WO2009115316A1

WO2009115316A1 - Stützanordnung zur axial und radial nachgiebigen abstützung eines wellenlagers

Info

Publication number: WO2009115316A1
Application number: PCT/EP2009/002006
Authority: WO
Inventors: Joachim Reihle; Hans Oberstarr
Original assignee: SGF SüDDEUTSCHE GELENKSCHEIBENFABRIK GMBH & CO. KG
Priority date: 2008-03-18
Filing date: 2009-03-18
Publication date: 2009-09-24
Also published as: DE102008014666A1; US20110091142A1; US8573850B2; DE102008014666B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stützanordnung (10) zur nachgiebigen Abstützung eines Wellenlagers, mit einem radial inneren Stützring (14), in den sich das Wellenlager einbauen lässt, und einem Lagergehäuse (22) zur Fixierung der Stützanordnung (10), wobei der radial innere Stützring (14) mit dem Lagergehäuse (22) über eine Verbindungsstruktur derart verbunden ist, dass der radial innere Stützring (12) relativ zum Lagergehäuse (22) bezüglich einer Mittelachse (A) des Wellenlagers in axialer sowie in radialer Richtung aus einer Ausgangsposition auslenkbar ist, wobei Auslenkungsbegrenzungsmittel, die axiale Auslenkung des radial inneren Stützrings (14) relativ zum Lagergehäuse (22) in axialer Richtung begrenzen.

Description

Stützanordnung zur axial und radial nachgiebigen Abstützung eines Wellenlagers

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stützanordnung zur nachgiebigen Abstützung eines Wellenlagers, mit einem radial inneren Stützring, der Teil des Wellenlagers ist oder in den sich das Wellenlager einbauen lässt, und einem Lagergehäuse zur Fixierung der Stützanordnung, wobei der radial innere Stützring mit dem Lagergehäuse über eine Verbindungsstruktur derart verbunden ist, dass der radial innere Stützring relativ zum Lagergehäuse bezüglich einer Mittelachse des Wellenlagers in axialer Richtung sowie in radialer Richtung , ggfs. im Rahmen einer Taumelbewegung, aus einer Ausgangsposition auslenkbar ist.

Bisher wurden Drehmomente bei Kraftfahrzeugen durch beispielsweise zweiteilige Gelenkwellen übertragen, die über eine Keilwellenverzahnung miteinander in kraft- schlüssiger drehmomentübertragender Verbindung stehen. Zur radialen Führung und Lagerung dieser Wellen wurden Stützanordnungen vom beispielsweise in der deutschen Patentschrift DE 10 2004 006 490 B3 offenbarten Typ verwendet. Bei Wellenlagern mit Stützanordnungen des obengenannten Typs treten in axialer Richtung sehr große Wege auf, die durch die axiale Sperrwirkung der Keilwellenanordnung oder/und durch Aggregatsbewegungen verursacht werden. Es kann zu axialen Auslenkungen von bis zu 15 mm kommen. Deshalb wurden die Stützanordnungen des in der genannten Patentschrift beschriebenen Typs so konstruiert, dass sie Auslenkungen in axialer Richtung nicht begrenzen, sondern nur die radiale Führung und Dämpfung von radialen Auslenkungen der Wellen übernehmen.

Im Zuge von Weiterentwicklungen im Bereich der Drehmomentübertragung zwischen zwei Wellenabschnitten, insbesondere im Bereich des Antriebsstrangs bei Kraftfahrzeugen, haben sich durch die Verwendung von axialen Kugelführungen, sogenannten „Ball-Splines", die Anforderungen an eine Stützanordnung für ein Wellenlager stark verändert. Die Verwendung von axialen Kugelführungen ermöglicht es, zwei Wellenabschnitte durch eine „schwimmende" Lagereinheit miteinander zu verbinden, wodurch eine deutliche Reduzierung der in axialer Richtung auftretenden Kräfte erreicht wird. Aufgrund der schwimmenden Lagerung der Wellenverbindung wäre theoretisch eine in axialer Richtung komplett steife Konstruktion eines Wellenlagers mit einer Stützanordnung denkbar, d. h. ohne jegliche axiale Freigängigkeit. Eine komplett steife Anordnung führt jedoch zu einer hohen Geräuschentwicklung beispielsweise durch den übertragenen Körperschall und einer damit einhergehenden Verschlechte- rung der Akustik. Gerade im Bereich der Fahrzeugtechnik wird aber sehr großer Wert auf die akustischen Eigenschaften einzelner Komponenten gelegt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend von der eingangs beschriebe- nen Problematik eine Stützanordnung zur Abstützung eines Wellenlagers bereit zu stellen, die unter anderem Körperschallübertragungen vermeidet oder zumindest minimiert und gleichzeitig die axialen Auslenkungen des Wellenlagers begrenzt.

Diese Aufgabe wird durch eine Stützanordnung der eingangs bezeichneten Art gelöst, bei der Auslenkungsbegrenzungsmittel vorgesehen sind, welche die axiale Auslenkung des radial inneren Stützrings relativ zum Lagergehäuse in axialer Richtung begrenzen.

