-
Die
Erfindung betrifft eine Trägerplatte
aus Blech zur Lagerung einer Welle und zur Fixierung einer Achse.
-
Beispielsweise
in Fahrzeuggetrieben ist es erforderlich, sowohl rotierende Wellen
als auch stillstehende Achsen exakt zu führen. Hierzu ist es bereits
bekannt, eine Welle in einem Wälzlager
zu lagern und das Wälzlager über seinen
Außenring
in einer Trägerplatte
aus Blech zu fixieren.
-
So
ist in der
DE 298
02 228 U1 eine Lageraufnahme offenbart, die aus einer Blechplatte
mit zwei im Tiefziehverfahren ungeformten, zylinderförmigen Vertiefungen
besteht. In die zylinderförmigen Vertiefungen
werden Rillenkugellager eingepresst, mit denen zwei Wellen in einem
definiertem Abstand zueinander gelagert werden.
-
Aus
der
FR 2 592 108 A1 ist
ein Elektromotorlager bekannt, das ein Wälzlager aufweist, welches in
einem Gehäuse
angeordnet ist. Das Gehäuse
ist als ein Abdeckflansch des Elektromotors ausgebildet.
-
Obwohl
die bekannte Trägerplatte
sich bestens bewährt
hat, können
damit nicht alle Anwendungsfälle
abgedeckt werden. Die Geometrie der bekannten Trägerplatte wurde so gewählt, dass
der Abstand der zu lagernden Wellen auf ein Minimum verringert wurde.
Da sich die Außenringe
der Wälzlager bereits
nahezu berühren,
ist mit der bekannten Ausbildung der Trägerplatte keine nennenswerte
weitere Annäherung
der Wellen mehr möglich.
-
Sollen
in der Trägerplatte
nicht nur rotierende Wellen gelagert werden, sondern auch wenigstens
eine stillstehende Achse fixiert werden, so kann die bekannte Trägerplatte
so weiter gebildet werden, dass eine der zylinderförmigen Vertiefungen
an die Abmessungen der Achse angepasst wird und die Achse aufnimmt.
Die Achse und die benachbarte Welle können dabei soweit angenähert werden,
dass sich der Außenring
der Wellenlagerung und die Achse nahezu berühren. Eine weitergehende Annäherung ist
auf der Basis der bekannten Trägerplatte
jedoch nicht möglich.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rotierende Welle und
eine stillstehende Achse in möglichst
geringem Abstand zueinander zu fixieren.
-
Diese
Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.
-
Die
erfindungsgemäße Trägerplatte
weist eine erste Ausnehmung zur Lagerung einer Welle auf und eine
zweite Ausnehmung zur Fixierung einer Achse. Die zweite Ausnehmung
ist als Durchhalsung ausgebildet, die in einem Teilbereich ihres
Umfangs eine radiale Abflachung aufweist. In einem weiteren Teilbereich
ihres Umfangs ist die zweite Ausnehmung in Form eines Kreisbogens
ausgebildet. Die zweite Ausnehmung ist so nah an der ersten Ausnehmung
angeordnet, dass der dem Kreisbogen im weiteren Teilbereich der
zweiten Ausnehmung zugrundeliegende Kreis mit der ersten Ausnehmung
radial überlappt.
Dies bedeutet, dass die Annäherung
zwischen der in der ersten Ausnehmung gelagerten Welle und der in
der zweiten Ausnehmung fixierten Achse nicht auf einen Abstand begrenzt
ist, bei dem eine über
ihre gesamte axiale Länge
im vollen Querschnitt ausgebildete Achse die in der ersten Ausnehmung angeordnete
Lagerung gerade berührt.
Dies hat den Vorteil, dass eine sehr starke Annäherung zwischen Achse und Welle
möglich
ist, und zwar in Bereiche hinein, in denen es ohne die radiale Abflachung
der zweiten Ausnehmung zu einer Überschneidung
mit der ersten Ausnehmung käme
und die somit nicht realisierbar waren. Ein weiterer Vorteil besteht
darin, dass die Achse, die im Bereich der zweiten Ausnehmung eine
entsprechende radiale Abflachung aufweist, verdrehgesichert fixiert
ist.
-
Außerdem ist
es von Vorteil, dass die Achse, die üblicherweise einen kreisförmigen Querschnitt besitzt,
in dem weiteren Teilbereich nicht eigens an die Form der zweiten
Ausnehmung angepasst werden muss.
-
Die
radiale Abflachung der zweiten Ausnehmung kann zur ersten Ausnehmung
benachbart angeordnet sein, wobei zwischen der zweiten Ausnehmung
und der ersten Ausnehmung ein Steg verbleibt. Dadurch kann eine
maximale Annäherung
der in der ersten Ausnehmung gelagerten Welle und der in der zweiten
Ausnehmung fixierten Achse zueinander erzielt werden.
