DE102022125919A1

DE102022125919A1 - Radialfolienlager - Befestigung der Well- und Deckfolien im Außenring mittels gebogener Haken

Info

Publication number: DE102022125919A1
Application number: DE102022125919.6A
Authority: DE
Inventors: Andre Anger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-10-07
Filing date: 2022-10-07
Publication date: 2024-04-18
Also published as: WO2024074167A1

Abstract

Erfindungsgemäß ist ein Radialfolienlager (1) vorgeschlagen, wobei jedes Bogensegment (6a, 6b, 6c) mittels zumindest einer aus einer flachen Ausgangsform umgebogenen Lasche (11) der jeweiligen Deckfolie (2a, 2b, 2c) und/oder der jeweiligen Wellfolie (3a, 3b, 3c) mit dem Außenring (5) befestigt ist, in dem diese Lasche (11) in eine Aufnahme (12) an der Stirnfläche (16, 17) des Außenringes (5) eingreift. Erfindungsgemäß ist auch ein Bogensegment (6a, 6b, 6c) eines solchen Radialfolienlagers (1) vorgeschlagen, wobei an der Deckfolie (2a, 2b, 2c) und/oder der Wellfolie (3a, 3b, 3c) eine weitere Lasche (13) ausgebildet ist, welche die beiden jeweiligen Folien (2a, 2b, 2c, 3a, 3b, 3c) miteinander zu einem Bogensegment (6a, 6b, 6c) fest verbindet.

Description

Radialfolienlager sind zur aerodynamischen Lagerung von Wellen vorgesehen, wobei zwischen der Welle und dem Radialfolienlager ein tragendes Gas-/Luftpolster ausgebildet wird. Die Funktionsweise ähnelt der eines hydrodynamischen Gleitlagers jedoch mit dem Unterschied, dass die Welle von dem Radialfolienlager über ein Luftpolster getragen wird und nicht von einem Flüssigkeitspolster eines hydrodynamischen Gleitlagers. Gemeinsam haben beide Funktionsformen, dass erst die Drehbewegung der Welle zum Ausbilden des tragenden Polsters führt.
Folienlager unterscheiden sich von den konventionellen aerodynamischen Lagern durch eine nachgiebige, elastische Struktur zwischen der rotierenden Welle und dem stationären Gehäusebauteil. Durch dieses Merkmal weisen sie gegenüber den konventionellen Luftlagern zwar eine geringere Steifigkeit auf, können sich jedoch an geometrische Luftspaltänderungen durch z.B. Fluchtungsfehler der Lagersitze oder unterschiedlicher Wärmeausdehnung von Welle und Gehäuse anpassen und ermöglichen dadurch in der Praxis in vielen Anwendungen eine höhere Betriebszuverlässigkeit.
Zur Ausbildung des tragenden Luftpolsters weist das Radialfolienlager zumeist eine mit der stillstehenden Welle in Kontakt stehenden Deckfolie sowie eine radial zwischen der Deckfolie und den Außenring des Lagers angeordneten Wellfolie auf, welche in radialer Richtung elastisch einfedern kann. Somit hat grundsätzlich das Radialfolienlager zwei miteinander in Kontakt stehende Folien und einen die Folien tragenden Außenring, damit das Radialfolienlager in einem Gehäuse aufgenommen werden kann. Der Außenring kann auch einteilig von dem Gehäuse ausgebildet sein, in das die Folien des Radialfolienlagers eingesetzt werden.
Wird die Welle in Drehbewegung relativ zum Radialfolienlager versetzt, so wird die in dem vom Stillstand definierten Luftspalt vorhandene Luft verdichtet. Ab einer bestimmten Drehzahl der Welle bildet sich ein Luftpolster zwischen der Deckfolie und der Welle aus, auf dem die Welle gleiten kann. Dabei sorgt das Folienpaket mit seiner Wellfolie und ihrer radialen Federwirkung dafür, dass Schwankungen im Luftdruck oder Vibrationen der Welle in radialer Richtung das Lager nicht beeinträchtigen und somit das Luftpolster tragfähig halten.
Im Stand der Technik sind vielfältige Bauformen von Folienlagern bekannt. Neben den Radialfolienlagern gibt es auch Axialfolienlager, die eine axiale Tragfähigkeit ausbilden können. Die Anordnung der Folien des Lagers sowie deren geometrische Ausbildung sind vielfältig und jedem Anwendungsfall angepasst.
Die US 2015/ 292 552 A und die US 2011/ 052 110 A zeigen jeweils Ausbildungen von Radialfolienlagern.
Es ist die Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Radialfolienlager auszubilden.
Das erfindungsgemäße Radialfolienlager hat mehrere, vorzugsweise drei, Bogensegmente, wobei ein erstes Bogensegment, bestehend aus einer ersten Deckfolie und einer ersten Wellfolie, die an einem gemeinsamen Ende miteinander fest verbunden sind, vorhanden ist, wobei ein zweites Bogensegment bestehend aus einer zweiten Deckfolie und einer zweiten Wellfolie, die an einem gemeinsamen Ende miteinander fest verbunden sind, vorhanden ist, wobei ein drittes Bogensegment bestehend aus einer dritten Deckfolie und einer dritten Wellfolie, die an einem gemeinsamen Ende miteinander fest verbunden sind, vorhanden ist und die drei Bogensegmente innerhalb eines Außenringes befestigt sind. Die Bogensegmente werden also aus nur einer Deckfolie und nur einer Wellfolie gebildet, welche miteinander an einem gemeinsamen Ende fest miteinander verbunden werden. Die Bogensegmente sind an diesem Ende miteinander mittelbar und/oder unmittelbar fest verbunden.
