzw. in einem unbelasteten Zustand ist der Sicherungsring 13 mit dem Stützbereich 17 innerhalb einer Radialebene 101 der Hauptachse 100 angeordnet, wobei die beiden Konusabschnitte 15, 16 winklig zu der Radialebene 101 angeordnet sind. Dabei ist ein erster Winkel 102 zwischen der Radialebene 101 und einer äußeren Konusfläche 23 des äußeren Konusabschnitts 15 und ein zweiter Winkel 103 zwischen der Radialebene 101 und einer äußeren Konusfläche 23 des inneren Konusabschnitts 16 gebildet. Der erste Winkel 102 ist ein spitzer Winkel und der zweite Winkel 103 ist ein stumpfer Winkel.
Die Stützabschnitte 18 definieren jeweils eine Mittenachse 104, welche die Hauptachse 101 mit einem Winkel 105 schneidet. In der Einbausituation stützen sich die Stützabschnitte 18 an der Stützfläche 20 mit einem Stützwinkel 106 ab. Wie bereits zuvor beschrieben, werden die Stützabschnitte 18 in der Montagesituation unter Einwirkung der axialen Montagekraft F1 in axialer Richtung ausgerichtet und federn bei Entlastung des Sicherungsrings 13 in die Sicherungsringaufnahme 12 zurück. Die Stützfläche 20 ist dabei geometrisch so ausgebildet, dass sich ein zwischen Stützfläche 22 und den äußeren Enden 20 der Stützabschnitte 18 gebildeter Spalt 24 mit kleiner werdendem Innendurchmesser des Sicherungsrings 13 bzw. bei Reduzierung der Montagekraft F1 verringert und damit auch die Fertigungstoleranz der Stützfläche 22 und des Sicherungsringes 13 ausgleichen kann.
Weiterhin wird in der Einbausituation eine Vorspannung des Sicherungsrings 13 erzeugt, indem der Stützwinkel 106 eine Differenz zu dem Winkel 105 im unbelasteten Zustand aufweist. Dadurch wird der Sicherungsring unter Einwirkung der Vorspannkraft F2 elastisch vorgespannt, was ein Herausspringen des Sicherungsrings 13 aus der Sicherungsringaufnahme 12 verhindert. Wird die Lagerung nun durch die axiale Betriebskraft F3 belastet, führt dies dazu, dass die Stützabschnitte 18 radial nach innen drehen wollen, was durch die Vorspannungskraft F3 verstärkt wird.
Der Sicherungsring 13 wird somit durch seine Tangentialspannung in der Sicherungsringaufnahme 12 gehalten. Durch die am Umfang geschlossene Ringform des Sicherungsrings 13, weist der Sicherungsring eine hohe radiale Steifigkeit auf, wodurch ein Abstreifen des Sicherungsrings 13 verhindert werden kann und der Sicherungsring 13 somit hohen Kräften widerstehen kann. Es wird somit ein Sicherungsring 13 vorgeschlagen, der aufgrund seiner Geometrie eine spielfreie Montage erlaubt und gleichzeitig hohe Axialkräfte abstützen kann.
Durch die Abstützung der Stützabschnitte 18 unter Bildung des Stützwinkels 106, führt die axiale Betriebskraft F3 nicht zum Herausspringen des Sicherungsrings 13 aus der Sicherungsringaufnahme 12 sondern bewirkt im Gegenteil ein noch stärkeres Hineindrücken. Zudem sind die Stützabschnitte 18 rein auf Druck beansprucht und sind daher hoch belastbar. Zur Demontage wird der Sicherungsring 13 zerstört, sodass eine Demontage der Lageranordnung 1 bzw. des Wälzlagers 8 möglich ist.
7 zeigt eine alternative Ausführung der Lageranordnung 1, wie diese in 1 beschrieben wurde. Gemäß dieser Ausführung sind die äußeren Enden 20 der Stützabschnitte 18 ballig ausgebildet. Dadurch kann die Hertzsche Pressung und Kantentragen der Stützabschnitte 18 in der Einbausituation reduziert werden.
