EP2920478A1 - Lageranordnung - Google Patents

Lageranordnung

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Publication number
EP2920478A1
EP2920478A1 EP13791807.4A EP13791807A EP2920478A1 EP 2920478 A1 EP2920478 A1 EP 2920478A1 EP 13791807 A EP13791807 A EP 13791807A EP 2920478 A1 EP2920478 A1 EP 2920478A1
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EP
European Patent Office
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bearing
carrier
arrangement according
support portion
ring
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13791807.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Burkard Beck
Alexander Dilje
Hans-Jürgen FRIEDRICH
Helmut Hauck
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SKF AB
Original Assignee
SKF AB
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Filing date
Publication date
Application filed by SKF AB filed Critical SKF AB
Publication of EP2920478A1 publication Critical patent/EP2920478A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16C25/08—Ball or roller bearings self-adjusting
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    • F16C2380/00—Electrical apparatus
    • F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators

Definitions

  • the invention relates to a bearing arrangement with floating bearing function, with which a first component, in particular a shaft, relative to a second component, in particular a housing, rotatably, but can be mounted displaceably in the axial direction.
  • Loslagerungen of the generic type are required in a variety of applications in which a shaft relative to a housing must be set both radially and axially rotatable.
  • the one bearing is designed as a fixed bearing, d. H.
  • both radial and axial forces are transmitted via a bearing from the shaft to the housing.
  • the other bearing is designed as a floating bearing, d. H. here only radial forces are transmitted; in the axial direction, the bearing has a mobility, so that no axial forces can be transmitted.
  • a fixed-lot storage of an electrical machine As an application example is called a fixed-lot storage of an electrical machine.
  • the bearing of a rotor relative to a housing is often carried out for reasons of cost by means of ball bearings, ie both bearings - the fixed bearing side and the floating bearing side - each have a ball bearing.
  • a sliding seat between the bearing outer ring and the housing bore is accordingly provided, so that said movable bearing function is given. It is disadvantageous in this case first that it can come to vibrations in this concept, which executes the loose-fitting bearing outer ring in the axial direction. This affects the smooth running of the storage and the service life of the same.
  • Another problem is that, in particular when the housing is made of light metal, it may come to a shrinkage or burial of the bearing outer ring in the housing bore.
  • the invention has for its object to provide a bearing assembly of the type mentioned above, which ensures a low-vibration and low-wear storage, which, however, also characterized by a compact and easy-to-install design.
  • the bearing arrangement comprises: a bearing, which is designed to transmit radial and axial forces, wherein at least one of the bearing rings has an at least partially cylindrical outer or inner surface, a bearing carrier, the a support portion having an at least partially cylindrical seat surface, wherein the support portion for receiving a bearing ring with its cylindrical outer or inner surface is formed, wherein between the cylindrical seat and the cylindrical outer or inner surface of the bearing ring, a sliding seat is formed between the support portion and the bearing ring allows a relative displacement in the axial direction, wherein the bearing support centering means, with which it can be centered relative to one of the components, wherein the bearing support has fastening means with which it w fixed to one of the components w can ground, and wherein on or in the bearing support a spring element is arranged, which is designed to generate a force acting in the axial direction of the spring force between the bearing support and the carrier portion held by the bearing ring. It is preferred that the bearing outer ring, which is held by the
  • the bearing is preferably designed as a roller bearing, in particular as a deep groove ball bearing.
  • the bearing carrier may have a radially extending mounting flange, with which it can be attached to the one component by means of the fastening means.
  • a stop for limiting the axial mobility of the bearing ring received by the carrier section can be arranged relative to the carrier section.
  • the fastening means are preferably screws.
  • the centering means may be formed by a shoulder which is formed in the bearing carrier and which engages in a congruent formation in one of the components, in particular in the housing.
  • the spring element can be formed by a material section which is formed from the material of the bearing carrier. However, it can also be designed as a separate component which is mounted between the support ring carried by the bearing section and the bearing carrier.
  • the bearing carrier and the bearing together with the spring element and optionally the stop may be formed as a preassembled unit.
  • the bearing carrier consists according to a preferred embodiment of the invention of a non-cutting formed sheet metal part, in particular of a deep-drawn sheet metal part. But this can also be attached plastic material.
  • the proposed bearing arrangement is designed as a preassembled or at least partially preassembled bearing unit, which also ensures the axial mobility in addition to the pure bearing function, ie the floating bearing function.
  • the logistics costs can be significantly reduced, which in turn reduces costs.
  • the proposed floating bearing is characterized by a strong vibration damping effect.
  • Standard rolling bearings in particular deep groove ball bearings, can be used. This results in economic benefits.
  • the flange-shaped bearing carrier ensures the absorption of radial bearing forces safely; there is a simple attachment to a housing, eg. B. to a motor housing, for which preferably a screw connection is provided.