So ist das erfindungsgemäße Radialfolienlager vorzugsweise für ölfrei betriebene und schnelldrehende Rotorlagerungen beispielsweise in Brennstoffzellenverdichter, e-Booster oder Turbolader einsetzbar, wobei durch die erfindungsgemäße Gestalt des Radialfolienlagers eine möglichst kosteneffiziente Großserienfertigung ermöglicht wird und darüber hinaus eine Möglichkeit zum modularen Aufbau zur Abdeckung der unterschiedlichen Anforderungen hinsichtlich der Implementierung des Radialfolienlagers in die Aggregatbaugruppe bereitgestellt ist.
Im Rahmen dieser Erfindung weist die Deckfolie und/oder die Wellfolie des Bogensegmentes an seiner seine axialen Dimensionen begrenzenden Begrenzungsfläche, zumindest eine aus der Begrenzungsfläche herausragende Lasche auf, welche als Befestigungsmittel für den Einbau des Bogensegmentes in den Außenring dient, um das Radialfolienlager zu komplettieren.
Dabei ist diese Begrenzungsfläche nicht jede Fläche der Folie, die irgendeine axiale Dimension im Sinne einer Kontur begrenzt - vielmehr ist die Begrenzungsfläche diejenige Fläche, welche als die detaillierte Seitenkontur einhüllende und als linear verlaufende abgrenzende Gerade die axiale Ausdehnung begrenzt.
Die zumindest eine Lasche ragt allerdings in axialer Richtung über die axialen Dimensionen der Deckfolie beziehungsweise der Wellfolie hervor, bevor der Biegevorgang zur Befestigung vorgenommen wird. Die zumindest eine Lasche kann auch in axialer Richtung über die axialen Dimensionen des Außenringes, begrenzt durch seine Stirnfläche, hervorstehen und wird erst am Ende des Montagevorganges in seine fertige Gestalt umgebogen, um das Bogensegment im Außenring zu halten.
Vorteilhafterweise sind mehrere Laschen von der Deck- und/oder Wellfolie ausgebildet. Minimal notwendig ist bereits eine einzige erfindungsgemäße Lasche der Deck- und/oder Wellfolie. Die zumindest eine Lasche greift in eine Kerbe oder eine weitere Aufnahme der jeweils anderen Folie ein und die zumindest eine Lasche befestigt das entstandene Bogensegment aus beiden Folien am Außenring, in dem die jeweilige Lasche in seine passende Aufnahme des Außenringes eingreift, wodurch das Bogensegment innerhalb des Außenringes winkelgerecht orientiert und befestigt ist. Besonders bevorzugt befindet sich auf jeder Stirnfläche des Außenringes ein Eingriffspaar aus Lasche und Aufnahme, wobei mit jeder eine winkelgerechte Orientierung und Positionierung des Bogensegmentes am Außenring sichergestellt ist. Damit ist nicht nur die Verdrehsicherung zwischen dem Bogensegment und Außenring sichergestellt, sondern auch ein axiales Auswandern des Bogensegmentes aus dem Außenring während des Betriebs des Radialfolienlagers verhindert.
In einer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung steht die zumindest eine Lasche in axialer Richtung über die axialen Dimensionen der Bogensegmente hervor.
Der Außenring liegt vorteilhafterweise als separates und eigenes Bauteil vor, welches in eine Aufnahmebohrung des Gehäuses einsetzbar ist.
Dabei ist in einer weiteren Ausgestaltung die zumindest eine Lasche in axialer Richtung über die axialen Dimensionen des Außenringes, begrenzt durch seine Stirnfläche, hervorstehend ausgebildet, bevor die Montage vollständig abgeschlossen ist. Die zumindest eine Lasche des in den Außenring montierten Bogensegmentes ist somit von außen zugänglich, um in die Aufnahme des Außenringes eingebogen zu werden und die Montage abzuschließen, damit das Bogensegment im Außenring verliersicher befestigt bleibt.
Alternativ kann die zumindest eine Lasche bereits hakenförmig vorgebogen sein, bevor das Bogensegment in den Außenring montiert wird. In dem Fall rastet die hakenförmige Lasche nach erfolgter Montage in die dafür vorgesehene Aufnahme des Außenringes ein und sichert das Bogensegment im Außenring.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung greift die zumindest eine Lasche in radialer Richtung in für die zumindest einen Lasche vorgesehenen jeweiligen Aufnahme des Außenringes ein. Die zumindest eine Lasche wird dabei nach erfolgtem Fügen des Bogensegmentes in den Außenring radial nach außen gebogen, um in die Aufnahme eingreifen zu können. Die Biegung der zumindest einen Lasche zu einem Haken erfolgt vorzugsweise im Winkel von etwa 90°. Anschließend ist das Bogensegment am Außenring in radialer Richtung fixiert und montiert.
Vorteilhafterweise bewerkstelligen die umfangsseitigen Flanken der umgebogenen Lasche mit den umfangsseitigen Begrenzungsflächen der Aufnahme die Verdrehsicherung des Bogensegmentes im Außenring in Umfangsrichtung.
