WO2004079212A2 - Kombiniertes radial- und axiallager - Google Patents

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Norbert Radinger
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    • F16C19/34—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 for both radial and axial load
    • F16C19/38—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 for both radial and axial load with two or more rows of rollers
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    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/545—Systems comprising at least one rolling bearing for radial load in combination with at least one rolling bearing for axial load

Definitions

  • the invention relates to a combined radial and axial bearing, consisting of a series of axially placed needles or rollers for receiving a radial load and a series of radially positioned needles or rollers for receiving an axial load, with a bearing ring of the radial bearing and a thrust washer of the axial bearing are connected to a unit.
  • FIG. 4 of this prior publication shows a needle sleeve acting as a radial bearing, the left-hand radially inwardly extending flange of which is continued by an axially extending part. From this extend protrusions that are evenly spaced apart in the circumferential direction and that point radially outwards. These projections in turn engage in recesses that belong to the thrust washer of the thrust bearing. In this way, a combined radial and axial bearing unit connected by positive locking is formed.
  • Rolling bearings combined in this way are often used in converters of automotive transmissions, the bearing ring of the radial bearing being pressed into a housing, ie being fixed.
  • the shaft lifts off in the axial direction.
  • the bearing ring is set in rotation and tries to take the thrust washer with it, but it is positively connected to the bearing ring of the radial bearing.
  • a disadvantage of the generic radial and axial bearing described above is that the selected form fit does not meet all requirements. There is a risk that such a positive connection overturns at large loads, i.e. there will be a rotation of the thrust washer of the axial part, which can dig into the housing. Another disadvantage can be seen in the fact that such a combined radial and axial bearing arrangement cannot be displaced in the axial direction, and therefore cannot compensate for axial fluctuations in tolerance. Another disadvantage is that such a connection of the radial and axial part takes up a large amount of space.
  • the invention is therefore based on the object of avoiding the disadvantages described and of developing an improved positive connection between the radial and axial parts of a combined bearing.
  • this object is achieved according to the characterizing part of claim 1 in conjunction with its preamble in that the bearing ring of the radial bearing is received at one axial end by a receiving bore of the thrust washer of the axial bearing and the positive engagement by a ring arranged between the bearing ring and the running disc realized that is so is that a rotation of the bearing ring and the disc in the circumferential direction prevents each other, but a limited axial displacement is possible.
  • the design according to the invention creates a combined radial and axial bearing which does not have to contain a complicatedly shaped bearing ring of the radial bearing or a complicatedly shaped running disk of the axial bearing in order to ensure the positive connection between the partners involved.
  • Another advantage is that the combined bearing assembly is short in the axial direction, since the ring producing the positive connection is arranged within the bearing.
  • the simple assembly of the combined bearing assembly is also advantageous, since the individual bearing components can ultimately only be pushed into one another.
  • Another important advantage is that, in addition to the absolute rotation of the bearing ring and the running disk in the circumferential direction, the bearing unit cannot be damaged during installation, since axial length compensation between the axial and radial part is possible. In this way, existing tolerances between the housing and the part to be stored can be elegantly compensated.
  • the ring has projections protruding in the axial direction at a plurality of equally spaced circumferential locations. Compared to the prior art, this ring can also be manufactured, but this is not really important since its advantages outweigh the additional manufacturing costs.
  • the ring has a round or angular shape when viewed in cross section.
  • the production can be carried out according to claim 4 such that the ring is bent from a wire and at both ends is welded together.
  • the bearing ring is provided with a radially directed flange and the running disk with an axially directed flange, the axially directed flange of the running disc being continued from a radially directed flange, both radially directed ribs having evenly spaced-apart exceptions , of which ring is received with its projections.
  • Figure 1 is a perspective view of the bearing ring, disc and
  • FIG. 2 shows a perspective illustration of the ring
  • Figure 3 is a perspective view of the bearing ring, the disk and
  • FIG. 4 shows a partial perspective illustration of the bearing ring with the ring pushed on
  • Figure 5 is a partial perspective view of a complete complete binary radial and axial bearings
  • Figure 6 is a partial perspective view of the back of a combined radial and axial bearing
  • the radial and axial bearing combined according to the invention is composed of the bearing ring 1 of the radial bearing, the running disk 2 of the axial bearing and the ring 3, which realizes the positive locking between the two parts 1, 2.
  • the bearing ring 1 is provided on both sides with radially outwardly directed rims 4, while the running disk 2 is equipped on both sides with the axially directed rims 5.
  • Both rims 4, 5 delimit the raceways for the radial rim 6 shown in FIG. 3 and for the axial rim 9, which consist of needles 8 guided in the cage 7 or needles 11 guided in the cage 10.
  • the axially directed inner rim 5 of the running disk 2 merges into the radially inwardly directed rim 12.
  • Both the radially outwardly directed flange 4 of the bearing ring 1 arranged on the left and the radially inwardly directed flange 12 of the running disk 2 are provided with clearances 13, 14 which are evenly spaced apart from one another in the circumferential direction.
  • the ring 3 is provided at several evenly spaced circumferential locations with projections 15 which, as will be seen later, correlate with the exemptions 13, 14.
  • the bearing ring 1 has a raceway delimited by both rims 4, on which the needles 8 guided in the cage 7 roll.
  • the first procedure is that the ring 3 is pushed onto the bearing ring 1, so that its projections 15 are inserted into the clearances 13 of the left-hand rim 4. Then the radial ring 6 is pushed onto the bearing ring 1, before the board 4 arranged on the right is flanged.
  • the running disk 2 has an axially directed rim 5 on both the outside and the inside, which delimit a track for the needles 11 guided in the cage 10.
  • the axially directed board 5 arranged on the inside merges into the radially inwardly directed board 12, which is provided with exemptions 14 which are evenly spaced apart in the circumferential direction. If the clearances 13, 14 in the circumferential direction of the radial part and the axial part of the combined bearing arrangement match, a free space is limited in which the ring 3 with its projections 15 is received.
  • the free space for receiving the projections 15 of the ring 3 is approximately half of the exemptions 13 and 14.
  • they are slightly caulked in the circumferential direction. This has to be done in such a way that the axial mobility of the bearing ring 1 and the running disk 2 is not impeded.
  • FIG. 6 also shows that the receiving bore of the running disk 2 for receiving the bearing ring 1 is formed by its radially inwardly directed rim 12.

