DE2202272A1

DE2202272A1 - Radiallager

Info

Publication number: DE2202272A1
Application number: DE19722202272
Authority: DE
Inventors: Alfred Pitner
Original assignee: Nadella SA
Current assignee: Timken France SAS
Priority date: 1971-01-29
Filing date: 1972-01-18
Publication date: 1972-08-17
Also published as: JPS5511808B1; AU467806B2; GB1370235A; FR2123764A5; US3848939A; AU3785472A; CA955296A; AT309159B; ES399113A1; IT946824B

Description

Mein Zeichen: P 1342 Anmelder:

Alfred Pitner 89, Quai d¹Orsay

P - 75 Paris und

NADELLA.

133,137, Boulevard National

92 Rueil-Malmaison

Frankreich.

Radiallager

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Radialnadellager, das einen kaltgeformten, aus dünnem Blech bestehenden Lageraußenring aufweist und in die Bohrung eines Gehäuses oder eines anderen Maschinenelementes kraftschlüssig eingesetzt ist, und bei dem der Lageraußenring wenigstens einen radialen Rand zum Halten der Nadeln

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Die kraftschlüssige Einsetzung, aufgrund deren der Lageraußenring zusammengepreßt wird, da sein Außendurchmesser im unmontierten Zustand größer als der Durchmesser der Bohrung ist, gewährleistet im Prinzip einen festen Sitz des Lageraußenringes. Dennoch kann der Sitz des Lageraußenringes in der betreffenden-Bohrung mangelhaft werden, wenn das Material, in dem sich die Bohrung befindet, den Kräften, die durch die kraftschlüssige Einsetzung ausgeübt werden, einennur ungenügenden Widerstand entgegensetzt, was durch die Beschaffenheit dieses Materials selbst oder durch die Ausbildung des Aufnahmeelementes, das aus diesem Material hergestellt ist, bedingt sein kann.

Der feste Sitz des Lageraußenringes ist auch dann nicht mehr gewährleistet, wenn die Wärmeausdehnung des Lageraußenringes und des Gehäuses oder eines entsprechenden Maschinenelementes aufgrund unterschiedlicher wesentlicher Materialeigenschaften für den Fall z.B., daß der Lageraußenring aus Stahl und das Gehäuse aus einer Aluminiumlegierung besteht, ungleich groß sind. Es stellt sich also das Problem, zusätzliche Mittel zur Fixierung des Lageraußenringes vorzusehen.

Im Gebrauchsmuster Nr. 1 660 597 ist als Lösung dieses Problems ein Wulst angegeben worden, der einen axialen Halt des aus dünnem Blech bestehenden Nadellagerringes sicherstellt, der in eine Bohrung kraftschlüssig eingesetzt ist. Ein derartiger Wulst ist jedoch sehr schwer herzustellen, da das verwendete Material, nachdem es sehr stark verformt worden ist, einer thermischen Behandlung ausgesetzt werden soll, die ihm eine große Oberflächenhärte verleiht, so daß der Lageraußenring während des Betriebes brechen kann, namentlich dann, wenn er in ein Gehäuse eingesetzt ist, das nur schwachen Widerstand entgegensetzt und wenn durch Belastungen bedingt, gewisse elastische Verformungen auftreten.

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Bin« andere Unzuträglichkeit dee bekannten Haltewuletee liegt darin, daß er ein exaktes Kalibrieren des Lagers über die Gesaratlänge unmöglich macht, und daher die Herstellung und die Punktionsfähigkeit eines unter Verwendung eines solchen Lageraußenringes aufgebauten Lagers leiden.

Die durch die Erfindung gegebene Lösung der vorstehend erläuterten Probleme weicht von bekannten Lösungen ab. Die Erfindung betrifft also ein Radialnadellager mit einem aus Blech kaltgeformten Lageraußenring oder einer ebenso hergestellten Lagerschale, der bzw, die fest in die Bohrung eines Gehäuses oder eines anderen Maschinenelementes kraftschlüssig eingesetzt ist, und mit mindestens einer radialen Rand- bzw. Stirnfläche zur axialen Festlegung der Nadeln und ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß an der radialen Fläche des Lageraußenringes bzw» der Lagerschale Haltungselemente befestigt sind, die sich in axialer Richtung auf dem Gehäuse abstützen und zu denen ein ringförmiges Teil gehört, das mit der radialen Fläche an deren Außenseite verschweißt ist, annähernd dieselben Materialeigenschaften wie der Lageraußenring bzw. die Lagerschale aufweist und sich in radialer Richtung über die Bohrung des Gehäuses hinaus erstreckt, in die der Lageraußenring bzw. die Lagerschale kraftschlüssig eingesetzt ist.