Vorteilhafterweise ist die Aufnahme an der Stirnfläche des Außenringes ins Material zurückversetzt. Die spart axialen Bauraum und schützt die Laschen der Folie vor Beschädigungen im Handling oder Transport des Radialfolienlagers bis zum Einsetzen des Lagers in die Gehäusebohrung.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Aufnahme zusätzlich zur zurückversetzten Ausbildung an der Stirnfläche auch an der Außenmantelfläche des Außenringes ins Material zurückversetzt. Vorteilhafterweise greifen die zwei umgebogenen Laschen sowohl in die axial als auch radial zurückversetzten Aufnahme ein und sichert das Bogensegment in beiden axialen Richtungen.
Auch der Eingriff der umgebogenen Lasche in diese radial zurückgestellte Aufnahme, beziehungsweise Aufnahmeerweiterung, ist dergestalt, dass kein Teil der Lasche in eine die Außenmantelfläche des Außenringes umschreibenden Einhüllenden hineinragt und eine Montage des Außenringes in seine Aufnahmebohrung des Gehäuses behindert. Die Lasche in der Aufnahme ist somit sowohl zur Außenmantelfläche als auch zur Stirnfläche überstandsfrei eingebogen.
Erfindungsgemäß ist auch ein Bogensegment des Radialfolienlagers vorgesehen, wobei die Lasche das Bogensegment mit dem Außenring fest verbinden kann und darüber hinaus von der Deckfolie und/oder der Wellfolie eine weitere Lasche ausgebildet ist, welche die beiden jeweiligen Folien miteinander zu einem fest verbindet. So kann ein Bogensegment als vormontierte Einheit der beiden Folien vorliegen und für das Fügen in den Außenring vorbereitet werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 einen Außenring einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
2 eine erste Variante der Wellfolie für eine erste Variante des Bogensegments für die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
3 eine erste Variante der Deckfolie für die erste Variante des Bogensegments für die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
4 einen ersten Montageschritt zur Herstellung der ersten Variante des Bogensegmentes für die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
5 einen zweiten Montageschritt zur Herstellung der ersten Variante des Bogensegmentes für die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
6 einen dritten Montageschritt zur Herstellung der ersten Variante des Bogensegmentes für die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
7 einen vierten Montageschritt, in dem die erste Variante das Bogensegment nach 6 in den Außenring eingesetzt ist, für die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
8 einen fünften Montageschritt, in dem alle ersten Varianten von Bogensegmenten in den Außenring eingesetzt sind, um die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers zu komplettieren,
9 einen vierten Montageschritt, in dem eine zweite Variante des Bogensegmentes (mit einer zweiten Variante der Deckfolie und der Wellfolie) in den Außenring eingesetzt ist, für eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
10 einen fünften Montageschritt, in dem die zweite Variante des Bogensegmentes in den Außenring nach 9 eingesetzt ist,
11 einen sechsten Montageschritt, in dem alle zweiten Varianten von Bogensegmenten in den Außenring eingesetzt sind, um die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers zu komplettieren,
12 eine dritte Variante einer Wellfolie für eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
13 eine dritte Variante einer Deckfolie für die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
14 einen ersten Montageschritt zur Herstellung der dritten Variante des Bogensegmentes für die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
15 einen zweiten Montageschritt zur Herstellung der dritten Variante des Bogensegmentes für die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
16 einen dritten Montageschritt zur Herstellung der dritten Variante des Bogensegmentes für die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
17 einen vierten Montageschritt, in dem die dritten Variante des Bogensegmentes in den Außenring eingesetzt ist, für die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
18 einen fünften Montageschritt, in dem alle dritten Varianten von Bogensegmenten in den Außenring eingesetzt sind, um die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers zu komplettieren,
19 eine vierte Variante einer Wellfolie für eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
20 die vierte Variante einer Wellfolie nach einem ersten Fertigungsschritt,
21 eine vierte Variante einer Deckfolie für die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
22 einen ersten Montageschritt zur Herstellung der vierten Variante des Bogensegmentes für die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
23 einen zweiten Montageschritt zur Herstellung der vierten Variante des Bogensegmentes für die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
24 einen dritten Montageschritt zur Herstellung der vierten Variante des Bogensegmentes für die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
25 einen vierten Montageschritt zur Herstellung der vierten Variante des Bogensegmentes für die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
26 einen fünften Montageschritt, in dem die vierte Variante des Bogensegmentes in den Außenring eingesetzt ist, für die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers,
27 einen sechsten Montageschritt, in dem die vierte Variante des Bogensegmentes in den Außenring eingesetzt ist, für die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers und
28 einen siebten Montageschritt, alle vierten Varianten von Bogensegmenten in den Außenring eingesetzt sind, um die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers zu komplettieren.

Die 1 zeigt einen Außenring 5 einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. Der Außenring 5 weist an beiden Stirnseiten 16 und 17 Aufnahmen 12 auf, welche zum Eingriff der erfindungsgemäßen Laschen 11 vorgesehen sind, welche das später erläuterte Bogensegment im Außenring 5 befestigen.
Die 2 zeigt eine erste Variante der Wellfolie 3 für eine erste Variante des Bogensegments 6 für die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. Die Wellfolie 3 beziehungsweise 3a hat an einem Ende zwei sich in axialer Richtung 8 gegenüberliegende Kerben 7 an seinen Begrenzungsflächen. Weiter weist die Wellfolie 3 beziehungsweise 3a zwischen den Kerben 7 platzierte Orientierungsmittel 19 auf, welche als Bohrungen beziehungsweise gestanztes Loch ausgebildet sind. Alternativ kann dies auf ein einzelnes, gestanztes Rechteck sein, das in gleicher Weise in der Lage ist, eine Verdrehung der Wellfolie 3 mittels Eingriff eines Werkzeugs zu verhindern.
Die 3 zeigt eine erste Variante der Deckfolie 2 für die erste Variante des Bogensegments 6 für die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. Die Deckfolie 2 beziehungsweise 2a hat an einem Ende zwei sich in axialer Richtung 8 gegenüberliegende Laschen 11, welche aus seinen Begrenzungsflächen deutlich herausstehen. Weiter weist die Deckfolie 2 beziehungsweise 2a zwischen den Laschen 11 platzierte Orientierungsmittel 19 auf, welche als Bohrungen beziehungsweise gestanztes Loch ausgebildet sind. Alternativ kann dies auf ein einzelnes, gestanztes Rechteck sein, das in gleicher Weise in der Lage ist, eine Verdrehung der Deckfolie 2 mittels Eingriff eines Werkzeugs zu verhindern. Die Orientierungsmittel 19 der Wellfolie 3 nach 2 und der Deckfolie 2 nach 3 sind weitestgehend identisch in Lage und Form.
Die 4 zeigt einen ersten Montageschritt zur Herstellung der ersten Variante des Bogensegmentes 6 für die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. In diesem ersten Montageschritt werden die Deckfolie 2a nach 3 und die Wellfolie 3a nach 2 mit Hilfe eines hier zylindrisch angedeuteten Werkzeugs zueinander ausgerichtet, in dem das zylindrische Werkzeug in die Orientierungsmittel 19 eingreift. Die Deckfolie 2a befindet sich radial innerhalb der Wellfolie 3a, mit anderen Worten umgibt die Wellfolie 3a die Deckfolie 2 in Umfangsrichtung 10. Beide Folien 2a und 3a sind zunächst zueinander beabstandet.
Die 5 zeigt einen zweiten Montageschritt zur Herstellung der ersten Variante des Bogensegmentes 6 für die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. Ausgehend von 4 liegen nun die beiden Folien 2a und 3a aufeinander auf, so dass die Orientierungsmittel 19 ihre Deckungsgleichheit nicht verloren haben. Das Werkzeug zur Ausrichtung wurde in dieser Darstellung wieder entfernt. Die Laschen 11 liegen nun über den Kerben 7 (die von den Laschen 11 in der Ansicht verdeckt sind). Nun ist zunächst das Bogensegment 6 beziehungsweise 6a für weitere Fertigungsschritte vorbereitet.
Die 6 zeigt einen dritten Montageschritt zur Herstellung der ersten Variante des Bogensegmentes 6 für die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. Die Laschen 11 sind nun ausgehend von 5 in Richtung der Wellfolie 3a um circa 90° umgebogen worden und greifen in die Kerben 7 ein. Somit sind die Kerben 7 nach 2 in ihrer Geometrie derart ausgebildet, dass die umgebogene Lasche 11 in seine Kerbe 7 eingreifen kann. Die Folien 2a und 3a des Bogensegmentes 6a sind nun in Umfangsrichtung 10 gesichert.
Die 7 zeigt einen vierten Montageschritt, in dem die erste Variante das Bogensegment 6 nach 6 in den Außenring 5 nach 1 eingesetzt ist, für die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. Das Bogensegment 6, 6a ist in den Außenring 5 eingesetzt, so dass die umgebogene Lasche 11 in die Aufnahme 12 des Außenringes 5 nach 1 eingreift. Damit ist das Bogensegment 6a im Außenring 5 befestigt. Auch ist die Wellfolie 3a zwischen der Deckfolie 2a und dem Außenring 5 geklemmt, so dass die Wellfolie 3a nicht mehr verloren gehen kann. Die Befestigung im Sinne der Erfindung ist abgeschlossen. Sie kann zusätzlich mit weiteren stoffschlüssigen Mitteln versehen werden.
Die 8 zeigt einen fünften Montageschritt, in dem alle ersten Varianten von Bogensegmenten 6 in den Außenring 5 eingesetzt sind, um die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1 zu komplettieren. Alle Bogensegmente 6a, 6b, 6c nach dem Vorbild des Bogensegmentes 6 sind in den Außenring 5 eingesetzt worden, so dass sich in jeder Aufnahme 12 eine Lasche 11 befindet. Die drei Bogensegmente 6a, 6b, 6c sind in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend platziert, wobei sich das eine Ende eines Bogensegmentes 6 mit dem Anfang des drauffolgenden Bogensegmentes 6 teilweise überlappt. Die Aufnahmen 12 sind derart aus den jeweiligen Stirnflächen 16 und 17 zurückversetzt, so dass in axialer Richtung 8 kein Teil einer Lasche 11 über die Stirnfläche 16 beziehungsweise 17 heraussteht. Die Orientierung durch die Orientierungsmittel 19 und die Sicherung derselben über den Eingriff von Lasche 11 in seine Kerbe 7 sorgt dafür, dass kein Teil einer Folie 2a, 2b, 2c beziehungsweise 3a, 3b, 3c über die Stirnfläche 16 oder 17 hinausragt. Die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1 ist komplett und kann transportiert und in eine Gehäusebohrung eingesetzt werden.
Die 9 zeigt einen vierten Montageschritt, in dem eine zweite Variante des Bogensegmentes 6 (mit einer zweiten Variante der Deckfolie 2 und der Wellfolie 3) in den Außenring 5 eingesetzt ist, für eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. Die Laschen 11 der zweiten Variante der Deckfolie 2a sind gegenüber der ersten Variante der Deckfolie 2a aus den vorangegangenen Figuren in axialer Richtung 8 deutlich länger ausgebildet, damit diese nach dem ersten Biegevorgang, wie dargestellt, über die Außenmantelfläche 18 hinausragen können. Die Aufnahmen 12 des Außenringes 5 sind ebenfalls zur Ausführung des Außenringes 5 nach der 1 verändert worden, so dass die Tasche der Aufnahme 12 nicht nur aus der Stirnfläche 16, 17 zurückversetzt ist, sondern auch zur Außenmantelfläche 18 zurückversetzt ist und damit Platz zum Eingriff einer weiteren Umbiegung der Lasche 11 bietet.
Die 10 zeigt einen fünften Montageschritt, in dem die zweite Variante des Bogensegmentes 6 in den Außenring 5 nach 9 eingesetzt ist. Ausgehend von der 9 wurden die Laschen 11 nun ein zweites Mal um circa 90° gebogen, so dass diese sowohl in die Aufnahme 12 im Bereich der Stirnseite 16, 17 als auch im Bereich der Außenmantelfläche 18 eingreifen - und somit den Teil des Außenringes 5 umgreifen. Damit ist zusätzlich eine weitere Sicherung in radialer Richtung geschaffen worden.
Die 11 zeigt einen sechsten Montageschritt, in dem alle zweiten Varianten von Bogensegmenten 6 in den Außenring 5 eingesetzt sind, um die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1 zu komplettieren. Alle Bogensegmente 6a, 6b, 6c nach dem Vorbild des Bogensegmentes 6 mit der Besonderheit der längeren Lasche 11 der Deckfolie 2 nach 9, sind in den Außenring 5 eingesetzt worden, so dass sich in jeder Aufnahme 12 eine Lasche 11 befindet. Die drei Bogensegmente 6a, 6b, 6c sind in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend platziert, wobei sich das eine Ende eines Bogensegmentes 6 mit dem Anfang des drauffolgenden Bogensegmentes 6 teilweise überlappt. Die Aufnahmen 12 sind derart aus den jeweiligen Stirnflächen 16 und 17 sowie der Außenmantelfläche 18 zurückversetzt, so dass in axialer Richtung 8 kein Teil einer Lasche 11 über die Stirnfläche 16 beziehungsweise 17 oder der Außenmantelfläche 18 heraussteht. Die Orientierung durch die Orientierungsmittel 19 und die Sicherung derselben über den Eingriff von Lasche 11 in seine Kerbe 7 sorgt dafür, dass kein Teil einer Folie 2a, 2b, 2c beziehungsweise 3a, 3b, 3c über die Stirnfläche 16 oder 17 hinausragt. Die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1 ist komplett und kann transportiert und in eine Gehäusebohrung eingesetzt werden.
Die 12 zeigt eine dritte Variante einer Wellfolie 3 für eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. Die Wellfolie 3 beziehungsweise 3a hat an einem Ende zwei sich in axialer Richtung 8 gegenüberliegende Kerben 7 an seinen Begrenzungsflächen. Weiter weist die Wellfolie 3 beziehungsweise 3a zwischen den Kerben 7 platzierte Orientierungsmittel 19 auf, welche als Bohrungen beziehungsweise gestanztes Loch ausgebildet sind. Alternativ kann dies auf ein einzelnes, gestanztes Rechteck sein, das in gleicher Weise in der Lage ist, eine Verdrehung der Wellfolie 3 mittels Eingriff eines Werkzeugs zu verhindern. Zusätzlich hat die dritte Variante der Wellfolie 3 nun zwei weitere Laschen 13, welche zwischen den Orientierungsmitteln 19 angeordnet sind. Diese stehen aus der Wellfolie 3 und der axialen Richtung 8 im Winkel von circa 90° heraus und weisen in radialer Richtung der später zu montierenden Deckfolie.
Die 13 zeigt eine dritte Variante einer Deckfolie 2 für die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. Die Deckfolie 2 beziehungsweise 2a hat an einem Ende zwei sich in axialer Richtung 8 gegenüberliegende Laschen 11, welche aus seinen Begrenzungsflächen deutlich herausstehen. Weiter weist die Deckfolie 2 beziehungsweise 2a zwischen den Laschen 11 platzierte Orientierungsmittel 19 auf, welche als Bohrungen beziehungsweise gestanztes Loch ausgebildet sind. Alternativ kann dies auf ein einzelnes, gestanztes Rechteck sein, das in gleicher Weise in der Lage ist, eine Verdrehung der Deckfolie 2 mittels Eingriff eines Werkzeugs zu verhindern. Die Orientierungsmittel 19 der Wellfolie 3 nach 12 und der Deckfolie 2 nach 13 sind weitestgehend identisch in Lage und Form. Zusätzlich weist diese dritte Variante der Deckfolie 2 zwei weitere Aufnahmen 14 zum Eingriff für die beiden weiteren Laschen 13 der Wellfolie 3 nach 12 auf.