Abstract

Ein kombiniertes Radial- und Axiallager zeichnet sich dadurch aus, dass der Lagerring (1) des Radiallagers an einem axialen Ende von einer Aufnahmebohrung der Laufscheibe (2) des Axiallagers aufgenommen ist und der Formschluss durch einen zwischen Lagerring (1) und Laufscheibe angeordneten Ring (3) realisiert ist, der so ausgelegt ist, dass ein Verdrehen von Lagerring (1) und Laufscheiben (2) in Umfangsrichtung zueinander verhindert, ein begrenztes axiales Verschieben aber möglich ist.

Description

Kombiniertes Radial- und Axiallager
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein kombiniertes Radial- und Axiallager, bestehend aus einer Reihe von axial gestellten Nadeln oder Rollen zur Aufnahme einer Radiallast und einer Reihe von radial gestellten Nadeln oder Rollen zur Aufnahme einer Axiallast, wobei ein Lagerring des Radiallagers und eine Laufscheibe des Axiallagers formschlüssig zu einer Baueinheit verbunden sind.
Hintergrund der Erfindung
Eine derart gattungsgemäß gebildete Lageranordnung ist aus der DE-OS 26 00 955 vorbekannt. In Figur 4 dieser Vorveröffentlichung ist eine als Radiallager wir- kende Nadelhülse gezeigt, deren linksseitig angeordneter radial nach innen verlaufender Bord durch einen axial verlaufenden Teil fortgesetzt ist. Von diesem gehen gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Vorsprünge aus, die radial schräg nach außen zeigen. Diese Vorsprünge wiederum greifen in Aussparungen ein, die zur Laufscheibe des Axiallagers gehören. Auf diese Weise ist eine durch Formschluß zusammenhängende kombinierte Radial- und Axiallagerbaueinheit gebildet.
Derartig kombinierte Wälzlager werden oftmals in Wandlern von Automobilgetrieben eingesetzt, wobei der Lagerring des Radiallagers in einem Gehäuse einge- presst ist, also feststehend ist. Dabei hebt in gewissen Betriebszuständen die Welle in axialer Richtung ab. Zu Beginn des Wiederaufsetzens der Welle auf den Axi- allagerkranz wird dieser in Rotation versetzt und versucht dabei die Axiallaufscheibe mitzunehmen, welche aber formschlüssig mit dem Lagerring des Radiallagers verbunden ist.
Ein Nachteil des vorstehend beschriebenen gattungsgemäßen Radial- und Axiallagers liegt darin, daß der gewählte Formschluss nicht allen Anforderungen genügt. Es besteht die Gefahr, daß bei großen Lasten eine solche formschlüssige Verbindung überdreht, d.h., eine Rotation der Laufscheibe des Axialteils eintritt, die sich so in das Gehäuse eingraben kann. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß eine solch kombinierte Radial- und Axiallageranordnung in axialer Richtung nicht verschiebbar ist, also keine axialen Toleranzschwankungen ausgleichen kann. Weiter ist von Nachteil, daß eine derartige Verbindung von Radial- und Axialteil einen großen Bauraum beansprucht.
Eine andere Art der Verbindung von Radial- und Axialteil eines kombinierten Lagers ist in der Deutschen Gebrauchsmusteranmeldung GM 76 23 390 beschrieben. Danach sind eine Axiallagerscheibe und eine Nadelhülse durch Verkleben aneinander gehalten. Es liegt auf der Hand, daß in diesem Fall der Zusammenhalt der Lageranordnung bestenfalls bis zum Einbau gegeben ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine verbesserte formschlüssige Verbindung zwischen Radial- und Axialteil eines kombinierten Lagers zu entwickeln.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, daß der Lagerring des Radiallagers an einem axialen Ende von einer Aufnahmebohrung der Lauf- scheibe des Axiallagers aufgenommen ist und der Formschluß durch einen zwischen Lagerring und Laufscheibe angeordneten Ring realisiert ist, der so ausge- legt ist, daß ein Verdrehen von Lagerring und Laufscheibe in Umfangsrichtung zueinander verhindert, ein begrenztes axiales Verschieben aber möglich ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist ein kombiniertes Radial- und Axial- lager geschaffen, das keinen kompliziert geformten Lagerring des Radiallagers und keine kompliziert geformte Laufscheibe des Axiallagers enthalten muss, um den Formschluß zwischen den beteiligten Partner zu gewährleisten. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die kombinierte Lagerbaueinheit in axialer Richtung kurz baut, da der den Formschluß herstellende Ring innerhalb des Lagers angeordnet ist. Weiter ist auch die einfache Montage der kombinierten Lagerbaueinheit von Vorteil, da die einzelnen Lagerbestandteile letztendlich nur ineinander zu schieben sind. Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, daß neben der absoluten Verdrehsicherung von Lagerring und Laufscheibe in Umfangsrichtung die Lagereinheit beim Einbau nicht beschädigt werden kann, da ein axialer Längenausgleich zwi- sehen Axial- und Radialteil möglich ist. Auf diese Weise sind auch vorhandene Toleranzen zwischen Gehäuse und zu lagerndem Teil elegant ausgleichbar.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen in den Erfindungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben.
So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß der Ring an mehreren gleichmäßig voneinander beabstandeten Umfangsstellen in axialer Richtung ragende Vorsprünge aufweist. Zwar ist gegenüber dem bisherigen Stand der Technik dieser Ring zusätzlich zu fertigen, was aber nicht wirklich ins Gewicht fällt, da seine Vorteile die zusätzlichen Herstellungskosten in jedem Fall aufwiegen.
Nähere Angaben zu diesem Ring sind den Ansprüchen 3, 4, 5 zu entnehmen.
So ist nach Anspruch 3 vorgesehen, daß der Ring im Querschnitt gesehen eine runde oder eine eckige Form aufweist. Die Herstellung kann nach Anspruch 4 derart erfolgen, daß der Ring aus einem Draht gebogen und an seinen beiden Enden miteinander verschweißt ist. Schließlich soll er gemäß Anspruch 5 aus einem weichen Stahl gefertigt sein, weil er innerhalb der erfindungsgemäßen Lageranordnung verstemmbar sein soll.
Schließlich ist im Anspruch 6 die genaue Lage des Ringes innerhalb des kombinierten Radial- und Axiallagers beschrieben. Danach ist vorgesehen, daß der Lagerring mit einem radial gerichteten und die Laufscheibe mit einem axial gerichteten Bord versehen sind, wobei der axial gerichtete Bord der Laufscheibe von einem radial gerichteten Bord fortgesetzt ist, beide radial gerichteten Borde gleich- mäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Freistellungen aufweisen, von denen Ring mit seinen Vorsprüngen aufgenommen ist.
Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung von Lagerring, Laufscheibe und
Formschluß herstellenden Ring,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung des Rings,
Figur 3 eine perspektivische Darstellung von Lagerring, Laufscheibe und
Ring mit zugehörigen Nadelkränzen,
Figur 4 eine teilweise perspektivische Darstellung des Lagerringes mit aufgeschobenem Ring,
Figur 5 eine teilweise perspektivische Darstellung eines vollständigen kom- binierten Radial- und Axiallagers und
Figur 6 eine teilweise perspektivische Darstellung der Rückseite eines kombiniertes Radial- und Axiallagers
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Wie aus den Figuren 1 bis 6 erkennbar, setzt sich das erfindungsgemäß kombi- nierte Radial- und Axiallager aus dem Lagerring 1 des Radiallagers, der Laufscheibe 2 des Axiallagers und dem Ring 3 zusammen, der den Formschluß zwischen beiden Teilen 1 , 2 realisiert. Der Lagerring 1 ist beidseitig mit radial nach außen gerichteten Borden 4 versehen, während die Laufscheibe 2 beidseitig mit den axial gerichteten Borden 5 ausgestattet ist. Beide Borde 4, 5 begrenzen zwi- sehen sich die Laufbahnen für den in Figur 3 gezeigten Radialkranz 6 und für den Axialkranz 9, die aus im Käfig 7 geführten Nadeln 8 bzw. aus im Käfig 10 geführten Nadeln 11 bestehen. Der axial gerichtete Innenbord 5 der Laufscheibe 2 geht in den radial nach innen gerichteten Bord 12 über. Sowohl der linksseitig angeordnete radial nach außen gerichtete Bord 4 des Lagerrings 1 als auch der radial nach innen gerichtete Bord 12 der Laufscheibe 2 sind mit Freistellungen 13, 14 versehen, die in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Wie die genannten Figuren weiter zeigen, ist der Ring 3 an mehreren gleichmäßig voneinander beabstandeten Umfangsstellen mit Vorsprüngen 15 versehen, die, wie später noch zu sehen sein wird, mit den Freistellungen 13, 14 korrelieren.
Wie die vergrößerte Darstellung des Radialteils in Figur 4 zeigt, weist der Lagerring 1 eine von beiden Borden 4 begrenzte Laufbahn auf, auf der die im Käfig 7 geführten Nadeln 8 abwälzen. Bei der Montage des Radialbauteils wird zunächst so vorgegangen, daß der Ring 3 auf den Lagerring 1 aufgeschoben wird, so daß dessen Vorsprünge 15 in die Freistellungen 13 des linksseitigen Bordes 4 eingeschoben sind. Danach wird auf den Lagerring 1 der Radialkranz 6 aufgeschoben, bevor der rechtsseitig angeordnete Bord 4 umgebördelt wird.
Wie aus den Figuren 5 und 6 erkennbar, weist die Laufscheibe 2 sowohl außen als auch innen je einen axial gerichteten Bord 5 auf, die eine Laufbahn für die im Käfig 10 geführten Nadeln 11 begrenzen. Wie weiter erkennbar, geht der innen angeordnete axial gerichtete Bord 5 in den radial nach innen gerichteten Bord 12 über, der mit gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Freistellungen 14 versehen ist. Bei Übereinstimmung der Freistellungen 13, 14 in Umfangsrichtung von Radialteil und Axialteil der kombinierten Lageranordnung ist ein Freiraum begrenzt, in dem der Ring 3 mit seinen Vorsprüngen 15 aufgenommen ist.
Wie die rückseitige Darstellung der erfindungsgemäßen Lageranordnung in Figur 6 erkennen lässt, ist der Freiraum zur Aufnahme der Vorsprünge 15 des Ringes 3 in etwa je zur Hälfte von den Freistellungen 13 und 14 gebildet. Um ein Herausschnappen der Vorsprünge 15 aus dem Freiraum zu verhindern, werden diese in Umfangsrichtung geringfügig verstemmt. Dies hat so zu erfolgen, daß dabei die axiale Beweglichkeit von Lagerring 1 und Laufscheibe 2 nicht behindert ist. Die Figur 6 lässt weiter erkennen, daß die Aufnahmebohrung der Laufscheibe 2 zur Aufnahme des Lagerringes 1 von deren radial nach innen gerichteten Bord 12 gebildet ist.
Bezugszeichen
Lagerring
Laufscheibe
Ring
Bord
Bord
Radialkranz
Käfig
Nadeln
Axialkranz
Käfig
Nadeln
Bord
Freistellung
Freistellung
Vorsprung

Claims

Patentansprüche
1. Kombiniertes Radial- und Axiallager, bestehend aus einer Reihe von axial gestellten Nadeln (8) oder Rollen zur Aufnahme einer Radiallast und einer Reihe von radial gestellten Nadeln (11 ) oder Rollen zur Aufnahme einer Axiallast, wobei ein Lagerring (1 ) des Radiallagers und eine Laufscheibe (2) des Axiallagers formschlüssig zu einer Baueinheit verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerring (1 ) des Radiallagers an einem axialen Ende von einer Aufnahmebohrung der Laufscheibe (2) des Axiallagers aufgenommen ist und der Formschluß durch einen zwischen Lagerring (1 ) und Laufscheibe (2) angeordneten Ring (3) realisiert ist, der so ausgelegt ist, daß ein Verdrehen von Lagerring (1 ) und Laufscheibe (2) in Umfangsrichtung zueinander verhindert, ein begrenztes axiales Verschieben aber möglich ist.
2. Radial- und Axiallager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3) an mehreren gleichmäßig voneinander beabstandeten Um- fangsstellen in axialer Richtung ragende Vorsprünge (15) aufweist.
3. Radial- und Axiallager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3) im Querschnitt gesehen eine runde oder eine eckige Form aufweist.
4. Radial- und Axiallager nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3) aus einem Draht gebogen und an seinen beiden Enden miteinander verschweißt ist.
5. Radial- und Axiallager nach Anspruchl , dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3) aus einem weichen Stahl gefertigt ist.
6. Radial- und Axiallager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerring (1 ) mit einem radial gerichteten (4) und die Laufscheibe (2) mit einem axial gerichteten Bord (5) versehen sind, wobei der axial gerichtete Bord (5) der Laufscheibe (2) von einem radial gerichteten Bord (12) fortgesetzt ist, beide radial gerichteten Borde (4,12) gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Freistellungen (13,14) aufweisen, von denen der Ring (3) mit seinen Vorsprüngen (15) aufgenommen ist.
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