EP1115984A1 - Lagerung einer welle mit geteilten wälzlagern - Google Patents

Lagerung einer welle mit geteilten wälzlagern

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EP1115984A1
EP1115984A1 EP99942844A EP99942844A EP1115984A1 EP 1115984 A1 EP1115984 A1 EP 1115984A1 EP 99942844 A EP99942844 A EP 99942844A EP 99942844 A EP99942844 A EP 99942844A EP 1115984 A1 EP1115984 A1 EP 1115984A1
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EP
European Patent Office
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shells
projections
cage
shaft journal
recess
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99942844A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oskar HÄUSLER
Stefan JÄGER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHO Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
INA Waelzlager Schaeffler OHG
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19844203A external-priority patent/DE19844203A1/de
Priority claimed from DE19926406A external-priority patent/DE19926406A1/de
Application filed by INA Waelzlager Schaeffler OHG filed Critical INA Waelzlager Schaeffler OHG
Publication of EP1115984A1 publication Critical patent/EP1115984A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/44—Needle bearings
    • F16C19/46—Needle bearings with one row or needles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
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    • F16C27/066—Ball or roller bearings
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    • F16C33/46—Cages for rollers or needles
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    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/60—Raceways; Race rings divided or split, e.g. comprising two juxtaposed rings
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    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0476—Camshaft bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/18—Camshafts

Definitions

  • the invention relates to a base bearing for a crankshaft or control shaft, which is arranged between a housing and a shaft journal, rolling elements running in a cage rolling on an outer surface of the shaft journal, the outer raceway of which is formed by two half-shells which are enclosed by a component holding them together are.
  • the invention relates to a base bearing, the half shells of which are not enclosed by a component holding them together.
  • the invention is therefore based on the object of developing a bearing arrangement for a stepped shaft with split roller bearings, which is considerably simplified in manufacture and assembly.
  • this object is achieved according to the characterizing part of claim 1 in that the component is designed as an elastic slotted ring which surrounds the half-shells with pretension and that projections protrude radially inward from the cage into at least one groove of the shaft journal or one Cover the shoulder of the shaft journal on its end faces and thus guide the rolling element ring axially on both sides.
  • the slotted ring is made of an iron material or a polymeric material.
  • spring steel is conceivable as the iron material.
  • the slotted ring is made of polyamide (PA), which may be reinforced with glass fibers.
  • PA polyamide
  • Polyamides are thermoplastic materials that have balanced mechanical properties, in particular they have good dimensional stability in heat and are also very resistant to fuels and lubricants. Fiber-reinforced thermoplastics have a higher stiffness and higher softening temperatures than the original thermoplastics.
  • connection between the slotted ring and half-shells or the connection between the slotted ring and the cage is evident from claims 4 and 5. It is provided according to claim 4 that the slotted ring surrounds the half-shells with two spaced apart, radially inward projections. It is apparent from claim 5 that the cage surrounds the slotted ring with two spaced apart, radially outward projections.
  • the slotted ring should be formed with a lock.
  • the object of the invention is also achieved in that the component is designed as an elastic slotted ring which surrounds the half-shells with pretension and that the half-shells are at least partially arranged with their end faces within a recess of the shaft journal, so that the axial guidance of the rolling element ring takes place on both sides through the recess, the elastic slotted ring with its inner diameter projecting radially beyond the lateral surface of the shaft journal in connection with the recess.
  • the object of the invention is also achieved according to the third independent claim 10 in that the two half-shells are captively connected to one another, in that protrusions projecting radially inward from the cage engage in at least one groove or cover a shoulder on both sides on its end faces and so on axially guide the rolling element ring on both sides and that the axial guidance of the half-shells takes place either by projections projecting radially outward from the cage, which encompass the half-shells on both sides, or by projections projecting radially inward from the half-shells, which encompass the rolling elements on both sides.
  • the projections are designed either as a closed ring or as evenly spaced elevations in the circumferential direction.
  • a projection of a half-shell in a circumferential direction Recess of the other half-shell engages, wherein according to claim 14 these projections are to be made elastic.
  • the two half-shells can be assembled in a particularly simple manner to form a stable outer bearing ring.
  • the half-shells are to be connected to one another by radially outwardly directed extensions which engage in an associated recess in a housing part. This ensures in a simple manner that the half-shells in the housing part are secured against rotation.
  • the object of the invention is achieved in that the two half-shells are captively connected to one another and half-shells and rolling element ring are arranged in a recess of a shaft that their axial guidance takes place on both sides through the recess, the Half-shells protrude in the radial direction from the outer surface of the shaft journal in connection with the recess.