Die 14 zeigt einen ersten Montageschritt zur Herstellung der dritten Variante des Bogensegmentes 6 für die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. In diesem ersten Montageschritt werden die Deckfolie 2a nach 13 und die Wellfolie 3a nach 12 mit Hilfe eines hier zylindrisch angedeuteten Werkzeugs zueinander ausgerichtet, in dem das zylindrische Werkzeug in die Orientierungsmittel 19 eingreift. Die Deckfolie 2a befindet sich radial innerhalb der Wellfolie 3a, mit anderen Worten umgibt die Wellfolie 3a die Deckfolie 2 in Umfangsrichtung 10. Beide Folien 2a und 3a sind zunächst zueinander beabstandet. Ebenfalls jeweils fluchtend zueinander ausgerichtet sind die weiteren Laschen 13 der Wellfolie 3a und die weiteren Aufnahmen 14 der Deckfolie 2a
Die 15 zeigt einen zweiten Montageschritt zur Herstellung der dritten Variante des Bogensegmentes 6 für die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. Ausgehend von 14 liegen nun die beiden Folien 2a und 3a aufeinander auf, so dass die Orientierungsmittel 19 ihre Deckungsgleichheit nicht verloren haben. Das Werkzeug zur Ausrichtung wurde in dieser Darstellung wieder entfernt. Die Laschen 11 liegen nun über den Kerben 7 (die von den Laschen 11 in der Ansicht verdeckt sind). Die weiteren Laschen 13 greifen nun in die weiteren Aufnahmen 14 ein und durchragen die Deckfolie 2a. Nun ist zunächst das Bogensegment 6 beziehungsweise 6a für weitere Fertigungsschritte vorbereitet.
Die 16 zeigt einen dritten Montageschritt zur Herstellung der dritten Variante des Bogensegmentes 6 für die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. Die weiteren Laschen 13 sind nun erneut um circa 90° umgebogen worden und weisen in Richtung der Erstreckung der Laschen 11. Die bogenförmige Funktionsfläche der Deckfolie 2a wird durch die umgelegten weiteren Laschen 13 nicht beeinflusst, da der Bereich der Anlage der weiteren Laschen 13 aus der gedachten Verlängerung der Funktionsfläche zurückversetzt ist.
Die 17 zeigt einen vierten Montageschritt, in dem die dritten Variante des Bogensegmentes 6 in den Außenring 5 eingesetzt ist, für die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. In analoger Weise zur 7 und 11 ist das Bogensegment 6a mit seiner dritten Variante von Deckfolie 2a und Wellfolie 3a im Außenring 5 montiert. Aktuell ist noch der Blick auf die weiteren Laschen 13 möglich.
Die 18 zeigt einen fünften Montageschritt, in dem alle dritten Varianten von Bogensegmenten 6 in den Außenring 5 eingesetzt sind, um die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1 zu komplettieren. Der Eingriff der Laschen 11 in seine Aufnahmen 12 ist in Analogie zur 11 sichtbar. Die aus der 17 erkennbaren weiteren Laschen 13 sind nun von der jeweiligen benachbarten beziehungsweise in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Bogensegment 6c verdeckt. Alle Deckfolien 2a, 2b und 2c bilden nun, wie in den vorherigen Ausführungsformen des Radialfolienlagers 1 auch, die umfangsseitig geschlossene Funktionsfläche für den Anlauf der zu tragenden Welle.
Die 19 zeigt eine vierte Variante einer Wellfolie 3 für eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. Die vierte Variante der Wellfolie 3 hat nun die Laschen 11 zur Befestigung am Außenring 5. In den vorherigen Ausführungsbeispielen waren die Laschen 11 an der Deckfolie 2 angeordnet. Weiter weist die Wellfolie 3 beziehungsweise 3a in Analogie zu den vorherigen Varianten zwischen den Kerben 7 platzierte Orientierungsmittel 19 auf, welche als Bohrungen beziehungsweise gestanztes Loch ausgebildet sind. Alternativ kann dies auf ein einzelnes, gestanztes Rechteck sein, das in gleicher Weise in der Lage ist, eine Verdrehung der Wellfolie 3 mittels Eingriff eines Werkzeugs zu verhindern.
Die 20 zeigt die vierte Variante der Wellfolie 3 aus der 19 nach einem ersten Fertigungsschritt. Die Laschen 11 wurden nunmehr um circa 90° aus ihrer Ursprungslage heraus gebogen. Diese stehen aus der Wellfolie 3 und der axialen Richtung 8 im Winkel von circa 90° heraus und weisen in radialer Richtung der später zu montierenden Deckfolie.
