DE2810028A1

DE2810028A1 - Kombiniertes axial-radiallager

Info

Publication number: DE2810028A1
Application number: DE19782810028
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Nadella SA
Current assignee: Roulements Nadella Sa Vierzon Fr
Priority date: 1977-03-29
Filing date: 1978-03-08
Publication date: 1978-10-12
Also published as: FR2385936A1; GB1594677A; IT1101899B; IT7848619A0; FR2385936B1; ES468269A1; US4168869A

Description

DIPL. ING. HEINZ BARDEKLE PATENTANWALT PÄTi.ivTA'_ic,_:,.;,t

Aktenzeichen r

München, 3 .3.1978

la

Mein Zeichen: P 2636

Anmelder: Nadella

133-137 Boulevard National 925o5 Rueil Malmaison Frankreich

Kombiniertes Axial-Radiallager

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Die Erfindung betrifft ein Lager, das sowohl radiale als auch axiale Belastungen aufnehmen kann und üblicherweise als kombiniertes Lager bezeichnet wird.

Es sind schon kombinierte Lager bekannt, die einen tiefgezogenen Lagerring aufweisen, dessen Zylinderfläche die äußere Laufbahn des Radiallagers bildet, wogegen die axiale Laufbahn entweder vom Boden des erwähnten Ringes gebildet wird, womit ein Lagertyp vorliegt, der nachstehend als kombiniertes Innenlager bezeichnet wird, oder durch ein Bauteil, das sich von dem Ring aus in radialer Richtung nach außen erstreckt, womit ein Lagertyp vorliegt, der nachstehend als kombiniertes Außenlager bezeichnet wird.

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Bei den kombinierten Innenlagern erfordert der durch die Wälzkörper des Radiallagers auf den Boden des Lagerrings ausgeübte Druck entweder den Einsatz von besonders ausgebildeten Käfigen oder axiale Haltemittel, die mit dem Lagerring verbunden sind oder einen Bestandteil desselben darstellen, womit Bestandteile von komplizierter Form und damit hohe Herstellungskosten nötig sind.

Darüber hinaus bereitet die Gesamtheit der erwähnten Bestandteile Unzuträglichkeiten bei der Bearbeitung aufgrund der Tatsache, daß sie notwendiger Weise durch sehr genau gemessenes Einpressen montiert werden müssen, was besondere Vorsichtsmaßnahmen erfordert, bei deren Fehlen die Gefahr einer ernsthaften Beschädigung des Lagers besteht.

Beim Einpressen eines kombinierten Innenlagers durch Aufbringen einer Kraft auf den radialen Rand des Lagerrings läßt sich in der Praxis sehr schwer mit genügender Präzision das erforderliche Maß der Einpressung erzielen, mit dem Ergebnis, daß der Boden des Lagerringes entweder dadurch zerstört wird, daß er gegen seine Auflagefläche gedrückt wird oder durch Einführen der Welle wenn der Boden bei der Montage sich nicht gegen die erwähnte Auflagefläche legen kann.

Die Montage des Lagerrings eines kombinierten Außenlagers bekannter Art trifft auf die-selbe Schwierigkeit wegen der Notwendigkeit, sehr genau dosiert einpressen zu müssen, wobei das Ausmaß durch die Lage bestimmt wird, in der die Platte des zugehörigen Axiallagers auf der senkrecht zur Achse der Bohrung verlaufenden Auflagefläche zur Anlage kommt.

Wegen solcher ünzuträglichkeiten kommen die vorerwähnten kombinierten Lager für Anwendungen in einer Großserie nicht in Frage, bei denen die korrekte und sichere Montage in einfachen Arbeitsgängen durchgeführt können werden muß, die von nichtgeschulten Arbeitskräften oder gar von Automaten ausgeführt werden.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es also, ein kombiniertes

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Lager anzugeben, bei dem die erwähnten Nachteile vermieden sind und das unter großen Lagetoleranzen eingepreßt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem kombinierten Lager mit zylindrischen Wälzelementen, das ein Radiallager aufweist, das mit einem Lagerring versehen ist, der mit einem angesetzten Element zusammenwirkt, das die Laufbahn eines Axiallagers trägt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teil des angesetzten Elementes im Inneren des Lagerring oder in einer in diesem gebildeten Rinne aufgenommen ist, so daß es eine begrenzte Bewegung in zwei entgegengesetzten Richtungen bezüglich des Lagerrings ausführen kann, womit es sich insbesondere bei der Montage auf die Auflagefläche legen kann, die zur Auflage des Lagers bestimmt ist.