Durch die eingangs beschriebenen Weiterentwicklungen im Bereich der Lagerung einer zweiteiligen Gelenkwelle und den damit verbundenen neuartigen Anforderungen an eine Stützanordnung ist es nötig, eine gewisse axiale Auslenkung aus Gründen der Akustik zuzulassen. Da allerdings aufgrund der im wesentlich schwimmenden Lagerung durch die drehmomentübertragenden Kugelführungen (Ball-Splines) keine hohen axialen Kräfte mehr übertragen werden, kann die axiale Auslenkung durch Anschlag mittel oder Mittel, die der axialen Auslenkung eine Gegenkraft entgegensetzen, begrenzt oder reduziert werden.

In diesem Zusammenhang sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Verbindungsstruktur einen Verbindungskörper aus gummielastischem Material aufweist, der den inneren Stützring radial elastisch auslenkbar mit einem äußeren Stützring verbindet. Durch den Verbindungskörper der vorteilhaft in Form einer Faltmembran ausgebildet ist, können zum Einen Schwingungen in axialer und radialer Richtung gedämpft werden, und zum Anderen kann die schwimmende Lagereinheit mit Ball- Splines und Wellenlager durch die Rückstell kraft des Verbindungskörpers in ihre Neutralstellung zurückgeführt werden, in der sie vorbestimmte akustische Eigenschaften aufweist.

Konstruktiv stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, um die axiale Auslenkung des radial inneren Stützrings relativ zu dem Lagergehäuse zu begrenzen. Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Auslenkungsbegrenzungsmittel wenigstens einen zur Mittelachse des Wellenlagers hin vorspringenden Anschlagabschnitt aufweisen, der an dem Lagergehäuse an wenigstens einer Seite vorgesehen ist, und dass die Verbindungsstruktur, insbesondere der Verbindungskörper, oder der radial innere Stützring, ausgebildet ist, um sich bei einer axialen Auslenkung an den Anschlagabschnitt des Lagergehäuses anzulegen. In diesem Zusammenhang bleibt zu erwähnen, dass axiale Auslenkungen bzw. axiale Schwingungen nicht nur in einer Achsrichtung auftreten können (zum Beispiel durch Verzögerungen oder Beschleunigungen), deshalb ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform beidseits des Lagergehäuses der wenigstens eine Anschlagabschnitt vorgesehen.

Um die axialen Auslenkungen des inneren Stützrings relativ zu dem Lagergehäuse effektiv begrenzen zu können, muss der Verbindungskörper konstruktiv zum Zusammenwirken mit den Anschlagabschnitten an dem Lagergehäuse gestaltet werden. Hierzu sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass an dem Verbindungskörper wenigstens eine Anschlagfläche ausgebildet ist, die mit dem wenigstens einen Anschlagabschnitt des Lagergehäuses in Anlage bringbar ist. Hierzu ist anzumerken, dass die Abstützung der Anschlagflächen an dem wenigstens einen Anschlagabschnitt progressiv erfolgen kann. Es kann auch in radialer Richtung eine Abstützung der Anschlagfläche des Verbindungskörpers an dem radial äußeren Stützring erfolgen. Auch diese Abstützung in radialer Richtung kann mit progressiver Kennlinie ausgelegt sein.

Hinsichtlich der Geometrie der wenigstens einen Anschlagfläche des Verbindungskörpers kann vorgesehen sein, dass diese umlaufend oder in Segmente unterteilt ausgeführt ist. Zur Geometrie der Anschlagabschnitte des Lagergehäuses bleibt zu erwähnen, dass die Anschlagabschnitte als in vorzugsweise regelmäßigen Winkelab- ständen angeordnete Radialvorsprünge ausgebildet sind. Vorteilhafterweise sieht in diesem Zusammenhang eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass bei einer unterteilten Ausführung der Anschlagflächen des Verbindungskörpers, diese auf die Radialvorsprünge des Lagergehäuses abgestimmt sind.

Um selbst bei Anlage der gummielastischen Anschlagflächen des Verbindungskörpers an dem wenigstens einen Anschlagabschnitt des Lagergehäuses den Einfluss auf die radiale Kennung der Stützanordnung möglichst gering zu halten, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass der Verbindungskörper oder/und der radial innere Stützring an seinen Anschlagflächen einen Gleitring oder Gleitelemente aufweist, die zum reibungsarmen Zusammenwirken mit dem wenigstens einen Anschlagabschnitt ausgebildet sind. Wie bereits erwähnt, bestehen konstruktiv mehrere Möglichkeiten zur Begrenzung der axialen Auslenkung des radial inneren Stützrings relativ zu dem Lagergehäuse. So sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Auslenkungsbegrenzungsmit- tel wenigstens ein zwischen dem Lagergehäuse und dem radial inneren Stützring vorgesehenes Federelement aufweisen, das einer axialen Auslenkung des radial inneren Stützrings entgegenwirkt. Bei dieser Ausführungsform wirkt der axialen Auslenkung demnach eine Gegenkraft entgegen, die durch Deformation des Federelements erzielt wird.