Die 21 zeigt eine vierte Variante einer Deckfolie 2 für die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. Die Deckfolie 2 beziehungsweise 2a hat an einem Ende zwei sich in axialer Richtung 8 gegenüberliegende Kerben 7 an seinen Begrenzungsflächen. Weiter weist die Deckfolie 2 beziehungsweise 2a zwischen den Kerben 7 platzierte Orientierungsmittel 19 auf, welche als Bohrungen beziehungsweise gestanztes Loch ausgebildet sind. Alternativ kann dies auf ein einzelnes, gestanztes Rechteck sein, das in gleicher Weise in der Lage ist, eine Verdrehung der Wellfolie 3 mittels Eingriff eines Werkzeugs zu verhindern. Zusätzlich hat diese vierte Variante der Deckfolie 2 nun zwei weitere Aufnahmen 14, welche jeweilig zwischen den Orientierungsmitteln 19 und den unmittelbar benachbarten Kerben 7 angeordnet sind.
Die 22 zeigt einen ersten Montageschritt zur Herstellung der vierten Variante des Bogensegmentes 6 für die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. In diesem ersten Montageschritt werden die Deckfolie 2a nach 21 und die Wellfolie 3a nach 20 mit Hilfe eines hier zylindrisch angedeuteten Werkzeugs zueinander ausgerichtet, in dem das zylindrische Werkzeug in die Orientierungsmittel 19 eingreift. Die Deckfolie 2a befindet sich radial innerhalb der Wellfolie 3a, mit anderen Worten umgibt die Wellfolie 3a die Deckfolie 2 in Umfangsrichtung 10. Beide Folien 2a und 3a sind zunächst zueinander beabstandet. Ebenfalls jeweils fluchtend zueinander ausgerichtet sind die Laschen 11 der Wellfolie 3a und die weiteren Aufnahmen 14 der Deckfolie 2a.
Die 23 zeigt einen zweiten Montageschritt zur Herstellung der vierten Variante des Bogensegmentes 6 für die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. Ausgehend von 22 liegen nun die beiden Folien 2a und 3a aufeinander auf, so dass die Orientierungsmittel 19 ihre Deckungsgleichheit nicht verloren haben. Das Werkzeug zur Ausrichtung wurde in dieser Darstellung wieder entfernt. Die Laschen 11 greifen nun in die weiteren Aufnahmen 14 ein und durchragen die Deckfolie 2a. Nun ist zunächst das Bogensegment 6 beziehungsweise 6a für weitere Fertigungsschritte vorbereitet.
Die 24 zeigt einen dritten Montageschritt zur Herstellung der vierten Variante des Bogensegmentes 6 für die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. Die Laschen 11 sind nun erneut um circa 90° umgebogen worden und ragen zunächst über die axiale Begrenzung der Folien 2a, 3a hinaus. Die bogenförmige Funktionsfläche der Deckfolie 2a wird durch die umgelegten weiteren Laschen 13 nicht beeinflusst, da der Bereich der Anlage der weiteren Laschen 13 aus der gedachten Verlängerung der Funktionsfläche zurückversetzt ist.
Die 25 zeigt einen vierten Montageschritt zur Herstellung der vierten Variante des Bogensegmentes 6 für die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. Die Laschen 11 sind nun derart gebogen worden, dass diese in die von der Deckfolie 2a ausgebildeten Kerben 7 eingreifen. Das Bogensegment 6 ist nun für die Montage in den Außenring 5 fertig vorbereitet.
Die 26 zeigt einen fünften Montageschritt, in dem die vierte Variante des Bogensegmentes 6 in den Außenring 5 eingesetzt ist, für die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. In Analogie zur 9 greifen die Laschen 11 in die Aufnahmen 12 des Außenringes 5 ein, welche an der Stirnseite 16 beziehungsweise 17 vorhanden sind. Die Aufnahmen 12 erstrecken sich weiter in den Bereich der Außenmantelfläche 18, sind jedoch auch hierbei taschenartig in die Außenmantelfläche 18 zurückversetzt.
Die 27 zeigt einen sechsten Montageschritt, in dem die vierte Variante des Bogensegmentes 6 in den Außenring 5 eingesetzt ist, für die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1. Die Laschen 11 werden nun in den Teil der Aufnahme 12 eingebogen, welche an der Außenmantelfläche 18 angeordnet ist. Das Bogensegment 6, 6a ist in den Außenring 5 eingesetzt, so dass die umgebogene Lasche 11 in die Aufnahme 12 des Außenringes 5 vollständig eingreift. Damit ist das Bogensegment 6a im Außenring 5 befestigt. Auch ist die Wellfolie 3a zwischen der Deckfolie 2a und dem Außenring 5 geklemmt, so dass die Wellfolie 3a nicht mehr verloren gehen kann. Die Befestigung im Sinne der Erfindung ist abgeschlossen.