Diese Anordnung, die von der Gegenkraft Gabrauch macht, die die Stirnfläche des Gehäuses ausübt, auf die die Sperrelemente sich aufstützen, stellt also die axiale Fixierung des Lageraußenringes sicher.

Die Tatsache, daß das ringförmige Teil in Form einer Rundscheibe aus demselben Material wie der Lageraußenring besteht, gestattet es nach demAnschweißen der Rundscheibe an dem Lageraußenring, die Gesamtheit von Rundscheibe und Lageraußenring einer thermischen Behandlung zu unterziehen, die notwendig

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ist/ um dem Lageraußenring die Oberflächenhärte zu geben, die ihn als Aufnahmeorgan für die Nadeln geeignet macht. Die Rundscheibe besteht also vorzugsweise aus Stahl.

Die Rundscheibe kann sich direkt auf dem Gehäuse abstützen, es ist jedoch auch möglich und auch oft vorteilhaft, zwischen der Rundscheibe und dem Gehäuse ein Abstützelement vorzusehen.

Aufgrund der Materialeigenschaft des Gehäuses können galvanische Korrosionen in dem Fall auftreten, daß es zu einer Berührung zwischen zwei Metallen unterschiedlicher Materialeigenschaften und einer elektrolytischen Lösung kommt. Als Schutzmaßnahmen gegen galvanische Korrosion muss die Berührung von Metallen vermieden werden, deren elektrolytische Spannungen sehr verschieden sind, beispielsweise von Aluminium odor von Magnesium mit Schwermetallen und sogar mit Stahl für den FuU₁ daß Magnesium das andere Metal] ist. Es muß vor allem die Berührung großer Flächen edleren Metalls mit kleinen aus unedlerem Metall vermieden werden. Wo dies nicht oder nur teilweise möglich ist, müssen beide Metalle mit isoliermaterial wie beispielsweise Kunststoffen, Kautschuken, Fibern, Leder, Asbest, anodisch oxydierte Aluminiuinfolien usw», mit isolierenden Anstrichen, wie z.B. Bitumen, Lacken usw. isoliert werden oder müssen die Kontaktflächen künstlich mit Metallen bedeckt werden, die weniger edel als das unedelste Metall des Kontaktes sind. Man kann auch Inhibitoren verwenden, die der angreifenden Flüssigkeit beigemengt werden, um eine Schutzschicht zu erhalten oder um natürliche Deckschichten abzudichten oder ab^er um die Entwicklung von Wasserstoff zu verhindern, der in das Metallkorninnere oder zwischen K:orngrenzen eindringt. Alle diese Lösungen bringen zahlreiche Nachteile mit sich oder sind nicht realisierbar, insbesondere in dem Fall, daß sich der Schutz auf Elemente bezieht, mit denen Kraftfahrzeuge ausgerüstet sind, die also dem Schlamm und anderen herangeschleuderten Stoffen ausgesetzt sind, welche Sodiumsalze enthalten und eine hervorragende elektrolytische Lösung darstellen. Es ist besonders nicht möglich, ein Stahllager präzise in einem Gehäuse aus Leichtmetall zu

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fixieren, wenn der Lageraußenring mit einem Isolierstoff geschichtet oder gestrichen ist.

Es besteht also das Problem des Eindringens einer elektrolytischen Lösung, die eine galvanische Korrosion verursacht, zwischen einen Lagerau ßenr iny und einem Leichtmetallgehäuse, in das der Lageraußenring kraftschlüssig geschäftet ist, vollständig zu verhindern. Die Erfindung löst dieses Problem auf einfache Weise in der Art, daß ein elastischer Dichtungsring zwischen die an dem Lageraußenring befestigte Rundscheibe und die gegenüberstehende Stirnfläche des Gehäuses eingesetzt wird.

Wenn das Gehäuse aus Aluminium besteht, d.h. wenn es einen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der zweimal so groß wie derjenige von Stahl ist, wird, wie man leicht erkennt, ein Lageraußenring,der kraftschlüssig bei Umgebungstemperatur in das Gehäuse eingesetzt worden ist, bei einer Temperatur von etwa 100° schlecht gehalten. Die Befestigung des Lagers kann in diesem Fall mittels einer Schraube verbessert werden, die die mit dem Lageraußenring verschweißte Rundscheibe am Gehäuse festhält und damit eine axiale Festlegung in beiden Richtungen gewährleistet=.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert.

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Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Lageranordnung.

Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Lageranordnung, die mit einer Dichtung kombiniert ist, um die Metall/Metall-Berührungsfläche zwischen dem Gehäuse und dem Lageraußenring zu schützen.

Die Fig. 3 zeigt eine Variante der Anordnung gemäii Fig. 2.

Die Fig. 4 zeigt ein Lager mit einer Lagerschale, die in axialer Richtung durch Abs ta ι ids keile festgelegt ist und mit einer Dichtung zusammenwirkt»

Die Fig. 5 zeigt eine Variante der Anordnung gemäü Fig. 4.

