DE19542876A1 - Wälzlager sowie Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Wälzlager sowie Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu des sen Herstel
lung.
Solche Lager kommen insbesondere bei der Lagerung der Betäti
gungswelle einer Kraftfahrzeug-Scheibenbremse zum Einsatz, bei
der die hydraulisch betätigte Betriebsbremse mit einer mecha
nisch betätigten Feststellbremse kombiniert ist.
Gattungsgemäße Lagerungen solcher Betätigungswellen werden
beispielsweise in der DE 42 17 983 A1 und der DE 34 11 754 A1
offenbart. Weiterhin sind bei derartigen Lagerungen der Be
tätigungswelle im Bremsengehäuse auch Buchsen oder Gleitlager
im Einsatz, die allerdings einen kleineren Wirkungsgrad als
Wälzlager aufweisen. Bei den bekannten Betätigungsvorrichtun
gen wird eine Drehbewegung einer Betätigungswelle mittels ei
nes stift- oder kugelförmigen Druckelementes in eine lineare
Bewegung eines auf den Bremskolben einwirkenden Betätigungs
elementes überführt. Dabei werden entweder zwei an den Enden
der Betätigungswelle befindliche Lager oder ein einzelnes in
der Wellenmitte angebrachtes Sonderlager verwendet, das mit
einer Öffnung für das Druckelement und reduzierter Zahl an
Rollelementen versehen wird. Der Nachteil der Verwendung von
zwei Lagern besteht in den doppelten Lagerkosten und der star
ken Durchbiegung der in der Wellenmitte durch das Druckstück
belasteten Betätigungswelle. Heute bekannte Sonderlager, die
in zusätzlichen Arbeitsgängen aus serienüblichen Lagern her
gestellt werden, sind in ihrer Herstellung sehr kosteninten
siv.
Ziel der Erfindung ist es, ein in der Herstellung kostengün
stiges Wälzlager anzugeben, das die Merkmalen des Oberbegriffs
des Patentanspruchs 1 aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1.
Die Lagerhülse des erfindungsgemäßen Wälzlagers wird mit einem
Folgeschnittwerkzeug aus einem Metallband geschnitten und an
schließend zur Hülse gebogen. Bei diesem kombinierten Stanz
schnitt können beliebige Profile (Öffnungen, Nasen usw.) auf
einfache Weise erzeugt werden. Dabei wird das Blechprofil vor
zugsweise so ausgebildet, daß es an den axialen Rändern zu
einem Kragen umgebogen wird und die Blechprofilenden in Um
fangsrichtung im gebogenen Zustand auf Stoß liegen. Weiterhin
sind an den tangentialen Profilenden Ausnehmungen vorgesehen,
die im Einbauzustand der Lagerhülse die Öffnung bilden, durch
die das Druckstück das Wälzlager zur Betätigungswelle durch
greift. Dadurch, daß die offene Lagerhülse mittels Preßpassung
in eine Bohrung des Bremsengehäuses eingesetzt wird und ihre
Enden auf Stoß liegen, erlangt sie auch die erforderliche Sta
bilität und braucht weiterhin nicht zusätzlich gegen Verdrehen
gesichert zu werden. Ein positionierter Einbau des Lagers re
lativ zum Gehäuse wird durch eine Aussparung im Kragen der
Lagerhülse erreicht, in die etwa ein Montagewerkzeug eingrei
fen kann.
Die Positionierung des Lagerkäfigs innerhalb der Lagerhülse
wird durch mindestens einen Vorsprung an Hülse oder Käfig ge
währleistet, der in die Öffnung des jeweils anderen Lagerele
mentes hineinragt. Dadurch ergibt sich gleichzeitig eine Be
grenzung des Drehbereichs des Wälzlagers im Betrieb.