Man erkennt, daß die erfindungsgemäße Anordnung Toleranzen ausgleichen kann und zwar wegen der möglichen Verschiebbarkeit des Axiallagers in Bezug auf den Lagerring, die es ihm gestattet, sich auf die Auflagefläche für die Anordnung zu legen, womit eine einfache aber exakte Montage des Lagers in seinem Gehäuse möglich ist.

Darüber hinaus gestattet es die erfindungsgemäße Anordnung in allen Fällen, das Einpressen durch Aufbringen einer Kraft auf einen Rand des Lagerrings zu bewerkstelligen, womit vermieden ist, daß das Axiallager überdimensioniert werden muß.

Bei einer ersten Ausfuhrungsform der Erfindung bildet das angesetzte Element einen Boden für den Lagerring, wobei der vorerwähnte Teil des Elements in das Innere des Lagerrings eingreift.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird der erwähnte Teil des angesetzten Elementes in einem Zwischenraum, der zwischen dem einen Ende des Käfigs der Wälzkörper des Radiallagers und einem benachbarten radialen Rand des Lagerrings gebildet ist, an einer weiteren Verschiebung gehindert.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung betrifft die Anwendung des vorerwähnten Lagers im Zusammenhang mit einem Gelenkarm eines Automobils.

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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele, die in einer Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
Fig. T die beiden Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen kombinierten Innenlagers.

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes kombiniertes Außenlager. Fig. 3 die Anwendung eines kombinierten erfindungsgemäßen Innenlagers in Zusammenhang mit der Radaufhängung eines Automobils.

Das im oberen Teil der Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße kombinierte Innenlager wird durch einen dünnen Ring 1 aus-/gezogenem Blech gebildet, der in eine Halterung 2 eingepreßt werden kann, und dessen durch zwei radiale Ränder 9 und 11 begrenzte Zylinderfläche 3 die äußere Laufbahn für einen radialen Kranz von zylindrischen Wälzkörpern 5 bildet, die von einem Käfig 7 gehalten und geführt sind. Der Ring ist mit einem angesetzten Element 17 verbunden, dessen ^.Fläche 19, die einen Boden des Rings 1 bildet, die äußere Lauffläche eines Axiallagers 2o bildet und dessen zylindrischer Teil 21, der mit einem einen axialen Anschlag für den Käfig 7 bildenden radialen Rand 23 versehen ist und an der Innenfläche des Ringes 1 anliegt, mit dem das Element 17 eine Einheit bildet.

Das Axiallager 2o weist einen Käfig 25 zum Halten und Führen der zylindrischen Wälzkörper 27 auf, die zwischen dem Boden 19 und einer Platte 31 angeordnet sind, die mit einem Rand 29 zum Halten des Käfigs versehen ist. Dieses Lager liegt gegen eine Rundscheibe 33 an, auf deren Fläche 39 durch Verschmelzen oder Verkleben ein elastischer Körper 37 befestigt ist, der beispielsweise aus Kunststoff besteht, um das Lager unter Vorspannung anbringen zu können. Dieser Körper ist in gleicher Weise mit einem Auflageteil 41 des Elementes 6 verbunden, das von dem erwähnten Lager getragen werden soll.

Die verschiedenen Bestandteile des Axiallagers werden von der Rundscheibe 33 unter Mitwirkung einer axialen Mantelfläche 32 zusammengehalten, die durch Sicken des Randes der mittigen öffnung

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36 in der Bodenfläche 19 erhalten wird. Ein Teil 38, das im wesentlichen U-Form aufweist, und dessen Schenkel nach Innen auf den Boden 19 bzw. die Rundscheibe 33 hingebogen sind, trägt außerdem zum Zusammenhalt bei.

Das Element 17, das das Axiallager trägt, kann eine axiale Bewegung in zwei Richtungen ausführen, die durch die Anlage des Randes 23 am Käfig 7 bzw. am Rand 11 begrenzt ist, so daß das Axiallager in seiner Halterung die richtige Lage einnehmen kann und dabei die Toleranzen beim Einpressen der Buchse ausgeglichen werden, die unter diesen Bedingungen groß genug gewählt werden., um die Montagearbeitsgänge zu erleichtern und automatisieren zu können.

Wenn dementsprechend während der Montage das Einpressen nicht ausreichend war, führt das Einführen der Welle dazu, daß eine Lageverschiebung zwischen dem Ring und dem Element 17 erfolgt, wodurch das axiale Lager zur Auflage auf der Auflagefläche 16 gebracht wird, im Gegensatz zum Fall zu weit gegangener Einpressung, in dem das Element 17 erst wenn es mit der Fläche 19 auf dem Boden 16 zur Anlage gekommen ist? eine Relativbewegung im Inneren des Ringes beginnt. Auf diese Weise x^erden die Toleranzen beim Einpressen ausgeglichen ur.d es wird in jedem Fall eine Oberbeanspruchung oder eine Zerstörung des Lagerbodens vermieden.