  • the flange may be made of sheet metal, wherein preferably only forming operations, punching operations and bending operations are used in its manufacture.
  • the bearing carrier has an integrated or adapted centering function, which represents a significant ease of assembly. Accordingly, the security against assembly errors is lower, which in turn acts cost-dampening.
  • the bearing carrier is produced exclusively by forming technology, preferably made of deep-drawn steel.
  • a plastic molding process is used as the manufacturing method for the bearing carrier, additional assembly processes can be avoided.
  • the integration of various other assembly processes can take place during the main time of, for example, an injection molding process. This results in a very cost-effective production.
  • Another advantage is achieved with multi-component molding processes, namely lent the placement of different material depending on the particular function to be performed by the complete bearing arrangement.
  • the spring and / or damping element are also adapted or integrated on or in the bearing carrier.
  • the effective direction of the suspension or damping is preferably provided in the axial direction, but also a radially acting spring effect is not excluded.
  • an additional handling effort for the user of the bearing assembly can be omitted. If identical materials (steel) are provided at the interface between the bearing ring (outer ring) and the bearing carrier, it is advantageous to have the same thermal behavior, so that no temperature-induced changes in the exposure (that is to say the sliding seat) are to be feared.
  • embodiments of the invention are shown. Show it:
  • FIG. 1 is a schematic radial section of a bearing arrangement with which a shaft part is mounted relative to a housing with movable bearing function according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows the bearing arrangement in the representation as FIG. 1 according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows the bearing arrangement in the representation as in FIG. 1 according to a third embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows the bearing arrangement in the illustration as in FIG. 1 according to a fourth embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows the bearing arrangement in the illustration as in FIG. 1 according to a fifth embodiment of the invention
  • FIG. 6 shows the bearing arrangement in the illustration as FIG. 1 according to a sixth embodiment of the invention, FIG. the detail "Z" of FIG. 6 and
  • FIG. 8 shows the bearing arrangement in the representation as in FIG. 1 according to a seventh embodiment of the invention.
  • FIG. 1 a first embodiment of the bearing assembly 1 according to the invention is shown.
  • a shaft 2 is mounted here by means of a rolling bearing 4 in a housing 3.
  • the bearing assembly 1 is designed as a floating bearing, d. H. Forces in the radial direction r are transmitted from the shaft 2 into the housing 3, but not forces in the axial direction a.
  • the outer ring 5 and the inner ring 6 of the designed as a deep groove ball bearing roller bearing 4 are indicated only schematically. Both the outer ring 5 and the inner ring 6 have a cylindrical outer surface 7 and a cylindrical inner surface 8. The cylindrical inner surface 8 of the inner ring 6 is seated on a corresponding cylindrical seat portion of the shaft 2. However, sits the cylindrical outer surface 7 of the outer ring 5 on the cylindrical Seat 11 of a support portion 10, which is part of a bearing support 9. Between the outer cylindrical surface 7 of the outer ring 5 and the cylindrical seat surface 11 of the support portion 10 is clearance fit, d. H. By means of a sliding seat, the outer ring 5 can be displaced in the axial direction a on the support section 10.
  • the bearing carrier 9 also has a fastening flange 15, and also a shoulder 17 (in its right axial end region).
  • This shoulder 17 is designed to fit a molding 18 in the housing 3, so that the shoulder 17 forms a centering means 12, with which the bearing carrier 9 can be centered on the housing 3.
  • the bearing carrier 9 If the bearing carrier 9 is inserted with its shoulder 17 into the molding 18 in the housing 3, the mounting flange 15 bears against the housing 3 with an end face, and is fastened to the housing 3 in the form of screws by means of only indicated fastening means 13.
  • axial end portion of the bearing support 9 has a radially inwardly extending inner portion 19 which a the rolling bearing 4 facing end face up has.
  • a spring element 14 is placed - here in the form of a coil spring - which exerts an axial biasing force on the outer ring 5. Since the bearing 4 is designed as a deep groove ball bearing and thus can transmit both radial and axial forces, the bearing 4 is pressed with the inner ring 6 against a collar 20 on the shaft 2.
  • the bearing support 9 is formed as a solid flange housing, wherein it is preferably made of steel.
  • a bearing support 9 a formed (steel) sheet metal part is used.
  • the stop 16 is formed here by an inwardly bent portion of the support portion 10.
  • the contact surface for the spring element 14 is formed by a support ring 21 which is welded or soldered to the bearing support 9.
  • centering means 12 are designed as dowel pins.
  • a further variant is shown.
  • a bearing support 9 a sheet metal part is used, but here two folded against each other and axially extending parts 10 'and 10 "has (inverted cup), which together form the support portion 10.