Um wie gewünscht die axiale Auslenkung begrenzen zu können, sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, dass sich das wenigstens eine Federelement einenends an einem Anlageabschnitt des Lagergehäuses und anderenends an einer Anlagefläche des Verbindungskörpers abstützt. Wie vorstehend bereits erwähnt, treten axiale Auslenkungen bzw. Schwingungen nicht nur in einer axialen Richtung auf. Deshalb ist es auch bei dieser Lösung vorteilhaft, dass beidseits des radial inneren Stützrings Federelemente angeordnet sind. Für den beschriebenen Anwendungsfall ist es in diesem Zusammenhang vorteilhaft, dass das wenigstens eine Federelement von einem elastischen Körper, wie einem Gummipfuffer, oder einer Schraubendruckfeder oder von einer Spiraldruckfeder gebildet ist. Ferner kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die Federelemente jeweils auch in einer am Verbindungskörper integral vorgesehenen Tasche eingesetzt oder von einer balgartigen Gummimembran oder Gummimanschette umgeben sind, und am Lagergehäuse und/oder am radial äußeren Stützring formschlüssig oder kraftschlüssig dichtend fixiert sind. Die Gummimembran bzw. Gummimanschette kann integral mit dem Verbindungskör- per oder als separates Bauteil ausgebildet sein, das nachträglich kraft- oder formschlüssig am radial inneren oder/und äußeren Stützring anbringbar ist.

Eine weitere konstruktive Möglichkeit, die axiale Auslenkung des radial inneren Stützrings relativ zu dem Lagergehäuse zu begrenzen, besteht darin, dass die Verbin- dungsstruktur die Auslenkungsbegrenzungsmittel bildende Verbindungsstege zwischen dem Lagergehäuse und dem radial inneren Stützring aufweist, welche bei einer axialen Auslenkung des radial inneren Stützrings relativ zum Lagergehäuse unter Erzeugung einer der Auslenkung entgegenwirkenden Gegenkraft deformierbar sind. Bei dieser Ausführungsvariante wird also die Verbindungsstruktur selbst so ausgestaltet, dass sie der axialen Auslenkung entgegenwirkt. Um die axiale Auslenkung des Wellenlagers zu begrenzen und damit den Mittelbereich der Gelenkwelle in innerhalb vorbestimmter Auslenkungen zu halten, sieht eine Weiterbildung der Erfindung in diesem Zusammenhang vor, dass die Verbindungsstege vorzugsweise in regelmäßigen Winkelabständen zwischen dem Lagergehäuse 5 und dem radial inneren Stützring angeordnet und geneigt oder windschief zur Mittelachse des Wellenlagers ausgerichtet sind. Die geneigte oder windschiefe Ausrichtung sorgt je nach Neigung zu einer vertikalen Ebene für mehr oder weniger große Gegenkräfte gegen eine axiale aber auch radiale Auslenkung. Auch die Geometrie und die Steganzahl haben Einfluss auf die Größe der Gegenkräfte. 0

Um den Montageaufwand für die erfindungsgemäße Stützanordnung möglichst gering zu halten, sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, dass das Lagergehäuse einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet ist, wobei die Teilung in einer achsenthaltenden oder achsorthogonalen Ebene erfolgt. 5

Wie vorstehend bereits ausführlich erläutert wurde, werden durch die Erfindung die axialen Auslenkungen des inneren Stützrings begrenzt. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass für verschiedene Anwendungsbereiche bzw. verschiedene Kraftfahrzeugtypen, und hier insbesondere für den Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges,o unterschiedliche axiale Auslenkungen zugelassen werden können. Ferner muss dabei die Stützanordnung auf die Dimensionierung der einzelnen Wellenkomponenten sowie die auftretenden Beanspruchungen abgestimmt werden. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht deshalb vor, dass die axiale Auslenkung des radial inneren Stützrings relativ zu dem Lagergehäuse bedarfsweise einstellbar ist. 5

Ferner betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Stützanordnung der vorstehend beschriebenen Art.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren erläu-o tert. Es stellen dar:

Fig.l eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stützanordnung; 5 Fig.2 eine in achsenthaltender Schnittebene aufgeschnittene perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung; Fig.3 eine Schnittansicht gemäß der ersten Ausfϋhrungsform der Erfindung;

Fig.4 eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung mit zweiteiligem Lagergehäuse;

Fig.5 eine in achsenthaltender Schnittebene aufgeschnittene perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform mit zweiteiligem Lagergehäuse;

Fig.6 eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung mit Gleitringen;

Fig.7 eine in achsenthaltender Schnittebene aufgeschnittene perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform mit Gleitringen;

Fig.8 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig.9 eine in achsenthaltender Schnittebene aufgeschnittene perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform;

Fig.10 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Fig.11 eine in achsenthaltender Schnittebene aufgeschnittene perspektivische Ansicht der dritten Ausführungsform;

Fig.12 eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig.13 eine in achsenthaltender Schnittebene aufgeschnittene perspektivische Ansicht der vierten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig.14 eine in achsenthaltender Schnittebene aufgeschnittene perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform der Erfindung mit Gummimanschetten.

Die Stützanordnung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 1 gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet. Sie ist zur axial und radial nachgiebigen Abstützung eines nicht dargestellten, handelsüblichen Wälzlagers vorgesehen. Die Stützanordnung 10 weist einen radial äußeren Stützring 12 und einen radial inneren Stützring 14 auf. Im Anwendungsfall, beispielsweise in einem Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs, wird in dem Stützring 14 das nicht gezeigte Wälzlager aufgenommen. Beide Stützringe 12, 14 sind vorzugsweise aus Metall oder ähnlichen beständigen Werkstoffen gefertigt und miteinander durch einen gummielastischen Verbindungskörper 16 verbunden. Der Verbindungskörper 16 hat die Form einer Faltmembran mit einer Falte 18.

Ferner erkennt man in Fig.l ein Lagergehäuse 22 mit in Richtung des inneren Stützrings 14 vorspringenden Anschlagabschnitten 24, 26, 28, 30, die dazu ausgebildet sind, mit einer Anschlagfläche 20 des Verbindungskörpers 16 im Falle einer axialen Auslenkung in Anlage zu geraten und dadurch die axiale Auslenkung zu begrenzen.

Fig.l zeigt zudem, dass das Lagergehäuse 22 an einer unteren Hälfte 32 einer Befestigungsvorrichtung, vorzugsweise durch Schweißen, befestigt ist. Der unteren Hälfte 32 ist eine obere, nicht gezeigte Hälfte der Befestigungsvorrichtung zugeordnet, die beispielsweise Bestandteil einer Bodengruppe eines Kraftfahrzeugs sein kann. Die Hälfte 32 sowie die nicht gezeigte Hälfte der Befestigungsvorrichtung bilden zusammen ein Gehäuse zur Aufnahme der Stützanordnung 10, und werden vorzugsweise durch Verschrauben über in Fig.l angedeutete Schraubenlöcher 34 miteinander verbunden.

Fig.2 zeigt eine geschnittene perspektivische Ansicht gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Aus Fig.2 geht deutlicher hervor, wie der äußere Stützring 12 und der innere Stützring 14 durch den Verbindungskörper 16 mit seiner Falte 18 axial und radial zueinander bewegbar verbunden sind. Ferner zeigt Fig.2, dass die An- schlagabschnitte, hier nur 24 und 30 dargestellt, axial von der Anschlagfläche 20 des Verbindungskörpers 16 beabstandet sind. Der axiale Abstand zwischen der Anschlagfläche 20 und den Anschlagabschnitten 24, 30 entspricht etwa der maximal zulässigen axialen Auslenkung des inneren Stützrings 14 relativ zu dem äußeren Stützring 12, sieht man von der elastischen Verformung des Verbindungskörpers 16 ab. Somit wird, sobald sich die Anschlagfläche 20 an die Anschlagabschnitte 24, 30 anlegt, die axiale Auslenkung durch die Anschlagabschnitte 24, 30 des Lagergehäuses 22 begrenzt. Die maximale Auslenkung kann je nach Fahrzeugtyp oder Anwendungsbereich geringer oder größer ausgelegt werden.

Eine weitere Abstimmungsmöglichkeit bildet die Falte 18 des Verbindungskörpers 16. Die Falte 18 kann durch die Gestaltung ihrer Geometrie sowie der Materialstärke die Federungseigenschaften und die Isolation- der auftretenden Geräusche maßgeblich beeinflussen. Ferner können durch die Begrenzung der axialen Auslenkung des inneren Stützrings 14 die negativen Auswirkungen auf die radialen Eigenschaften sowie auf die Lebensdauer der Stützanordnung 10 minimiert werden. Ausgehend von der Mittelachse A (Rg. 3) des Wellenlagers werden auch achsorthogonale Auslenkungen begrenzt. Dies wird dadurch erreicht, dass sich der Verbindungskörper 16 mit seinen Anschlagflächen 20 nach einer vorbekannten radialen Auslenkung an den radial äußeren Stützring 12 anlegt und an diesem abstützt. Die Anschlagfunktion in radialer und axialer Richtung kann progressiv ausgestaltet sein. Die Falte 18 erfüllt bei diesem neuartigen Konzept zur Lagerung einer zweiteiligen Gelenkwelle eine zusätzlich Aufgabe, in dem sie durch ihre Rückstell kraft, mit der sie auch axialen und radialen Auslenkungen entgegenwirkt, dafür sorgt, dass die nicht gezeigte schwimmende Lagereinheit nach einer axialen Auslenkung wieder in Richtung ihrer Neutralstellung zurückgeführt wird.

Im Betrieb der Stützanordnung 10 in einer nicht gezeigten zweiteiligen Gelenkwelle mit axialen Kugelführungen, beispielsweise eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, kann der innere Stützring 14 relativ zu dem äußeren Stützring 12, soweit in axialer Richtung ausgelenkt werden, bis er nach der maximal zulässigen Auslenkung an den Anschlagabschnitten 24, 30 anschlägt. Die Anschlagflächen 20 des Verbin- dungskörpers 16 sind so ausgeformt, dass sich beim axialen Anschlag an den Anschlagabschnitten 24, 30 eine Progression ergibt, die ein akustisch vorteilhaftes Verfalten auch bei einer Anschlagsituation gewährleistet. In Figur 2 ist zwischen der Falte 18 und der Anschlagfläche 20 ein eingewölbter Abschnitt w zu erkennen, der im Anschlagfall eine weitere Federung bzw. eine Verfaltung zulässt, die akustisch von Vorteil ist. Konkret bedeutet dies, dass bei axialem Anschlag der innere Stützring 14 in geringen Maße weiter ausgelenkt werden kann, wobei sich der Verbindungskörper 16 progressiv verfaltet.

Fig.3 zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Stützanordnung 10 mit einem den äußeren radialen Stützring 12 und den inneren radialen Stützring 14 verbindenden Verbindungskörper 16, der die Falte 18 aufweist. Das Lagergehäuse 22 gemäß dieser Ausführungsform ist hier zweiteilig ausgebildet, mit einem radial mit den äußeren Stützring 12 in Eingriff stehenden Teil 36, das den Anschlagabschnitt 28 aufweist, und einem in axialer Richtung abnehmbaren Endteil 38, das den Anschlag- abschnitt 40 aufweist. In Fig. 3 erkennt man, dass die Anschlagflächen nur in etwa bis zu ihrer Mitte an den in Richtung der Achse A vorspringenden Anschlagabschnitten 28, 40 anschlagen können. Man erkennt wiederum die Einwölbung w zwischen der Falte 18 und den Anschlagflächen 20. Die Einwölbung w ermöglicht eine Progression in axialer Rich- tung, d.h. geringe Auslenkungen bzw. Schwingungen des Verbindungskörpers 16 sind trotz Anlage weiterhin möglich, so dass ein akustisch vorteilhaftes, stufenweise verlaufendes Verfalten weiter möglich ist.

Im Folgenden soll mit Bezug auf Fig.4 und 5 eine zweite Variante der ersten Ausfüh- rungsform der Erfindung mit einem in achsenthaltender Ebene geteiltem Lagergehäuse erläutert werden. Für gleichwirkende oder gleichartige Komponenten wurden dieselben Bezugszeichen verwendet.

Fig.4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer zweiten Variante der ersten Ausfüh- rungsform der Erfindung, die sich von der ersten Variante gemäß der Fig.l bis 3 lediglich darin unterscheidet, dass das Lagergehäuse 22 zweiteilig ausgebildet ist. In Folge dessen weist das Lagergehäuse 22 eine untere Gehäusehälfte 42 und eine obere Gehäusehälfte 44 auf. Die beiden Gehäusehälften 42 und 44 nehmen somit den Verbindungskörper 16 mit dem äußeren radialen Stützring 12 und dem inneren radialen Stützring 14 auf. An der oberen Gehäusehälfte 44 sind die Anschlagabschnitte 28 und 26 angeordnet, wohingegen an der unteren Gehäusehälfte 42 der Anschlagabschnitt 24 angeordnet ist. Die beiden Gehäusehälften 42 und 44 können dauerhaft miteinander verbunden, insbesondere verschweißt, vernietet oder verschraubt, werden. Eine derartige Gestaltung des Lagergehäuses ist für die Montage vorteilhaft. Die beiden Gehäusehälften 42 und 44 können getrennt von dem Verbindungskörper 16 vorgefertigt werden, und dieser muss bei der Endmontage nur noch in eine der Gehäusehälften 42 oder 44 eingebracht und beide Hälften 42 und 44 miteinander verbunden werden.

Fig.5 zeigt eine geschnittene perspektivische Ansicht der zweiten Variante der ersten Ausführungsform der Erfindung.

Im Folgenden soll mit Bezug auf Fig.6 und 7 eine dritte Variante der ersten Ausführungsform der Erfindung erläutert werden. Für gleichwirkende oder gleichartige Komponenten wurden wiederum dieselben Bezugszeichen verwendet, wie bei den ersten beiden Ausführungsvarianten. Die Variante gemäß Fig.6 und 7 unterscheidet sich von der vorangestellt beschriebenen Variante der ersten Ausführungsform gemäß Fig.l bis 3 nur darin, dass der Verbindungskörper 16 an seiner Anschlagfläche 20 einen Gleitring 46 aufweist. Durch den Gleitring 46 wird selbst bei Anlage der Anschlagflächen des Verbindungskörpers 5 16 an den Anschlagabschnitten 24, 26, 28 die radiale Kennung des gummielastischen Verbindungskörpers 16 kaum beeinflusst. Ferner wird durch den vorzugsweise mit Teflon beschichteten Gleitring die Reibung im Anschlagfall zwischen dem Gleitring 46 und den Anschlagabschnitten 24, 26 und 28 möglichst gering gehalten.

lo Fig.7 zeigt wiederum eine geschnittene perspektivische Ansicht der dritten Variante der Erfindung, in der der Gleitring 46 erkennbar ist.

Mit Bezug auf Fig. 8 und 9 soll im Folgenden eine zweite Ausführungsform der Erfindung erläutert werden. Für gleich wirkende oder gleichartige Komponenten wurden i5 wiederum dieselben Bezugszeichen verwendet, wie bei der ersten Ausführungsform, jedoch mit der Ziffer „1" vorangestellt.

Bei der Ausführungsformen gemäß der Fig. 8 und 9 wird die axiale Auslenkung des radial inneren Stützrings 114 relativ zu dem Lagergehäuse 122 nicht wie bei der 20 ersten Ausführungsform mit axialen Anschlägen an dem Lagergehäuse, sondern mit beidseitig angeordneten Federelementen, in Fig. 8 nur Federelement 148 gezeigt, begrenzt. Wie man aus Fig. 8 erkennt, legt sich die Feder 148 mit ihrem einen Ende an den Verbindungskörper 116 und mit ihrem anderen Ende an der an dem Gehäuseendteil 138 ausgebildeten Anlagefläche 152 an.

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Aus Fig. 9 lassen sich die beiden Federn 148 und 150 erkennen, vorzugsweise Spiralfedern, die sich mit ihrem kleineren Durchmesser an einer Anlagefläche 120 des Verbindungskörpers 116 und mit ihrem größeren Durchmesser an den Anlageflächen 152 und 154 des Lagergehäuses anlegen. Weiter zeigt Fig. 9, dass der Verbindungs- o körper 116 gemäß dieser zweiten Ausführungsform ebenfalls über eine Falte 118 verfügt, die je nach Anwendungsbereich oder Anforderung an die Geräuschkompensation mit einem größeren oder kleineren Knickwinkel ausgebildet werden kann. Aus Fig. 9 ist die zweiteilige Ausbildung des Lagergehäuses 122 ersichtlich, mit dem in axialer Richtung abnehmbaren Gehäuseendteil 138 und dem Gehäuseteil 136, das 5 mit dem radial äußeren Stützring 112 in Eingriff steht. Im Betrieb der Stützanordnung 110 wirken die Federn 148, 150 ähnlich den Anschlägen gemäß der ersten Ausführungsform mit dem Unterschied, dass die Federn 148, 150 einer axialen Auslenkung bzw. Schwingungen in Folge ihrer Komprimierung sofort entgegenwirken, wobei der Federwiderstand progressiv ansteigt, d.h. je größer 5 die Auslenkung, umso größer wird die von der Feder 148, 152 aufgebrachte Gegenkraft sein.

Im Gegensatz zu der mit Bezug auf Fig. 1 bis 7 beschriebenen Ausführungsform hat der innere Stützring 112 bzw. der Verbindungskörper 116 gemäß dieser Ausfüh- lo rungsform keinen axialen Auslenkungsbereich, in dem nur die Rückstell kraft der Falte 118 als Gegenkraft auftritt, da hier sofort die Federn 148, 150 der Auslenkung entgegenwirken. Durch die Anordnung von Federn 148, 158 entstehen neue Abstimmungsmöglichkeiten auf das jeweilige Anwendungsgebiet bzw. unterschiedliche Auslegungen von Antriebsträngen in verschieden Fahrzeugtypen, da Federn verwen- i5 det werden können, die je nach Typ oder Dimensionierung andere Charakteristika aufweisen. Dem bleibt hinzuzufügen, das die Ausführungsform gemäß der Fig. 8 und 9 sehr schnell nach einer Auslenkung durch die Federn 148 und 150 wieder in ihre Neutralstellung zurückkehrt, in der sie sehr gute radiale Eigenschaften aufweist, da Auslenkungen und Schwingungen beidseitig durch die Federn 148 und 150 entge-

20 gengewirkt wird.

Die Montage einer schwimmenden Lagereinheit mit axialen Kugelführungen wird durch die erfindungsgemäße Stützanordnung gemäß dieser Ausführungsform vereinfacht, da die Federn 148, 150 ihre Neutralstellung „selbstständig" einnehmen, durch 25 die entgegengesetzt wirkenden Federkräfte der Federn 148, 152, wodurch keine aufwendigen Messungen zur Bestimmung der Neutralstellung der Lagereinheit vorgenommen werden müssen.

Im Folgenden soll in Bezug auf Fig. 10 und 11 ein drittes Ausführungsbeispiel der o Erfindung erläutert werden. Für gleichwirkende oder gleichartige Komponenten wurden wiederum dieselben Bezugszeichen verwendet, wie bei den ersten bereits beschriebenen Ausführungsformen, hier jedoch mit Ziffer „2" vorangestellt.

Bei dieser Ausführungsform sind, wie in Fig. 10 gezeigt, zwischen der Anlagefläche 5 220 des Verbindungskörpers 216 und der an dem Gehäuseendteil 238 ausgebildeten Anlagefläche 252 gummielastische Körper 256 angeordnet. Gemäß Fig. 10 und 11 ist kein Verbindungskörper vorgesehen, der eine Falte aufweist. Er besteht stattdessen aus gummielastischen Körpern 256, die mit dem Lagergehäuse 222 in Verbindung stehen. Aus Fig. 11 erkennt man, dass die gummielastischen Körper 256 beidseits des radial inneren Stützrings 212 an dessen Anlageflächen 220 angeordnet sind, und sich jeweils an den ringförmigen Anlageabschnitten 252 und 254 des Lagergehäuses 222 abstützen oder sogar an diesem befestigt sind, beispielsweise durch eine Nietverbindung. Die gummielastischen Körper 256 sind hier vorteilhaft wiederum in gleichmäßig verteilten Winkelabständen angeordnet, um kraftsymmetrische Eigenschaften zu erhalten. Die gummielastischen Körper 256 wirken ebenso wie die Federn des zweiten Ausführungsbeispiels einer axialen und radialen Auslenkung bzw. Schwingungen sofort bei Eintreten dieser Auslenkungen oder Schwingungen entgegen und verfügen ebenso über ein progressive Kennung, d.h. über einen ansteigenden Widerstand bei größer werdenden Auslenkungen. Aus Fig. 11 lässt sich wiederum erkennen, dass das Lagergehäuse auch bei dieser Ausführungsform zweitteilig ausgeführt ist.

Eine vierte Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Bezug auf Fig. 12 und 13 beschrieben, wobei gleichwirkende oder gleichartige Komponenten wiederum mit den gleichen Bezugszeichen versehen wurden, jedoch mit Ziffer „3" vorangestellt.

Wie aus Fig. 12 zu erkennen ist, ist der radial innere Stützring 314 mit dem radial äußeren Stützring 312 über deformierbare Verbindungsstege 358 verbunden und im Gegensatz zu den ersten beiden Ausführungsformen nicht mehr mit einem geschlossenen umlaufenden Verbindungskörper. Ferner ist aus Fig. 12 ersichtlich, dass die Verbindungsstege 358 allein durch ihre Deformierbarkeit die axialen Auslenkungen begrenzen, d.h. ohne Anordnung von zusätzlichen Mitteln. Das Lagergehäuse 322 besteht gemäß dieser Ausführungsform nur mehr aus einem Ring der mit dem radial äußeren Stützring 312 in Eingriff steht.

Um die gleichen Eigenschaften wie bei den vorangestellt beschriebenen Ausführungsformen zu erreichen, sind die Verbindungsstege 358 schräg zu der hier nicht gezeigten Mittelachse des Wellenlagers angeordnet und vorzugsweise in gleichmäßigen radialen Winkelabständen angeordnet. Um die bei dieser Ausführungsform zusätzlich auftretenden Zug- und Schubspannungen durch entsprechend entgegenwirkende Kräfte zu kompensieren, sind die Verbindungsstege 358 in unterschiedliche Achsrichtungen des Wellenlagers geneigt, wobei die Anzahl der in die beiden Achsrichtung geneigten Verbindungsstege 358 gleich groß sein sollte. Über die Anzahl der Stege 358, den Winkelversatz bzw. die windschiefe Anordnung und den Querschnitt der Stege 358 lassen sich die gewünschten radialen und axialen Eigenschaften einstellen.

Fig. 13 zeigt eine geschnittene perspektivische Ansicht der 3. Ausführungsform, aus der deutlicher hervor geht, dass der Verbindungssteg 358 windschief zwischen dem radial äußeren Stützring 312 und dem radial inneren Stützring 314 angeordnet ist.

Figur 14 zeigt eine weitere Variante der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Es wurden deshalb dieselben Bezugszeichen für gleichwirkende oder gleichartige Komponenten verwendet, wie mit Bezug auf Figuren 8 und 9.

Wie man aus Fig. 14 erkennt, können die Federn 148, 152 von an dem Verbindungskörper 116 ausgebildeten oder am radial inneren Stützring montierten, balgartigen Gummimembranen oder Gummimanschetten 160 und 162 umgeben sein, um diese gegenüber der Umgebung schützend einzufassen, d.h. vor Verschmutzung zu schützen. Hierzu können die Manschetten 160, 162 am Außenring formschlüssig oder kraftschlüssig dichtend fixiert sein. In Fig. 14 umgibt die Gummimanschette 162 das abnehmbare Gehäuseendteil 138 und legt sich mit ihrem verdickten Ende 162 hinter dem Gehäuseendteil 138 an das Gehäuseteil 136 an. Die Gummimanschette 160 legt sich mit ihrem verdickten Ende 164 in ähnlicher Weise hinter einem an dem Gehäuseteil 136 angeordneten umlaufenden Ring 168 oder an einer hierfür vorgesehenen Nut an.

In Figur 14 erkennt man ferner, dass sich die Federn 148, 150 an dem Verbindungskörper 116 abstützt. Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass sich die Federn 148, 150 direkt an einer Fläche des radial inneren Stützrings 112 abstützen.

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Claims

Patentansprüche

1. Stützanordnung (10) zur nachgiebigen Abstützung eines Wellenlagers, mit - einem radial inneren Stützring (14), der Teil des Wellenlagers ist oder in den sich das Wellenlager einbauen lässt, und einem Lagergehäuse (22) zur Fixierung der Stützanordnung (10), wobei der radial innere Stützring (14) mit dem Lagergehäuse (22) über eine Verbindungsstruktur derart verbunden ist, dass der radial innere Stützring (12) relativ zum Lagergehäuse (22) bezüglich einer Mittelachse (A) des Wellenlagers in axialer sowie in radialer Richtung aus einer Ausgangsposition auslenkbar ist, gekennzeichnet durch Auslenkungsbegrenzungsmittel, welche die axiale Auslenkung des radial inneren Stützrings (14) relativ zum Lagergehäuse (22) in axialer Richtung begrenzen.

2. Stützanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstruktur einen Verbindungskörper (16) aus gummielastischem Material aufweist, der den inneren Stützring (14) radial und axial elastisch auslenkbar mit einem äußeren Stützring (12) verbindet.

3. Stützanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkungsbegrenzungsmittel wenigstens einen zur Mittelachse (A) des Wellenlagers hin vorspringenden Anschlagabschnitt (24, 26, 28) aufweisen, der an dem Lagergehäuse (22) an wenigstens einer Seite vorgesehen ist, und dass die Verbindungsstruktur, insbesondere der Verbindungskörper (16), oder der radial innere Stützring (14) ausgebildet ist, um sich bei einer axialen Auslenkung an den Anschlagabschnitt (24, 26, 28, 30) des Lagergehäuses (22) anzulegen.

4. Stützanordnung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beidseits des Lagergehäuses (22) der wenigstens eine Anschlagabschnitt (24, 26, 28, 30) vorgesehen ist.

5. Stützanordnung (10) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Verbindungskörper (16) wenigstens eine

Anschlagfläche (20) ausgebildet ist, die mit dem wenigstens einen Anschlagabschnitt (24, 26, 28, 30) des Lagergehäuses (22) in Anlage bringbar ist.

6. Stützanordnung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Anschlagfläche (20) des Verbindungsköpers (16) umlaufend oder in Segmente unterteilt ausführbar ist.

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7. Stützanordnung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagabschnitte (24, 26, 28, 30) in vorzugsweise regelmäßigen Winkelabständen angeordnete Radialvorsprünge sind.

lo

8. Stützanordnung (10) nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer unterteilten Ausführung der Anschlagflächen (20) des Verbindungskörpers (16), diese auf die Radialvorsprünge (24, 26, 28, 30) des Lagergehäuses (22) abgestimmt sind.

i5

9. Stützanordnung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskörper (16) oder/und der radial innere Stützring (14) an seinen Anschlagflächen (20) einen Gleitring (42) oder Gleitelemente aufweist, die zum reibungsarmen Zusammenwirken mit dem wenigstens einen Anschlagabschnitt (24, 26, 28,30) ausgebildet sind.

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10. Stützanordnung (110; 210) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkungsbegrenzungsmittel wenigstens ein zwischen dem Lagergehäuse (122; 222) und dem radial inneren Stützring (114; 214) vorgesehenes Federelement (148, 150; 256) aufweisen, das einer axialen Auslen-

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11. Stützanordnung (110; 210) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich das wenigstens eine Federelement einenends an einem Anlageabschnitt des Lagergehäuses (110; 210) und anderenends an einer 30 Anlagefläche (120;220) des Verbindungskörpers (116; 216) abstützt.

12. Stützanordnung (110; 210) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass beidseits des radial inneren Stützrings (114; 214) Federelemente (148, 150; 256) angeordnet sind. 5

13. Stützanordnung (110; 210) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Federelement (148, 150; 256) von einem gummielastischen Körper oder einer Schraubendruckfeder oder von einer Spiraldruckfeder gebildet ist.

14. Stützanordnung (310) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch 5 gekennzeichnet, dass die Verbindungsstruktur die Auslenkungsbegrenzungsmittel bildende Verbindungsstege (358) zwischen dem Lagergehäuse (322) und dem radial inneren Stützring (314) aufweist, welche bei einer axialen Auslenkung des radial inneren Stützrings (314) relativ zum Lagergehäuse (322) unter Erzeugung einer der Auslenkung entgegenwirkenden Gegenkraft deformierbar sind.

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15. Stützanordnung (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstege (358) in vorzugsweise regelmäßigen Winkelabständen zwischen dem Lagergehäuse und dem radial inneren Stützring (314) angeordnet und vorzugsweise schräg oder windschief zur Mittelachse (A) i5 des Wellenlagers ausgerichtet sind.

16. Stützanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (22) einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet ist, wobei die Teilung in einer achsenthaltenden

20 oder achsorthogonalen Ebene erfolgt.

17. Stützanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Auslenkung des radial inneren Stützrings (14) relativ zu dem Lagergehäuse (22) einstellbar ist.

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18. Stützanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkungsbegrenzungsmittel progressives Verhalten aufweisen. 0

19. Stützanordnung (110) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (148, 152) jeweils auch in einer am Verbindungskörper integral vorgesehenen Tasche eingesetzt oder von einer balgartigen Gummimembran oder Gummimanschette (160, 162) umgeben sind, und am Lagergehäuse (122) und/oder am radial äußeren Stützring (112) formschlüssig oder 5 kraftschlüssig dichtend fixiert sind.

20. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Stützanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 19.

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