DE60302547T2

DE60302547T2 - Führungskonfiguration für drucklageranordnung

Info

Publication number: DE60302547T2
Application number: DE60302547T
Authority: DE
Inventors: Edward C. Axler; P. Edward BUTLER
Original assignee: Torrington Co
Current assignee: JTEKT Bearings North America LLC
Priority date: 2002-02-01
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2023-02-01
Also published as: US7073951B2; AU2003217288A1; EP1472467A1; ATE311548T1; JP4530666B2; DE60302547D1; EP1472467B1; US20060051008A1; USRE40313E1; WO2003067107A1; JP2005517135A

Description

Diese Erfindung betrifft eine Drucklageranordnung.
Unter Bezugnahme auf 1 wird bei vielen Anwendungsfällen eine Axiallageranordnung an der Schnittstelle zwischen zwei benachbarten Komponenten 10 und 12 mit relativer Verdrehung zwischen den Komponenten verwendet.
Der veranschaulichte Anwendungsfall weist benachbarte Planetenräder 10 und 12 auf, aber andere Anordnungen, z.B. eine Welle und ein Gehäuse, können auch eine solche Axiallageranordnung verwenden. Eine Axiallageranordnung 20 nach dem Stand der Technik ist in 1 veranschaulicht.
Die Lageranordnung 20 weist allgemein eine Rollenanordnung 22 auf, (die in diesem Beispiel als Rollen 24 gezeigt ist, die innerhalb eines Käfigs 26 gehalten sind), die zwischen ersten und zweiten Laufbahnen 30 und 34 angeordnet ist. Die erste Laufbahn weist eine äußere Umbiegung oder Umbördelung 32 auf, um die Lageranordnung 20 in einem zusammengefügten Zustand vor der Installation in dem gewünschten Anwendungsfall zusammen zuhalten.
Nach dem Installieren wird die erste Laufbahn 30 radial gegenüber der Oberfläche 14 des Getrieberades 12 geführt. Die zweite Laufbahn 34 muss auch radial geführt werden, um eine unerwünschte radiale Bewegung zu verhindern, wie es durch die Pfeile A-A in 1 angedeutet ist. Die zweite Laufbahn 34 umfasst einen Lippenabschnitt 36, der gegenüber der ersten Laufbahn 30 geführt ist. Jedoch verursacht die Drehung des Getrieberades 10 eine relative Bewegung zwischen den ersten und zweiten Laufbahnen 30 und 34. Mit der Zeit verursacht eine solche relative Bewegung Verschleiß an der Führungsverbindung 40 zwischen den beiden Laufbahnen 30 und 34 mit einer sich daraus ergebenden, unerwünschten Nut (nicht gezeigt).
Zusätzlich verursachen Teilchen von Verschleißmaterial schädliche Verunreinigung an den Lagerwälzelementen.
DE-A-197 11 389 offenbart eine Lageranordnung ähnlich der in 1 gezeigten Art.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Axiallageranordnung geschaffen mit einem ersten Axiallaufbahnglied, das eine radiale Laufbahnoberfläche aufweist, mit einem Flansch, der sich von der Laufbahnoberfläche her erstreckt und eine äußere Oberfläche hat, die einen Durchmesser e hat, und mit einer radialen Lippe, die sich radial über den Flansch hinaus erstreckt, wobei die radiale Lippe einen maximalen Durchmesser D hat, der größer ist als der Durchmesser e; einer Rollenanordnung, die um die äußere Oberfläche des Flanschs des ersten Axiallaufbahngliedes herum innerhalb der radialen Lippe des ersten Axiallaufbahngliedes angeordnet ist; und einem zweiten Axiallaufbahnglied, das eine radiale Laufbahnoberfläche und einen Führungsflansch aufweist, der sich von der Laufbahnoberfläche her erstreckt und eine Haltelippe aufweist, wobei die Haltelippe einen minimalen Durchmesser d hat, der kleiner ist als der maximale Durchmesser D und größer als der Durchmesser e, so daß das zweite Axiallaufbahnglied innerhalb der radialen Lippe des ersten Axiallaufbahngliedes angeordnet und dadurch gehalten ist, und wobei ein Freiraum zwischen der Haltelippe und der äußeren Oberfläche des Flanschs des ersten Axiallaufbahngliedes vorhanden ist.
Für ein besseres Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie diese zur Wirkung gebracht werden kann, wird nun anhand von Beispielen auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen.
1 ist ein eine teilweise Querschnittsansicht einer Axiallageranordnung nach dem Stand der Technik, angeordnet relativ zu einem Paar von Planetengetriebe-Sonnenrädern,
2 ist eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Axiallageranordnung vor dem Eingriff mit den Abstützgliedern,
3 ist eine teilweise Querschnittsansicht der Axiallageranordnung von 2 in Eingriff mit einem Paar von Abstützgliedern, und
4 ist eine teilweise Querschnittsansicht einer Axialageranordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in Eingriff mit einem Paar von Abstützgliedern.
Die vorliegende Erfindung wird beschrieben unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. Hierin wird der Ausdruck "innere" verwendet, um eine relative Stellung nahe zu der Mittellinie der Lageranordnung oder eines entsprechenden Abstützgliedes zu beschreiben, und der Ausdruck "äußere" wird hier verwendet, um hier eine relative Stellung weg von der Mittellinie der Lageranordnung oder eines entsprechenden Abstützgliedes zu beschreiben.
Unter Bezugnahme auf 2 ist dort ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Axiallageranordnung vor dem Zusammenbauen mit der gewünschten Anwendung gezeigt. Die Anordnung 50 weist eine Rollenanordnung 22 auf, die zwischen ersten und zweiten Laufbahngliedern 52 und 60 angeordnet ist. Die Anordnung 50 ist so gestaltet, dass sie mit verschiedenen Abstützgliedern 10 und 12 verwendet werden kann, die so gestaltet sind, dass sie relativ zueinander rotieren. Eines der Abstützglieder 10 hat eine innere Oberfläche 11, die einen Durchmesser B hat. Das andere Abstützglied 12 hat eine äußere Oberfläche 14, die einen Durchmesser E hat. Ein Anwendungsfall ist beispielsweise die Verwendung in Verbindung mit einem langen Sonnenrand 12 und einem kurzen Sonnenrad 10 eines Planetengetriebesatzes. Ein anderes Beispiel ist eine Welle 12, die sich in ein Gehäuse 10 hinein erstreckt.
Die Rollenanordnung 22 weist vorzugsweise eine Vielzahl von Rollen oder Nadeln 24 auf, die in einer Käfiganordnung 26 abgestützt sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Käfiganordnung 26 eine zweistückige Gestalt, aber andere Gestaltungen, z.B. eine Z-Gestalt oder eine Ausführung ohne Käfig können auch verwendet werden. Die Rollen oder Nadeln 24 sind zwischen den ersten und zweiten Axiallaufgliedern 52 und 60 gegen einander gegenüberliegenden Laufbahnoberflächen 53 und 61 angeordnet.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 weist das erste Axiallaufbahnglied 52 einen radialen Flansch 56 auf, der sich von der Laufbahnoberfläche 53 auf die Rollen 24 zu und über diese hinaus erstreckt. Der Flansch 56 erstreckt sich vorzugsweise senkrecht zu der Laufbahnoberfläche 53, kann aber auch in anderer Weise orientiert sein. Der Flansch 56 hat eine innere Oberfläche 57, die einen inneren Durchmesser i hat, der etwa gleich dem Durchmesser E der äußeren Oberfläche 14 des Abstützgliedes 12 ist, so dass die innere Oberfläche 57 auf der äußeren Oberfläche 14 des Abstützgliedes 12 geführt ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die innere Oberfläche 57 durch einen Napf 70 gebildet, dessen Funktion nachstehend beschrieben wird, der um das Laufbahnglied 52 herum angeordnet ist. Der Flansch 56 hat eine äußere Oberfläche 55, die so gestaltet ist, dass sie die Laufbahnanordnung 22 abstützt. Die äußere Oberfläche 55 hat einen äußeren Durchmesser e.
Eine Lippe 54 erstreckt sich über den Flansch 56 des ersten Laufbahngliedes hinaus. Die Lippe 54 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist durch einen Teil des gezogenen Napfes 70 gebildet. Der Napf 70 kann in verschiedene Gestaltungen gezogen werden, wobei die Lippe 54 sich unter verschiedenen Winkeln erstreckt, vorzugsweise unter einem Winkel zwischen 45° und 90°. Die Lippe 54 kann eine kontinuierliche Oberfläche haben, oder sie kann aus einer Serie von gegenseitig beabstandeten Laschen oder dergleichen gebildet sein. Die Lippe 54 der ersten Laufbahn hat einen maximalen Durchmesser D, der größer ist als der äußere Durchmesser e der äußeren Oberfläche 55.
Das zweite Laufbahnglied 60 weist eine Laufbahnoberfläche 61 und einen Führungsflansch 62 auf, der sich im wesentlichen rechtwinklig dazu erstreckt. Der Führungsflansch 62 hat eine äußere Führungsoberfläche 63 mit einem Durchmesser P, der im wesentlichen gleich ist zu dem Durchmesser B der inneren Oberfläche 11 des Abstützgliedes 10. Somit berührt die Führungsfläche 63 die innere Oberfläche 11 des Abstützgliedes 10 und führt dadurch an dieser. Die Führungsfläche 60 (muss 63 heißen) kann eine kontinuierliche Oberfläche sein oder sie kann durch eine Reihe von gegenseitig beabstandeten Clips oder dergleichen gebildet sein.
Eine Haltelasche oder Haltelippe 64 erstreckt sich vorzugsweise nach innen von dem Führungsflansch 62. Die Haltelippe 64 kann unter verschiedenen Winkeln vorgesehen sein und sie hat vorzugsweise zwischen 45 und 90° relativ zu dem Führungsflansch 62, sie kann aber auch so flach wie null Grad sein, so dass sie sich gerade von dem Flansch 62 weg erstreckt. Die Haltelippe 64 kann eine kontinuierliche Oberfläche sein oder sie kann eine Serie von gegenseitig beabstandenten Laschen oder dergleichen sein. Unter Bezugnahme auf 2 definiert die Haltelippe 64 einen minimalen inneren Durchmesser d, der kleiner ist als der maximale Durchmesser D der Lippe 54 der ersten Laufbahn, aber größer als der Durchmesser e der äußeren Oberfläche des Flansch 56 des ersten Laufbahngliedes. Somit berührt die Haltelippe 64 die Lippe 54, um die Anordnung 50 vor der Installation in einem zusammengefügten Zustand zu halten; es besteht jedoch ein Abstand C zwischen der Haltelippe 64 und der äußeren Oberfläche 55.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Napf 70 vorzugsweise auf die erste Laufbahn 52 drehend aufgeformt, nachdem die Rollenanordnung 22 und die zweite Laufbahn 60 darin angeordnet sind, so dass die Lippe 54 die Rollenanordnung 22 und die zweite Laufbahn 60 zusammenhält.
Die Axiallaufbahnen 52 und 60 werden vorzugsweise aus geformtem Metallblech hergestellt, sie können aber auch aus anderen Materialien hergestellt werden. Die Laufbahnoberflächen 53, 61 und die Flansche 55 und 62 sind vorzugsweise kontinuierliche Oberflächen, sie können aber auch mit Öffnungen, Nuten, Kerben oder anderen Durchgängen versehen sein, um Fluid-Strömungsdurchgänge zu bieten oder die Lager-Leistungsfähigkeit auf andere Weise zu ergänzen.
Nach dem Installieren, wie in 3 gezeigt, beruht jede Laufbahn 52, 60 ein entsprechendes Abstützglied 12, 10, um die Laufbahnen 52, 60 in einer Betriebsstellung zu halten. Im Betrieb wird der Abstand C zwischen der Lippe 64 und der äußeren Oberfläche 55 des ersten Laufbahngliedes derart aufrecht erhalten, dass keine Querführung zwischen den beiden Laufbahnen 52 und 60 auftritt.
Unter Bezugnahme auf 4 ist dort ein alternatives Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die Lageranordnung 50' ist im wesentlichen die gleiche wie die Lageranordnung 50 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels, mit der Ausnahme, dass die Lippe 54' des ersten Laufbahngliedes 52' als ein abgewinkelter Abschnitt des Flanschs 56' der ersten Laufbahn ausgebildet ist, so dass der Napf 70 nicht verwendet wird. Die Oberfläche des Flansch 56' bildet die innere Oberfläche 57'. Das zweite Laufbahnglied 60 kann an der Lippe 54' vorbei eingeschnappt werden, oder die Lippe 54' kann ausgebildet werden, nachdem die Rollenanordnung 22 und die zweite Laufbahn 60 eingesetzt sind. In anderer Hinsicht sind die Ausführungsbeispiele gleich, einschließlich des Abstandes zwischen den Laufbahnen 52' und 60 während des Betriebs.

Claims

Drucklageranordnung mit – einem ersten Axiallaufbahnglied (52), das eine radiale Laufbahnoberfläche (53) aufweist, mit einem Flansch (56), der sich von der Laufbahnoberfläche her erstreckt und eine äußere Oberfläche (55) hat, die einen Durchmesser e hat, und mit einer radialen Lippe (54), die sich radial über den Flansch (56) hinaus erstreckt, wobei die radiale Lippe einen maximalen Durchmesser D hat, der größer ist als der Durchmesser e; – einer Rollenanordnung (22), die um die äußere Oberfläche des Flanschs des ersten Axiallaufbahngliedes herum innerhalb der radialen Lippe des ersten Axiallaufbahngliedes angeordnet ist; – und einem zweiten Axiallaufbahnglied (60), das eine radiale Laufbahnoberfläche (61) und einen Führungsflansch (62) aufweist, der sich von der Laufbahnoberfläche her erstreckt und eine Haltelippe (64) aufweist, wobei die Haltelippe einen minimalen Durchmesser d hat, der kleiner ist als der maximale Durchmesser D und größer als der Durchmesser e, so daß das zweite Axiallaufbahnglied (60) innerhalb der radialen Lippe (54) des ersten Axiallaufbahngliedes angeordnet und dadurch gehalten ist, und wobei ein Freiraum zwischen der Haltelippe und der äußeren Oberfläche des Flanschs des ersten Axiallaufbahngliedes vorhanden ist.
Anordnung nach Anspruch 1, bei der der Flansch (56) des ersten Axiallaufbahngliedes sich in einer ersten Richtung über die Rollenanordnung (22) hinaus erstreckt und der Führungsflansch des zweiten Axiallaufbahngliedes sich von der Rollenanordnung in der ersten Richtung weg erstreckt.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Lippe (54) des ersten Axiallaufbahngliedes durch einen gezogenen Napf (70) gebildet ist, der um das erste Axiallaufbahnglied herum angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der der Flansch (56) des ersten Axiallaufbahnglieds einen abgebogenen Abschnitt aufweist, um die Lippe (54) des ersten Axiallaufbahngliedes zu bilden.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Lippe (54) des ersten Axiallaufbahngliedes sich von dem Flansch (56) des ersten Axiallaufbahnglieds weg unter einem Winkel zwischen 45 und 90° erstreckt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Lippe (64) des zweiten Axiallaufbahngliedes sich von dem Führungsflansch (62) des zweiten Axiallaufbahngliedes weg unter einem Winkel zwischen 45 und 90° erstreckt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Haltelippe (64) des zweiten Axiallaufbahngliedes sich von dem Führungsflansch (62) des zweiten Axiallaufbahngliedes unter einem Winkel zwischen 0 und 90° erstreckt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Führungsflansch (62) des zweiten Axiallaufbahnglieds durch eine Reihe von gegenseitig beabstandeten Clips gebildet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Haltelippe (64) des zweiten Axiallaufbahngliedes durch eine Reihe von gegenseitig beabstandeten Laschen gebildet ist.
Anordnung (50) mit – ersten und zweiten Stützgliedern (10, 12), die relativ zueinander drehbar sind, wobei das erste Stützglied eine innere Oberfläche (11) bildet, die einen Durchmesser B hat, und das zweite Stützglied eine äußere Oberfläche (14) bildet, die einen Durchmesser E hat; und – mit einer Drucklageranordnung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Flansch (56) der radialen Laufbahnoberfläche (53) des ersten Axial laufbahngliedes (52) eine innere Oberfläche (57) mit einem Durchmesser i hat, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser E ist, und der Führungsflansch (62) sich von der radialen Laufbahnoberfläche (61) des zweiten Axiallaufbahngliedes (60) erstreckt und eine äußere Oberfläche (63) hat, die einen Durchmesser P hat, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser B ist; – und wobei die Drucklageranordnung zwischen den ersten und zweiten Stützgliedern (10, 12) angeordnet ist, wobei die innere Oberfläche (57) des Flanschs des ersten Axiallaufbahngliedes auf der äußeren Oberfläche (14) des zweiten Stützgliedes geführt ist, und wobei die äußere Oberfläche (63) des Führungsflansches des zweiten Axiallaufbahngliedes auf der inneren Oberfläche (11) des ersten Stützgliedes geführt ist, so daß ein Freiraum zwischen der Haltelippe (64) und der äußeren Oberfläche (55) des Flansches des ersten Axiallaufbahngliedes besteht.
Anordnung nach Anspruch 10, bei der das erste Stützglied ein kurzes Sonnenrad (10) und das zweite Stützglied ein langes Sonnenrad (12) eines Planetengetriebes ist.
Anordnung nach Anspruch 10, bei der das erste Stützglied ein Gehäuse (10) und das zweite Stützglied eine Welle (12) ist.