  • This arrangement ensures that the bearing cage and half-shell can be manufactured in particularly simple cross-sectional shapes and thus in a particularly cost-effective manner.
  • 1 is a schematic representation of a stepped shaft
  • 2, 3, 4, 5 is a partial longitudinal section through a shaft in the area of the supported shaft journal
  • FIG. 7 is a plan view of a slotted ring
  • 10 and 11 is a partial plan view of two half-shells snapped into one another
  • Fig. 12, 13, 14, a partial longitudinal section through a shaft 15 and 16 in the region of their storage.
  • the crankshaft shown in FIG. 1 and designated by 1 consists of the shaft journal 2, which rotates about its axis 6.
  • the shaft journal 2 has two radially opposite cheeks 4 at two points, which are connected to each other by a crank journal 3, which are arranged eccentrically to the axis of rotation 6.
  • the eccentrically arranged masses of the two crank pins 3 are balanced by counter masses 5 when the shaft 1 rotates.
  • the shaft 1 has three circumferential points 7, which are base bearing points.
  • the base bearing arrangement shown in FIG. 2 consists of section 24, which has the same diameter as the shaft journal 2.
  • the outer surface of section 24 forms the inner raceway 9 for the bearing needles 11 guided in the cage 21, the outer raceway 18 being formed by the half-shells 12 and 13 which are encompassed by the slotted ring 16 which has projections 17 directed radially inwards.
  • the cage 21 has spaced apart radially outward projections 15 which radially encompass both the half-shells 12 and 13 and the slotted ring 16. At the left-hand end, the cage 21 has the radially inward projection 22 which engages in the groove 23 of the shaft journal 2.
  • the cohesion of the bearing arrangement in the axial direction is formed by the projections 15 and 22 of the cage 21, by the projections 17 of the ring 16 and by the groove 23 of the shaft journal 2.
  • the cohesion of the bearing arrangement according to the invention is effected on the one hand by the radially inward projection 22 of the cage 25 which engages in the groove 23 and on the other hand by the projections 20 of the half-shells 12 and 13 which the bearing needles 11 radially cover up.
  • the base bearing shown in FIG. 4 has the enlarged shoulder 8 of the shaft journal 2, the outer surface of which forms the inner raceway 9 for bearing needles 11 guided in the cage 10.
  • the outer race 18 of the bearing needles 11 is in turn formed by the two half-shells 12 and 13, which are also surrounded by the elastic slotted ring 16.
  • the ring 16 has at its two axial ends radially inwardly pointing projections 17 which comprise the two half-shells 12 and 13.
  • the cage 10 has two spaced apart radially inward projections 14 which cover the shoulder 8 in the radial direction, so that the rolling element ring consisting of the cage 10 and bearing needles 11 is axially secured.
  • the cage 10 also has two spaced apart radially outwardly projecting projections 15 which cover the slotted ring 16 in the radial direction. In this way, a captive bearing arrangement is formed, which is firmly connected to the shaft 1.
  • the base bearing shown in FIG. 5 consists of the shoulder 8, the outer surface of which forms the inner raceway 9 for bearing needles 11 guided in the cage 19.
  • the outer race 18 is provided by the two half-shells 12 and 13, which have a radially inward projection 20 at their two ends, so that the half-shells 12, 13 cannot slide from the bearing needles 11 in the axial direction.
  • the slotted ring 16 is arranged on the outer surface of the half-shells 12 and 13.
  • the cage 19 is equipped with radially inwardly pointing projections 14, which radially encompass the shoulder 8 on both sides, so that a bearing arrangement which is fixedly connected to the shaft 1 is formed.
  • the shaft journal 2 has the recess 26 in which the bearing axles 11 guided in the cage 27 are arranged.
  • the half-shells 12 and 13 are surrounded by the slotted ring 16 and are located radially in part in the recess 26, the inner diameter of the slotted ring 16 being larger than the diameter of the shaft journal 2.
  • FIG. 7 shows a top view of the ring 16 with its slot 28 and the half-shells 12, 13 underneath.
  • the half-shells 12 and 13 partially shown in cross section in FIGS. 8 and 9 form the outer race 18 for bearing bearings 11 guided in the cage 21, the inner race 9 of which is formed by part of a lateral surface of the shaft journal 2.
  • the half-shells 12 and 12 each have an extension 29 and 30 at their opposite ends, which connects them to one another.
  • the two radial extensions 29 and 30 lie on one another over the entire surface and are connected by spot welding.