  • the spring element 14 is designed differently than described above. Namely, it is formed by a bent end portion of the one part 10 'of the support portion 10 (similar to a plate spring). To increase the elasticity of this spring section, it may be provided with slots which extend in particular radially.
  • the bearing support 9 consists of a bent sheet metal, which forms the support portion 10 and the mounting flange 15.
  • This sheet has been surrounded, for example by injection molding with a plastic mass to obtain the shape, which can be seen in the radial section in Fig. 4.
  • the plastic material here also forms the shoulder 17, which forms the centering means 12.
  • the spring element 14 is formed by plastic material.
  • the sketched contour is in this example in the same manufacturing process as the bearing carrier 9 and thus made of the same plastic material and can also - in order to increase the elasticity of the spring element 14 - be provided with (radial) slots.
  • a multi-component molding process may also be considered for the design of the spring element, which has the advantage that a unit with different material properties can be realized.
  • FIG. 5 a solution similar to FIG. 4 can be seen.
  • a sheet metal part which forms the support portion 10, and the spring element 14.
  • This plate spring-like region can be slotted again to increase the elasticity.
  • the mounting flange 15 may be formed as a disc, these and the support portion 10 by plastic material, which forms the further bearing support 9, are interconnected. This plastic material here also forms the shoulder 17 in order to realize the centering means 12.
  • FIG. 6 and FIG. 7 A further variant is shown in FIG. 6 and FIG. 7.
  • the plastic material surrounding the sheet metal section 10 and 15 is here shaped such that a plurality of receiving chambers 22 arranged distributed around the circumference are formed, in which a spring element 14 can be placed. So that the spring element 14 is held in the receiving chamber 22, nubs 23 or similarly shaped elements may be formed, which form an undercut and hold the spring element 14. In the present case, therefore spring elements 14 are used in the form of separate components (of which in Fig. 6 only one is outlined).
  • the centering means 12 is again formed by a shoulder in the plastic material.
  • a stop 16 is again provided, which prevents the bearing 4 on the axial sliding out.
  • the stop 16 is formed by an inwardly bent end portion of the support portion 10.
  • FIG. 8 A final variant is shown in FIG. 8.
  • a bearing carrier 9 a pure sheet metal part used.
  • a sheet metal section formed in the manner of an inverted cup with the parts 10 'and 10 "forms the support section 10 which receives the bearing 4 (here again without stop 16) .
  • the part 10" then merges into the fastening flange 15.
  • the extension of the part 10 ' provides the centering means 12, ie the (to the right) outstanding portion of the part 10' can be inserted into the bore in the housing 3 to center the bearing support 9.
  • At the (right) end of the part 10 ' is a radially inwardly bent portion, which is the holder for spring elements 14 (of which in Fig. 8 only one is outlined).
  • the solution without stop 16 is outlined for the outer ring of the bearing 4, which would be optional but possible.
  • FIGS. 3, 4 and 5 applies.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung (1) mit Loslagerfunktion, mit der ein erstes Bauteil (2) relativ zu einem zweiten Bauteil (3) drehbar, aber in axiale Richtung (a) verschieblich gelagert werden kann. Um eine schwingungsarme und verschleißarme Lösung zu schaffen, sieht die Erfindung vor, dass die Lageranordnung aufweist: ein Lager (4), wobei zumindest einer der Lagerringe (5, 6) eine zylindrische Außen- oder Innenfläche (7, 8) aufweist, einen Lagerträger (9), der einen Trägerabschnitt (10) mit einer zylindrischen Sitzfläche (11) aufweist, wobei zwischen der zylindrischen Sitzfläche und der zylindrischen Außen- oder Innenfläche (7) des Lagerrings (5) ein Schiebesitz ausgebildet ist, wobei der Lagerträger Zentriermittel (12) aufweist, mit der er relativ zu einem der Bauteile (2, 3) zentriert werden kann, wobei der Lagerträger Befestigungsmittel (13) aufweist, mit denen er an einem der Bauteile befestigt werden kann, und wobei am oder im Lagerträger ein Federelement (14) angeordnet ist, das zur Erzeugung einer in axiale Richtung wirksamen Federkraft zwischen dem Lagerträger und dem vom Trägerabschnitt gehaltenen Lagerring ausgebildet ist.

Description

B e s c h r e i b u n g
Lageranordnung Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung mit Loslagerfunktion, mit der ein erstes Bauteil, insbesondere eine Welle, relativ zu einem zweiten Bauteil, insbesondere einem Gehäuse, drehbar, aber in axiale Richtung verschieblich gelagert werden kann.
