DE102008008188A1

DE102008008188A1 - Klemmkörper

Info

Publication number: DE102008008188A1
Application number: DE200810008188
Authority: DE
Inventors: Jochen Blasch; Horst Gredy
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2009-08-13

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Klemmkörper, insbesondere Wälzlagerklemmkörper. Es wird vorgeschlagen, dass der Klemmkörper zwei Teilklemmkörper (1a, 2a; 1b, 2b) aufweist, die entlang wenigstens einer Versatzfläche (3a; 3b) gegeneinander versetzt sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Klemmkörper, insbesondere einen Wälzlagerklemmkörper.
Hintergrund der Erfindung
Aus der DE 10 2005 002 252 A1 ist bereits ein Klemmkörper bekannt. