DE4230965A1

DE4230965A1 - Radialwälzlager

Info

Publication number: DE4230965A1
Application number: DE4230965A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Ing Schneider; Leo Muentnich; Henry Dipl Ing Haase; Norbert Radinger; Andreas Dipl Ing Lang
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1992-09-16
Filing date: 1992-09-16
Publication date: 1994-03-17

Description

Die Erfindung betrifft ein Radialwälzlager mit axialer Spielbegrenzung in beiden Richtungen, bestehend aus einer dünnwandigen, insbesondere aus Blech gezogenen Lagerhülse und einer Welle, zwischen denen in einem Käfig geführte zylindrische Wälzkörper, insbesondere Lagernadeln abrollen, wobei die Lagerhülse an ihren Enden radial nach innen ge richtete Borde aufweist und die Welle kraftschlüssig im Bereich eines Bordes mit einem Halterungsring verbunden ist, der sich radial nach außen erstreckt und in einem Zwischenraum eingreift, der von einem Bord und den Lagernadeln begrenzt wird.

Ein derartiges Nadellager mit axialer Halterung in beiden Richtungen wird in der französischen Patentschrift 25 58 548 beschrieben. Die axiale Führung wird dabei durch einen auf die Welle aufgepreßten Halterungsring mit U-förmigem Profil übernommen, dessen nach außen gerichtete Schenkel den nach innen gerichteten Bord der Lagerhülse umschließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Prinzip der axialen Halterung in beiden Richtungen, wonach ein fest mit einer Welle ver bundener Halterungsring in einen, von einem Bord und einem Wälzkörper satz begrenzten Raum eingreift, weiterzuentwickeln.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein U-förmiger Ring, der aus einem zylindrischen Teil besteht, das an beiden Enden mit radial nach innen gerichteten Schenkeln versehen ist, kraftschlüs sig an der Innenseite der Lagerhülse an einem Bord anliegend befestigt ist und mit seinen Schenkeln den radial nach außen gerichteten Schen kel des Halterungsringes umfaßt.

Durch diese Ausgestaltung des Radiallagers werden axiale Spielbegren zungen in beiden Richtungen erreicht, die unter 0,1 mm liegen.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist der Halterungsring als Winkelring ausgebildet, dessen axial gerichteter Schenkel zur Befestigung auf der Welle vorgesehen ist und dessen radial nach außen gerichteter Schenkel der Axialbegrenzung des Lagers dient.

Auch ist es in Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 möglich, daß die Lagerhülse an mehreren Stellen ihrer Oberfläche durch Aus stanzen gebildete Fortsätze aufweist, die mit ihren freien Enden die Außenmantelfläche der Lagerhülse elastisch federnd überragen. Dadurch wird erreicht, daß die Lagerhülse ihre einmal eingenommene Position in einer Bohrung eines Gehäuses beibehält, da die elastischen, die Außen mantelfläche der Lagerhülse überragenden Fortsätze sich mit ihren Enden in der Bohrungswand festsetzen. Eine axiale Verschiebung des Lagers einschließlich der Lagerhülse ist damit ausgeschlossen.

In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung nach dem unabhängigen Anspruch 4 soll einer der Borde der Lagerhülse in mehrere, nicht in einer Ebene liegende, abwechselnd aufeinanderfolgende Umfangsab schnitte unterteilt sein, so daß in axialer Richtung zwischen diesen liegend ein Raum zur Aufnahme des radial nach außen gerichteten Schen kels des Halterungsringes gebildet wird.

Gemäß Anspruch 5 sollen die Umfangsabschnitte eines der Borde in radialer Richtung gleichlang sein oder nach Anspruch 6 soll ein Um fangsabschnitt in radialer Richtung größer oder kleiner als der andere Umfangsabschnitt sein. Welche Ausführungsvariante bei der Größe der Umfangsabschnitte der Borde zur Anwendung gelangt, richtet sich einzig und allein nach der Fertigungstechnologie. Mit allen drei Ausführungs varianten läßt sich die gleiche axiale Spielbegrenzung erzielen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach dem unabhängigen Anspruch 7 soll der radial nach außen gerichtete Schenkel des Halterungsringes wechselseitig über seinen gesamten Umfang verteilt Aussparungen zur Aufnahme von Kugeln aufweisen. An der Innenseite der Lagerhülse soll ein weiterer Ring mit einem nach innen gerichteten Schenkel angeordnet sein, wobei die Abstände in axialer Richtung zwischen Halterungsring und einem der Borde einerseits sowie zwischen Halterungsring und dem zusätzlichen Ring andererseits so gewählt sind, daß die Kugeln bei einer Drehbewegung der Welle je nach ihrer Einfüllrichtung entweder auf der Innenfläche eines der Borde oder auf der Stirnfläche des radial nach innen gerichteten Schenkels abrollen.

Durch den Einbau von Kugeln auf beiden Seiten des Halterungsringes wird gegenüber den bisher beschriebenen Ausführungsformen der Erfin dung eine genaue axiale Führung des Lagers bei einer wesentlich ver ringerten Reibung zwischen Halterungsring und diesen umschließenden Teilen möglich.

Bei dieser Ausführungsvariante der Erfindung sollen nach Anspruch 8 die Kugeln in ihren Aussparungen vor der Montage mit Hilfe eines Fettes gehaltert sein. Dem Anspruch 9 zufolge sollen auf jeder Seite des radial nach außen gerichteten Schenkels des Halterungsringes mindestens drei Kugeln angeordnet sein, da die Lage einer Ebene durch drei Punkte bestimmt ist. Auch soll nach Anspruch 10 der Halterungs ring aus einem gleitfähigen Kunststoff bestehen. Dieser Werkstoff hat den Vorteil, daß die Gleitreibung der Kugeln in den Aussparungen vermindert wird und somit eine weitere Funktionsverbesserung des Lagers erzielt wird.

Schließlich soll nach Anspruch 11 der erfindungsgemäßen Lösung ein derartiges Radialwälzlager im Kraftfahrzeugbereich zur Lagerung der Achsen von Drosselklappen in Vergasern und Einspritzanlagen verwendet werden. Eine elektrisch sensorische Verstellung von Drosselklappen ist nur möglich, wenn das Lager in beiden Richtungen eine Spielbegrenzung von kleiner 0,1 mm aufweist, da anderenfalls das mitwirkende Potentio meter versagt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Radialwälzlager mit axia ler Führung durch einen Halterungsring und einen U- förmigen Ring;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Radialwälzlagers, teilweise geschnitten, mit axialer Führung durch einen Halte rungsring und einen Bord;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Radialwälzlagers nach der Linie III-III der Fig. 2;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Radialwälzlager mit axia ler Führung durch einen mit Kugeln bestückten Halte rungsring, einen Bord und einen weiteren Ring.

Nach Fig. 1 ist in ein Gehäuse 17 die Lagerhülse 1 eines Nadellagers eingepreßt. An ihrer Innenoberfläche trägt die Lagerhülse 1 die Lauf bahn für die Nadeln 4, die in einem Käfig 3 achsparallel geführt sind. Die zweite Laufbahn für die Nadeln 4 bildet die Oberfläche einer Welle 2. Die Lagerhülse 1 ist an ihren beiden Enden mit radial nach innen gerichteten Borden 5 und 6 versehen. Nach außen wird das Lager in beiden Richtungen durch Dichtringe 18 abgedichtet, die zwischen den Borden 5, 6 und den Nadeln 4 angeordnet sind.

Erfindungsgemäß ist ein U-förmiger Ring 8, der aus einem zylindrischen Teil 9 besteht, das an beiden Enden mit radial nach innen gerichteten Schenkeln 10, 11 versehen ist, an der Innenseite der Lagerhülse 1 kraftschlüssig befestigt. Dieser U-förmige Ring 8 ist unmittelbar an der Innenseite des Bordes 5 der Lagerhülse 1 angelegt und umschließt mit seinen Schenkeln 10, 11 den radial nach außen gerichteten Schenkel 12 des Halterungsringes 7. Der Halterungsring 7 ist zweckmäßigerweise als Winkelring ausgebildet und ist in seinem Innendurchmesser so ausgelegt, daß er kraftschlüssig auf die Welle 2 aufgepreßt werden kann, d. h. mit der Welle 2 umläuft. Durch das Zusammenwirken von Halterungsring 7 und U-förmigem Ring 8 wird eine genaue axiale Spiel begrenzung des Lagers in beiden Richtungen ermöglicht.

In Abbildung 2 ist eine Ausführung dargestellt, die in ihrem linken Teil vollkommen der nach Abbildung 1 entspricht. Die axiale Spielbe grenzung, dargestellt im rechten Teil des Lagers, wird ebenfalls durch einen fest mit der Welle 2 verbundenen Halterungsring 7 bewirkt, dessen radial nach außen gerichteter Schenkel 12 jedoch vom geteilten Bord 5 umfaßt wird. Der Bord 5 der Lagerhülse 1 ist in mehrere, nicht in einer Ebene liegende, abwechselnd aufeinanderfolgende Umfangsab schnitte 19, 20 unterteilt. Durch diese in axialer Richtung verschobe ne Umfangsabschnitte 19, 20 des Bordes 5 entsteht ein Raum zur Auf nahme des radial nach außen gerichteten Schenkels 12 des Halterungs ringes 7, so daß im Zusammenwirken von Halterungsring 7 und Umfangs abschnitten 19, 20 des Bordes 5 die axiale Spielbegrenzung des Lagers in beiden Richtungen gegeben ist. Die Abdichtung des Lagers erfolgt durch beidseitig an die Lagernadeln 4 sich anschließende Dichtringe 18.

Auf der rechten unteren Seite von Fig. 2 ist deutlich zu entnehmen, wie der radiale Schenkel 12 des Halterungsringes 7 von den in axialer Richtung versetzten Umfangsabschnitten 19, 20 des Bordes 5 umfaßt wird.

Aus Fig. 2 ist weiterhin ersichtlich, daß die Lagerhülse 1 an mehre ren Stellen ihre Oberfläche durch Ausstanzen gebildete Fortsätze 21 aufweist. Derartige Fortsätze, die mit ihren freien Enden 22 die Außenmantelfläche der Lagerhülse 1 elastisch federnd überragen, si chern ein ungewolltes axiales Verschieben der Lagerhülse 1 einschließ lich der Welle 2 durch ein Verhaken der freien Enden in der Bohrung des Gehäuses 17.

Eine Seitenansicht nach der Linie III-III der Fig. 2 wird in Fig. 3 gezeigt. Ausgehend von einer im Zentrum der Figur dargestellten Welle 2 ist zunächst der nicht näher bezeichnete axiale Schenkel des Halte rungsringes 7 erkennbar. Daran schließt sich der radial nach außen gerichtete Schenkel 12 des Halterungsringes 7 an, der zunächst von außen her von den in einer Ebene liegenden Umfangsabschnitten 19 des Bordes 5 umfaßt wird. Von innen her wird der Schenkel 12 des Halte rungsringes 7 von den in einer Ebene liegenden Umfangsabschnitten 20 des Bordes 5 ebenfalls umfaßt, so daß die axiale Führung des Lagers in beiden Richtungen, wie bereits beschrieben, durch das Zusammenwirken von Halterungsring 7 und unterteiltem Bord 5 gewährleistet ist.

Nach Fig. 4, die in ihrem linken Teil ebenfalls den bisher beschrie benen Ausführungsformen entspricht, wird die axiale Spielbegrenzung des Lagers in beiden Richtungen durch das Zusammenwirken des Halte rungsringes 7 mit einem weiteren, an der Innenseite der Lagerhülse 1 befestigten Ring 15 bewerkstelligt. Der radial nach außen gerichtete Schenkel 12 des Halterungsringes 7 ist wechselseitig, über seinen gesamten Umfang verteilt, mit Aussparungen 13 zur Aufnahme von Kugeln 14 versehen. Dabei sind die Abstände in axialer Richtung zwischen Bord 5 sowie radialem Schenkel 12 des Halterungsringes 7 einerseits und zwischen radialem Schenkel 12 des Halterungsringes 7 sowie radialem Schenkel 16 des Ringes 15 andererseits so festgelegt, daß bei einer Drehbewegung der Welle 2 die Kugeln 14 auf der Innenseite des Bordes 5 oder auf der Seitenfläche des radial nach innen gerichteten Schen kels 16 sowie in den kalottenförmigen Aussparungen 13 abrollen.

Die Abdichtung des Lagers erfolgt durch beidseitig der Lagernadeln 4 angeordnete Dichtringe 18.

Während auf der Innenseite des Bordes 5 und auf der Seitenfläche des radial nach innen gerichteten Schenkels 16 die Kugeln 14 punktförmig abrollen, gleiten die Kugeln 14 in den kalottenförmigen Aussparungen 13 unter Berührung einer großen Fläche. Zweckmäßigerweise wird daher der Halterungsring 7 aus einem gleitfähigen Kunststoff hergestellt.