Loslagerungen der gattungsgemäßen Art werden in einer Vielzahl von Anwendungen be- nötigt, in denen eine Welle relativ zu einem Gehäuse sowohl radial als auch axial drehbar festgelegt werden muss. Die eine Lagerstelle wird als Festlager ausgebildet, d. h. hier werden sowohl radiale als auch axiale Kräfte über ein Lager von der Welle auf das Gehäuse übertragen. Indes wird zwecks Erhalt einer statisch bestimmten Lagerung die andere Lagerstelle als Loslager ausgebildet, d. h. hier werden nur radiale Kräfte übertragen; in axiale Richtung hat das Lager eine Verschieblichkeit, so dass keine axialen Kräfte übertragen werden können.
Als Anwendungsbeispiel sei eine Fest-Los-Lagerung einer elektrischen Maschine genannt. Die Lagerung eines Rotors relativ zu einem Gehäuse wird aus Kostengründen häufig mit- tels Kugellagerung ausgeführt, d. h. beide Lagerstellen - die Festlagerseite und die Loslagerseite - weisen je ein Kugellager auf. An der Loslagerstelle wird demgemäß ein Schiebesitz zwischen dem Lageraußenring und der Gehäusebohrung vorgesehen, so dass besagte Loslagerfunktion gegeben ist. Nachteilig ist es hierbei zunächst, dass es bei dieser Konzeption zu Schwingungen kommen kann, die der lose sitzende Lageraußenring in axiale Richtung ausführt. Dies beeinträchtigt die Laufruhe der Lagerung und die Gebrauchsdauer derselben. Ein anderes Problem besteht darin, dass es insbesondere dann, wenn das Gehäuse aus Leichtmetall besteht, zu einem Einlaufen bzw. Eingraben des Lageraußenrings in die Gehäusebohrung kommen kann.
Es ist daher bekannt geworden, Federelemente zwischen dem Gehäuse und dem Lageraußenring einzubauen, die in axiale Richtung eine Federkraft erzeugen. Dem Problem des Einlaufens kann dadurch begegnet werden, dass der Lageraußenring nicht direkt in der Gehäusebohrung, sondern indirekt über eine Stahlhülse eingebaut wird.
In beiden Fällen werden spezielle Bauteile benötigt, die vor allem unter Montagegesichts- punkten Schwierigkeiten machen können. Der Zusammenbau der Lageranordnung wird hierdurch schwierig und mitunter nur durch Fachpersonal möglich. Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, eine Lageranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine schwingungsarme und verschleißarme Lagerung sicherstellt, die sich darüber hinaus aber durch eine kompakte und einfach zu montierende Bauweise auszeichnet. Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung aufweist: ein Lager, das zur Übertragung radialer und axialer Kräfte ausgebildet ist, wobei zumindest einer der Lagerringe eine zumindest teilweise zylindrische Außen- oder Innenfläche aufweist, einen Lagerträger, der einen Trägerabschnitt mit einer zumindest teilweise zylindrischen Sitzfläche aufweist, wobei der Trägerabschnitt zur Auf- nähme eines Lagerrings mit seiner zylindrischen Außen- oder Innenfläche ausgebildet ist, wobei zwischen der zylindrischen Sitzfläche und der zylindrischen Außen- oder Innenfläche des Lagerrings ein Schiebesitz ausgebildet ist, der zwischen dem Trägerabschnitt und dem Lagerring eine relative Verschiebung in axiale Richtung zulässt, wobei der Lagerträger Zentriermittel aufweist, mit der er relativ zu einem der Bauteile zentriert werden kann, wobei der Lagerträger Befestigungsmittel aufweist, mit denen er an einem der Bauteile befestigt werden kann, und wobei am oder im Lagerträger ein Federelement angeordnet ist, das zur Erzeugung einer in axiale Richtung wirksamen Federkraft zwischen dem Lagerträger und dem vom Trägerabschnitt gehaltenen Lagerring ausgebildet ist. Dabei ist es bevorzugt der Lageraußenring, der vom Lagerträger gehalten wird.
Das Lager ist bevorzugt als Wälzlager, insbesondere als Rillenkugellager, ausgebildet.
Der Lagerträger kann einen sich radial erstreckenden Befestigungsflansch aufweisen, mit dem er an dem einen Bauteil mittels der Befestigungsmittel befestigt werden kann.
In einem axialen Endbereich des Trägerabschnitts kann ein Anschlag zur Begrenzung der axialen Beweglichkeit des vom Trägerabschnitt aufgenommenen Lagerrings relativ zum Trägerabschnitt angeordnet sein.
Die Befestigungsmittel sind bevorzugt Schrauben.
Die Zentriermittel können durch einen Absatz gebildet werden, der im Lagerträger ausgebildet ist und der in eine kongruente Ausformung in einem der Bauteile eingreift, insbesondere im Gehäuse.
