WO2024037690A1

WO2024037690A1 - Lageranordnung umfassend einen rotations-translations-konverter, insbesondere für eine bremseinrichtung, sowie linearstelleinrichtung

Info

Publication number: WO2024037690A1
Application number: PCT/DE2023/100590
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Fugel; Peter Lehnhoff; Andreas Krome; Mario Kreutzer; Jürgen Engel; Florian Schmidt
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2022-08-18
Filing date: 2023-08-11
Publication date: 2024-02-22
Also published as: DE102022120854A1

Abstract

Lageranordnung, mit einem Rotations-Translations-Konverter (28) umfassend ein axial positionsfestes, rotierendes erstes Bauteil sowie ein durch Rotation des ersten Bauteils axial verschiebbares zweites Bauteil, einem Stützbauteil sowie einem Axiallager (1), über das das rotierende erste Bauteil am Stützbauteil abgestützt ist, wobei das Axiallager (1 ) ein nur einen Käfig (2) aufweisendes Nadellager ist, wobei der Käfig (2) mehrere, mit Nadeln belegte erste Taschen (5) mit einem ersten Fußkreisdurchmesser (F1 ) sowie mehrere von den ersten Taschen (5) getrennte, mit Nadeln belegte zweite Taschen (6) mit einem zweiten Fußkreisdurchmesser (F2) aufweist, wobei der zweite Fußkreisdurchmesser (F2) größer als der erste Fußkreisdurchmesser (F1 ) ist.

Description

Laqeranordnunq umfassend einen Rotations-Translations-Konverter, insbesondere für eine Bremseinrichtunq, sowie Linearstelleinrichtunq

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, mit einem Rotations-Translations- Konverter umfassend ein axial positionsfestes, rotierendes erstes Bauteil sowie ein durch Rotation des ersten Bauteils axial verschiebbares zweites Bauteil, einem Stützbauteil sowie einem Axiallager, über das das rotierende erste Bauteil am Stützbauteil abgestützt ist.

Eine derartige Lageranordnung kommt überall dort zum Einsatz, wo eine gesteuerte lineare Stellbewegung mit Hilfe des über einen Aktor angetriebenen Rotations- Translations-Konverters zu erzeugen ist. Beispielsweise kann eine solche Lageranordnung in einer Bremseinrichtung eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden, z.B. einer elektromechanischen Parkbremse oder einer elektromechanischen Betriebsbremse wie einer Sattel- oder Trommelbremse. Eine Lageranordnung umfasst einen Rotati- ons-Translations-Konverter, bestehend aus einem axial positionsfesten, jedoch rotierbaren ersten Bauteil sowie einem linear verschiebbaren, verdrehgesicherten zweiten Bauteil, das mit dem ersten Bauteil gekoppelt ist und durch die Rotation des ersten Bauteils axial verschoben werden kann, wobei mit dem zweiten Bauteil das zu stellende Element direkt oder indirekt gekoppelt ist, beispielsweise im Fall einer Bremseinrichtung ein Bremsbelag. Das rotierende erste Bauteil wird über einen elektromechanischen Aktor, üblicherweise ein Elektromotor angetrieben, gegebenenfalls über ein zwischengeschaltetes Getriebe. Abhängig von der Rotationsrichtung des ersten Bauteils kann das zweite Bauteil axial gezielt in beide Richtungen bewegt werden, so dass ein reversierender Stellbetrieb möglich ist. Der Rotations-Translation-Konverter kann beispielsweise ein Kugelgewindetrieb bestehend aus einer Gewindespindel, einer Gewindemutter und zwischen diesen aufgenommenen Kugeln sein. Dabei kann entweder die Gewindespindel über den Aktor gedreht werden und das erste Bauteil darstellen, während die Gewindemutter längs der Gewindespindel wandert und das zweite Bauteil darstellt. Alternativ kann auch die Gewindemutter aktiv gedreht werden und das erste Bauteil bilden, während die Gewindespindel axial durch die Gewindemutter bewegt wird. Erforderlich ist in jedem Fall eine axiale Abstützung des rotierenden, jedoch axial positionsfesten Bauteils mittels eines Axiallagers an einer Umge- bungskonstruktion, also einem Stützbauteil, um hierüber die im Stel Ibetrieb wirkenden Axialkräfte abzustützen bzw. in die Umgebungskonstruktion zu leiten.

Aus DE 10 2015 201 487 A1 ist ein Axiallager bekannt, bei dem als Wälzkörper Nadeln vorgesehen sind, wobei das Lager aus zwei separaten, konzentrisch angeordneten Käfigen besteht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Lageranordnung anzugeben.

Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Axiallager ein nur einen Käfig aufweisendes Nadellager ist, wobei der Käfig mehrere, mit Nadeln belegte, erste Taschen mit einem ersten Fußkreisdurchmesser sowie mehrere von den ersten Taschen getrennte, mit Nadeln belegte zweite Taschen mit einem zweiten Fußkreisdurchmesser aufweist, wobei der zweite Fußkreisdurchmesser größer als der erste Fußkreisdurchmesser ist.