  • the extension 30 is greater in its radial length than the extension 29, so that it is flanged around it by a flanging process. can be hit. In this way, a captive bearing is formed, which forms a preassembled unit with the associated shaft 1. If the connection point consisting of the extensions 29 and 30 between the two half-shells 12, 13 is now accommodated in a corresponding recess in an associated housing (not shown), these are secured in a simple manner by twisting.
  • FIGS. 10 and 11 A particularly simple positive connection between the two half-shells 12 and 13 is shown in FIGS. 10 and 11.
  • This consists in the fact that projections 31, 31.1, 31.2, 32, 32.1, 32.2 engage in associated recesses 33 and 34.
  • the overlaps between projections 31, 31.1, 31.2, 32, 32.1, 32.2 and recesses 33, 34 are selected so that an elastic snap is possible.
  • the projections can also be composed of the two individual projections 31.1 and 31.2 or 32.1 and 32.2 spaced apart from one another, so that they can be deformed particularly elastically.
  • the captive bearing arrangement is designed such that bearing needles 11 guided in the cage 21 are arranged on the section 24, the cage 21 on the left-hand side having the radially inward-pointing projection 22 which engages in the groove 23 of the shaft journal 2. Furthermore, the cage 21 has projections 15 pointing radially outwards on both sides, which cover the half-shells 12, 13 in the radial direction. According to FIG. 13, the axial securing of the half-shells 12, 13 is not realized by the cage 25, but by radially inward projections 20 of the half-shells 12, 13 themselves. For example, in the present case, these projections 20 could be designed as peripheral rims.
  • the rolling element ring consisting of bearing needles 11 and cage 10, 19 is secured in the axial direction on both sides in such a way that the cages 10, 19 project radially inwards have, which cover the shaft shoulder 8 on its end faces.
  • the axial guidance of the half-shells 12, 13 is realized according to FIG. 14 by radially outward projections 15 of the cage 10 and according to FIG. 15 again by radially inward projections 20 of the bearing shells 12, 13.
  • the shaft journal 2 has a recess 26 in which the bearing arrangement consisting of rolling elements 11, cage 27 and bearing half-shells 12, 13 is accommodated.
  • the bearing arrangement is dimensioned in the radial direction such that the radial dimensions of the bearing half-shells 12, 13 are larger than the areas of the shaft journal 2 which directly adjoin the recess 26.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Eine aus Wellenzapfen (2) und wenigstens einem zu diesem exzentrisch verlaufenden Hubzapfen (3) bestehende Kurbelwelle (1) ist in geteilten Halbschalen (12, 13) gelagert, wobei erfindungsgemäß die Halbschalen (12, 13) von einem elastischen geschlitzten Ring (16) mit Vorspannung umschlossen sind, wobei radial nach innen aus dem Käfig (10, 19, 21, 25) herausragende Vorsprünge (14, 22) in wenigstens eine Nut (23) des Wellenzapfens (2) eingreifen oder einen Absatz (8) des Wellenzapfens (2) an seinen Stirnseiten überdecken. Auf diese Weise ist eine vormontierte aus Wälzlagern und Welle (1) bestehende Baueinheit geschaffen.

Description

Lagerung einer Welle mit geteilten Wälzlagern
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Grundlager für eine Kurbelwelle oder Steuerwelle, das zwischen einem Gehäuse und einem Wellenzapfen angeordnet ist, wobei auf einer Mantelfläche des Wellenzapfens in einem Käfig geführte Wälzkörper abrollen, deren äußere Laufbahn von zwei Halbschalen gebildet ist, die von einem diese zusammenhaltenden Bauteil umschlossen sind. Außerdem betrifft die Erfindung ein Grundlager, dessen Halbschalen nicht von einem diese zusammenhaltenden Bauteil umschlossen sind.
Hintergrund der Erfindung
Aus der US 19 21 488 ist ein Grundlager einer aus Wellenzapfen und Kurbelzapfen bestehenden Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem der Wellenzapfen auf mehreren nebeneinander angeordneten, in Käfigen geführten Lagernadeln gehalten ist, d. h. die Mantelfläche des Wellenzapfens bildet die innere Laufbahn für die Nadelkränze. Die äußere Laufbahn wird von zwei Halbschalen gebildet, wobei die eine Halbschale an ihren Enden mit je einem Vorsprung in eine zugehörige Ausnehmung der anderen Halbschalen eingreift. Die gesamte Lageranordnung wird nun durch eine die zwei Halbschalen umschließende geteilte Anschlußkonstruktion zusammengehalten, die an beiden Enden je einen radial gerichteten Flansch aufweist, der mit Durchtrittsbohrungen ausgestattet ist. Die anein- anderliegenden Flansche werden jetzt mittels zweier Befestigungsschrau- ben zusammengehalten, so daß eine kompakte Lagereinheit gebildet ist. Dabei ist von Nachteil, daß die Montage der Welle mit den zugehörigen Lagern, beispielsweise in einem Gehäuse, erst beim Kunden möglich ist. Es ist weiter von Nachteil, daß auf dem Transportwege zum Kunden die zur Welle zugehörigen Lager in ihre Einzelbestandteile zerfallen und beim Kun- den erst wieder mühsam zusammengesetzt werden müssen.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung für eine abgestufte Welle mit geteilten Wälzlagern zu entwickeln, die in Herstellung und Montage wesentlich vereinfacht ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, daß das Bauteil als ein elastischer geschlitzter Ring ausgebildet ist, der die Halbschalen mit Vorspannung umschließt und daß radial nach innen aus dem Käfig herausragende Vorsprünge in wenigstens eine Nut des Wellenzapfens eingreifen oder einen Absatz des Wellenzapfens an seinen Stirnseiten überdecken und so den Wälzkörperkranz nach beiden Seiten axial führen.
Auf diese Weise ist eine einfache verliersichere Halterung von vormontierten Wälzlagern auf der abgesetzten Welle, die als Kurbelwelle oder Steuerwelle, vorzugsweise Nockenwelle, ausgebildet sein kann, sichergestellt, so daß diese aus Welle und Lager(n) bestehende Baueinheit direkt Vorort verbaut werden kann. Für den Anwender einer solchen Welle bedeutet dies eine wesentliche Vereinfachung des Montageprozeßes, da statt Welle und mehreren zugehörigen Wälzlagern nur noch eine komplette Baueinheit zu handhaben ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Erfindungsvariante sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 beschrieben. So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß der geschlitzte Ring aus einem Eisenwerkstoff oder aus einem polymeren Werkstoff gefertigt ist. Als Eisenwerkstoff ist beispielsweise ein Federstahl denkbar.
Aus Anspruch 3 geht hervor, daß der geschlitzte Ring aus Polyamid (PA) besteht, das ggf. mit Glasfasern verstärkt ist. Polyamide sind thermoplastische Kunststoffe, die ausgewogene mechanische Eigenschaften besitzen, insbesondere weisen sie eine gute Formbeständigkeit in Wärme auf und sind auch gegenüber Treib- und Schmierstoffen sehr beständig. Faserverstärkte Thermoplaste haben eine höhere Steifigkeit und höhere Erweichungstemperaturen als die Ausgangsthermoplaste.
Die Verbindung zwischen geschlitztem Ring und Halbschalen bzw. die Ver- bindung zwischen geschlitztem Ring und Käfig geht aus den Ansprüchen 4 und 5 hervor. So ist nach Anspruch 4 vorgesehen, daß der geschlitzte Ring die Halbschalen mit zwei von einander beabstandeten, radial nach innen gerichteten Vorsprüngen umgreift. Aus Anspruch 5 geht hervor, daß der Käfig den geschlitzten Ring mit zwei voneinander beabstandeten, radial nach außen gerichteten Vorsprüngen umgreift.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 6 und 7 beschrieben. Danach ist vorgesehen, daß die Vorsprünge entweder als ein geschlossener Ring oder als gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinan- der beabstandete Erhebungen ausgebildet sind.
Nach einem zusätzlichen weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 8 soll der geschlitzte Ring mit einem Schloß ausgebildet sein. Auf diese Weise ist eine besonders stabile Lageranordnung geschaffen, da die beiden in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Enden des Ringes miteinander verbunden sind. Nach dem zweiten unabhängigen Anspruch 9 wird die Aufgabe der Erfindung auch dadurch gelöst, daß das Bauteil als ein elastischer geschlitzter Ring ausgebildet ist, der die Halbschalen mit Vorspannung umschließt und daß die Halbschalen wenigstens teilweise mit ihren Stirnflächen innerhalb einer Ausnehmung des Wellenzapfens angeordnet sind, so daß die axiale Führung des Wälzkörperkranzes nach beiden Seiten durch die Ausnehmung erfolgt, wobei der elastische geschlitzte Ring mit seinem Innendurchmesser in radialer Richtung die Mantelfläche des Wellenzapfens im An- schluß an die Ausnehmung überragt.
