DE202012010830U1 - Rolling bearing assembly, in particular for a radial rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Wälzlageranordnung, insbesondere für ein Radialwälzlager (1), im Wesentlichen bestehend aus einem in eine Lageraufnahme (2) eines Bauteiles (3) einsetzbaren Lageraußenring (4) sowie aus einem in diesem Lageraußenring (4) angeordneten Wälzkörperkranz (5), der durch einen Lagerkäfig (6) und eine Vielzahl in diesem in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen geführten Wälzkörpern (7) gebildet wird, die an der Innenmantelfläche (8) des Lageraußenrings (4) und an der Außenmantelfläche (9) einer Achse (10), einer Welle oder eines gesonderten Lagerinnenrings abrollen, wobei das Radialwälzlager (1) mittels einer Presspassung zwischen der Außenmantelfläche (11) seines Lageraußenrings (4) und der Innenmantelfläche (12) der Lageraufnahme (2) des Bauteils (3) in der Lageraufnahme (2) befestigt ist und mit zusätzlichen Sicherungsmitteln (13) gegen Verdrehen und axiales Verschieben des Lageraußenrings (4) in der Lageraufnahme (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungsmittel (13) durch eine zumindest auf die Außenmantelfläche (11) des Lageraußenrings (4) aufgebrachte weiche metallische Beschichtung (14) gebildet wird, die durch Einfließen in...Rolling bearing arrangement, in particular for a radial rolling bearing (1), essentially consisting of a bearing outer ring (4) which can be inserted into a bearing holder (2) of a component (3) and a rolling element ring (5) arranged in this bearing outer ring (4) which is supported by a bearing cage (6) and a plurality is formed in this in the circumferential direction at regular intervals rolling elements (7) on the inner circumferential surface (8) of the bearing outer ring (4) and on the outer circumferential surface (9) of an axis (10), a shaft or one Roll separate bearing inner ring, whereby the radial roller bearing (1) is fixed in the bearing seat (2) by means of a press fit between the outer surface area (11) of its outer bearing ring (4) and the inner surface area (12) of the bearing seat (2) of the component (3) additional securing means (13) against rotation and axial displacement of the bearing outer ring (4) in the bearing seat (2) is formed, characterized in that ss the securing means (13) is formed by a soft metallic coating (14) applied at least to the outer circumferential surface (11) of the bearing outer ring (4), which is formed by flowing into ...
Description
Gebiet der NeuerungArea of innovation
Die Neuerung betrifft eine Wälzlageranordnung nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Schutzanspruchs 1, welche insbesondere vorteilhaft bei der Lagerung der Planetenräder eines Planetengetriebes mittels Nadelhülsen in einem PKW-Starter anwendbar ist.The innovation relates to a rolling bearing assembly according to the preamble forming features of the
Hintergrund der NeuerungBackground of innovation
In der Wälzlagertechnik ist es allgemein bekannt, dass Nadelhülsen diejenige Bauform von Nadellagern sind, welche die kleinste radiale Bauhöhe aufweisen und besonders raumsparende und montagefreundliche Lagerungen mit hoher radialer Tragfähigkeit ermöglichen. Derartige Nadelhülsen sind beispielsweise aus dem Katalog „Wälzlager” der Anmelderin, Ausgabe Oktober 2008, auf den Seiten 681 bis 697 bekannt und werden neben vielen anderen Anwendungen in Kraftfahrzeugen auch bei der Lagerung der Planetenräder eines Planetengetriebes in einem PKW-Starter eingesetzt. Die dabei verwendeten Nadelhülsen bestehen aus einem in eine Bohrung im Planetenrad einsetzbaren Außenring sowie aus einer Vielzahl innerhalb des Außenrings in einem Nadelkäfig in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen geführten und an der Innenmantelfläche des Außenrings und an der Außenmantelfläche der Planetenradachse abrollender Lagernadeln, und werden mittels einer Presspassung zwischen der Außenmantelfläche des Außenrings und der Innenmantelfläche der Bohrung im Planetenrad in der Bohrung befestigt.In rolling bearing technology, it is well known that needle sleeves are the type of needle bearings that have the smallest radial height and allow particularly space-saving and easy to mount bearings with high radial load capacity. Such needle sleeves are known for example from the catalog "Rolling Bearings" of the Applicant, October 2008 edition, on pages 681 to 697 and are used in many applications in motor vehicles and in the storage of planet gears of a planetary gear in a car starter. The needle sleeves used in this case consist of an insertable into a hole in the planetary outer ring and a plurality within the outer ring in a needle cage in the circumferential direction out at uniform intervals and rolling on the inner circumferential surface of the outer ring and on the outer circumferential surface of the Planetenradachse rolling bearing needles, and are by means of a press fit attached between the outer circumferential surface of the outer ring and the inner circumferential surface of the bore in the planetary gear in the bore.
Aufgrund der immer höher werdenden Belastungen sowie den immer kleineren werdenden Bauformen von PKW Startern kommt es jedoch speziell im Bereich der Lagerung der Planetenräder des Planetenradgetriebes zu Mikrobewegungen, die dazu führen, dass die Nadelhülse innerhalb ihrer Bohrung im Planetenrad in Umfangsrichtung zu wandern beginnt. Im weiteren Verlauf dieser Mikrobewegungen kommt es infolge eines entstehenden Schraubeffektes dann zu einem axialen Herauswandern der Nadelhülse aus der Bohrung im Planetenrad, so dass es aufgrund der stetig abnehmenden Lagerunterstützung des Planetenrades zur Zerstörung des Planetenradgetriebes kommen kann.Due to the ever-increasing loads and the ever-smaller designs of car starters, however, micro-movements occur, especially in the area of the bearing of the planetary gears of the planetary gear, which causes the needle sleeve begins to wander in the circumferential direction within its bore in the planetary gear. In the course of these micromovements, as a result of a resulting screwing effect, the needle sleeve then moves axially out of the bore in the planetary gear, so that destruction of the planetary gear can occur due to the steadily decreasing bearing support of the planetary gear.
Zur Vermeidung dieser Mikrobewegungen wurde es deshalb zunächst versucht, die Überdeckung der Presspassung zwischen dem Außenring der Nadelhülse und der Bohrung im Planetenrad zu vergrößern, um dadurch den Reibungswiderstand zwischen diesen Bauteilen zu erhöhen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass sich mit einer solchen Maßnahme innerhalb der zulässigen Verformungsgrenzen von Nadelhülse und Planetenrad kein zur Vermeidung der Mikrobewegungen ausreichender Reibungswiderstand erzielen lässt.To avoid these micro-movements, it was therefore first attempted to increase the coverage of the interference fit between the outer ring of the needle hub and the bore in the planet gear, thereby increasing the frictional resistance between these components. However, it has been shown that with such a measure within the permissible deformation limits of needle sleeve and planetary gear can not be achieved to avoid micro-movements sufficient frictional resistance.
Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik noch eine Vielzahl weiterer Lösungen bekannt, um ein Radialwälzlager gegen Verdrehen und/oder axiales Verschieben in seiner Lageraufnahme zu fixieren.In addition, a variety of other solutions are known from the prior art to fix a radial rolling bearing against rotation and / or axial displacement in its bearing receptacle.
So offenbart beispielsweise die
Desweiteren ist aus der
Weiterhin wird durch die
Darüber hinaus ist durch die
Eine weitere Sicherung gegen Verdrehen eines als Nadellager ausgebildeten Radialwälzlagers im Lagersitz ist aus der
In der
Eine der vorgenannten Lösung sehr ähnliche Sicherung einer Nadelhülse gegen Verdrehen und axiales Verschieben im Lagersitz eines Gehäuses ist darüber hinaus aus der
Schließlich ist in der
Alle vorbeschriebenen bekannten Lösungen zur Sicherung eines Radialwälzlagers gegen Verdrehen und/oder axiales Verschieben im Lagersitz haben jedoch den Nachteil gemein, dass für deren Realisierung in jedem Fall zusätzliche mechanische Mittel am Lagersitz und/oder am Radialwälzlager selbst notwendig sind, die einen erhöhten Fertigungsaufwand erfordern und dadurch die Herstellungskosten für die Wälzlageranordnung erhöhen. Darüber hinaus setzen eine Vielzahl der genannten Lösungen einen Lagersitz in einem weicher als das Material des Außenrings des Radialwälzlagers ausgebildeten Gehäuse voraus, so dass diese Lösungen nicht geeignet für Wälzlageranordnungen sind, bei denen das Material des Außenrings zumindest annähernd die gleiche Härte wie das Material des Bauteiles mit dem Lagersitz aufweist.However, all the above known solutions for securing a radial rolling bearing against rotation and / or axial displacement in the bearing seat have the disadvantage that for their implementation in any case additional mechanical means on the bearing seat and / or the radial rolling bearing itself are necessary, which require an increased production costs and thereby increase the manufacturing cost of the rolling bearing assembly. In addition, a plurality of said solutions require a bearing seat in a softer than the material of the outer ring of the radial roller bearing formed housing, so that these solutions are not suitable for rolling bearing assemblies in which the material of the outer ring at least approximately the same hardness as the material of the component having the bearing seat.