Das Federelement kann durch einen Materialabschnitt gebildet werden, der aus dem Material des Lagerträgers ausgeformt ist. Es kann aber auch als separates Bauteil ausgebildet sein, das zwischen dem vom Trägerabschnitt getragenen Lagerring und dem Lagerträger montiert ist.
Der Lagerträger und das Lager samt Federelement und gegebenenfalls der Anschlag können als vormontierte Einheit ausgebildet sein.
Der Lagerträger besteht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus einem spanlos umgeformten Blechteil, insbesondere aus einem tiefgezogenen Blechteil. An dieses kann aber auch Kunststoffmaterial angebracht sein.
Neben Stahl oder Kunststoffen als Material für den Lagerträger kann auch vorgesehen werden, den Lagerträger oder Teile desselben aus einem Leichtmetall, einem Compound- oder einem Sinter- bzw. sinterähnlichem Material herzustellen. Bevorzugt ist die vorgeschlagene Lageranordnung als vormontierte oder zumindest teilvormontierte Lagereinheit ausgebildet, die neben der reinen Lagerfunktion auch die axiale Beweglichkeit sicherstellt, d. h. die Loslagerfunktion. Bei einer solchen (teil)vormontierten Einheit kann der Logistikaufwand wesentlich verringert werden, was wiederum die Kosten senkt.
Somit wird erfindungsgemäß eine kostengünstige Lösung für axial nicht fixierte (Wälz)Lager (Loslager) mit einem adaptierten bzw. integrierten Befestigungsflansch und integrierter axialer Vorspannung bereitgestellt.
In vorteilhafter Weise zeichnet sich das vorgeschlagene Loslager durch einen stark schwingungsdämpfenden Effekt aus.
Es können Standard- Wälzlager, insbesondere Rillenkugellager, verwendet werden. Hierdurch ergeben sich wirtschaftliche Vorteile.
Der flanschartig ausgebildete Lagerträger (Lagergehäuse) stellt die Aufnahme radialer Lagerkräfte sicher; es besteht eine einfache Befestigungsmöglichkeit an einem Gehäuse, z. B. an einem Motorgehäuse, wofür bevorzugt eine Schraub Verbindung vorgesehen ist. Der Flansch kann aus Blech bestehen, wobei bevorzugt nur Umformvorgänge, Stanzvorgänge und Biegevorgänge bei dessen Herstellung zum Einsatz kommen.
Der Lagerträger hat eine integrierte bzw. adaptierte Zentrierfunktion, was eine wesentliche Montageerleichterung darstellt. Demgemäß ist die Sicherheit gegen Montagefehler geringer, was wiederum kostendämpfend wirkt.
Bevorzugt ist der Lagerträger ausschließlich umformtechnisch hergestellt, vorzugsweise aus Tiefziehstahl.
Wird alternativ oder additiv ein Kunststoff-Formprozess als Fertigungsverfahren für den Lagerträger eingesetzt, können zusätzliche Montageprozesse vermieden werden. Die Integration verschiedener weiterer Montageprozesse kann während der Hauptzeit beispielsweise eines Spritzgießprozesses erfolgen. Dies hat eine sehr kostengünstige Produktion zur Folge. Ein weiterer Vorteil ist mit Mehrkomponenten-Formprozessen zu erreichen, näm- lieh die Platzierung von unterschiedlichem Material abhängig von der jeweils zu erfüllenden Funktion der kompletten Lageranordnung.
Am oder im Lagerträger adaptiert bzw. integriert ist ferner das Feder- und/oder Dämpfelement. Die Wirkrichtung der Federung bzw. Dämpfung ist vorzugsweise in axialer Richtung vorgesehen, aber auch ein radial wirkender Federeffekt ist nicht ausgeschlossen. Durch die Integration des Feder- bzw. Dämpfelements kann ein zusätzlicher Handhabungsaufwand beim Anwender der Lageranordnung entfallen. Werden gleiche Materialien (Stahl) an der Schnittstelle zwischen Lagerring (Außenring) und Lagerträger vorgesehen, liegt vorteilhafter Weise ein gleiches thermisches Verhalten vor, so dass keine temperaturbedingten Veränderungen der Lospassung (d. h. des Schiebesitzes) zu befürchten sind. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch im Radialschnitt eine Lageranordnung, mit der ein Wellenteil relativ zu einem Gehäuse mit Loslagerfunktion gelagert wird gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 die Lageranordnung in der Darstellung wie Fig. 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3 die Lageranordnung in der Darstellung wie Fig. 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 die Lageranordnung in der Darstellung wie Fig. 1 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 5 die Lageranordnung in der Darstellung wie Fig. 1 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 6 die Lageranordnung in der Darstellung wie Fig. 1 gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung, die Einzelheit„Z" gemäß Fig. 6 und
Fig. 8 die Lageranordnung in der Darstellung wie Fig. 1 gemäß einer siebten Ausfüh- rungsform der Erfindung.