Schließlich ist es zweckmäßig zwischen den radialen Rändern 11 und 23 einen Trennring 4o anzubringen, der aus Blech oder gar aus elastischem Material hergestellt und geeignet ist, die Verschiebebewegung zu führen unä/oder zu begrenzen.

Die dargestellte Ausführungsform im unteren Teil der Figur unterscheidet sich dadurch, daß der Rand 11 des Rings 1 sich um einen zylindrischen Teil 12 verlängert, womit dia Führung des zylindrischen Teils 21 des Elements- 17 während der axialen Verschiebung sichergestellt ist«

Darüber hinaus weist hier das Axiallager 2o ©inen Käfig 25 auf, der zwischen einer Platte 3© und einer Gageapiatte 31 angeordnet

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ist, wobei dieses Lager zwischen dem Boden 19 und der Rundscheibe 33 angeordnet und das ganze sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung durch einen Ring 43 zusammengehalten ist.

In der Figur 2 ist eine Variante der Anordnung gemäß Figur 1 dargestellt, die ein erfindungsgemäßes kombiniertes Außenlager zeigt. Dieses Lager weist einen Ring aus gezogenem Blech auf, dessen Zylinderfläche 3' die äußere Lauffläche eines Kranzes von durch einen Käfig T geführten und gehaltenen Nadeln oder Rollen 5¹ bildet. Die erwähnte Zylinderfläche 3¹ ist an ihrem einen Ende mit einem radialen Rand 9' und an ihrem anderen Ende mit einer ringförmigen Rille 5o versehen, die durch Stege 51, 52, begrenzt wird, zwischen die ein Teil 17' der Platte eines Axiallagers 2o' eingreift. Die zylindrischen Wälzkörper 27' dieses Axiallagers werden von einem Käfig 25' gehalten, der in axialer und radialer Richtung durch einen Ring 29' gehalten ist. Das erwähnte Axiallager bildet zusammen mit dem vorerwähnten Lagerring eine kombinierte Axial-Radiallager-Einheit.

Wie dargestellt, ist die Platte bzw. das tragende Teil des letzterwähnten Axiallagers von der Rille aufgenommen, die die Zentrierung dieser Platte sicherstellt und ihr in den beiden axialen Pichtungen Bewegungsfreiheit bezüglich der Stege 51 und 52 verleiht.

Das Axiallager 2ο¹ kann selbstverständlich, wie dies für sich bekannt ist, auch mit einer Gegenplatte versehen sein, die ebenfalls von dem Ring 29' gehalten wird.

Das Einpressen des Lagerringes wird durch Aufbringen einer Kraft auf den Bereich "A" des Steges 51 zustande gebracht, bis die Platte auf der Fläche 16¹ der Halterung 2' zur Anlage kommt. Dies kann mit ausreichend großen Toleranzen geschehen, wenn deren Ausgleich während der Einwirkung der Kraft auf das Axiallager durch dessen Fähigkeit sichergestellt ist, sich in beiden Richtungen bezüglich des Lagerringes und dementsprechend bezüglich seiner Auflagefläche 16¹ zu verschieben.

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Die Figur 3 zeigt das erfindungsgemäße kombinierte Lager gemäß Figur 1 in Anwendung in Zusammenhang mit einer Automobilradaufhängung, deren Beschreibung jedoch auf die in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung typischen Merkmale beschränkt wird, da deren Grundprinzip zum Stand der Technik gehört.

Ein Torsionsstab 6o, der die Aufhängung eines Automobils gewährleistet, ist mit einem Arm 61 fest verbunden, an dem das Rad angebracht ist. In das Innere dieses Armes ist ein Drehzapfen 62 eingeführt, der fest mit dem Chassis verbunden ist, und der einerseits in einem üblichen Radiallager 63 gelagert ist. Dieses Radiallager weist in an sich bekannter Weise einen dünnen Lagerring 64 und einen Käfig 65 auf, wobei der Lagerring in den erwähnten Arm eingepreßt ist. Die innere Laufbahn dieses Radiallagers 66 bildet der erwähnte Drehzapfen. Andererseits ist dieser Drehzapfen in einem kombinierten Innenlager gelagert, das dem beschriebenen und dem oberen Teil der Figur 1 dargestelltem erfindungsgemäßen Lager gleicht (hierbei sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen). Der äußerste Teil 67 des Drehzapfens, der die innere Laufbahn 68 der Nadeln 5 trägt, ist auf einem Teil 41 abgestützt, der wegen des elastischen Körpers 37 eine Montage des Axiallagers 2o unter Vorspannung zuläßt. Dieses Axiallager wird von der radialen Fläche 16 des mit dem Torsionsstab verbundenen Armes gehalten.

Wie vorstehend anhand der Figur 1 beschrieben wurde, wird er Lagerring bei ausreichend großen Toleranzen in den Arm eingepreßt, wobei diese Toleranzen entweder beim Einpressen oder beim Anbringen des Drehbolzens wegen der Fähigkeit des Axiallagers bezüglich des Lagerrings 1 sich in den beiden axialen Richtungen zu verschieben, ausgeglichen werden.

Das erfindungsgemäße kombinierte Lager wird vorzugsweise aus einem Lagerring und einem angesetzten Element hergestellt, die beide aus tiefgezogenem Blech bestehen.

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Es ist jedoch auch möglich, ein solches Lager aus zwei maschinell verformten Bestandteilen oder aus einem maschinell verformten Bauteil aufzubauen, das mit einem anderen Bauteil, beispielsweise mit einem tiefgezogenem Lagerring zusammenwirkt.

Claims

Patentansprüche

Kombiniertes Lager mit zylindrischen Wälzelementen, das ein Radiallager aufweist, das mit einem Lagerring versehen ist, der mit einem angesetzten Element zusammenwirkt, das die Laufbahn eines Axiallagers trägt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (21) des angesetzten Elements im Inneren des Lagerrings (1) oder in einer in diesem gebildeten Rinne aufgenommen ist, so daß es eine begrenzte Bewegung in zwei entgegengesetzten Richtungen bezüglich des Lagerrings (1) ausführen kann, womit es sich insbesondere bei der Montage auf die Auflagefläche (16) legen kann, die zur Auflage des Lagers bestimmt ist.
2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das angesetzte Element (17) einen Boden (19) für den Lagerring

(1) bildet, wobei der vorerwähnte eine Teil (21) des Elementes im Inneren des Lagerrings (1) aufgenommen 1st.
3. Lager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Inneren des Lagerrings (1) aufgenommene Teil (21) des angesetzten Elements (17) in seiner Verschiebbarkeit durch einen Zwischenraum begrenzt wird, der zwischen dem Ende des Käfigs (7) der Wälzelemente (5) des Radiallagers und einem radialen Rand (11) des Lagerrings (1) liegt.
4. Lager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem radialen Rand (11) des Lagerrings (1) und einem am Ende des vom Inneren des Lagerrings aufgenommenen Teils (21) des angesetzten Elements (17) befindlichen radialen Rand (23) ein Ring (4o) angeordnet ist.

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5. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet/ daß zwischen dem Axiallager (2o) und einem in dem Lagerring

(1) eingeführten Auflageelement (6) ein elastischer Körper (37) eingefügt ist.
6. Lager nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Axiallager (2o) einen Käfig (25) für die Wälzelemente (27) aufweist, der zwischen dem Boden (19) des angesetzten Elementes (17) und einer Gegenplatte (31) angeordnet ist, wobei dieses Lager gegen eine Rundscheibe (33) abgestützt ist, die an dem elastischen Körper (37) befestigt ist.
7. Lager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile des Axiallagers (2o) mit Hilfe einer axialen Mantelfläche (32) mit der Rundscheibe vereinigt gehalten werden.
8. Lager nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das angesetzte Element (17') außerhalb des Lagerrings (1') angeordnet ist, und daß der mit dem Lagerring (1¹) zusammenwirkende Teil desselben in einer in der Außenfläche des Lagerrings (1) gebildeten Rinne (5o) aufgenommen ist, deren Seitenwände (51,52) die axiale Verschiebebewegung des Elements (17) begrenzen.
9. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerring (1) um einen zylindrischen Teil verlängert ist, der die axiale Führung des angesetzten Elementes (17) bewirkt.

1o. Anwendung des Lagers nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Lagerung einer Gelenkwelle eines Automobils, dadurch gekennzeichnet, daß deren Drehzapfen (62) in dem kombinierten Lager gelagert ist, wobei das Axiallager (2o) bei der Montage in eine bestimmte Lage bezüglich einer Auflagefläche (16) gebracht werden kann, die der von dem Drehzapfen (62) durchsetzte Arm (61) bildet.

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