Die Aufgabe der Erfindung wird nach dem dritten unabhängigen Anspruch 10 auch dadurch glöst, daß die beiden Halbschalen unverlierbar miteinander verbunden sind, daß radial nach innen aus dem Käfig heraus- ragende Vorsprünge in wenigstens eine Nut eingreifen oder einen Absatz beidseitig an seinen Stirnflächen überdecken und so den Wälzkörperkranz nach beiden Seiten axialen führen und daß die axiale Führung der Halbschalen entweder durch radial nach außen aus dem Käfig herausragende Vorsprünge, die die Halbschalen beidseitig umfassen oder durch radial nach innen aus den Halbschalen herausragende Vorsprünge erfolgt, die die Wälzkörper beidseitig umfassen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Erfindungsvariante sind in den Ansprüchen 11 bis 15 beschrieben.
So geht aus den Ansprüchen 11 und 12 hervor, daß die Vorsprünge entweder als ein geschlossener Ring oder als gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Erhebungen ausgebildet sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 13 ist vorgesehen, daß in Umfangsrichtung ein Vorsprung einer Halbschale in eine Ausnehmung der anderen Halbschale eingreift, wobei nach Anspruch 14 diese Vorsprünge elastisch ausgebildet sein sollen. Auf diese Weise läßt sich in besonders einfacher Weise ein Zusammenbau der beiden Halbschalen zu einem stabilen Lageraußenring bewerkstelligen.
Nach einem anderen Merkmal gemäß Anspruch 15 sollen die Halbschalen durch radial nach außen gerichtete Fortsätze miteinander verbunden sein, die in eine zugehörige Vertiefung eines Gehäuseteils eingreifen. Dadurch ist in einfacher Weise sichergestellt, daß die Halbschalen im Gehäuseteil gegen Verdrehung gesichert sind.
Nach dem vierten unabhängigen Anspruch 16 schließlich wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, daß die beiden Halbschalen unverlierbar miteinander verbunden sind und Halbschalen sowie Wälzkörperkranz so in einer Ausnehmung einer Welle angeordnet sind, daß deren axiale Führung nach beiden Seiten durch die Ausnehmung erfolgt, wobei die Halbschalen in radialer Richtung die Mantelfläche des Wellenzapfens im Anschluß an die Ausnehmung überragen. Durch diese Anordnung ist sichergestellt, daß Lagerkäfig und Halbschale in besonders einfachen Querschnittsformen und damit in besonders kostengünstiger Weise gefertigt werden können.
Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer abgesetzten Welle, Fig. 2, 3, 4, 5, 6 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Welle im Bereich des gelagerten Wellenzapfens,
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen geschlitzten Ring,
Fig. 8 und 9 einen teilweisen Querschnitt zweier verbundener
Halbschalen,
Fig. 10 und 11 eine teilweise Draufsicht auf zwei ineinander ge- schnappte Halbschalen,
Fig. 12, 13, 14, einen teilweisen Längsschnitt durch eine Welle 15 und 16 im Bereich ihrer Lagerung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die in Figur 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Kurbelwelle besteht aus dem Wellenzapfen 2, der um seine Achse 6 rotiert. Der Wellenzapfen 2 weist an zwei Stellen je zwei radial gegenüberliegende Wangen 4 auf, die durch je einen Kurbelzapfen 3 miteinander verbunden sind, die exzentrisch zur Rotationsachse 6 angeordnet sind. Die exzentrisch angeordneten Massen der beiden Kurbelzapfen 3 werden bei Rotation der Welle 1 durch Gegenmassen 5 ausgeglichen. Die Welle 1 weist im vorliegenden Fall drei Umfangsstellen 7 auf, die Grundlagerstellen sind.
Die in Figur 2 dargestellte Grundlageranordnung besteht aus dem Abschnitt 24, der den gleichen Durchmesser wie der Wellenzapfen 2 hat. Die Mantelfläche des Abschnittes 24 bildet die innere Laufbahn 9 für die im Käfig 21 geführten Lagernadeln 11 , wobei die äußere Laufbahn 18 von den Halbschalen 12 und 13 gebildet ist, die vom geschlitzten Ring 16 umgriffen sind, der nach radial innen gerichtete Vorsprünge 17 aufweist. Der Käfig 21 besitzt voneinander beabstandete radial nach außen weisende Vorsprünge 15, die sowohl die Halbschalen 12 und 13 als auch den geschlitzten Ring 16 radial umgreifen. Am linksseitigen Ende weist der Käfig 21 den radial nach innen weisenden Vorsprung 22 auf, der in die Nut 23 des Wellen- zapfens 2 eingreift. Der Zusammenhalt der Lageranordnung in axialer Richtung ist durch die Vorsprünge 15 und 22 des Käfigs 21 , durch die Vorsprünge 17 des Ringes 16 und durch die Nut 23 des Wellenzapfens 2 gebildet.