Um eine wirkungsvolle Zentrierung der Betätigungswelle inner
halb des nicht vollständig mit Rollelementen befüllten Lagers
zu gewährleisten, sind am Lagerkäfig gegenüber dem mit Rollele
menten besetzten Bereich radial hervorstehende Abstützflächen
angebracht, die zumindest an der Welle anliegen. Eine Verbes
serung der Wellenzentrierung läßt sich erreichen, wenn die
radialen Abstützflächen an Welle und Innenfläche der Hülse
anliegen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Lagers ist der Lager
käfig als kostengünstiges Kunststoffspritzteil ausgeführt,
oder aber als Blechkäfig. Zur vereinfachten Montage in der
Hülse bildet der Lagerkäfig vorzugsweise einen geschlitzten
Ring mit auf Stoß liegenden Enden. Zur Erhöhung der Festigkeit
können diese Enden des Lagerkäfigs in Umfangsrichtung auch mit
Profilen (z. B. Schwalbenschwanzprofil) versehen sein, die im
eingesetzten Zustand des Käfigs in der Hülse ineinandergrei
fen.
Eine andere Variante sieht vor, den Lagerkäfig als offenes
Kreissegment auszugestalten.
Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der
Zeichnungen im folgenden erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine Abwicklung der Lagerhülse;
Fig. 2 ein Nadellager in zwei Ansichten mit Drehbegrenzung und
Abstützflächen;
Fig. 3 ein Nadellager in zwei Ansichten mit Drehbegrenzung
über eine Einprägung der Hülse;
Fig. 4 ein Nadellager in zwei Ansichten mit Drehbegrenzung
über gebogene Laschen an der Hülse;
Fig. 5 ein Nadellager mit einer Aussparung im axialen Hülsen
rand.
Fig. 1 zeigt eine Abwicklung einer Lagerhülse 2, die kosten
günstig aus einem Metallband geschnitten wird. Bei diesem kom
binierten Stanzschnitt lassen sich beliebige Profile erzeugen
und so können aufeinfache Weise die axialen Ränder der abge
wickelten Hülse zu Kragen 4,5 umgebogen werden sowie die Öff
nung 6 in der Hülse hergestellt werden. Durch die Öffnung 6 in
Lagerhülse 2 und Lagerkäfig 3 wird die Möglichkeit geschaffen,
durch das Wälzlager 1 eine konstruktive Verbindung zur Welle
zu schaffen. Insbesondere für die Lagerung einer nicht gezeig
ten Betätigungswelle einer Scheibenbremse, bei der hydrauli
sche Betriebsbremse und mechanisch betätigte Feststellbremse
kombiniert sind, ist dieser Durchgriff im Wälzlager von Bedeu
tung. Die abgewickelte Hülse nach Fig. 1 wird anschließend zur
offenen Lagerhülse 2 gebogen, wobei die Hülsenenden 7, 8 in
Umfangsrichtung im eingebauten Zustand auf Stoß liegen. Durch
den Einsatz der Hülse mittels Preßpassung in eine zugehörige
Bohrung im Gehäuse ist keine weitere Sicherung gegen Verdrehen
innerhalb der Bohrung erforderlich und zusätzlich erhält die
Lagerhülse 2 die erforderliche Stabilität.
In Fig. 5 ist ein erfindungsgemäßes Wälzlager abgebildet, das
im Kragen 4 der Lagerhülse 2 eine Aussparung 9 aufweist. In
diese Aussparung kann beispielsweise ein Montagewerkzeug ein
greifen, um einen korrekt positionierten Einbau des Lagers
relativ zum nicht gezeigten Gehäuse zu gewährleisten.
In den Fig. 2 bis 4 sind Ausführungsformen eines Nadellagers 1
für die nicht gezeigte Betätigungswelle einer kombinierten
hydraulisch und mechanisch betätigbaren Scheibenbremse für
Kraftfahrzeuge dargestellt.