Die 28 zeigt einen siebten Montageschritt, in dem alle vierten Varianten von Bogensegmenten 6 in den Außenring 5 eingesetzt sind, um die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1 zu komplettieren. Alle Bogensegmente 6a, 6b, 6c nach dem Vorbild der vierten Variante des Bogensegmentes 6 sind in den Außenring 5 eingesetzt worden, so dass sich in jeder Aufnahme 12 eine Lasche 11 befindet. Die drei Bogensegmente 6a, 6b, 6c sind in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend platziert, wobei sich das eine Ende eines Bogensegmentes 6 mit dem Anfang des drauffolgenden Bogensegmentes 6 teilweise überlappt. Die Aufnahmen 12 sind derart aus den jeweiligen Stirnflächen 16 und 17 sowie der Außenmantelfläche 18 zurückversetzt, so dass in axialer Richtung 8 kein Teil einer Lasche 11 über die Stirnfläche 16 beziehungsweise 17 oder der Außenmantelfläche 18 heraussteht. Die Orientierung durch die Orientierungsmittel 19 und die Sicherung derselben über den Eingriff von Lasche 11 in seine Kerbe 7 sorgt dafür, dass kein Teil einer Folie 2a, 2b, 2c beziehungsweise 3a, 3b, 3c über die Stirnfläche 16 oder 17 hinausragt. Die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialfolienlagers 1 ist komplett und kann transportiert und in eine Gehäusebohrung eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Radialfolienlager
2: Deckfolie
2a: erste Deckfolie
2b: zweite Deckfolie
2c: dritte Deckfolie
3: Wellfolie
3a: erste Wellfolie
3b: zweite Wellfolie
3c: dritte Wellfolie
4: -
5: Außenring
6: Bogensegment
6a: erstes Bogensegment
6b: zweites Bogensegment
6c: drittes Bogensegment
7: Kerbe
8: axiale Richtung
9: radiale Richtung
10: Umfangsrichtung
11: Lasche
12: Aufnahme
13: weitere Lasche
14: weitere Aufnahme
15: Mittelachse
16: Stirnfläche
17: Stirnfläche
18: Außenmantelfläche
19: Orientierungsmittel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2015292552 A [0006]
US 2011052110 A [0006]

Claims

Radialfolienlager (1) mit zumindest einer Deckfolie (2) und zumindest einer Wellfolie (3), wobei die Deckfolie (2) und die Wellfolie (3) in radialer Richtung (9) aufeinanderliegend aufgebaut sind und diese Folien (2, 3) in Umfangrichtung (10) zumindest ein Bogensegment (6) des Radialfolienlagers (1) bilden, wobei ein erstes Bogensegment (6a), nur bestehend aus einer ersten Deckfolie (2a) und einer ersten Wellfolie (3a), die an einem gemeinsamen Ende miteinander fest verbunden sind, vorhanden ist, ein zweites Bogensegment (6b), nur bestehend aus einer zweiten Deckfolie (2b) und einer zweiten Wellfolie (3b), die an einem gemeinsamen Ende miteinander fest verbunden sind, ein drittes Bogensegment (6c), nur bestehend aus einer dritten Deckfolie (2c) und einer dritten Wellfolie (3c), die an einem gemeinsamen Ende miteinander fest verbunden sind, und die drei Bogensegmente (6a, 6b, 6c) aufeinanderfolgend innerhalb eines Außenringes (5) platziert sind, so dass der Außenring (5) mit den Bogensegmente (6a, 6b, 6c) das Radialfolienlager (1) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Bogensegment (6a, 6b, 6c) mittels zumindest einer aus einer flachen Ausgangsform umgebogenen Lasche (11) der jeweiligen Deckfolie (2a, 2b, 2c) und/oder der jeweiligen Wellfolie (3a, 3b, 3c) mit dem Außenring (5) befestigt ist, in dem diese Lasche (11) in eine Aufnahme (12) an der Stirnfläche (16, 17) und/oder der Außenmantelfläche (18) des Außenringes (5) eingreift.
Radialfolienlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lasche (11) in axialer Richtung (8) über die axialen Dimensionen der Deckfolie (2a, 2b, 2c) beziehungsweise der Wellfolie (3a, 3b, 3c) hervorsteht.
Radialfolienlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lasche (11) innerhalb der in axialer Richtung (8) die Deckfolie (2a, 2b, 2c) beziehungsweise die Wellfolie (3a, 3b, 3c) begrenzenden axialen Dimensionen angeordnet ist.
Radialfolienlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lasche (11) in axialer Richtung (8) über die axialen Dimensionen des Außenringes (5), begrenzt durch seine Stirnfläche (16, 17), hervorsteht.
Radialfolienlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lasche (11) in radialer Richtung (9) in für die zumindest eine Lasche (11) vorgesehene jeweilige Aufnahme (12) des Außenringes (5) eingreift.
Radialfolienlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (12) an der Stirnfläche (16, 17) des Außenringes (5) ins Material zurückversetzt ist.
Radialfolienlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der zumindest einen Lasche (11) in radialer Richtung (9) in für die zumindest einen Lasche (11) vorgesehene jeweilige Aufnahme (12) des Außenringes (5) eingreift und das jeweilige Bogensegment (6a, 6b, 6c) innerhalb des Außenringes (5) winkelgerecht orientiert.
Radialfolienlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (12) an der Außenmantelfläche (18) des Außenringes (5) ins Material zurückversetzt ist.
Radialfolienlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasche (11) in die an der Außenmantelfläche (18) des Außenringes (5) ins Material zurückversetzte Aufnahme (12) eingreift.
Bogensegment (6a, 6b, 6c) des Radialfolienlagers (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasche (11) das Bogensegment (6a, 6b, 6c) mit dem Außenring (5) fest verbinden kann und von der Deckfolie (2a, 2b, 2c) und/oder der Wellfolie (3a, 3b, 3c) eine weitere Lasche (13) ausgebildet ist, welche die beiden jeweiligen Folien (2a, 2b, 2c, 3a, 3b, 3c) miteinander zu einem Bogensegment (6a, 6b, 6c) fest verbinden.