Bei dem in Figur 3 gezeigten Grundlager wird der Zusammenhalt der erfindungsgemäßen Lageranordnung einerseits durch den radial nach innen gerichteten Vorsprung 22 des Käfigs 25 bewirkt, der in die Nut 23 eingreift und andererseits durch die Vorsprünge 20 der Halbschalen 12 und 13, die die Lagernadeln 11 radial überdecken.
Das in Figur 4 gezeigte Grundlager weist den im Durchmesser vergrößerten Absatz 8 des Wellenzapfens 2 auf, dessen Mantelfläche die innere Laufbahn 9 für im Käfig 10 geführte Lagernadeln 11 bildet. Die äußere Laufbahn 18 der Lagernadeln 11 wird wiederum durch die beiden Halbschalen 12 und 13 gebildet, die ebenfalls von dem elastischen geschlitzten Ring 16 umgeben sind. Der Ring 16 weist an seinen beiden axialen Enden radial nach innen zeigende Vorsprünge 17 auf, die die beiden Halbschalen 12 und 13 umfassen. Der Käfig 10 besitzt zwei voneinander beabstandete radial nach innen zeigende Vorsprünge 14, die den Absatz 8 in radialer Richtung überdecken, so daß der aus Käfig 10 und Lagernadeln 11 bestehende Wälzkörperkranz axial gesichert ist. Der Käfig 10 weist außerdem zwei voneinander beabstandte radial nach außen zeigende Vorsprünge 15 auf, die den geschlitzten Ring 16 in radialer Richtung überdecken. Auf diese Weise ist eine verliersichere Lageranordnung gebildet, die fest mit der Welle 1 verbunden ist. Das in Figur 5 gezeigte Grundlager besteht, wie vorstehend beschrieben, aus dem Absatz 8, dessen Mantelfläche die innere Laufbahn 9 für in dem Käfig 19 geführte Lagernadeln 11 bildet. Die äußere Laufbahn 18 wird von den beiden Halbschalen 12 und 13 gestellt, die ihren beiden Enden einen radial nach innen zeigenden Vorsprung 20 besitzen, so daß die Halbschalen 12, 13 in axialer Richtung nicht von den Lagernadeln 11 gleiten können. Auf der Mantelfläche der Halbschalen 12 und 13 ist erfindungsgemäß der geschlitzte Ring 16 angeordnet. Der Käfig 19 ist mit radial nach innen zeigenden Vorsprüngen 14 ausgestattet, die den Absatz 8 beidseitig radial umgreifen, so daß eine fest mit der Welle 1 verbundene Lageranordnung gebildet ist.
In der in Figur 6 dargestellten Grundlageranordnung weist der Wellenzapfen 2 die Ausnehmung 26 auf, in der die im Käfig 27 geführten Lagerna- dein 11 angeordnet sind. Die Halbschalen 12 und 13 sind vom geschlitzten Ring 16 umgeben und befinden sich radial zum Teil in der Ausnehmung 26, wobei der Innendurchmesser des geschlitzten Ringes 16 größer ist, als der Durchmesser des Wellenzapfens 2.
In Figur 7 schließlich ist eine Draufsicht auf den Ring 16 mit seinem Schlitz 28 und den darunterliegenden Halbschalen 12, 13 gezeigt.
Die in den Figuren 8 und 9 im Querschnitt teilweise gezeigten Halbschalen 12 und 13 bilden die äußere Laufbahn 18 für im Käfig 21 geführte Lagerna- dein 11 , deren innere Laufbahn 9 von einem Teil einer Mantelfläche des Wellenzapfens 2 gebildet ist. Die Halbschalen 12 und 12 weisen an ihren gegenüberliegenden Enden je einen Fortsatz 29 und 30 auf, der sie miteinander verbindet. Gemäß Figur 8 liegen die beiden radialen Fortsätze 29 und 30 ganzflächig aufeinander und sind durch Punktschweißen verbunden. Nach Figur 9 ist der Fortsatz 30 in seiner radialen Länge größer als der Fortsatz 29, so daß er durch einen Bördelvorgang um diesen herum ge- schlagen werden kann. Auf diese Weise ist eine verliersichere Lagerung gebildet, die mit der zugehörigen Welle 1 eine vormontierte Baueinheit bildet. Wird nun die aus den Fortsätzen 29 und 30 bestehende Verbindungsstelle zwischen den beiden Halbschalen 12, 13 in einer entsprechenden Ausnehmung eines nicht gezeichneten zugehörigen Gehäuses untergebracht, so sind diese durch Verdrehen in einfacher Art und Weise gesichert.