Die Fig. 6 ze igt eine erf indungsgemäi3e Lageranordnung, die in beiden axialen Richtungen fixierb ist..

Das in Fig. 1 dargestellte Lager weist einen aus dünnem Stahlblech bestehenden zylindrischen Ring 11 auf, in dessen Innerem die Nadeln 12 zirkulieren, die auf der Welle A aufliegen und in einem Käfig gehalten werden, (lon ein zum Inneren des Lagers hin gebogener Rand 13 des Ringes 11 in axialer Richtung festlegt. Der Ring 11 ist kraftschlüssig in die Bohrung 10 eines Stahlgehäuses 14 eingesetzt, das eine senkrecht zur Lagerachse verlaufende Außenfläche 15 aufweist. Auf der Außenflache des umgebogenen Randes 13 des Ringes 11 ist eine Rundscheibe 16 festgeschweißt, die dieselben Materialeigenschaften wie der Ring 11 aufweist, damit eine thermische Behandlung der verschweißten Ring-Rundscheiben-Einheit möglich ist, wobei die Rundscheibe einen größeren Außendurchmesser als der Lageraußenring und einen innendurchmesser aufweist, der demjenigen des radialen Randes

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3 3 gleicht, der also größer als der Durchmesser der VielIe ist. Der periphere Teil der Rundscheibe 16 kommt auf der radialen Fläche IS des Gehäuses 14 zum Anschlag. Um jegliche Beschädigungen dieser Fläche 15 mit der Kundscheibe IG zu verhindern, ist letztere an ihrem Rand 13 leicht zum Lageräu'ieren hin hinterdreht.

Bei der Anordnung gemä'i P'ig. 2 besteht das Gehäuse 14 aus leichtmetall ι beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung, außerdem ist dort die Peripherie 29 der Rundscheibe 26 gegen die Außenfläche 13 des Gehäuses 14 hin gebogen. Zwischen der Rundscheibe 26 und der Fläche 1 !3 des Gehäuses ist ein elastischer Dichtungsring 28 eingesetzt und festgepreßt,' der außerdem an die Außenfläche des Ringes 11 angedrückt wird. Das Lager weist eine Dichtungsvorrichtung auf, die (Jas Eindringen von Gehmutz in die Lagerbahnen verhindert. Diese Vorrichtung ist beispielsweise gemäß der in der französischen Patentschrift 1 448 274 und gemäß der Zusatzanmeldung 90 193 zu dieser Anmeldung ausgebildet.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 3 weist die Rxmdscheibe 36 einen L-förmigen (Querschnitt auf, dessen einer Schenkel 36a senkrecht auf der Lagerachse steht und in Bezug auf den Ring 11 nach außen ragt, und dessen anderer Schenkel 36b parallel zur Lagerachse verläuft und sich nach außen hin erstreckt. Der Schenkel 36a ist mit der Außenfläche des radialen Randes 13 verschweißt, zwischen dem axialen Schenkel 36b und der Welle kann ein aus einem Elastomer bestehender Dichtungsring 37 eingesetzt sein, dessen Lippen die Welle A berühren, außerdem ist zwischen dem radialen Schenkel 36a und der Gehäusefläche ein weicher, aus elastischem Material bestehender Dichtungsring 38 eingesetzt, der gegen den Ring 11 gedrückt ist,

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Gemäß der Fig. 4 weist das Lager eine Schale 41 aus Stahlblech auf, die das eine Ende der Welle A abdeckt und mit deren Boden 47 eine Stahlrundscheibe 46 verschweißt ist, die dieselben Materialeigenschaften wie die Schale 41 aufweist. Diese Rundscheibe hat einen größeren Außendurchmesser als die Rundscheibe 46 gemäß Fig. 3, denn außer dem elastischen Dichtungsring 48 und dem ringförmigen Zwischenraum, der sich zwischen der Außenfläche 15 des Gehäuses und der Fundscheibe 46 befindet, überdeckt diese Rundscheibe ringförmige Distanzkeile 43, die die Lage des Lagers in Bezug auf die Fläche 15 genau festlegen.

Die Anordnung gemäß Fig. 5 entspricht derjenigen gemäß Fig.4, wenn man davon absieht, daß die ringförmigen Keile fehlen und daß dementsprechend die Rundscheibe 56 einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als derjenige der Rundscheibe gemäß Fig. 4 ist.