In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lageranordnung 1 dargestellt. Eine Welle 2 wird hier mittels eines Wälzlagers 4 in einem Gehäuse 3 gelagert. Dabei ist die Lageranordnung 1 als Loslagerung ausgebildet, d. h. Kräfte in radiale Richtung r werden von der Welle 2 ins Gehäuse 3 übertragen, nicht jedoch Kräfte in axiale Richtung a.
Der Außenring 5 und der Innenring 6 des als Rillenkugellagers ausgebildeten Wälzlagers 4 sind nur schematisch bezeichnet. Sowohl der Außenring 5 als auch der Innenring 6 haben eine zylindrische Außenfläche 7 bzw. eine zylindrische Innenfläche 8. Die zylindrische Innenfläche 8 des Innenrings 6 sitzt auf einem entsprechenden zylindrischen Sitzabschnitt der Welle 2. Indes sitzt die zylindrische Außenfläche 7 des Außenrings 5 auf der zylindrischen Sitzfläche 11 eines Trägerabschnitts 10, der Bestandteil eines Lagerträgers 9 ist. Zwischen der zylindrischen Außenfläche 7 des Außenrings 5 und der zylindrischen Sitzfläche 11 des Trägerabschnitts 10 liegt Spielpassung vor, d. h. mittels Schiebesitz kann der Außenring 5 in axiale Richtung a auf dem Trägerabschnitt 10 verschoben werden.
Der Lagerträger 9 weist des weiteren noch einen Befestigungsflansch 15 auf, sowie (in sei- nem rechten axialen Endbereich) einen Absatz 17. Dieser Absatz 17 ist passend zu einer Ausformung 18 im Gehäuse 3 ausgebildet, so dass der Absatz 17 ein Zentriermittel 12 bildet, mit dem der Lagerträger 9 am Gehäuse 3 zentriert werden kann.
Ist der Lagerträger 9 mit seinem Absatz 17 in die Ausformung 18 im Gehäuse 3 eingesetzt, liegt der Befestigungsflansch 15 mit einer Stirnseite am Gehäuse 3 an, und wird mittels nur angedeuteter Befestigungsmittel 13 in Form von Schrauben am Gehäuse 3 festgelegt.
In seinem (rechten) axialen Endabschnitt hat der Lagerträger 9 einen sich radial nach innen erstreckenden Innenabschnitt 19, der eine dem Wälzlager 4 zugewandte Stirnseite auf- weist. Zwischen dieser und der Stirnseite des Außenrings 5 ist ein Federelement 14 platziert - hier in Form einer Schraubenfeder -, die eine axiale Vorspannkraft auf den Außenring 5 ausübt. Da das Lager 4 als Rillenkugellager ausgebildet ist und somit sowohl radiale als auch axiale Kräfte übertragen kann, wird das Lager 4 mit dem Innenring 6 gegen einen Bund 20 an der Welle 2 gedrückt.
Damit im noch nicht montierten Zustand eine Einheit gebildet wird, die aus dem Lager 4, dem Lagerträger 9 und dem Federelement 14 besteht, ist ein Anschlag 16 in Form eines Sprengrings in den (linken) axialen Endbereich des Trägerabschnitts 10 eingesetzt. Damit liegt im noch nicht montierten Zustand der Lageranordnung eine unverlierbare, vormontierte Einheit vor. Die Montage dieser Einheit gestaltet sich aufgrund der Zentriermittel 12 sehr einfach.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist also der Lagerträger 9 als massives Flanschgehäuse ausgebildet, wobei es bevorzugt aus Stahl besteht.
In Fig. 2 ist eine alternative Ausgestaltung zu sehen, bei der als Lagerträger 9 ein umgeformtes (Stahl-)Blechteil zum Einsatz kommt. Der Anschlag 16 wird hier durch einen nach innen abgebogenen Abschnitt des Trägerabschnitts 10 gebildet. Die Anlagefläche für das Federelement 14 wird durch einen Stützring 21 gebildet, der am Lagerträger 9 angeschweißt oder angelötet ist.
Anders als bei der Lösung gemäß Fig. 1 ist hier auch, dass die Zentriermittel 12 als Passstifte ausgebildet sind.
Ansonsten entspricht die in Fig. 2 dargestellt Lösung im Wesentlichen derjenigen gemäß Fig. 1.
In Fig. 3 ist eine weitere Variante dargestellt. Auch hier kommt als Lagerträger 9 ein Blechteil zum Einsatz, das hier allerdings zwei gegeneinander umgefaltete und sich axial erstreckende Teile 10' und 10" aufweist (umgestülpter Napf), die zusammen den Trägerabschnitt 10 bilden. Ferner ist hier das Federelement 14 anders gestaltet als vorstehend beschrieben. Es wird nämlich durch einen umgebogenen Endabschnitt des einen Teils 10' des Trägerabschnitts 10 gebildet (ähnlich einer Tellerfeder). Zur Erhöhung der Elastizität dieses Federabschnitts kann es mit Schlitzen versehen sein, die sich insbesondere radial erstrecken.