Aufgabe der Neuerung Task of innovation
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Neuerung deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Wälzlageranordnung, insbesondere für ein Radialwälzlager, zu konzipieren, bei der das Sicherungsmittel des Radialwälzlagers gegen Verdrehen und/oder axiales Verschieben im Lagersitz kostengünstig herstellbar und auch für Wälzlageranordnungen geeignet ist, bei denen das Material des Außenrings zumindest annähernd die gleiche Härte wie das Material des Bauteiles mit dem Lagersitz aufweist.Based on the stated disadvantages of the known prior art, the innovation is therefore based on the object to design a rolling bearing assembly, in particular for a radial roller bearing, in which the securing means of the radial roller bearing against rotation and / or axial displacement in the bearing seat inexpensive to produce and also for Rolling bearing arrangements is suitable, in which the material of the outer ring has at least approximately the same hardness as the material of the component with the bearing seat.
Beschreibung der NeuerungDescription of the innovation
Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Wälzlageranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass das Sicherungsmittel durch eine zumindest auf die Außenmantelfläche des Lageraußenrings aufgebrachte weiche metallische Beschichtung gebildet wird, die durch Einfließen in die Oberflächenrauheiten der Innenmantelfläche der Lageraufnahme beim Einpressen des Radialwälzlagers in die Lageraufnahme den Lageraußenring des Radialwälzlagers durch eine Mischform aus Kraft-, Form- und Stoffschluss gegen Verdrehen und axiales Verschieben in der Lageraufnahme fixiert.This object is achieved in a rolling bearing assembly according to the preamble of
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der neuerungsgemäß ausgebildeten Wälzlageranordnung werden in den Unteransprüchen beschrieben.Preferred embodiments and further developments of the rolling bearing arrangement designed according to the innovation are described in the subclaims.
Danach ist es gemäß den Ansprüchen 2 und 3 bei der neuerungsgemäß ausgebildeten Wälzlageranordnung vorgesehen, dass die Beschichtung des Lageraußenrings durch eine galvanisch aufgebrachte Korrosionsschutzschicht auf der Basis einer Zink-Eisen-Legierung gebildet wird. Das verwendete Zink-Eisen ist dabei eine Zink-Legierung mit einem Eisenanteil von 0,3% bis 1%, die sich an sich durch hohe Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse auszeichnet, im neuerungsgemäßen Anwendungsfall sich aber durch ihre gleichzeitig hervorragenden Fließeigenschaften als besonders geeignet erwiesen hat. In konkreter Ausführung ist die Beschichtung des Lageraußenrings dabei als Corrotect®-Dünnschichtbeschichtung ausgebildet, bei der die ansonsten übliche Passivierungsschicht weggelassen wird. Diese zumeist chemisch erzeugte silber irisierende Passivierungsschicht dient bei Verwendung von Corrotect® als Korrosionsschutzschicht dem Schutz der Zink-Eisen-Legierung vor vorzeitiger Auflösung, würde aber im neuerungsgemäßen Anwendungsfall die Fließeigenschaften der Zink-Eisen-Legierung negativ beeinflussen und wird deshalb weggelassen.Thereafter, it is provided according to
Nach Anspruch 4 ist es ein weiteres Merkmal der neuerungsgemäß ausgebildeten Wälzlageranordnung, dass die Beschichtung auf den gesamten Lageraußenring aufgebracht ist und auf dessen Außenmantelfläche eine Schichtdicke von maximal 5 μm aufweist. Die Beschichtung wird dabei in fertigungstechnisch einfachster und kostengünstigster Weise in einem galvanischen Tauchbad auf den Lageraußenring aufgebracht, bei der auch dessen mit der Laufbahn der Wälzkörper ausgebildete Innenmantelfläche in geringem Maß mitbeschichtet wird. Die geringe Beschichtung der Laufbahn für die Wälzkörper wirkt sich jedoch nicht negativ auf die Rolleigenschaften der Laufbahn aus, da die Beschichtung bereits nach wenigen Umdrehungen der Wälzkörper von diesen in den Grundwerkstoff des Lageraußenrings eingerollt bzw. von dessen Innenmantelflache wieder abgetragen wird. Die Schichtdicke der Beschichtung an der Außenmantelfläche des Lageraußenrings ist selbstverständlich abhängig von der Größe der Oberflächenrauheiten der Innenmantelfläche der Lageraufnahme, so dass bei bestimmten Anwendungsfällen auch Schichtdicken über 5 um denkbar sind. Für die Befestigung von Radialwälzlagern in Lageraufnahmen mit den üblichen Oberflächenrauheiten stellt eine Schichtdicke von 5 μm jedoch eine Obergrenze dar, da festgestellt wurde, dass höhere Schichtdicken dazu führen, dass der Pressverband zwischen der Lageraufnahme und dem Lageraußenring lediglich über die Beschichtung getragen wird und dass durch die geringe Festigkeit der Beschichtung der Pressverband dann zum Abriss innerhalb der Beschichtung neigt, infolge dessen das axiale Herauswandern des Radialwälzlagers aus der Lageraufnahme noch schneller erfolgt.According to
Gemäß Anspruch 5 zeichnet sich die neuerungsgemäß ausgebildete Wälzlageranordnung darüber hinaus noch dadurch aus, dass die mittlere Überdeckung der Presspassung zwischen dem beschichteten Lageraußenring und der Lageraufnahme etwa 40 μm beträgt. Auch dieser Wert hat sich bei den gängigsten Befestigungen von Radialwälzlagern in Lageraufnahmen als Optimum für eine maximal erreichbare Haltekraft zwischen dem Lageraußenring und der Lageraufnahme erwiesen, da festgestellt wurde, dass bei einer wesentlich kleineren Überdeckung der Presspassung die Haltekraft der angestrebten „Kaltverschweißung” zwischen beiden Bauteilen nicht ausreicht und bei einer wesentlich größeren Überdeckung der Presspassung es zumindest zu einer teilweisen Abschabung der Beschichtung kommt, durch welche die verbleibende Schichtdicke nicht ausreicht, um in die Oberflächenrauheiten der Lageraufnahme einfließen und die „Kaltverschweißung” zwischen den Bauteilen herstellen zu können.According to
Schließlich wird es als vorteilhafte Anwendung der neuerungsgemäß ausgebildeten Wälzlageranordnung nach Ansprüchen 6 und 7 noch vorgeschlagen, dass das Radialwälzlager bevorzugt als Nadelhülse mit spanlos geformten dünnwandigen Lageraußenring ausgebildet ist und dass das die Lageraufnahme aufweisende Bauteil bevorzugt ein Planetenrad eines Planetengetriebes in einem PKW-Starter ist. Die Neuerung soll jedoch nicht auf den genannten Anwendungsfall beschränkt sein, sondern ist grundsätzlich bei allen Pressverbandsverbindungen anwendbar, bei denen die Haltekraft der Verbindungsbauteile erhöht werden soll.Finally, it is proposed as an advantageous application of the renewal designed rolling bearing assembly according to
Zusammenfassend weist die neuerungsgemäß ausgebildete Wälzlageranordnung weist somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Wälzlageranordnungen den Vorteil auf, dass für das Sicherungsmittel des Radialwälzlagers gegen Verdrehen und/oder axiales Verschieben im Lagersitz keine zusätzlichen, den Fertigungsaufwand erhöhenden mechanischen Mittel am Lagersitz und/oder am Radialwälzlager selbst mehr notwendig sind, sondern dass das Sicherungsmittel als kostengünstig herstellbare weiche metallische Beschichtung ausgebildet ist, die den Lageraußenring im Lagersitz durch „Kaltverschweißung” fixiert und die auch für Wälzlageranordnungen geeignet ist, bei denen das Material des Außenrings zumindest annähernd die gleiche Härte wie das Material des Bauteiles mit dem Lagersitz aufweist.In summary, the renewal trained rolling bearing assembly thus has the advantage over the known from the prior art rolling bearing arrangements that for the securing means of the radial rolling bearing against rotation and / or axial displacement in the bearing seat no additional, increasing the manufacturing cost mechanical means on the bearing seat and / or on Radial rolling bearings themselves are more necessary, but that the securing means is designed as inexpensive manufacturable soft metallic coating that fixes the bearing outer ring in the bearing seat by "cold welding" and which is also suitable for rolling bearing assemblies in which the material of the outer ring at least approximately the same hardness as that Has material of the component with the bearing seat.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Eine bevorzugte Ausführungsform der neuerungsgemäß ausgebildeten Wälzlageranordnung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:A preferred embodiment of the rebuilt according to the invention rolling bearing assembly will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Showing:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Aus
Die in den
Die Beschichtung
Eine maximale Haltekraft der erzeugten Verbindung zwischen dem Lageraußenring
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Radialwälzlagerradial bearings
- 22
- Lageraufnahmebearing seat
- 33
- Bauteil/PlanetenradComponent / planet
- 44
- LageraußenringBearing outer ring
- 55
- WälzkörperkranzWälzkörperkranz
- 66
- Lagerkäfigbearing cage
- 77
- Wälzkörperrolling elements
- 88th
-
Innenmantelfläche von
4 Inner lateral surface of4 - 99
-
Außenmantelfläche von
10 Outer jacket surface of10 - 1010
-
Achse von
3 Axis of3 - 1111
-
Außenmantelfläche von
4 Outer jacket surface of4 - 1212
-
Innenmantelfläche von
2 Inner lateral surface of2 - 1313
- Sicherungsmittelsecuring means
- 1414
- Beschichtungcoating
- 1515
-
Oberflächenrauheiten von
12 Surface roughness of12 - 1616
- Planetengetriebeplanetary gear
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20130117 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R071 | Expiry of right |