Fig. 2 zeigt ein Nadellager 1 im Einbauzustand mit Lagerhülse
2 und Lagerkäfig 3. Sowohl Hülse wie auch Käfig sind ge
schlitzt ausgeführt und liegen mit ihren jeweiligen Enden in
Umfangsrichtung 7, 8 bzw. 10, 11 auf Stoß. Die geschlitzte Aus
führung des Lagerkäfigs 3 ermöglicht einen vereinfachten Ein
bau des Käfigs 3 durch Zusammendrücken in die Lagerhülse 2. In
einer nicht gezeigten Weiterbildung sind an den Käfigenden in
Umfangsrichtung 10, 11 Profile vorgesehen (z. B. Schwalben
schwanzprofil), die nach der Montage ineinandergreifen. Das
mit einer Öffnung 6 in Hülse und Käfig versehene Nadellager 1
ist aber nur auf der der Öffnung 6 gegenüberliegenden Seite
des Lagerkäfigs 3 mit Rollelementen 12 (hier Nadelrollen) be
setzt. Analog zu den hier angesprochenen Nadelrollen ist auch
der Einsatz von Wälzlagern möglich, die mit Kugeln, Zylinder
rollen oder ähnlichen Rollelementen besetzt sind. Aufgrund des
eingeschränkten Drehbereiches der Betätigungswellenlagerung -
in der Praxis beträgt der Drehbereich einer Betätigungswelle
einer kombinierten Scheibenbremse etwa 45 Grad - ist kein voll
mit Rollelementen besetzter Lagerkäfig erforderlich. Die
Kraftübertragung von der Welle über die Nadelrollen 12 und die
Hülse 2 auf die nicht gezeigte Bohrungswandung im Bremsgehäuse
wird durch den teilweise bestückten Lagerkäfig 3 in ausrei
chendem Maße bewerkstelligt. Dieser eingeschränkte Drehbereich
wird gemäß Fig. 2 durch mindestens zwei radial vorstehende
Nasen 13, 14 am Lagerkäfig 3 begrenzt, die in die Öffnung 6 der
Lagerhülse hineinragen und in beiden Drehrichtungen einen An
schlag für den Lagerkäfig bilden. Um bei nur teilweise mit
Rollelementen 12 besetztem Lagerkäfig 3 die genaue Zentrierung
der Welle innerhalb des Wälzlagers 1 zu gewährleisten, sind am
Lagerkäfig radial vorstehende Abstützflächen 15, 16 ausgebil
det, die zumindest an entsprechenden Gegenflächen der Welle
und/oder der Lagerhülse 2 anliegen. Dadurch wird eine Schief
stellung der Welle im Lager vermieden.
Fig. 3 ist eine Variante des Nadellagers zu entnehmen, bei der
der Lagerkäfig 3 nicht geschlitzt, sondern als offenes Kreis
segment ausgeführt ist. Die Begrenzung des Drehbereiches wird
bei dieser Ausführung über eine radial nach innen gerichtete
Einprägung 17 in der Lagerhülse 2 erreicht, die in den offenen
Kreissegmentbereich des Lagerkäfigs 3 hineinragt.
In Fig. 4 ist eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen
Nadellagers dargestellt mit radial nach innen gebogenen La
schen 18, 19 an der Lagerhülse 2, die in die Öffnung des Lager
käfigs 3 hineinragen. Die Laschen 18, 19 bilden in beiden Dreh
richtungen des Lagers einen Anschlag für den Lagerkäfig 3 und
begrenzen damit den Drehbereich des Lagers. Die Zentrierung
der Welle im Lager wird in dieser Version über radial vorste
hende kuppelförmige Abstützflächen 15, 16 am Lagerkäfig reali
siert. Dadurch ergibt sich eine Verringerung der Kontaktflä
chen zu Welle und Lagerhülse und damit eine Reduzierung der
Lagerreibung.
Für alle Ausführungsformen erweist es sich als besonders ko
stengünstig, den Lagerkäfig 3 als Kunststoffspritzteil aus zu
führen. Es ist aber auch eine Ausgestaltung des Lagerkäfigs 3
als Blechteil möglich.