Hier ist auch kein Anschlag 16 vorgesehen, wie bei den Lösungen nach Fig. 1 und Fig. 2. In diesem Falle kann das Lager 4 also auch später noch (von links) auf den Trägerabschnitt 10 aufgeschoben werden. Somit kann, sofern es der Montageprozess erfordert, das Lager auch separat angeliefert werden. Ein Anschlag 16 wäre aber optional möglich.
In Fig. 4 ist eine Lösung zu sehen, bei der der Lagerträger 9 aus einem gebogenen Blech besteht, das den Trägerabschnitt 10 und den Befestigungsflansch 15 bildet. Dieses Blech ist beispielsweise durch Spritzgießen mit einer Kunststoffmasse umgeben worden, um die Form zu erhalten, die im Radialschnitt in Fig. 4 zu sehen ist. Das Kunststoffmaterial formt hier auch den Absatz 17, der die Zentriermittel 12 bildet.
Erwähnenswert ist hier, dass das Federelement 14 durch Kunststoffmaterial gebildet wird. Die skizzierte Kontur ist in diesem Beispiel im gleichen Herstellprozess wie beim Lagerträger 9 und damit aus dem gleichen Kunststoffmaterial hergestellt und kann auch wieder - zwecks Erhöhung der Elastizität des Federelements 14 - mit (radialen) Schlitzen versehen sein.
Alternativ kommt für die Ausbildung des Federelements auch wieder ein Mehrkomponen- ten-Formprozess in Frage, was den Vorteil hat, dass eine Einheit mit unterschiedlichen Materialeigenschaften realisiert werden kann.
Ähnlich zur Lösung gemäß Fig. 3 ist hier auch wieder kein Anschlag 16 vorgesehen, was aber optional möglich wäre. Es gilt insofern das diesbezüglich zu Fig. 3 Gesagte.
Gemäß Fig. 5 ist eine zu Fig. 4 ähnliche Lösung zu sehen. Hier allerdings bildet ein Blechteil, das den Trägerabschnitt 10 formt, auch das Federelement 14. Dieser tellerfederartige Bereich kann wieder geschlitzt werden, um die Elastizität zu erhöhen. Der Befestigungsflansch 15 kann als Scheibe ausgebildet sein, wobei diese und der Trägerabschnitt 10 durch Kunststoffmaterial, das den weiteren Lagerträger 9 bildet, miteinander verbunden sind. Dieses Kunststoffmaterial bildet hier auch wieder den Absatz 17, um die Zentriermittel 12 zu realisieren.
Bezüglich des auch hier fehlenden Anschlags 16 wird auf die Ausführungen zu Fig. 3 und Fig. 4 verwiesen; optional ist ein solcher Anschlag aber möglich.
Eine weitere Variante zeigt Fig. 6 und Fig. 7. Das Kunststoffmaterial, das den Blechabschnitt 10 und 15 umgibt, ist hier so ausgeformt, dass mehrere um den Umfang herum verteilt angeordnete Aufnahmekammern 22 gebildet werden, in denen ein Federelement 14 platziert werden kann. Damit das Federelement 14 in der Aufnahmekammer 22 gehalten wird, können Noppen 23 oder ähnlich geformte Elemente angeformt sein, die einen Hinterschnitt bilden und das Federelement 14 halten. Vorliegend werden also Federelemente 14 in Form separater Bauteile eingesetzt (von denen in Fig. 6 nur eines skizziert ist). Das Zentriermittel 12 wird wiederum durch einen Absatz im Kunststoffmaterial gebildet.
In diesem Ausführungsbeispiel ist auch wieder ein Anschlag 16 vorgesehen, der das Lager 4 am axialen Herausgleiten hindert. Der Anschlag 16 ist durch einen nach innen gebogenen Endabschnitt des Trägerabschnitts 10 ausgebildet. Hierdurch kann wieder eine unverlierba- re vormontierte Einheit geschaffen werden.