Weiterhin weist der Tragabschnitt 3 stirnseitig eine umlaufende Montagefläche 25 auf. Die Montagefläche 25 ist als eine an einer radialen Außenkante des Tragabschnitts 3 angeordnet Schrägfläche, z.B. eine Fase, ausgebildet. Bei der Montage werden die Stützabschnitte 8 an ihrem Innenumfang entlang der Montagefläche 25 geführt, sodass die Montage vereinfacht und eine Beschädigung der Stützabschnitte 18 verhindert wird.
Zudem kann die Stützfläche 22 durch einen Radius gebildet sein, welcher sich ausgehend von dem Außenumfang des Tragabschnitt 3 in Richtung einer die Sicherungsringaufnahme 12 in der axialen Richtung AR begrenzenden Flanke 26 mit einem kontinuierlichen Krümmungsverlauf erstreckt.
8 zeigt den Stützbereich 17 des Sicherungsrings 13 in einer Detailschnittdarstellung. Der Stützbereich 17 weist eine ebene Stützfläche 26 auf, welche sich in einer Einbausituation des Sicherungsrings 13 in der Radialebene 101 umlaufend erstreckt. Der äußere Konusabschnitt 15 schließt sich über einen äußeren Radius 27a an die Stützfläche 26 an und der innere Konusabschnitt 16 schließt sich über einen inneren Radius 27b an die Stützfläche 26 an. Der Stützbereich 17 besteht somit aus zwei Radien 27a, 27b, welche über die Stützfläche 26 voneinander getrennt sind.
Bezugszeichenliste

1: Lageranordnung
2: Planetenträger
3: Tragabschnitt
4: Ringschulter
5: Planetenrad
6: Verzahnung
7a,b: Außenlaufbahnen
8: Wälzlager
9a,b: Innenringe
10a,b: Wälzkörper
11: Ringfläche
12: Sicherungsringaufnahme
13: Sicherungsring
14: Stützscheibe
15: äußerer Konusabschnitt
16: innerer Konusabschnitt
17: Stützbereich
18: Stützabschnitte
19: Freibereiche
20: äußere Enden
21: Montagewerkzeug
22: Stützfläche
23: Konusfläche
24: Spalt
25: Montagefläche
26: Stützfläche
27a: äußerer Radius
27b: innerer Radius
100: Hauptachse
101: Radialebene
102: erster Winkel
103: zweiter Winkel
104: Mittenachse
105: Winkel
106: Stützwinkel
h: Höhe
I: Länge
t: Dicke
AR: axiale Richtung
GR: axiale Gegenrichtung
F1: Montagekraft
F2: Vorspannkraft
F3: Betriebskraft
F4: Druckkraft
F5: Axialkomponente
F6: Radialkomponente

Claims

Sicherungsring (13) zur axialen Sicherung eines Wälzlagers (8), - mit einem umlaufenden Stützbereich (17) zur axialen Abstützung des Sicherungsrings (13) in einer axialen Richtung (AR) an dem Wälzlager (8), - mit einem äußeren Konusabschnitt (15) zur Übertragung einer axialen Montagekraft (F1) in der axialen Richtung (AR), - mit einem inneren Konusabschnitt (16) zur Übertragung einer axialen Betriebskraft (F3) des Wälzlagers (8) in einer axialen Gegenrichtung (GR), wobei der innere und der äußere Konusabschnitt (15, 16) in Bezug auf eine Hauptachse (100) konzentrisch zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbereich (17) durch einen Übergang zwischen den beiden Konusabschnitten (15, 16) gebildet ist, wobei sich der innere Konusabschnitt (16) in dem Stützbereich (17) so an den äußeren Konusabschnitt (15) anschließt, dass der äußere Konusabschnitt (15) in der axialen Richtung (AR) einen konvergierenden Längsschnittverlauf und der innere Konusabschnitt (16) in der axialen Richtung (AR) einen divergierenden Längsschnittverlauf aufweist.
Sicherungsring (13) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (13) federelastisch ausgebildet ist.
Sicherungsring (13) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Konusabschnitt (16) durch mehrere umlaufend voneinander beabstandete Stützabschnitte (18) gebildet ist, wobei die Stützabschnitte (18) mit ihren äußeren Enden (20) einen Innendurchmesser des Sicherungsrings (13) definieren.