In den Figuren 10 und 11 ist eine besonders einfache formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Halbschalen 12 und 13 gezeigt. Diese be- steht darin, daß Vorsprünge 31 , 31.1 , 31.2, 32, 32.1 , 32.2 in zugehörige Ausnehmungen 33 und 34 eingreifen. Dabei sind die Überdeckungen zwischen Vorsprüngen 31 , 31.1 , 31.2, 32, 32.1 , 32.2 und Ausnehmungen 33, 34 so gewählt, daß ein elastisches Einschnappen möglich ist. Wie die Figur 11 zeigt, können sich die Vorsprünge auch aus den beiden von- einander beabstandeten Einzelvorsprüngen 31.1 und 31.2 bzw. 32.1 und 32.2 zusammensetzen, so daß diese besonders elastisch verformbar sind.
Wie Figur 12 zeigt, ist die unverlierbare Lageranordnung so ausgeführt, daß auf dem Abschnitt 24 im Käfig 21 geführte Lagernadeln 11 angeordnet sind, wobei der Käfig 21 linksseitig den radial nach innen weisenden Vorsprung 22 aufweist, der in die Nut 23 des Wellenzapfens 2 eingreift. Des weiteren weist der Käfig 21 beidseitig radial nach außen weisende Vorsprünge 15 auf, die die Halbschalen 12, 13 in radialer Richtung überdek- ken. Nach Figur 13 wird die axiale Sicherung der Halbschalen 12, 13 nicht durch den Käfig 25, sondern durch radial nach innen gerichtete Vorsprünge 20 der Halbschalen 12, 13 selbst realisiert. Beispielsweise könnten im vorliegenden Fall diese Vorsprünge 20 als umlaufende Borde ausgebildet sein.
Nach den Figuren 14 und 15 wird der aus Lagernadeln 11 und Käfig 10, 19 bestehende Wälzkörperkranz in axialer Richtung nach beiden Seiten derart gesichert, daß die Käfige 10, 19 radial nach innen weisende Vorsprünge 14 aufweisen, die den Wellenabsatz 8 an seinen Stirnseiten überdecken. Die axiale Führung der Halbschalen 12, 13 wird gemäß Figur 14 durch radial nach außen gerichtete Vorsprünge 15 des Käfigs 10 und nach Figur 15 wiederum durch radial nach innen gerichtete Vorsprünge 20 der Lagerhajb- schalen 12, 13 realisiert.
In Figur 16 ist die im vierten unabhängigen Anspruch 16 beschriebene Lösung zeichnerisch dargestellt. Danach weist der Wellenzapfen 2 eine Ausnehmung 26 auf, in der die aus Wälzkörpern 11 , Käfig 27 und Lagerhalb- schalen 12, 13 bestehende Lageranordnung untergebracht ist. Dabei ist die Lageranordnung in radialer Richtung so dimensioniert, daß die Lagerhalbschalen 12, 13 in ihrer radialen Ausdehnung größer als die Bereiche des Wellenzapfens 2 sind, die sich unmittelbar an die Ausnehmung 26 anschließen.
Bezugszeichen
Kurbelwelle 29 Fortsatz
Wellenzapfen 30 Fortsatz
Kurbelzapfen 31 Vorsprung
Wange 31.1 Vorsprung
Gegenmasse 31.2 Vorsprung
Rotationsachse 32 Vorsprung
Umfangsstelle 32.1 Vorsprung
Absatz 32.2 Vorsprung innere Laufbahn 33 Ausnehmung
Käfig 34 Ausnehmung
Lagernadel
Halbschale
Halbschale
Vorsprung
Vorsprung geschlitzter Ring
Vorsprung äußere Laufbahn
Käfig
Vorsprung
Käfig
Vorsprung
Nut
Abschnitt
Käfig
Ausnehmung
Käfig
Schlitz

Claims

Patentansprüche
1. Grundlager für eine Kurbelwelle (1 ) oder Steuerwelle, das zwischen einem Gehäuse und einem Wellenzapfen (2) angeordnet ist, wobei auf einer Mantelfläche des Wellenzapfens (2) in einem Käfig (10, 19, 21 , 25) geführte Wälzkörper (11 ) abrollen, deren äußere Laufbahn (18) von zwei Halbschalen (12, 13) gebildet ist, die von einem diese zusammenhaltenden Bauteil umschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil als ein elastischer geschlitzter Ring (16) ausgebildet ist, der die Halbschalen (12, 13) mit Vorspannung umschließt und daß radial nach innen aus dem Käfig (10, 19, 21 , 25) herausragende Vorsprünge (14, 22) in wenigstens eine Nut (23) des Wellenzapfens (2) eingreifen oder einen Absatz (8) des Wellenzapfens (2) an seinen Stirnseiten überdecken und so den Wälzkörperkranz nach beiden Seiten axial führen.