Eine letzte Variante zeigt Fig. 8. Hier kommt als Lagerträger 9 wiederum ein reines Blechteil zum Einsatz. Ein nach Art eines umgestülpten Napfes gebildeter Blechabschnitt mit den Teilen 10' und 10" bildet den Trägerabschnitt 10, der das Lager 4 aufnimmt (hier: wiederum ohne Anschlag 16). Das Teil 10" geht dann in den Befestigungsflansch 15 über. Die Verlängerung des Teils 10' schafft die Zentriermittel 12, d. h. der (nach rechts) herausragende Bereich des Teils 10' kann in die Bohrung im Gehäuse 3 eingesetzt werden, um den Lagerträger 9 zu zentrieren. Am (rechten) Ende des Teils 10' befindet sich ein radial nach innen gebogener Abschnitt, der die Halterung für Federelemente 14 darstellt (von denen in Fig. 8 nur eines skizziert ist). In dieser Figur ist auch wieder die Lösung ohne Anschlag 16 für den Außenring des Lagers 4 skizziert, was optional aber möglich wäre. Insoweit gilt das oben zu Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 Gesagte.
Bezugszeichenliste
I Lageranordnung
2 erstes Bauteil (Welle)
3 zweites Bauteil (Gehäuse)
4 Lager
5 Lagerring (Außenring)
6 Lagerring (Innenring)
7 zylindrische Außenfläche
8 zylindrische Innenfläche
9 Lagerträger
10 Trägerabschnitt
10' Teil des Trägerabschnitts
10" Teil des Trägerabschnitts
I I zylindrische Sitzfläche
12 Zentriermittel
13 Befestigungsmittel (Schraube)
14 Federelement (Feder- und/oder Dämpfelement) 15 Befestigungsflansch
16 Anschlag
17 Absatz
18 Ausformung
19 Innenabschnitt
20 Bund
21 Stützring
22 Aufnahmekammer
23 Noppen a axiale Richtung
r radiale Richtung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Lageranordnung
1. Lageranordnung (1) mit Loslagerfunktion, mit der ein erstes Bauteil (2), insbesondere eine Welle, relativ zu einem zweiten Bauteil (3), insbesondere einem Gehäuse, drehbar, aber in axiale Richtung (a) verschieblich gelagert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung aufweist: ein Lager (4), das zur Übertragung radialer und axialer Kräfte ausgebildet ist, wobei zumindest einer der Lagerringe (5, 6) eine zumindest teilweise zylindrische Außenoder Innenfläche (7, 8) aufweist, einen Lagerträger (9), der einen Trägerabschnitt (10) mit einer zumindest teilweise zylindrischen Sitzfläche (11) aufweist, wobei der Trägerabschnitt (10) zur Aufnahme eines Lagerrings (5) mit seiner zylindrischen Außen- oder Innenfläche (7) ausgebildet ist, wobei zwischen der zylindrischen Sitzfläche (11) und der zylindrischen Außen- oder Innenfläche (7) des Lagerrings (5) ein Schiebesitz ausgebildet ist, der zwischen dem Trägerabschnitt (10) und dem Lagerring (5) eine relative Verschiebung in axiale Richtung (a) zulässt, wobei der Lagerträger (9) Zentriermittel (12) aufweist, mit der er relativ zu einem der Bauteile (2, 3) zentriert werden kann, wobei der Lagerträger (9) Befestigungsmittel (13) aufweist, mit denen er an einem der Bauteile (2, 3) befestigt werden kann, und wobei am oder im Lagerträger (9) ein Federelement (14) angeordnet ist, das zur Erzeugung einer in axiale Richtung (a) wirksamen Federkraft zwischen dem Lagerträger (9) und dem vom Trägerabschnitt (10) gehaltenen Lagerring (5) ausgebildet ist.
2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (4) als Wälzlager, insbesondere als Rillenkugellager, ausgebildet ist.
3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerträger (9) einen sich radial (r) erstreckenden Befestigungsflansch (15) aufweist, mit dem er an dem einen Bauteil (3) mittels der Befestigungsmittel (13) befestigt werden kann.
4. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem axialen Endbereich des Trägerabschnitts (10) ein Anschlag (16) zur Begrenzung der axialen Beweglichkeit des vom Trägerabschnitt (10) aufgenommenen Lagerrings (5) relativ zum Trägerabschnitt (10) angeordnet ist.
5. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (13) Schrauben sind.
6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriermittel (12) durch einen Absatz (17) gebildet werden, der im Lagerträger (9) ausgebildet ist und der in eine kongruente Aus formung (18) in einem der Bauteile (3) eingreift.
7. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (14) durch einen Materialabschnitt gebildet werden, der aus dem Material des Lagerträgers (9) ausgeformt ist.
8. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (14) als separates Bauteil ausgebildet ist, das zwischen dem vom Trägerabschnitt (10) getragenen Lagerring (5) und dem Lagerträger (9) montiert ist.
9. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerträger (9) und das Lager (4) samt Federelement (14) und gegebenenfalls Anschlag (16) als vormontierte Einheit ausgebildet sind.
10. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerträger (9) aus einem spanlos umgeformten Blechteil, insbesondere aus einem tiefgezogenen Blechteil, besteht oder ein solches aufweist.
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