Sicherungsring (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Einbausituation des Sicherungsrings (13) der äußere Konusabschnitt (15) in radialer Richtung mit einer Vorspannkraft (F2) vorgespannt ist, wobei die Vorspannkraft (F2) durch die Geometrie des äußeren Konusabschnitts (15) bestimmt ist.
Sicherungsring (13) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützabschnitte (18) bei einer Beaufschlagung des äußeren Konusabschnitts (15) mit der axialen Montagekraft (F1) in radialer Richtung federelastisch auslenkbar sind, sodass der Innendurchmesser des Sicherungsrings (13) vergrößert wird.
Sicherungsring (13) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Enden (20) der Stützabschnitte (18) ballenförmig oder ballig ausgebildet sind.
Sicherungsring (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbereich (17) innerhalb einer Radialebene (101) der Hauptachse (100) liegt, wobei sich der innere und der äußere Konusabschnitt (15, 16) jeweils winklig zu der Radialebene (101) erstrecken.
Sicherungsring (13) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der äu-ßere Konusabschnitt (15) bei einer Montage des Sicherungsrings (13) in die Radialebene (101) verformbar ist.
Sicherungsring (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (13) aus einem Federstahl und/oder einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt ist.
Lageranordnung (1) mit einem Wälzlager (8), wobei das Wälzlager (8) mindestens einen Innenring (9a, 9b) und mindestens einen Außenring sowie mehrere zwischen Innenring (9a, 9b) und Außenring abwälzend angeordnete Wälzkörper (10a, 10b) aufweist, mit einem Tragabschnitt (3), wobei das Wälzlager (8) auf dem Tragabschnitt (3) in Bezug auf eine Hauptachse (100) koaxial montiert ist, gekennzeichnet durch einen Sicherungsring (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur axialen Sicherung des Wälzlagers (8) auf dem Tragabschnitt (3).
Lageranordnung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragabschnitt (3) eine umlaufende Sicherungsringaufnahme (12) zur Aufnahme des Sicherungsrings (13) aufweist, wobei der innere Konusabschnitt (16) unter Bildung eines Stützwinkels (106) in der Sicherungsaufnahme (12) an einer Stützfläche (22) zur Übertragung einer Druckkraft (F4) abgestützt ist.
Lageranordnung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkraft (F4) aus einer radial gerichteten Vorspannkraft (F2) des Sicherungsringes (13) und aus einer axial gerichteten Betriebskraft (F3) des Wälzlagers (8) resultiert.
Lageranordnung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch eine Stützscheibe (14), wobei die Stützscheibe (14) in axialer Richtung zwischen dem Wälzlager (8) und dem Sicherungsring (13) angeordnet ist, wobei der Sicherungsring (13) mit dem Stützbereich (17) in der axialen Richtung (AR) an der Stützscheibe (14) abgestützt ist.
Lageranordnung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragabschnitt (3) an seiner axialen Stirnseite eine umlaufende Montagefläche (25) aufweist, wobei der innere Konusabschnitt (16) bei einer Montage des Sicherungsrings (13) an der Montagefläche (25) abgestützt und/oder entlang der Montagefläche (25) geführt ist.
Verfahren zur Montage eines Sicherungsrings (13) nach einem Ansprüche 1 bis 9 an einem Tragabschnitt (3) und/oder zur Montage einer Lageranordnung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem: - der Sicherungsring (13) in einer axialen Richtung (AR) auf den Tragabschnitt (3) aufgesetzt wird; - der äußere Konusabschnitt (15) mit einer axialen Montagekraft (F1) beaufschlagt wird, wobei der Sicherungsring (13) unter Einwirkung der Montagekraft (F1) in der axialen Richtung (AR) auf den Tragabschnitt (3) aufgeschoben wird; - der äußere Konusabschnitt (15) entlastet wird, wenn der Sicherungsring (13) an dem Wälzlager (7) abgestützt ist, wobei der innere Konusabschnitt (16) zur Abstützung der axialen Betriebskraft (F3) an dem Tragabschnitt (3) in einer axialen Gegenrichtung (GR) abgestützt wird.