Bezugszeichen

1 Lagerhülse
2 Welle
3 Käfig
4 Wälzkörper
5, 6 Bord
7 Halterungsring
8, 15 Ring
9 zylindrisches Teil
10, 11 Schenkel
12, 16 Schenkel
13 Aussparungen
14 Kugel
17 Gehäuse
18 Dichtring
19, 20 Umfangsabschnitte
21 Fortsätze
22 freie Enden

Claims

1. Radialwälzlager mit axialer Spielbegrenzung in beiden Richtungen, bestehend aus einer dünnwandigen, insbesondere aus Blech gezogenen Lagerhülse (1) und einer Welle (2), zwischen denen in einem Käfig (3) geführte zylindrische Wälzkörper (4), insbesondere Lagernadeln abrol len, wobei die Lagerhülse (1) an ihren Enden radial nach innen gerich tete Borde (5, 6) aufweist und die Welle (2) kraftschlüssig im Bereich eines Bordes (5, 6) mit einem Halterungsring (7) verbunden ist, der sich radial nach außen erstreckt und in einem Zwischenraum eingreift, der von einem Bord (5, 6) und den Lagernadeln (4) begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein U-förmiger Ring (8), der aus einem zylindrischen Teil (9) besteht, daß an beiden Enden mit radial nach innen gerichteten Schenkeln (10, 11) versehen ist, kraftschlüssig an der Innenseite der Lagerhülse (1) an einem Bord (5, 6) anliegend befestigt ist und mit seinen Schenkeln (10, 11) den radial nach außen gerichteten Schenkel (12) des Halterungsringes (7) umfaßt.

2. Radialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halterungsring (7) als Winkelring ausgebildet ist.

3. Radialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülse (1) an mehreren Stellen ihrer Oberfläche durch Ausstanzen gebildete Fortsätze (21) aufweist, die mit ihren freien Enden (22) die Außenmantelfläche der Lagerhülse (1) elastisch federnd überragen.

4. Radialwälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Borde (5, 6) der Lagerhülse (1) in mehrere, nicht in einer Ebene liegende abwechselnd aufeinanderfolgende Umfangsabschnitte (19, 20) unterteilt ist, so daß in axialer Richtung zwischen diesen liegend ein Raum zur Aufnahme des radial nach außen gerichteten Schenkels (12) des Halterungsringes (7) gebildet wird.

5. Radialwälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsabschnitte (19, 20) eines der Borde (5, 6) in radialer Richtung gleich lang sind.

6. Radialwälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsabschnitt (19) in radialer Richtung größer oder kleiner als der Umfangsabschnitt (20) ist.

7. Radialwälzlager nach dem Oberbegriff es Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radial nach außen gerichtete Schenkel (12) des Halterungsringes (7) wechselseitig über seinen gesamten Umfang ver teilt Aussparungen (13) zur Aufnahme von Kugeln (14) aufweist, an der Innenseite der Lagerhülse (1) ein weiterer Ring (15) mit einem nach innen gerichteten Schenkel (16) angeordnet ist, wobei die Abstände in axialer Richtung zwischen Halterungsring (7) und einem der Borde (5, 6) einerseits sowie zwischen Halterungsring (7) und dem Ring (15) andererseits so gewählt sind, daß die Kugeln (14) bei einer Drehbewe gung der Welle (2) je nach ihrer Einfüllrichtung entweder auf der Innenfläche eines der Borde (5, 6) oder auf der Seitenfläche des radial nach innen gerichteten Schenkels (16) abrollen.

8. Radialwälzlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (14) in ihren Aussparungen (13) vor der Montage mit Hilfe eines Fettes gehaltert sind.

9. Radialwälzlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite des radial nach außen gerichteten Schenkels (12) des Halterungsringes (7) mindestens drei Kugeln (14) angeordnet sind.

10. Radialwälzlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Halterungsring (7) aus einem gleitfähigen Kunststoff besteht.

11. Radialwälzlager nach Anspruch 1, 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß dieses im Kraftfahrzeugbereich zur Lagerung der Achsen von Dros selklappen in Vergasern und Einspritzanlagen verwendet wird.