Die erfindungsgemäße Lageranordnung weist eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber bisher bekannten Ausgestaltungen, die insbesondere für den beschriebenen Anwendungsfall in einer rein elektromechanischen Fahrzeugbremse oder einer kombinierten Fahrzeugbremse mit hydraulisch betätigbarer Betriebsbremse und einer elektromechanisch betätigbaren Feststellbremsvorrichtung ( einer sogenannten Parkbremse) geeignet sind, auf. Zum einen kommen kürzere Wälzkörper zum Einsatz, was zu einer Reibungsreduktion führt. Zum anderen kann die Tragzahl deutlich erhöht und auch variiert werden in Folge der zweireihigen Nadelanordnung in den einzelnen Nadelkränzen, die auf unterschiedlichen Teilkreisen liegen und jeweils eine Vielzahl einzelner, in Umfangsrichtung versetzter Nadeln aufweisen. Die Verwendung nur eines einteiligen Käfigs ist sowohl für die Herstellung als auch die Montage besonders vorteilhaft, wie hierüber auch eine deutlich stabilere Ausführung des Käfigs respektive des Lagers möglich ist. Damit verbunden ist auch eine einfachere Herstellung wie auch ein geringerer Materialbedarf. Auch ergeben sich beachtliche Bauraumvorteile aufgrund der Verwendung eines einteiligen Käfigs in Bezug auf die radiale Lagerbreite, da die einzelnen Nadelkränze radial gesehen bestmöglich und engstmöglich zueinander positioniert werden können. Verglichen mit einem Axialkugellager ergibt sich auch eine deutlich kürzere axiale Breite durch die Verwendung der entsprechenden Nadeln. Weiterhin besteht die Möglichkeit, nicht nur gleich lange Nadeln zu verwenden, sondern Nadeln mit verschiedenen Längen, also z.B. in radial inneren Nadelkranz kürzere erste Nadeln und im radial äußeren Nadelkranz längere zweite Nadeln. Bei unterschiedlichen Verformungen der Umgebung bzw. der gegeneinander abzustützenden Bauteile unter Belastung besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit nicht nur identische Nadeln, sondern unterschiedliche Nadelsortierungen je Nadelkranz zu verwenden. Dies ist von Vorteil, da hierüber eine gleichmäßige Pressung der unterschiedlichen Nadelreihen erreicht werden kann, wenn sich bezüglich der gelagerten Bauteile Geometrieänderungen, die bei entsprechender hoher Belastung des Käfigs zu einer Teuerung führen, einstellen, was vorteilhaft für die Lebensdauer des Axiallagers ist.

Die erfindungsgemäße Lageranordnung weist ein Axiallager mit nur einem ringförmigen Käfig auf, der jedoch mit auf unterschiedlichen Teilkreisen liegenden ersten und zweiten Taschen mit jeweiligen Nadeln versehen ist. Es sind folglich zwei separate Taschenkränze bzw. Nadelkränze gegeben, die jeweils mehrere in Umfangsrichtung versetzte Taschen bzw. Nadeln aufweisen, jedoch auf unterschiedlichen Teilkreisen liegen. Die ersten, radial gesehen weiter innen liegenden Taschen weisen einen ersten Fußkreisdurchmesser auf, der das radial gesehen innere Ende der Tasche definiert. Die radial weiter außen liegenden zweiten Taschen liegen auf einem zweiten, gegenüber dem ersten Fußkreisdurchmesser größeren Fußkreisdurchmesser, das heißt, dass dieser Taschenkranz radial gesehen weiter außen positioniert ist. In jeder Tasche ist nur eine Nadel angeordnet. Der äußere Nadelkranz kann mehr Taschen aufweisen und demzufolge mehr Nadel aufnehmen als der innere Nadelkranz. Daher ist es möglich, auf gleichem Bauraum mehr tragende Wälzkörper unterzubringen als bei einreihigen Nadelkränzen, wodurch die Tragfähigkeit zunimmt beziehungsweise bei gleicher Last die Kontaktpressung reduziert wird, was zu längerer Lebensdauer und geringerer Reibung und einer besseren Effizienz führt.

Der einteilige Käfig ermöglicht es ferner, den Käfig radial gesehen schmäler und kompakter auszubilden, verglichen mit einem Axiallager, das aus zwei separaten, konzentrisch angeordneten Käfigen besteht. Denn an den beiden einzelnen Käfigen sind entsprechende randseitige Borde mit einer spezifischen Geometrie vorzusehen, die einander in der Einbaustellung hintergreifen. Solche Bordgeometrien wie bei einem zweireihigen Nadellager sind bei dem erfindungsgemäß verwendeten Axiallager nicht vorzusehen. Zwischen dem inneren Taschenkranz und dem äußeren Taschenkranz verbleibt ein Steg, der sehr schmal gehalten werden kann. Im Vergleich mit einem aus zwei Käfigen bestehenden Axiallager kann das erfindungsgemäße Axiallager, bei vergleichbarer Traglast, radial gesehen kürzer ausgeführt werden als das die zwei separaten Käfige aufweisende Axiallager. Bei, im Vergleich zu einem Axiallager mit zwei Käfigen, gleicher radialer Länge besteht die Möglichkeit, die Taschen und damit auch die Nadeln länger auszugestalten, was wiederum zu einer Erhöhung der Tragzahl führt. Da jedoch die Taschen und demzufolge auch die Nadeln, verglichen mit einem einreihigen Axiallager, deutlich kürzer sind, ist bei dem erfindungsgemäßen Lager auch die Reibung deutlich geringer.

Die kürzeren Taschen bewirken ferner eine Stabilitätserhöhung des Käfigs im Taschenbereich, da es, anders als bei einem einreihigen Käfig, unter Last kaum zu Verwindungen kommt, die die Nadelführung in den Taschen beeinflussen können. Bei einem einreihigen Axiallager werden lange Nadeln verwendet, um eine geforderte Tragfähigkeit zu erhalten. Daher sind auch die Taschen entsprechend lang auszuführen. Verglichen mit einem solchen einreihigen Axiallager sind bei dem erfindungsgemäß verwendeten Axiallager die Taschen- und Nadelabmessungen kleiner, es bleibt zwischen den Taschenkränzen ein um laufender Steg stehen, der den Käfig und die Taschen stabilisiert.

Auch die Herstellung ist deutlich einfacher, da ein einteiliger Käfig verwendet wird, an dem alle Taschen in einem gemeinsamen Stanz- respektive Umformschritt ausgebildet werden können. Verglichen mit der Herstellung eines Axiallagers mit zwei separaten Käfigen fällt weniger Lochabfall beim Stanzen an. Auch die Handhabung und der Einbau des einteiligen Käfigs ist wesentlich einfacher, verglichen mit der eines Lagers mit zwei separaten Käfigen, die im Rahmen des Einbaus des Axiallagers gegen ein Auseinanderfallen gesichert werden müssen oder getrennt voneinander eingebaut werden müssen. Da der erfindungsgemäß vorgesehene eine Käfig die beiden Nadelkränze, die jeweils eine Lagerebene bilden, aufweist, können folglich beide Lagerebenen in einem gemeinsamen Einbauvorgang montiert werden. Dieser Einbauvorgang gestaltet sich sehr einfach, da die Nadeln ohnehin in den Taschen verschnappt und daher verliergesichert aufgenommen sind und der mit den Nadeln bestückte Käfig als eine komplette Baueinheit sehr einfach handzuhaben und in die Verbauposition bringbar ist.

Bevorzugt ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, dass der zweite Fußkreisdurchmesser größer als ein erster Kopfkreisdurchmesser der ersten Taschen ist. Die Ausgestaltung führt zu einem Taschenmuster, bei dem die innenliegenden ersten Taschen in einer inneren Ringzone ausgebildet sind, die radial geringfügig beabstandet von einer äußeren Ringzone, in der die zweiten Taschen angeordnet sind, ist. Das heißt, dass bei dieser Ausgestaltung die ersten und zweiten Taschen sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung voneinander getrennt sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die Anzahl der Taschen in den jeweiligen Taschen kränzen in weiten Bereichen variieren zu können und auch jeweils auf ein Maximum erhöhen zu können, wobei die Anzahl der äußeren zweiten Taschen meist größer als die Anzahl der ersten Taschen ist. Dabei können die zweiten Taschen sowohl in radialer Verlängerung der ersten Taschen als auch teilweise überlappend oder auf Lücke zu den ersten Taschen angeordnet werden, das heißt, dass die jeweilige lokale Anordnung der Taschen beliebig gewählt werden können.

Grundsätzlich ist es alternativ dazu aber auch denkbar, dass der zweite Fußkreisdurchmesser kleiner als der Kopfkreisdurchmesser ist. Bei dieser Variante überlappen quasi die ersten und die zweiten Taschen, gesehen in Umfangsrichtung. Die zweiten Taschen sind bei dieser Ausgestaltung abschnittsweise zwischen zwei ersten Taschen angeordnet und erstrecken sich radial nach außen.

Je nach gewählter lokaler Anordnung der Taschen respektive der gewählten Fußkreis- und Kopfkreisdurchmesser kann die Anzahl der ersten Taschen der ersten Anzahl der zweiten Taschen entsprechen, oder kleiner als die Anzahl der zweiten Taschen sein. Die gleiche Taschenanzahl ist beispielsweise dann gegeben, wenn die zweiten Taschen radial gesehen in Verlängerung der ersten Taschen angeordnet sind oder wenn sie auf Lücke zu den ersten Taschen angeordnet sind, oder wenn, wie vorstehend beschrieben, ein Überlapp in Umfangsrichtung gegeben ist und sie zwangsläufig auf Lücke angeordnet sind. Wenn der Fußkreisdurchmesser der zweiten Taschen größer als der Kopfkreisdurchmesser der ersten Taschen ist, ist eine größere erste Taschenanzahl beispielsweise dann gegeben, wenn die zweiten Taschen sowohl in Verlängerung als auch auf Lücke zu den ersten Taschen angeordnet sind. Es ist demzufolge eine große Variationsmöglichkeit gegeben, worüber insbesondere die Tragfähigkeit des Axiallagers, aber auch die Reibung, beeinflusst werden kann.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die ersten und die zweiten Taschen, gesehen in Radialrichtung, die gleiche Länge aufweisen. Demgemäß sind die Taschen von der Geometrie her gleich, sind also radial gesehen gleich lang und in Umfangsrichtung gesehen gleich breit. Es können demzufolge identische nadelförmige Wälzkörper sowohl in die ersten als auch in die zweiten Taschen eingesetzt werden. Dies ist aus fertigungstechnischer Sicht besonders vorteilhaft.

Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, dass die ersten und die zweiten Taschen, gesehen in Radialrichtung, unterschiedliche Längen aufweisen, bevorzugt aber gleich breit sind. Hier kommen also Nadeln mit zwei unterschiedlichen Längen, jedoch mit gleichem Durchmesser zum Einsatz, worüber wiederum die Tragfähigkeit und Reibung beeinflusst werden kann.

Zur weiteren Stabilisierung des Käfigs ist zweckmäßigerweise am Innenumfang und/oder am Außenumfang des Käfigs ein zylindrischer Ringbord vorgesehen, der im Rahmen des Stanz- oder Umformvorgangs ausgebildet wird und über den der Käfig gegen Verwindung versteift wird.

Weiterhin kann das Axiallager auch eine oder zwei Axialscheiben, auf denen die Wälzkörper wälzen, umfassen. Grundsätzlich kann das Axiallager nur den Käfig und die Nadeln aufweisen und als solches in unmittelbarer Anlage an die abzustützenden Bauteile positioniert werden, wenn an den Bauteilen entsprechend geeignete Laufflächen für die Wälzkörper vorgesehen sind. Da dies häufig aber nicht der Fall ist, weist das erfindungsgemäße Axiallager eine oder zwei Axialscheiben auf, die einerseits die entsprechenden Laufflächen für die Wälzkörper aufweisen, andererseits in der Einbauposition an dem jeweiligen Bauteil abgestützt sind. Denkbar ist es aber auch, dass das Axiallager nur den mit den Nadeln bestückten Käfig gebildet ist, also keine zusätzliche Axialscheibe mit dem Käfig verbaut wird und die Nadeln unmittelbar auf Flächen der axial gegeneinander abzustützenden Bauteile laufen. Dabei kann es sich bei den Axialscheiben um einfache Ringscheiben handeln, die als separate Lagerscheiben positioniert werden. Denkbar ist es aber auch, die oder jede Axialscheibe als Winkelscheibe auszuführen, die einen zylindrischen Scheibenflansch aufweist, der an einem Ringbord des Käfigs verschnappt ist. Bei dieser Ausgestaltung wird folglich die eine oder werden die beiden Winkelscheiben mit dem Käfig zu einer handhabbaren Lagereinheit verbunden, was die Montage noch weiter vereinfacht.

Die Lageranordnung eignet sich insbesondere zur Verwendung in einer reversierend arbeitenden Linearstelleinrichtung, z.B. einer Bremseinrichtung wie einer elektromechanischen oder einer kombinierten elektromechanisch/hydraulischen Scheiben- oder Trommelbremse, wo über die Lageranordnung in Verbindung mit einem Aktor ein Bremsbelag relativ zu einem zu verzögernden Bremselement und wieder davon weg bewegt wird. Hierbei wird über den reversierend arbeitenden Rotations-Translations- Konverter im Rahmen eines Hubs nur eine Umdrehung von weniger als 360° umgesetzt, um den Bremsbelag in die Anlage an das Bremselement, also die Bremsscheibe oder die Bremstrommel, oder aus der Anlage vom Bremselement weg zu bewegen. Das heißt, dass das Axiallager je Bremshub nur einige wenige Umdrehungen um 360° oder nur eine Schwenkbewegung von meist weniger als 360° ermöglichen muss. Im nahezu lastfreien Zustand, also der Startposition, können sich der Käfig und alle Wälzkörper zueinander ausrichten. Beim Arbeitshub auftretende Schlupf- und Verformungszustände sind aufgrund des geringen Schwenkwinkels jedoch so klein, dass sie durch das übliche Taschenspiel der Wälzkörper in den Taschen ohne weiteres ermöglicht respektive aufgefangen werden können beziehungsweise nur sehr geringe Kräfte auf den Käfig erzeugen. Nach Beendigung des Rückhubs in den nahezu lastfreien Ausgangszustand können sich die Nadeln und der Käfig wieder zueinander ausrichten und etwaige Kräfte abgebaut werden.

Neben der Lageranordnung selbst betrifft die Erfindung auch eine Linearstelleinrichtung, umfassend ein linear zu bewegendes Stellelement, einen elektromotorischen Aktor, sowie eine Lageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Aktor mit dem ersten Bauteil des Rotations- Translations-Konverters gekoppelt ist, während das zweite Bauteil des Rotations-Translations-Konverters mit dem zu bewegenden Stellelement gekoppelt ist. Die Linearstelleinrichtung zeichnet sich durch eine erfindungsgemäße Lageranordnung umfassend den Rotations-Translations-Konverter sowie das dort erfindungsgemäß vorgesehene Axiallager aus. Über dieses ist das rotierende erste Bauteil des Konverters, also z.B. die Gewindespindel des als Kugelgewindetriebs ausgeführten Konverters, an einem positionsfesten Stützbauteil abgestützt und gelagert. Bei diesem Stützbauteil kann es sich um ein beliebiges Umgebungsbauteil handeln, z.B. eine Wand eines den Konverter aufnehmenden Gehäuses oder des Gehäuses des gekoppelten Aktors. Der Aktor selbst ist bevorzugt ein Elektromotor, der gegebenenfalls über ein Getriebe mit dem rotierenden ersten Bauteil des Konverters gekoppelt ist, so dass über den Aktor eine Rotationsbewegung in den Konverter eingebracht wird. Dort wird die Rotationsbewegung in eine Translationsbewegung des linear bewegbaren zweiten Bauteils umgesetzt, und z.B. die Gewindehülse axial verschoben. Mit diesem Bauteil ist wiederum das linear zu stellende Element gekoppelt, das dann entsprechend bewegt wird. Da der Rotations-Translations- Konverter reversierend arbeitet, kann diese Stellbewegung in beide Richtungen erfolgen. Die hierbei auftretenden Kräfte und Verformungen werden über das in der erfindungsgemäßen Lageranordnung integrierte Axiallager bestens abgestützt bzw. aufgefangen.

Die Linearstelleinrichtung ist bevorzugt eine Bremseinrichtung, umfassend wenigstens zwei Bremsbeläge, von denen wenigstens einer das zu bewegende Stellelement ist und mittels des Aktors gegen ein zu verzögerndes Bremselement zu bewegen ist. Bei der Bremseinrichtung kann es sich es um eine Scheibenbremse oder eine Trommelbremse handeln. Eine Scheibenbremse umfasst eine Bremszange mit wenigstens zwei Bremsbelägen, wobei zumindest ein Bremsbelag als das zu stellende Element mit dem linear bewegbaren zweiten Bauteil des Rotations-Translations-Konverters verbunden ist. Über den Aktor wird eine Axialkraft auf den Bremsbelag aufgebracht, der linear gegen eine Bremsscheibe gedrückt wird. Mitunter ist die Bremszange, die auch als Bremssattel bezeichnet werden kann, schwimmend gelagert, so dass die Bremsscheibe zwischen dem linear bewegten und einem an der gegenüberliegenden Seite vorgesehenen Bremsbelag gedrückt und verzögert wird. Durch eine reversierende Bewegung des Konverters wird der Bremsbelag wieder entlastet und der Bremseingriff aufgehoben. Bei einer Trommelbremse ist eine Bremstrommel sowie zumeist zwei in der Bremstrommel aufgenommene, quasi halbkreisförmige Bremsbeläge vorgesehen, die mit einem Ende schwenkbar gelagert sind. Zwischen den ande- ren Enden beider Bremsbeläge ist ein gemeinsamer Bremszylinder vorgesehen, der die Lageranordnung aufweist, oder es sind bei einer Duplex-Anordnung zwei solche Bremszylinder für jeweils einen Bremsbelag vorgesehen. Die Bremsbeläge werden über den Rotations-Translations-Konverter zum Bremsen auseinander und in Reibanlage an die Bremstrommel gedrückt bzw. zum Lösen der Reibanlage aufeinander zu geschwenkt.t

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

Figur 1 eine Aufsicht auf ein für eine erfindungsgemäße Lageranordnung vorgesehenes Axiallager,

Figur 2 eine Schnittansicht durch das Axiallager aus Figur 1 , das zusätzlich zwei Axialscheiben aufweist,

Figur 3 eine Schnittansicht ähnlich Figur 2, wobei das Axiallager zwei Winkelscheiben aufweist, und

Figur 4 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Linearstelleinrichtung in Form einer Bremseinrichtung, umfassend eine erfindungsgemäße Lageranordnung mit einem Rotations-Translations-Konverter.

Figur 1 zeigt ein für die Integration in eine erfindungsgemäße Lageranordnung bzw. Linearstelleinrichtung vorgesehenes Axiallager 1 , umfassend einen aus einem Metallblech z.B. gestanzten oder gelaserten und umgeformten Käfig 2, an dem in zwei separaten ringförmigen Taschenzonen 3, 4 zwei separate Taschenkränze vorgesehen sind, in denen jeweils Wälzkörper aufgenommen sind. Die radial gesehen innere erste Taschenzone 3 weist eine Mehrzahl separater erster Taschen 5 auf, die in Umfangsrichtung voneinander äquidistant beabstandet sind. Die Taschen 5 liegen allesamt auf einem gemeinsamen ersten Fußkreisdurchmesser F1. Sie weisen allesamt die gleiche Länge und gleich Breite auf. In der zweiten Taschenzone 4, die radial weiter außen liegt, sind ebenfalls äquidistant in Umfangsrichtung voneinander beabstandet eine Vielzahl zweiter Taschen 6 vorgesehen, die allesamt auf einem gemeinsamen zweiten Fußkreisdurchmesser F2 liegen, und die ebenfalls alle gleiche Länge und gleiche Breite aufweisen. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 weisen ferner die ersten und zweiten Taschen 5, 6 allesamt die gleiche Länge und gleiche Breite auf, so dass in ihnen entsprechende erste Wälzkörper 7 in den ersten Taschen sowie zweite Wälzkörper 8 in den zweiten Taschen aufgenommen werden, die jeweils als längliche Nadeln ausgeführt sind.

Ersichtlich ist der zweite Fußkreisdurchmesser F2 größer als der erste Fußkreisdurchmesser F1. Der zweite Fußkreisdurchmesser F2 ist auch etwas größer als der erste Kopfkreisdurchmesser K1 der ersten Taschen 5, wie in Figur 1 dargestellt ist. Das heißt, dass die zweiten Taschen 6 respektive die zweite Taschenzone 4 radial gesehen über einen schmalen Steg 9, der auch in Figur 2 dargestellt ist, radial voneinander beabstandet sind. Folglich sind die Taschen 5 von den Taschen 6 sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung getrennt.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der zweiten Taschen 6 größer als die Anzahl der ersten Taschen 5. In Umfangsrichtung ist der Abstand der zweiten Taschen 6 zueinander demzufolge kleiner als der Abstand der ersten Taschen 5 zueinander. Die zweiten Taschen 6 liegen dabei teilweise in radialer Verlängerung der ersten Taschen oder stehen auf Lücke zu zwei benachbarten ersten Taschen 5.

Wie Figur 2 zeigt, weist der Käfig 2 am Außenumfang einen zylindrischen Bord 10 und am Innenumfang einen ebenfalls zylindrischen Bord 11 auf, über die dem Käfig die entsprechende Stabilität verliehen wird. Gezeigt sind in Figur 2 auch die Wälzkörper 7, 8, die in den ersten und zweiten Taschen 5, 6 aufgenommen sind.

Ebenfalls dargestellt sind zwei als einfache Scheiben ausgeführte Axialscheiben 12, 13, die jeweils Laufflächen 14, 15 aufweisen, auf denen die Wälzkörper 7, 8 wälzen. In der Einbausituation liegen die Axialscheiben 12, 13 jeweils an einem der gegeneinander zu lagernden Bauteile der Lageranordnung an. Das Axiallager 1 zeichnet sich durch eine Reihe von Vorteilen aus. Zum einen kann die Tragfähigkeit des Axiallagers in weiten Teilen variiert werden, indem die Anzahl der Taschen 5, 6 in den jeweiligen Taschenzonen 3, 4 den Anforderungen entsprechend bemessen wird. So ist es neben der in Figur 1 gezeigten Ausgestaltung, bei der mehr zweite Taschen 6 als erste Taschen 5 vorgesehen sind, denkbar die Taschenanzahl gleich zu halten, wobei in diesem Fall dann die zweiten Taschen 6 allesamt entweder in radialer Verlängerung einer ersten Tasche 5 angeordnet werden, oder allesamt auf Lücke hierzu stehen würden. Je geringer die Taschenanzahl, desto geringer die Tragfähigkeit. Mit zunehmender Taschenzahl steigt die Tragfähigkeit aufgrund der höheren Wälzkörperanzahl.

Ein weiterer Vorteil ist die Kompaktheit, nachdem ein einteiliger Ring 2 verwendet wird. Dies ermöglicht es, die beiden Taschenzonen 3, 4 radial gesehen sehr eng zueinander anzuordnen, mithin also auch die Wälzkörper 7, 8. Denn der Steg 9 kann sehr schmal ausgeführt werden, so dass die Taschenzonen 3, 4 und damit die Taschen 5, 6 engstmöglich zueinander positioniert werden können. Dies führt dazu, dass der Käfig 2, radial gesehen, relativ schmal ist und gleichwohl eine Tragfähigkeit aufweist, wie sie ein deutlich breiterer, zweiteiliger Käfig eines zweireihigen Axiallagers aufweisen würde. Auf der anderen Seite kann, wenn die Käfigbreite vergrößert wird, zwangsläufig auch die Tragfähigkeit deutlich erhöht werden, verglichen mit einem zweiteiligen Käfig, da die Taschen radial gesehen länger ausgeführt und demzufolge auch längere Wälzkörper verwendet werden können.

Der Käfig 2 an sich ist auch sehr stabil in Bezug auf die Taschengeometrie, die aufgrund der Käfigsteifheit auch unter Last weitestgehend beibehalten wird. Denn durch die Ausbildung des Stegs 9 zwischen den beiden radial ineinander liegenden separaten Taschenzonen 3, 4 sind die Taschen 5, 6 radial gesehen kürzer als bei einem vergleichbaren einreihigen Lager, was sich positiv auf die Taschengeometrie und die Wälzkörperführung auswirken. Natürlich ist ein solches Axiallager respektive ein solcher einteiliger, gleichwohl aber zweireihiger Käfig deutlich einfacher in der Handhabung und Montage, da eben nur ein Bauteil zu montieren ist, anders als bei einem zweiteiligen Käfig, bei dem die einzelnen Käfigteile entweder separat montiert werden müssen, oder aber, um ein Auseinanderfallen zu vermeiden, aneinander fixiert werden müssen. Während Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines Axiallagers 1 zeigt, bei dem zwei einfache, flächige Axialscheiben 12, 13 verwendet werden, zeigt Figur 3 ein Ausführungsbeispiel eines Axiallagers 1 , bei dem als Axialscheiben zwei Winkelscheiben 16, 17 verwendet werden. Jede Winkelscheibe weist einen zylindrischen Scheibenflansch 18, 19 auf, im Falle der Winkelscheibe 16 am Innenumfang, im Falle der Winkelscheibe 17 am Außenumfang. Jeder Scheibenflansch 18, 19 ist mit mehreren Rastnasen 20 versehen, die hinter dem hier doppellagigen Ringbord 10, 11 des Käfigs 2 ver- schnappen, so dass sich eine fixierte Baueinheit ergibt, bestehend aus dem Käfig 2 sowie den Wälzkörpern 7, 8 in den entsprechenden Taschen 5, 6 und den beiden Winkelscheiben 16, 17. Die Winkelscheiben 16, 17 stellen wiederum die entsprechenden Laufbahnen 14, 15, auf denen die Wälzkörper 7, 8 wälzen, zur Verfügung. Dieses Axiallager 1 ist vom Handling und der Montage her einfacher als das Axiallager 1 aus Figur 2, bei dem die Axialscheiben 12, 13 separat verbaut werden müssen, eben weil sie nicht mit dem Käfig 2 verbunden sind, während das Axiallager 1 aus Figur 3 eine selbsthalternde Baueinheit ist. Wenngleich nicht dargestellt, sind auch Axiallagerausführungen denkbar, die nur eine selbsthalternde Axialscheibe aufweisen und and er anderen Seite direkt an einem der abzustützenden Bauteile gelagert sind. Hierdurch kann der erforderliche axiale und radiale Bauraum verkleinert werden.

Figur 4 zeigt schließlich eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäße Linearstelleinrichtung in Form einer Bremseinrichtung 21 umfassend eine erfindungsgemäße Lageranordnung. Die als Sattelbremse ausgeführte Bremseinrichtung 21 weist eine Bremszange 22 sowie zwei Bremsbeläge 23, 24 auf, zwischen denen eine nicht näher gezeigte Bremsscheibe angeordnet ist. Vorgesehen ist des Weiteren ein Aktor 25, über den der Bremsbelag 24 axial bewegt und gegen die Bremsscheibe gedrückt werden kann. Das heißt, dass über den Aktor 25 eine entsprechende Axialkraft auf den Bremsbelag 24 aufgebracht werden kann.

Der Aktor 25 weist einen Elektromotor 26 mit nachgeschaltetem Getriebe 27 auf. Das Getriebe 27 ist wiederum mit der integrierten erfindungsgemäßen Lageranordnung bzw. deren Rotations-Translations-Konverter 28 verbunden, über den die Rotationsbewegung des Elektromotors 26 respektive des Ausgangs des Getriebe 27 in eine Translationsbewegung zum linearen Verschieben des Bremsbelags 24 umgesetzt wird. Der Rotations-Translations-Konverter 28 ist hierzu als Gewindespindeltrieb 29 ausgeführt, umfassend eine ein Außengewinde aufweisende Gewindespindel 30, die mit ihrem Spindelschaft 31 mit dem Getriebe 27 gekoppelt ist. Vorgesehen ist des Weiteren ein linear in einem positionsfesten Gehäuse 32, in dem der Rotations- Translations-Konverter 28 aufgenommen ist, verschiebbar, jedoch verdrehgesichert aufgenommene ein Innengewinde aufweisende Gewindemutter 34, die die Gewindespindel 30 in sich aufnimmt und die mit einem Kolben 33 verbunden ist. Die Gewindespindel 30 und die Gewindemutter 34 sind über Wälzkörper 35 in Form von Kugeln miteinander gekoppelt, wie bei einem Gewindespindeltrieb üblich. Eine Rotation der axial gesehen positionsfesten Gewindespindel 30 führt demzufolge zwangsläufig zu einer linearen Verschiebung der Gewindemutter 34 und des Bremskolbens 33, der wiederum mit dem Bremsbelag 24 verbunden ist. Es sind ebenfalls Ausführungen möglich, bei denen Bremskolben und Gewindemutter ein Bauteil sind, oder bei denen das linear bewegte Bauteil (hier die Gewindemutter) direkt gegen den Bremsbelag drückt.