-
Beim
erfindungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung der vorgenannten Trägerplatte aus Blech zur Lagerung
einer Welle und zur Fixierung einer Achse wird die Trägerplatte
mit einer nierenförmigen Lochung
versehen. Im Bereich der nierenförmigen Lochung
wird eine Durchhalsung in Form eines bereichsweise radial abgeflachten
Ringkörpers
zur Fixierung der Achse ausgebildet, indem ein Abstreckstempel gegen
die Trägerplatte
gepresst wird und die Trägerplatte
lediglich in der Umgebung eines Teilbereichs des Umfangs der Durchhalsung
durch eine Matrize abgestützt
wird. Insbesondere wird die Trägerplatte
in dem Bereich nicht abgestützt,
in dem die Durchhalsung radial abgeflacht ausgebildet wird.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten
Ausführungsformen
beschrieben.
-
Es
zeigen:
-
1 die
erfindungsgemäße Trägerplatte
in Aufsicht,
-
2 einen
vergrößerten Ausschnitt
aus 1,
-
3 die
erfindungsgemäße Trägerplatte
in Schnittdarstellung, wobei der Schnitt entlang der in 1 dargestellten
Linie A-A geführt
wurde und
-
4 die
erfindungsgemäße Trigerplatte
in noch nicht fertiggestelltem Zustand in Aufsicht.
-
1 zeigt
die erfindungsgemäße Trägerplatte
in Aufsicht. Ein vergrößerter Ausschnitt
aus 1 ist in 2 abgebildet.
Die Trägerplatte
weist eine erste Ausnehmung 1 auf, die einen kreisförmigen Querschnitt
besitzt. Weiterhin weist die Trägerplatte
eine zweite Ausnehmung 2 auf, deren Querschnitt aus einem
Kreisausschnitt besteht, d. h. durch einen Kreisbogen 3 und
einen geraden Abschnitt 4 begrenzt ist. Im Bereich der Übergänge zwischen Kreisbogen 3 und
geraden Abschnitt 4 weicht die Kontur der zweiten Ausnehmung 2 jeweils
derart von der Form des Kreisbogens 3 und des geraden Abschnitts 4 ab,
dass die Übergangbereiche
abgerundet ausgebildet sind. Die erste Ausnehmung 1 und die
zweite Ausnehmung 2 sind zueinander benachbart angeordnet,
wobei die zweite Ausnehmung 2 so orientiert ist, dass der
gerade Abschnitt 4 der zweiten Ausnehmung 2 der
ersten Ausnehmung 1 zugewandt ist. Die beiden Ausnehmungen 1 und 2 sind
sehr nahe zueinander angeordnet, so dass dazwischen nur ein schmaler
Steg 5 verbleibt. Dabei kann der Abstand zwischen den Ausnehmungen 1 und 2 so
gering sein, dass der. dem Kreisbogen 3 der zweiten Ausnehmung 2 zugrundeliegende
Kreis radial mit der ersten Ausnehmung 1 überlappt.
-
In
die erste Ausnehmung 1 kann beispielsweise der Außenring
eines Wälzlagers
eingepresst werden, das eine Welle drehbeweglich lagert. In die zweite
Ausnehmung 2 kann eine Achse eingepresst werden, die in
ihrem axialen Endbereich an die Formgebung der zweiten Ausnehmung 2 angepasst
ist. In der Regel handelt es sich um eine zylindrische Achse, die
in ihrem axialen Endbereich entsprechend der Ausnehmung 2 radial
abgeflacht ist. Durch die Abflachung entsteht ein formschlüssiger Eingriff
der Achse in die zweite Ausnehmung 2, so dass die Achse
zuverlässig
gegen Verdrehen gesichert ist.
-
3 zeigt
die erfindungsgemäße Trägerplatte
in Schnittdarstellung. Der Schnitt ist entlang der in 1 eingezeichneten
Linie A-A geführt.
Sowohl im Bereich der ersten Ausnehmung 1 als auch im Bereich
der zweiten Ausnehmung 2 ist die Trägerplatte herstellungsbedingt
so verformt, dass Material über
die Hauptfläche
der Trägerplatte übersteht.
Das überstehende
Material verlängert
die Ausnehmung 1 in eine Richtung senkrecht zur Hauptfläche der
Trägerplatte,
d. h. die erste Ausnehmung 1 weist einen als Ringkörper 6 ausgebildeten
Vorsprung auf. In entsprechender Weise ist im Bereich der zweiten
Ausnehmung 2 ein über
einen Teilbereich seines Umfangs abgeflachter Ringkörper 7 angeordnet,
der die zweite Ausnehmung 2 senkrecht zur Hauptfläche der Trägerplatte
verlängert.
Durch den Ringkörper 6 und den
abgeflachten Ringkörper 7 kann
ein besserer Sitz des eingepressten Außenrings bzw. der eingepressten
Achse erreicht werden, da sich die jeweiligen Sitzflächen verglichen
mit einer reinen Lochung der Trägerplatte
vergrößern.
-
4 zeigt
die erfindungsgemäße Trägerplatte
in noch nicht fertiggestelltem Zustand in Aufsicht. Beim erfindungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung der Trägerplatte
wird eine Blechplatte im Bereich der Ausnehmungen 1 und 2 gelocht,
d. h. es wird beispielsweise mittels eines Stanzvorgangs dort, wo
die erste Ausnehmung 1 entstehen soll, eine erste Lochung 8 erzeugt
und dort, wo die zweite Ausnehmung 2 entstehen soll, eine
zweite Lochung 9. Die erste Lochung 8 besitzt
einen kreisförmigen Querschnitt,
wobei der Durchmesser der ersten Lochung 8 geringer ist
als der Durchmesser der ersten Ausnehmung 1. Die zweite
Lochung 9 ist abhängig von
der gewünschten
Form der zweiten Ausnehmung 2 beispielsweise nierenförmig ausgebildet,
wobei die Querschnittsfläche
der zweiten Lochung 9 kleiner ist als die Querschnittsfläche der
zweiten Ausnehmung 2. 4 zeigt
die Trägerplatte
nach Ausführung
der Lochungen 8 und 9.
-
In
einem weiteren Verfahrensschritt, der gegebenenfalls auch mit dem
Schritt zur Herstellung der Lochungen 8 und 9 zu
einem Verfahrensschritt zusammengefasst sein kann, werden die erste
Ausnehmung 1 und die zweite Ausnehmung 2 im Bereich der
Lochungen 8 und 9 in Form von Durchhalsungen hergestellt.
Hierzu wird die Trägerplatte
auf der Seite, auf der später
die Ringkörper 6 und 7 über die
Hauptfläche
der Trägerplatte überstehen,
durch eine oder mehrere Matrizen abgestützt. Bei der Lochung 9 erfolgt
die Abstützung
nur in der Umgebung eines Teilbereichs des Umfangs. Dort, wo der
gerade Abschnitt 4 der Ausnehmung 2 hergestellt
wird, erfolgt keine Abstützung
durch eine Matrize. Zur Erzeugung der Durchhalsungen werden entsprechend
geformte Abstreckstempel gegen die Trägerplatte gepresst. Mit den
Abstreckstempeln werden die erste Ausnehmung 1 und die
zweite Ausnehmung 2 geformt, indem der Ringkörper 6 und
der abgeflachte Ringkörper 7 aus
der Hauptfläche
der Trägerplatte
herausgezogen werden. Dabei werden die inneren Mantelflächen des
Ringkörpers 6 und
des abgeflachten Ringkörpers 7 durch
die Abmessungen der verwendeten Abstreckstempel vorgegeben. Die
Länge des
Ringkörpers 6 und
die Länge
des abgeflachten Ringkörpers 7 werden
durch die Abmessungen der Lochungen 8 und 9 vorgegeben.
Die Ausnehmungen 1 und 2 können entweder in einem gemeinsamen
Verfahrensschritt hergestellt werden oder getrennt voneinander in
verschiedenen Verfahrensschritten. Dabei kann die erste Ausnehmung 1 auch
auf andere Weise als hier beschrieben hergestellt werden. Mit der Herstellung
der Durchhalsung für
die zweite Ausnehmung 2 ist das erfindungsgemäße Verfahren
abgeschlossen.
-
In
Abwandlung des beschriebenen Ausführungsbeispiels kann die erfindungsgemäße Trägerplatte
auch über
mehrere erste Ausnehmungen 1 und/oder mehrere zweite Ausnehmungen 2 verfügen. Dies
hängt jeweils
von der geplanten Anwendung ab. Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung nicht
zwingend erforderlich, dass die Kontur der zweiten Ausnehmung 2 im
Abschnitt 4 als gerade Linie ausgebildet ist. Ebenso könnte der
Abschnitt 4 auch durch eine Kreislinie gebildet werden,
wobei dann allerdings die Bedingung einzuhalten ist, dass der Durchmesser
dieses Kreises größer ist
als der Durchmesser des Kreisbogens 3. Prinzipiell kann
die zweite Ausnehmung 2 innerhalb des Abschnitts 4 nahezu
beliebig geformt sein, wobei jedoch zu beachten ist, dass die Kontur
der Ausnehmung im Abschnitt 4 innerhalb einer gedachten
Fortsetzung des Kreisbogens 3 angeordnet ist, d. h. dass
die zweite Ausnehmung 2 im Abschnitt 4 gegenüber dem
den Kreisbogen 3 zugrundeliegenden Kreis radial abgeflacht ist.
-
- 1
- erste
Ausnehmung
- 2
- zweite
Ausnehmung
- 3
- Kreisbogen
- 4
- Abflachung
- 5
- Steg
- 6
- Ringkörper
- 7
- abgeflachter
Ringkörper
- 8
- erste
Lochung
- 9
- zweite
Lochung