Claims (15)
1. Wälzlager, das aus einer Lagerhülse und einem drehbar dazu
angeordneten Lagerkäfig mit Rollelementen besteht, im Be
trieb einen Drehbereich von unter 360 Grad aufweist und an
seiner Umfangs fläche eine Öffnung in Lagerkäfig und Lager
hülse besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülse
(2) aus einem Metallband geschnitten ist und dieses zur
offenen Hülse geformt ist.
2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Hülsenenden (7, 8) der offenen Lagerhülse (2) im Einbauzu
stand des Wälzlagers (1) auf Stoß liegen.
3. Wälzlager nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rollelemente (12) über den Umfangs
bereich des Lagerkäfigs (3) verteilt sind, der über den
gesamten Drehbereich des Wälzlagers (1) im Betriebszustand
nicht mit der Öffnung (6) der Lagerhülse in Überschneidung
gerät.
4. Wälzlager nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Drehbereich des Wälzlagers (1) be
grenzt wird durch mindestens einen Vorsprung
(13, 14, 17, 18, 19) am Lagerkäfig (3) oder an der Lagerhülse
(2), der in die Öffnung (6) des jeweils anderen Lagerele
mentes hineinragt.
5. Wälzlager nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der axiale Rand der radial außenliegen
den Lagerhülse (2) radial nach innen zu einem Kragen (4, 5)
umgebogen ist.
6. Wälzlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Hülsenkragen (4) radial innenliegend eine Aussparung (9)
besitzt.
7. Wälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Lagerkäfig (3) am axialen Rand mindestens zwei vorstehende
Nasen (13, 14) besitzt, die in die Öffnung (6) der Lagerhül
se (2) eingreifen.
8. Wälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Vorsprung durch eine am axialen Rand der Lagerhülse (2)
radial nach innen gerichtete Einprägung (17) gebildet wird,
die in die Öffnung des Lagerkäfigs (3) greift.
9. Wälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorsprünge durch mindestens zwei radial nach innen gebogene
Laschen (18, 19) am axialen Rand der Lagerhülse gebildet
werden, die in die Öffnung des Lagerkäfigs (3) greifen.
10. Wälzlager nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Lagerkäfig (3) in dem den
Rollelementen (12) gegenüberliegenden Bereich mindestens
eine radial hervorstehende Abstützfläche (15, 16) besitzt,
die an der Welle und/oder der Lagerhülse (3) anliegt.
11. Wälzlager nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Lagerkäfig (3) vorzugsweise
als Kunststoffspritzteil oder als Blechteil ausgeführt ist.
12. Wälzlager nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Lagerkäfig (3) als geschlitz
ter Ring mit auf Stoß liegenden Käfigenden in Umfangsrich
tung (10, 11) ausgeführt ist.
13. Wälzlager nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Lagerkäfig (3) als offenes
Kreissegment ausgeführt ist.
14. Wälzlager nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
an den Käfigenden in Umfangsrichtung (10, 11) Profile vor
gesehen sind, die nach der Montage des Lagers formschlüssig
ineinandergreifen.
15. Herstellverfahren für ein Wälzlager, das aus einer
Lagerhülse und einem drehbar dazu angeordneten Lagerkäfig
mit Rollelementen besteht, im Betrieb einen Drehbereich von
unter 360° aufweist und an seiner Umfangs fläche eine Öff
nung in Lagerkäfig und Lagerhülse besitzt, gekennzeichnet
durch folgende Verfahrensschritte:
- - Die Kontur der Lagerhülse (2) wird aus einem ebenen Metall band geschnitten und anschließend zur offenen Hülse gebo gen, wobei die Hülsenenden in Umfangsrichtung auf Stoß lie gen;
- - Der in Umfangsrichtung geschlitzte Lagerkäfig (3) wird durch Zusammendrücken bei gleichzeitigem Spreizen der La gerhülse (2) in diese axial eingeschoben, wobei mindestens ein Vorsprung (13, 14, 17, 18, 19) an Hülse oder Käfig in eine Öffnung des jeweils anderen Lagerelementes hineinragt.
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG, 60488 FRANKFURT, D |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |