WO2019137573A1 - Axialnadellager sowie verfahren zur herstellung einer laufscheibe eines solchen axialnadellagers - Google Patents

Axialnadellager sowie verfahren zur herstellung einer laufscheibe eines solchen axialnadellagers Download PDF

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WO2019137573A1
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Wolfgang Fugel
Tanja Weissbrodt
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Definitions

  • the invention relates to an axial needle bearing according to the preamble-forming features of claim 1, which is particularly advantageous for mounting the planetary gears of a planetary gear in a motor vehicle automatic transmission applicable. Furthermore, the invention relates to a method for producing a running disk of such an axial needle bearing.
  • axial needle bearings have approximately the same axial height as the previously used thrust washers and are known for example from WO 2014/121769 A1.
  • the running disk of this single-row axial needle bearing has a radially inner ring portion, which is adjoined by a 90 ° angled start board, which is followed by a disk portion which is angled away by 90 ° and extends radially outwards.
  • a cage with bearing needles accommodated in pockets is positioned in the region of this disk section, with the bearing needles rolling on the disk section having a corresponding rolling body raceway.
  • the disk section is terminated with a radially inwardly angled start board, which is in turn angled by 90 ° and which is provided with inwardly projecting latching lugs which serve to fix the cage to the running disk.
  • the cage is pressed against these locking lugs during assembly, so that it is locked in the assembly position behind these locking lugs and thus axially fixed.
  • a disadvantage of such an axial needle bearing is that with increasing use of planetary gears with very small diameter and the resulting use of correspondingly small axial needle bearings only correspondingly small roller rolling bodies with a small diameter can be used in the axial needle bearings and a Thus equipped with such roller rolling elements thrust roller bearing thus has only a relatively low load capacity.
  • the use of longer roller rolling elements is not possible with the axial needle bearing known from WO 2014/121769 A1 due to the snap-action of the cage on the outboard of the running disk.
  • a bearing of the planet wheels of a planetary gear by a double-row axial needle bearing which has a running disk which has a radially inner inner disk portion with a rolling body raceway, a subsequent angled starting board , a central radial ring section adjoining the in-board rim and offset axially relative to the inner disk section, having a further angled starting board adjoining thereto and a radially outer outer disk section having a second rolling-element raceway.
  • the inner and outer disc sections are not limited by respective inner and outer thrust rims respectively.
  • the fixing of the cage on the running disk takes place there by means of holding sections which project radially on the central ring section.
  • These holding sections are in each case bent out of the starting board which delimits the adjacent disk section, that is to say that a recess is provided below the holding sections in the starting board.
  • the starting board is thus cut open locally, a U-shaped separating cut is made, which makes it possible for the corresponding holding section to be bent out of the in-run board.
  • the invention is thus based on the one object of the invention to conceive an axial needle bearing, in which the tabs for Axialfix ist of the cage on the running disk in a simple and inexpensive manner can be produced.
  • the invention is based on the object of conceiving a method for producing the rotor of an axial needle bearing, which is cost-effective and effective in view of the resulting tooling costs and the required production steps.
  • this object is achieved in an axial needle bearing according to the preamble of claim 1 such that the running disk consists of only one disc portion, a stop board and a ring portion and that the recesses below the holding portions when incorporated into the running disk have a U-shape and on the one hand with the web of their U-shape into the disc portion and on the other hand with the ends of their U-shaped contour extending into the ring portion are formed.
  • the running disk is formed with large, window-like openings or exemptions, through which the bending lines of the inlay board run.
  • the recesses allow for improved lubricant supply and removal in and out of the axial needle bearing.
  • the recesses below the holding sections with the web of their U-contour extend to a maximum of the rolling body raceway.
  • the rolling body raceway is necessarily narrower than the disk portion after the rolling elements are received in the closed pockets of a preferably used disc-shaped cage. That is, the recesses may extend a considerable distance into the disc section, ultimately according to the width of the cage until the beginning of the pockets.
  • the disk section can therefore be opened considerably large area, which is expedient for a good supply of lubricant, combined with the fact that the recess also extends over the starting board.
  • the recesses are already punched into the flat disc or board and form after forming, for example by bending or deep drawing, the disc from the corresponding holding sections.
  • the recesses or window-like openings allow as described a correspondingly good Schmierstoffzu- and -abbow.
  • the U-contour of the recesses makes it possible for the starting board, which on the one hand is angled towards the ring section and on the other hand to the disk section, to be correspondingly deformed or bent, since in the region of the tabs formed over the U-shaped recesses the corresponding deformation can be done without the tabs in their position or geometry are affected by the forming.
  • the lugs are thus bordered on both sides by the recesses or exposed. This allows for a simple forming, while ensuring that the tabs extend with the end-side holding portions radially and thus extending parallel to the annular portion despite reshaping.
  • the invention further relates to a method for producing a running disk for an axial needle bearing of the type described. According to the invention, this method is characterized by the following steps:
  • the recesses are thus preferably punched out with a U-shaped contour, which makes it possible to easily form the starting board without the risk of reshaping the tabs together with the holding section.
  • the drawing punch of the forming tool is excluded in the region of the tabs or holding sections, so that a protrusion of the tab or the holding section to the guide diameter at the inrun board is formed.
  • This supernatant thus defines the holding section, which serves as a holder for the cage and thus a captive securing of the cage on the running disk.
  • at least three recesses distributed equidistantly around the circumference are punched out, but the punching out of further recesses is also conceivable.
  • the forming itself is preferably done by deep drawing or bending punching, of course, any possible forming process can be applied.
  • FIG. 1 shows a plan view of an axial needle bearing designed according to the invention
  • Figure 2 is an enlarged partial view of the axial needle bearing
  • FIG. 1 A first figure.
  • FIG. 3 shows a sectional view of the axial needle bearing from FIG. 1 along the line III-III
  • FIG. 4 shows an enlarged partial view of the axial needle bearing from FIG. 1 in the assembly position with associated planetary gear
  • 5 is a plan view of an undeformed, stamped annular disc
  • Figure 6 is a plan view of the annular disk of Figure 5 through
  • FIG. 7 shows a three-dimensional view of the running disk from FIG. 6.
  • FIG. 1 shows an axial needle bearing 1 according to the invention, comprising a rotor disk 2 with a radially inner ring section 3, to which an angled starting board 4, see in particular FIGS. 2 and 3, an axially offset from the ring section 3, is provided radially outwardly extending disc portion 5, see. FIG. 3.
  • the disk section 5 has a rolling body raceway 6 on which bearing needles 9 accommodated in corresponding pockets 8 in an annular cage 7 roll off.
  • FIG. 3 which shows a section along the line III - III from FIG. 1, the overall axial construction of the axial needle bearing 1 is very narrow and the axial width is in the range of a few millimeters.
  • bearing needles 9 themselves can be very small, they have a length of a few millimeters with a correspondingly small diameter.
  • Such an axial needle bearing 1 serves, for example, for supporting very small diameter planetary gears of a planetary gear.
  • FIG. 2 shows an enlarged partial view of a section of the region II from FIG. 1.
  • the cage 7 has an inner circumference 10 which is only slightly larger in diameter than the outer circumference of the infeed board 4, as shown in particular in FIG. This makes it possible to set the cage 7 after its placement with the bearing needles 9 on the running disk 2 and thereby to guide the axially raised ring portion 3 through the cage 7.
  • three holding sections 11 (see FIG. 1 and in particular FIG. 2) extending radially from the ring section 3 over the inlay board 4 are provided. These holding sections 11 slightly overlap the cage 7 with its inner circumference 10 so that it is axially secured.
  • FIGS. 6 and 7 where in each case the respective running disk 2 is shown in a plan view (FIG. 6) and a perspective view (FIG. 7).
  • the recesses 13 extend radially, with their web 13b, into the region of the disk section 5, but not so far that the needles 9 would pass over the recesses 13.
  • the recesses 13 do not extend into the actual region of the rolling body track 6, on which the bearing needles 9 roll.
  • FIG. 4 shows an example of an installation of the axial needle bearing 1.
  • the axial needle bearing 1 is supported on a support not shown in greater detail to the right.
  • a planet 17 is exemplarily shown, which is supported and stored on the bearing needles 9.
  • FIGS. 5, 6 and 7 show three figures, by means of which the manufacturing process can be explained.
  • FIG. 5 shows a disk component 14. This was punched out in a punching method from a correspondingly larger sheet metal component.
  • the central central aperture 15 is shown.
  • the concrete three-dimensional geometry of the running disk 2 is then formed.
  • a radial inboard 16 see FIG. 3, is formed, which delimits the central opening 15.
  • the lugs 12 are also formed with their end-side holding sections 11 at the same time.
  • the drawing die of the tool is excluded in the region of these holding projections 11, so that the holding sections 11 arise as a projection of the respective tongue 12 with respect to the guide diameter.
  • the height of these holding sections 11, thus the length with which they protrude radially beyond the starting board 4, is variable and ultimately depends on the size or geometry of the respectively punched-out recess 13.
  • the holding portions 11 serve as described the snapping of the cage 7 on the rotor disk 2. This allows a minimum radial height.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Axialnadellager (1), umfassend eine Laufscheibe (2), die zumindest einen radial außen liegenden Scheibenabschnitt (5) mit einer Wälzkörperlaufbahn (6), einen sich anschließenden abgewinkelten Anlaufbord (4) und einen sich an den Anlaufbord (4) anschließenden und zum Scheibenabschnitt (5) axial versetzten radialen Ringabschnitt (3) aufweist, sowie weiter umfassend mindestens einen scheibenförmigen Käfig (7) mit darin in Taschen (8) aufgenommenen und auf der Wälzkörperlaufbahn (6) abwälzenden Lagernadeln (9), wobei der Käfig (7) durch mehrere sich vom Ringabschnitt (3) radial über den Anlaufbord (4) erstreckende und den Käfig (7) übergreifende Halteabschnitte (11) axial fixiert ist, unterhalb welcher jeweils eine Ausnehmung (13) in der Laufscheibe (2) ausgebildet ist. Dieses Axialnadellager (1) zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Laufscheibe (2) aus nur jeweils einem Scheibenabschnitt (5), einem Anlaufbord (4) und einem Ringabschnitt (3) besteht und dass die Ausnehmungen (13) unterhalb der Halteabschnitte (11) beim Einarbeiten in die Laufscheibe (2) eine U-Kontur aufweisen und sich einerseits mit dem Steg (13b) ihrer U-Kontur bis in den Scheibenabschnitt (5) hinein und andererseits mit den Enden (13a) ihrer U-Kontur sich bis in den Ringabschnitt (3) hinein erstreckend ausgebildet sind.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Axialnadellager sowie Verfahren zur Herstellung einer Laufscheibe
eines solchen Axialnadellagers
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Axialnadellager nach den oberbegriffsbildenden Merk- malen des Patentanspruchs 1 , welches insbesondere vorteilhaft zur Lagerung der Planetenräder eines Planetenradgetriebes in einem Kfz-Automatikgetriebe anwendbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Laufscheibe eines solchen Axialnadellagers.
Hintergrund der Erfindung
Es ist allgemein bekannt, dass in Planetenradgetrieben von modernen Kraftfahr- zeug-Automatikgetrieben aufgrund bestehender gesetzlicher Emissionsgrenz- werte die zwischen den Planetenrädern und den Planetenradträgern üblicher- weise angeordneten Anlaufscheiben zunehmend durch reibungsärmere Axialna- dellager ersetzt werden. Solche Axialnadellager weisen annähernd die gleiche axiale Bauhöhe wie die bis dahin verwendeten Anlaufscheiben auf und sind beispielsweise aus der WO 2014/121769 A1 bekannt. Die Laufscheibe dieses einreihigen Axialnadellagers weist einen radial innenliegenden Ringabschnitt auf, an den sich ein um 90° abgewinkelter Anlaufbord anschließt, dem ein wiederum um 90° abgewinkelter, sich radial nach außen erstreckender Scheibenabschnitt folgt. Im Bereich dieses Scheibenabschnitts wird ein Käfig mit in Taschen auf- genommenen Lagernadeln positioniert, wobei die Lagernadeln auf dem eine ent- sprechende Wälzkörperlaufbahn aufweisenden Scheibenabschnitt abrollen. Der Scheibenabschnitt ist mit einem wiederum um 90° abgewinkelten, radial außen- liegenden Anlaufbord abgeschlossen, der mit nach innen ragenden Rastnasen versehen ist, die der Fixierung des Käfigs an der Laufscheibe dienen. Der Käfig wird bei der Montage gegen diese Rastnasen gedrückt, so dass er in der Mon- tagestellung hinter diesen Rastnasen verrastet und damit axial fixiert ist. Nachteilig bei einem solchen Axialnadellager ist es jedoch, dass bei zunehmen- der Verwendung von Planetenrädern mit sehr kleinen Durchmesser und der dar- aus resultierenden Verwendung entsprechend kleiner Axialnadellager nur ent- sprechend kurze Rollenwälzkörper mit kleinem Durchmesser in den Axialnadel- lagern verwendet werden können und ein mit solchen Rollenwälzkörpern aus- gestattetes Axialrollenlager somit nur eine relativ geringe Tragfähigkeit aufweist. Die Verwendung längerer Rollenwälzkörper ist bei dem aus WO 2014/ 121769 A1 bekannten Axialnadellager durch die Verschnappung des Käfigs am Außen- bord der Laufscheibe nicht möglich.
Aus JP 2013-61023 A1 ist darüber hinaus eine Lagerung der Planetenräder ei- nes Planetenradgetriebes durch ein zweireihiges Axialnadellager bekannt, wel- ches eine Laufscheibe aufweist, die einen radial innen liegenden inneren Schei- benabschnitt mit einer Wälzkörperlaufbahn, einen sich anschließenden abge- winkelten Anlaufbord, einen sich an den Anlaufbord anschließenden und zum inneren Scheibenabschnitt axial versetzten, mittigen radialen Ringabschnitt, ei- nen sich daran anschließenden weiteren abgewinkelten Anlaufbord und einen radial außen liegenden äußeren Scheibenabschnitt mit einer zweiten Wälzkör- perlaufbahn aufweist. Der innere und der äußere Scheibenabschnitt sind nicht über entsprechende innere respektive äußere Anlaufborde begrenzt. Die Fixie- rung des Käfigs an der Laufscheibe erfolgt dort über an dem mittigen Ringab- schnitt radial vorspringende Halteabschnitte. Diese Halteabschnitte sind jeweils aus dem den benachbarten Scheibenabschnitt begrenzenden Anlaufbord aus- gebogen, das heißt, dass unterhalb der Halteabschnitte im Anlaufbord eine Aus- nehmung ist. Der Anlaufbord ist also lokal aufgeschnitten, es ist ein U-förmiger Trennschnitt eingebracht, der es ermöglicht, dass dann der entsprechende Hal- teabschnitt aus dem Anlaufbord ausgebogen werden kann.
Bei diesem Axialnadellager ist durch den Wegfall des inneren und des äußeren Anlaufbordes und durch die Fixierung der Käfige am mittigen radialen Ringab- schnitt zwar die Verwendung längerer Rollenwälzkörper möglich, es hat sich je- doch als nachteilig erwiesen, dass zur Herstellung der Laschen für die Käfigfi- xierung die Laschen vom Inneren des mittigen Ringabschnitts her in diesen ein- geschnitten und nach oben umgebogen werden müssen. Werden die Laufschei- ben dabei wie üblich in einem Folgewerkzeug auf einer Tiefziehpresse gefertigt, ist die Herstellung der Laschen somit nur mit hochkomplexen Spezialwerkzeu- gen möglich, die einen hohen Kostenaufwand verursachen.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung somit zum einen die Aufgabe zugrunde, ein Axialnadellager zu konzi- pieren, bei dem die Laschen zur Axialfixierung des Käfigs an der Laufscheibe auf einfache und kostengünstige Weise herstellbar sind. Zum anderen liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung der Laufschei- be eines Axialnadellagers zu konzipieren, welches im Hinblick auf die entste- henden Werkzeugkosten und die erforderlichen Fertigungsschritte kostengüns- tig und effektiv ist.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Axialnadellager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass die Laufscheibe aus nur jeweils einem Scheibenabschnitt, einem Anlaufbord und einem Ringabschnitt besteht und dass die Ausnehmungen unterhalb der Halteabschnitte beim Einarbeiten in die Laufscheibe eine U-Kontur aufweisen und sich einerseits mit dem Steg ihrer U-Kontur bis in den Scheibenabschnitt hinein und andererseits mit den Enden ihrer U-Kontur sich bis in den Ringabschnitt hinein erstreckend ausgebildet sind. Das heißt, dass die Laufscheibe mit großen, fensterartigen Öffnungen oder Freistellungen ausgebildet wird, durch welche die Biegelinien des Anlaufbordes hindurch verlaufen. Gleichzeitig ermöglichen die Ausnehmungen eine verbes- serte Schmiermittelzu- und -abfuhr in und aus dem Axialnadellager.
Bevorzugte Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungs- gemäß ausgebildeten Wälzlagers werden in den Unteransprüchen beschrieben. Danach ist es gemäß Anspruch 2 bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlager vorgesehen, dass sich die Ausnehmungen unterhalb der Halteab- schnitte mit dem Steg ihrer U-Kontur bis maximal an die Wälzkörperlaufbahn erstrecken. Die Wälzkörperlaufbahn ist zwangsläufig schmäler als der Schei- benabschnitt, nachdem die Wälzkörper in den geschlossenen Taschen eines bevorzugt verwendeten scheibenförmigen Käfigs aufgenommen sind. Das heißt, dass sich die Ausnehmungen ein beachtliches Stück in den Scheibenabschnitt hinein erstrecken können, letztlich entsprechend der Breite des Käfigs bis zum Beginn der Taschen. Der Scheibenabschnitt kann also beachtlich großflächig geöffnet werden, was für eine gute Schmiermittelversorgung zweckmäßig ist, verbunden mit dem Umstand, dass sich die Ausnehmung ja auch über den An- laufbord erstreckt.
Da die Verschnappung des Käfigs am Anlaufbord über die Halteabschnitte er- folgt, wird der Teilkreis nach außen verschoben, was die Verwendung längerer Nadeln ermöglicht. Die Ausnehmungen werden bereits in die ebene Scheibe respektive Platine eingestanzt und bilden nach dem Umformen, beispielsweise durch Biegestanzen oder Tiefziehen, der Scheibe die entsprechenden Halteab- schnitte aus. Die Ausnehmungen respektive fensterartigen Öffnungen erlauben wie beschrieben ein entsprechend gute Schmiermittelzu- und -abfuhr.
Die U-Kontur der Ausnehmungen ermöglicht es, dass ohne weiteres der An- laufbord, der einerseits zum Ringabschnitt, andererseits zum Scheibenabschnitt abgewinkelt ist, entsprechend umgeformt respektive umgebogen werden kann, da im Bereich der über die U-förmige Ausnehmungen ausgebildeten Laschen die entsprechende Verformung erfolgen kann, ohne dass die Laschen in ihrer Position oder Geometrie durch das Umformen beeinträchtigt werden. Die La- schen sind also beidseitig von den Ausnehmungen eingefasst respektive frei- gestellt. Dies ermöglicht ein einfaches Umformen, während sichergestellt ist, dass sich die Laschen mit den endseitigen Halteabschnitten trotz Umformens radial und damit parallel verlaufend vom Ringabschnitt erstrecken. Zweckmäßig ist es dabei gemäß Anspruch 3, wenn wenigstens drei äquidistant um den Umfang des Anlaufbordes verteilte Halteabschnitte vorgesehen sind, die also um 120° beabstandet sind. Selbstverständlich ist es auch denkbar, mehr als drei solcher Halteabschnitte bzw. Laschen auszubilden.
Neben dem Axialnadellager selbst betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Laufscheibe für ein Axialnadellager der beschriebenen Art. Dieses Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß durch folgende Schritte aus:
• Ausstanzen des Außendurchmessers und einer zentralen Durchbrechung der Laufscheibe aus einem dünnwandigen Stahlmaterial zu einem Schei- benbauteil;
• Ausstanzen der Ausnehmungen mit der U-Kontur aus dem Scheibenbauteil zur Ausbildung von Laschen mit den endseitigen Halteabschnitten;
• Umformen des Scheibenbauteils mit folgenden, gleichzeitig oder schrittwei- se erfolgenden Einzelschritten:
- Anformen eines radialen Innenbordes, der den Innendurchmesser der Laufscheibe begrenzt,
- Anformen des sich an den Innenbord der Laufscheibe anschließenden axialen Ringabschnitts, - Anformen des zum Ringabschnitt abgewinkelten Anlaufbords entlang ei- ner Biegelinie, die quer durch die Enden der U-Kontur der Ausnehmun- gen verläuft,
- Anformen des zum Anlaufbord abgewinkelten Scheibenabschnitts ent- lang einer Biegelinie, die längs durch den Steg der U-Kontur der Aus- nehmungen verläuft,
- Ausformen der sich durch das Abwinkeln des Anlaufbordes nunmehr radial über diesen nach außen erstrecken Laschen mit den endseiti- gen Halteabschnitten. Die Ausnehmungen werden somit bevorzugt mit einer U-förmigen Kontur aus- gestanzt, was das einfache Anformen des Anlaufbords ohne Gefahr des Um- formens der Laschen nebst Halteabschnitt ermöglicht. Der Ziehstempel des Umformwerkzeugs ist im Bereich der Laschen respektive Halteabschnitte aus- genommen, so dass ein Überstand der Lasche respektive des Halteabschnitts zum Führungsdurchmesser am Anlaufbord entsteht. Dieser Überstand definiert also den Halteabschnitt, der als Halterung für den Käfig und damit eine Verlier- sicherung des Käfigs an der Laufscheibe darstellt. Bevorzugt werden wenigstens drei äquidistant um den Umfang verteilt positio- nierte Ausnehmungen ausgestanzt, denkbar ist aber auch das Ausstanzen wei- terer Ausnehmungen.
Die Umformung selbst erfolgt bevorzugt durch Tiefziehen oder Biegestanzen, wobei natürlich jedes mögliche Umformverfahren angewendet werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Be- zugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen in:
Figur 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäß ausgebildetes Axialna- dellager,
Figur 2 eine vergrößerte räumliche Teilansicht des Axialnadellagers aus
Figur 1 ,
Figur 3 eine geschnittene Ansicht des Axialnadellagers aus Figur 1 ent- lang der Linie III - III,
Figur 4 eine vergrößerte Teilansicht des Axialnadellagers aus Figur 1 in der Montagestellung mit zugeordnetem Planetenrad, Figur 5 eine Draufsicht auf eine unverformte, gestanzte Ringscheibe,
Figur 6 eine Draufsicht auf die aus der Ringscheibe nach Figur 5 durch
Umformen hergestellte Laufscheibe aus Figur 1 ,
Figur 7 eine räumliche Darstellung der Laufscheibe aus Figur 6.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Axialnadellager 1 , umfassend eine Lauf- scheibe 2 mit einem radial innenliegenden Ringabschnitt 3, an den über einen abgewinkelten Anlaufbord 4, siehe hierzu insbesondere die Figuren 2 und 3, ein zum Ringabschnitt 3 axial versetzter, sich radial nach außen erstreckender Scheibenabschnitt 5 vorgesehen ist, vgl. Figur 3. Der Scheibenabschnitt 5 weist eine Wälzkörperlaufbahn 6 auf, auf der in einem ringförmigen Käfig 7 in ent- sprechenden Taschen 8 aufgenommene Lagernadeln 9 abwälzen. Wie insbe- sondere Figur 3 zu entnehmen ist, die einen Schnitt entlang der Linie III - III aus Figur 1 zeigt, ist der axiale Gesamtaufbau des Axialnadellagers 1 sehr schmal, die axiale Breite liegt im Bereich weniger Millimeter. Insbesondere die Lagernadeln 9 selbst können sehr klein sein, sie weisen eine Länge von weni- gen Millimetern bei einem entsprechend kleinen Durchmesser auf. Ein solches Axialnadellager 1 dient beispielsweise zur Lagerung sehr klein im Durchmesser ausgelegter Planetenräder eines Planetenradgetriebes.
Figur 2 zeigt in einer vergrößerten räumlichen Teilansicht einen Ausschnitt des Bereichs II aus Figur 1. In der vergrößerten Darstellung ist zum einen die Lauf- scheibe 2, zum anderen der Käfig 7 mit den Lagernadeln 9 dargestellt. Der Kä- fig 7 weist einen Innenumfang 10 auf, der nur geringfügig im Durchmesser grö- ßer ist als der Außenumfang des Anlaufbords 4, wie insbesondere Figur 2 zeigt. Dies ermöglicht es, dem Käfig 7 nach seiner Bestückung mit den Lagernadeln 9 auf die Laufscheibe 2 aufzusetzen und dabei den axial erhöhten Ringabschnitt 3 durch den Käfig 7 zu führen. Um nun den Käfig 7 axial an der Laufscheibe 2 zu fixieren, sind mehrere, im gezeigten Beispiel drei, sich vom Ringabschnitt 3 radial über den Anlaufbord 4 erstreckende Halteabschnitte 11 (siehe Figur 1 und insbesondere Figur 2) vor- gesehen. Diese Halteabschnitte 11 übergreifen geringfügig den Käfig 7 an des- sen Innenumfang 10, so dass dieser axial gesichert ist.
Unterhalb der Halteabschnitte 11 , die über die Endabschnitte entsprechender Laschen 12 gebildet sind, die sich ebenflächig respektive radial zum Ringab- schnitt 3 erstrecken, da aus diesem ausgebildet, sind Ausnehmungen 13 mit ei- ner U-Kontur vorgesehen, die sich bis in den Scheibenabschnitt 5 und bis in den Ringabschnitt 3 der Laufscheibe 2 hinein erstrecken. Dies ist anschaulich in den Figuren 6 und 7 gezeigt, wo jeweils in einer Draufsicht (Figur 6) und einer Perspektivansicht (Figur 7) die jeweilige Laufscheibe 2 gezeigt ist. Ersichtlich erstrecken sich die Ausnehmungen 13 radial gesehen mit ihren Steg 13b ein Stück weit in den Bereich des Scheibenabschnitts 5, jedoch nicht so weit, dass die Nadeln 9 über die Ausnehmungen 13 laufen würden. Das heißt, dass sich die Ausnehmungen 13 nicht bis in den eigentlichen Bereich der Wälzkörper- laufbahn 6, auf der die Lagernadeln 9 abwälzen, erstrecken. Außerdem erstrecken sich die Ausnehmungen 13, siehe beispielsweise Figur 3 sowie insbesondere die Figuren 6 und 7, mit ihren Enden 13a bis in den Be- reich des Ringabschnitts 3, so dass die Ausnehmungen 13 insgesamt die La- schen 12 freisteilen (siehe insbesondere Figur 6). Dies ermöglicht es, den An- laufbord 4 ohne Probleme entsprechend auszuformen, das heißt, dass die in Figur 6 gestrichelt dargestellten Biegelinien des Anlaufbordes 4 quer durch die Enden 13a und längs durch den Steg 13b der Ausnehmungen 13 verlaufen. Dies stellt sicher, dass die Laschen 12 während dieser Umformung nicht ver- formt werden, sondern nach wie vor radial, entsprechend der Geometrie des Ringabschnitts 3, verlaufen.
Die konkrete Ausgestaltung der Ausnehmung 13 und insbesondere der Um- stand, dass diese sich bis in den Bereich des Scheibenabschnitts 5 und des Ringabschnittes 3 erstrecken, ermöglicht zudem eine ideale Schmierstoffzufuhr in den Bereich der Führung der Lagernadeln 9 und des Käfigs 7 an der Lauf- scheibe 2 und insbesondere an der Wälzkörperlaufbahn 6.
Figur 4 zeigt ein Montagebeispiel des Axialnadellagers 1. Das Axialnadellager 1 ist an einem nicht näher gezeigten Auflager rechts davon abgestützt. An der gegenüberliegenden Seite ist exemplarisch ein Planet 17 gezeigt, der auf die Lagernadeln 9 abgestützt und gelagert ist.
Die Figuren 5, 6 und 7 zeigen drei Figuren, anhand derer sich der Herstellvor- gang erläutern lässt.
Figur 5 zeigt ein Scheibenbauteil 14. Dieses wurde in einem Stanzverfahren aus einem entsprechend größeren Blechbauteil ausgestanzt. Gezeigt ist zum einen die mittige zentrale Durchbrechung 15. Ebenso gezeigt sind die drei Aus- nehmungen 13, die in der Grundform eine U-Kontur aufweisen. Das heißt, dass in dem Basisbauteil 14, auch Ronde genannt, einerseits die zentrale Durchbre- chung 15, andererseits die wenigstens drei Ausnehmungen 13, die auch als Freistellungen bezeichnet werden können, ausgestanzt werden. In einem nachgeschalteten Biegeprozess wird sodann die konkrete dreidimen- sionale Geometrie der Laufscheibe 2 ausgeformt. Zum einen wird ein radialer Innenbord 16, siehe Figur 3, ausgeformt, der die zentrale Durchbrechung 15 begrenzt. An ihn schließt sich der Ringabschnitt 13 an, an den sich, radial nach außen, der Anlaufbord 4 anschließt, der sodann in den wiederum ausgeboge- nen Scheibenabschnitt 5 übergeht. Hierbei werden gleichzeitig auch die La- schen 12 mit ihren endseitigen Halteabschnitten 11 ausgeformt. Hierzu ist der Ziehstempel des Werkzeugs im Bereich dieser Haltevorsprünge 11 ausgenom- men, so dass die Halteabschnitte 11 als Überstand der jeweiligen Lasche 12 zum Führungsdurchmesser entstehen. Die Höhe dieser Halteabschnitte 11 , al- so die Länge, mit der sie über den Anlaufbord 4 radial hinausstehen, ist variabel und hängt letztlich von der Größe respektive Geometrie der jeweils ausgestanz- ten Ausnehmung 13 ab. Die Halteabschnitte 11 dienen wie beschrieben der Verschnappung des Käfigs 7 an der Laufscheibe 2. Dies ermöglicht eine minimale radiale Bauhöhe. Durch die gestanzten Ausnehmungen 13 kann im nachfolgenden Biegeprozess eine sehr genaue Geometrie der Halterungen 11 sowie deren Relativposition zum Anlaufbord 4 und damit letztlich auch zum Käfig 7 hergestellt werden. Für die Herstellung der Halteabschnitte 11 sind im Werkzeug keine Radialbewegungen notwendig, was eine schnelle Herstellung der Laufscheibe 2 ermöglicht und sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten auswirkt. Durch den Entfall des Au- ßenbords an dem radial äußeren Ende des Scheibenabschnitts 5 wird weiterhin eine kleinere Ronde, also ein kleineres Scheibenbauteil 14 benötigt, was sich positiv auf den Außendurchmesser des Axialnadellagers 1 wie aber auch auf die verwendbare maximale Länge der Lagernadeln 9 auswirkt, da diese etwas länger ausgeführt werden können und somit auch die Tragfähigkeit des Lagers erhöhen.
Bezugszeichenliste
Axialnadellager
Laufscheibe
Ringabschnitt
Anlaufbord
Scheibenabschnitt
Wälzkörperlaufbahn
Käfig
Taschen
Lagernadeln
Innenumfang
Halteabschnitte
Lasche
Ausnehmung
a Enden von 13
b Steg von 13
Scheibenbauteil
Durchbrechung
Innenbord
Planet

Claims

Patentansprüche
1. Axialnadellager (1 ), umfassend eine Laufscheibe (2), die zumindest einen radial außen liegenden Scheibenabschnitt (5) mit einer Wälzkörperlaufbahn (6), einen sich anschließenden abgewinkelten Anlaufbord (4) und einen sich an den Anlaufbord (4) anschließenden und zum Scheibenabschnitt (5) axial versetzten radialen Ringabschnitt (3) aufweist, sowie weiter umfassend mindestens einen scheibenförmigen Käfig (7) mit darin in Taschen (8) auf- genommenen und auf der Wälzkörperlaufbahn (6) abwälzenden Lagerna- dein (9), wobei der Käfig (7) durch mehrere sich vom Ringabschnitt (3) ra- dial über den Anlaufbord (4) erstreckende und den Käfig (7) übergreifende Halteabschnitte (11 ) axial fixiert ist, unterhalb welcher jeweils eine Ausneh- mung (13) in der Laufscheibe (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufscheibe (2) aus nur jeweils einem Scheibenabschnitt (5), ei- nem Anlaufbord (4) und einem Ringabschnitt (3) besteht und dass die Aus- nehmungen (13) unterhalb der Halteabschnitte (11 ) beim Einarbeiten in die Laufscheibe (2) eine U-Kontur aufweisen und sich einerseits mit dem Steg (13b) ihrer U-Kontur bis in den Scheibenabschnitt (5) hinein und anderer- seits mit den Enden (13a) ihrer U-Kontur sich bis in den Ringabschnitt (3) hinein erstreckend ausgebildet sind.
2. Axialnadellager (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausnehmungen (13) unterhalb der Halteabschnitte (11 ) mit dem Steg (13b) ihrer U-Kontur bis maximal an die Wälzkörperlaufbahn (6) erstrecken.
3. Axialnadellager (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass we n gstens drei äquidistant um den Umfang des Anlaufbordes (4) verteilte Hal- teabschnitte (11 ) vorgesehen sind.
4. Verfahren zur Herstellung einer Laufscheibe (2) für ein Axialnadellager (1 ) nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Schritte: • Ausstanzen des Außendurchmessers und einer zentralen Durchbre- chung (15) der Laufscheibe (2) aus einem dünnwandigen Stahlmaterial zu einem Scheibenbauteil (14);
• Ausstanzen der Ausnehmungen (13) mit der U-Kontur aus dem Schei- benbauteil (14) zur Ausbildung von Laschen (12) mit den endseitigen Halteabschnitten (11 );
• Umformen des Scheibenbauteils (14) mit folgenden, gleichzeitig oder schrittweise erfolgenden Einzelschritten:
- Anformen eines radialen Innenbordes (16), der den Innendurchmesser der Laufscheibe (2) begrenzt,
- Anformen des sich an den Innenbord (16) der Laufscheibe (2) an- schließenden axialen Ringabschnitts (3),
- Anformen des zum Ringabschnitt (3) abgewinkelten Anlaufbords (4) entlang einer Biegelinie, die quer durch die Enden (13a) der U-Kontur der Ausnehmungen (13) verläuft,
- Anformen des zum Anlaufbord (4) abgewinkelten Scheibenabschnitts (5) entlang einer Biegelinie, die längs durch den Steg (13b) der U-Kon- tur der Ausnehmungen verläuft,
- Ausformen der sich durch das Abwinkeln des Anlaufbordes (4) nun- mehr radial über diesen nach außen erstrecken Laschen (12) mit den endseitigen Halteabschnitten (11 ).
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei äquidistant um den Umfang des Anlaufbordes (4) verteilt positionierte Ausnehmungen (13) ausgestanzt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfor- mung des Scheibenbauteils (14) durch Tiefziehen erfolgt.
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