Zur axialen Abstützung und Drehlagerung der Gewindespindel 30 ist ein Axiallager 1 vorgesehen, das zwischen der Gewindespindel 30 respektive einem Bund 37 der Gewindespindel 30 und einem Flansch 36 des Gehäuses 32 angeordnet ist. Über das Axiallager 1 mit seiner entsprechend hohen Tragfähigkeit, jedoch geringen Reibung werden die Axialkräfte, die auf den Spindeltrieb 29 bei Andrücken des Bremsbelags 24 wirken, zum Gehäuse 32 hin abgestützt, bei gleichzeitiger Drehlagerung der Gewindespindel 30 relativ zum Gehäuse 32.

Die erfindungsgemäße Lageranordnung wird im Beispiel von dem Rotations- Translations-Konverter 28, dem Axiallager 1 und dem Gehäuse 32 gebildet. Die Gewindespindel stellt dabei das axial positionsfeste, jedoch, da über den Aktor angetrieben, rotierende erste Bauteil, die Gewindemutter das linear bewegte zweite Bauteil und das Gehäuse das axial positionsfeste Stützbauteil dar. Das erste und das Stützbauteil sind gegeneinander über das Axiallager 1 abgestützt bzw. drehgelagert. Bezuqszeichenliste

Axiallager

Käfig

Taschenzone

Tasche

Wälzkörper

Steg

Ringbord

Axialscheibe

Lauffläche

Winkelscheibe

Scheibenflansch

Rastnase

Bremseinrichtung

Bremszange

Bremsbelag

Aktor

Elektromotor

Getriebe

Rotations-Translations-Konverter

Gewindespindeltrieb

Gewindespindel

Spindelschaft

Gehäuse 33 Kolben

34 Gewindemutter

35 Wälzkörper

36 Flansch

37 Bund

F1 Fußkreisdurchmesser

F2 Fußkreisdurchmesser

K1 Kopfkreisdurchmesser

Claims

Patentansprüche

1 . Lageranordnung, mit einem Rotations-Translations-Konverter (28) umfassend ein axial positionsfestes, rotierendes erstes Bauteil sowie ein durch Rotation des ersten Bauteils axial verschiebbares zweites Bauteil, einem Stützbauteil sowie einem Axiallager (1 ), über das das rotierende erste Bauteil am Stützbauteil abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallager (1 ) ein nur einen Käfig (2) aufweisendes Nadellager ist, wobei der Käfig (2) mehrere, mit Nadeln belegte erste Taschen (5) mit einem ersten Fußkreisdurchmesser (F1 ) sowie mehrere von den ersten Taschen (5) getrennte, mit Nadeln belegte zweite Taschen (6) mit einem zweiten Fußkreisdurchmesser (F2) aufweist, wobei der zweite Fußkreisdurchmesser (F2) größer als der erste Fußkreisdurchmesser (F1 ) ist.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Fußkreisdurchmesser (F2) größer als ein erster Kopfkreisdurchmesser (K1 ) der ersten Taschen (5) ist, oder dass der zweite Fußkreisdurchmesser (F2) kleiner als der erste Kopfkreisdurchmesser ist (K1 ).

3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der ersten Taschen (5) der Anzahl der zweiten Taschen (6) entspricht, oder dass die Anzahl der ersten Taschen (5) kleiner als die Anzahl der zweiten Taschen (6), oder umgekehrt, ist.

4. Lageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Taschen (5, 6), gesehen in Radialrichtung, die gleiche Länge aufweisen, oder dass die ersten und die zweiten Taschen (5, 6), gesehen in Radialrichtung, unterschiedliche Längen aufweisen.

5. Lageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Innenumfang und/oder am Außenumfang des Käfigs (2) ein zylindrischer Ringbord (10, 11 ) vorgesehen ist.

6. Lageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder zwei Axialscheiben (12, 13), auf denen die Wälzkörper (7, 8) wälzen, umfasst.

7. Lageranordnung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Axialscheibe als Winkelscheibe (16, 17) ausgeführt ist, die einen zylindrischen Scheibenflansch (18, 19) aufweist, der an einem Ringbord (10, 11 ) des Käfigs (2) verschnappt ist.

8. Linearstelleinrichtung, umfassend ein linear zu bewegendes Stellelement, einen elektromotorischen Aktor, sowie eine Lageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Aktor mit dem ersten Bauteil des Rotations- Translations-Konverters gekoppelt ist, während das zweite Bauteil des Rotati- ons-Translations-Konverters mit dem zu bewegenden Stellelement gekoppelt ist.

9. Linearstelleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Bremseinrichtung ist, umfassend wenigstens zwei Bremsbeläge (23, 24), von denen wenigstens einer das zu bewegende Stellelement ist und mittels des Aktors gegen ein zu verzögerndes Bremselement zu bewegen ist.

10. Linearstelleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Sattelbremse oder eine Trommelbremse ist.