2. Lagerung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der geschlitzte Ring (16) aus einem Eisenwerkstoff oder aus einem polyme- ren Werkstoff gefertigt ist.
3. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlitzte Ring (16) aus Polyamid (PA) besteht, das gegebenenfalls mit Glasfasern verstärkt ist.
4. Lagerung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichent, daß der geschlitzte Ring (16) die Halbschalen (12, 13) mit zwei voneinander beabstandeten, radial nach innen gerichteten Vorsprüngen (17) umgreift.
5. Lagerung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (10, 21 ) den geschlitzten Ring (16) mit zwei voneinander beabstandeten, radial nach außen gerichteten Vorsprüngen (15) umgreift.
6. Lagerung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (14, 15, 17, 20, 22) als ein geschlossener Ring ausgebildet sind.
7. Lageranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (14, 15, 17, 20, 22) als gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Erhebungen ausgebildet sind.
8. Lageranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der geschlitzte Ring (16) mit einem Schloß ausgebildet ist.
9. Grundlager nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil als ein elastischer geschlitzter Ring (16) ausgebildet ist, der die Halbschalen (12, 13) mit Vorspannung umschließt und daß die Halbschalen (12, 13) wenigstens teilweise mit ihren Stirnflächen innerhalb einer Ausnehmung (26) des Wellenzapfens (2) angeordnet sind, so daß die axiale Führung des Wälzkörperkranzes nach beiden Seiten durch die Ausnehmung (26) erfolgt, wobei der elastische geschlitzte Ring (16) mit seinem Innendurchmesser in radialer Richtung die Mantelfläche des Wellenzapfens (2) im Anschluß an die Ausnehmung (26) überragt.
10. Grundlager für eine Kurbelwelle (1 ) oder Steuerwelle, das zwischen einem Gehäuse und einem Wellenzapfen (2) angeordnet ist, wobei auf einer Mantelfläche des Wellenzapfens (2) in einem Käfig (10, 19, 21 , 25) geführte Wälzkörper (11 ) abrollen, deren äußere Laufbahn (18) von zwei Halbschalen (12, 13) gebildet ist, dadurch ge- kennzeichnet, daß die beiden Halbschalen (12, 13) unverlierbar miteinander verbunden sind, daß radial nach innen aus dem Käfig 21 , 25) herausragende Vorsprünge (22, 14) in wenigstens eine Nut (23) eingreifen oder einen Absatz (8) beidseitig an seinen Stirnseiten überdecken und so den Wälzkörperkranz nach beiden Seiten axial führen und daß die axiale Führung der Halbschalen (12, 13) entweder durch radial nach außen aus dem Käfig (21 ) herausragenden Vorsprünge (15), die die Halbschalen (12, 13) beidseitig umfassen oder durch radial nach innen aus den Halbschalen (12, 13) herausragende Vorsprünge (20) erfolgt, die die Wälzkörper (11 ) beidseitig umfassen.
11. Lagerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (15, 20, 22) als geschlossener Ring ausgebildet sind
12. Lagerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (15, 20, 22) als gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Erhebungen ausgebildet sind.
13. Lagerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung ein Vorsprung (31 , 31.1 , 31.2, 32, 32.1 , 32.2) einer Halbschale (13) in eine Ausnehmung (33, 34) der anderen Halbschale (12) eingreift.
14. Lagerung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (31 , 31.1 , 31.2, 32, 32.1 , 32.2) elastisch ausgebildet sind.
15. Lagerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (12, 13) durch radial nach außen gerichtete Fortsätze (29, 30) miteinander verbunden sind, die in eine zugehörige Vertiefung eines Gehäuseteils eingreifen.
16. Grundlager nach dem Oberbegriff von Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbschalen (12, 13) unverlierbar miteinander verbunden sind und Halbschalen (12, 13) sowie Wälzkörperkranz derart in einer Ausnehmung (26) des Wellenzapfens (2) angeordnet sind, daß deren axiale Führung nach beiden Seiten durch die Ausnehmung (26) erfolgt, wobei die Halbschalen (12, 13) in radialer Richtung die Mantelfläche des Wellenzapfens (2) im Anschluß an die Ausnehmung (26) übertragen.
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