Die Anordnung gemäß Fig. 6 stellt eine Fixierung in beiden Richtungen in Bezug auf ein Gehäuse 64 sicher, an dessen Stirnfläche 65 die mit dem Rand 13 des Ringes 11 verschweißte Rundacheibe 66 aufliegt. Die Rundscheibe 66 ist darüberhinaus mittels einer Schraube 69, die in ein mit Gewinde versehenes Grundloch 68 geschraubt ist, das von der Fläche 65 ausgeht und senkrecht zu dieser verläuft. Man erkennt, daß das Loch bzw. die Ausnehmung 67, die sich in der Rundscheibe befindet um einen Durchlaß für die Schraube 69 zu bilden, groß genug ist, damit einerseits die unvermeidbaren Herstellungsungenauigkeiten hingenommen werden können und daß es andererseits möglich ist, die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Rundscheibe 66 und des beispielsweise aus Leichtmetall hergestellten Gehäuses 64 zu berücksichtigen.

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Bei den vorstehend beschriebenen Beispielen steht die Rundscheibe entweder mit der an den Ring angrenzenden radialen Flanks (Fig- 1, 2, 3, 6) oder mit dem Boden der Schale (Fig. 4 und 5) beiderseits der Schweißpunkte in Berührung, wodurch während der thermischen Behandlung zum Zwecke des Härtens an den Schweißpunkten die Kohlenstoffeinschlüsse beschränkt werden- Man kann also den Kohlenstoffgehalt in der entsprechenden Zone begrenzen, so daß die Schweißstelle nicht bis in die Tiefe aushärten kann, somit eine Brüchigkeit der Schweißpunkte vermieden ist.

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Claims

Patent an sprüche

(l.)Radialnadellager mit einem aus Blech kaltgeformten Lageraußenring oder einer ebenso hergestellten Lagerschale, der bzw. die fest in die Bohrung eines Gehäuses oder eines anderen Maschinenelementes kraftschlüssig eingesetzt ist und mindestens eine radiale Rand- bzw. Stirnfläche zur axialen Festlegung der Nadeln aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an der radialen Fläche (13,47) des Lagerauüenringes (11) bzw. der Lagerschale (41) Haltungselemente (16,26,28) befestigt sind, die sich in axialer Richtung auf dem Gehäuse (14) abstützen und zu denen ein ringförmiges Teil (16,26,36,46,56,66) gehört, das mit der radialen ^Flache (13,47) an deren Außenseite verschweißt ist und annähernd dieselben Materialeigenschaften wie der Lagerauijenring (11) bzw. die Lagerschale (41) aufweist und sich in radialer Richtung über die Bohrung des Gehäuses hinaus erstreckt, in die der Lageraußenring bzw. die Lagerschale kraftschlüssig eingesetzt ist.
2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Teil (16,26,36,46,56,66) in Form einer Rundscheibe aus Stahlblech besteht.
3. Lager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundscheibe (16,66) direkt flach auf einer entsprechenden Stirnfläche (15,65) des Gehäuses (14,64) aufliegt.
4. Lager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rund (19) der Rundscheibe derart nach außen gebogen ist, er eine Hinterdrehung bildet.

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5. Lager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schraube (69) die Rundscheibe (66) durchsetzt und in die angrenzende Stirnfläche (65) des Gehäuses (64) eingeschraubt ist.
6. Lager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastischer Elastomerring (28,38,48) zwischen den überragenden Teil der Rundscheibe (26,36, 46,56) und die entsprechende Stirnfläche (15,45) des Gehäuses eingesetzt ist.
7. Lager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß der elastische Ring (28,3b,48) fest auf der Außenfläche des Lageraußenrings (11) bzw. der Lagerschale (41) aufliegt.
8. Lager nach einem der Ansprüche 1,2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ringförmige Keile zwischen den überragenden Teil der Rundscheibe (46) und die entsprechende Stirnfläche (15) des Gehäuses eingesetzt sind.
9. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundscheibe (36) einen L-fÖrmigen Querschnitt aufweist, dessen einer Schenkel (36a) radial verläuft und mit der radialen Fläche (13) des Lageraußenringes (11) verschweißt ist, und dessen anderer Schenkel (36b) axial verläuft.
10. Lager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den Schenkeln (36a, 36b) der L-förmigen Rundscheibe

(36) ein Dichtungsring (37) aus Elastomer gehalten wird, der die in das Lager eingesetzte Welle (A) gleitend berührt.

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11. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Lageraußenringes (11) eine Dichtungsvorrichtung (21) vorgesehen ist, zu der ein elastischer Ring gehört, der die in das Lager eingesetzte Welle (A) gleitend berührt-
12. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Teil (16,26,36,46,56,66)

die radiale Fläche des Lageraußenringes (11) oder der Lagerschale (41) beidseitig der Schweißpunkte berührt, damit während der zum Zwecke des Härtens durchgeführten thermischen Behandlung die Kohlenstoffeinlagerungen an den Schweißpunkten und in den sie umgebenden Zonen verringert werden, so daß eine Brüchigkeit der Schweißpunkte vermieden wird.

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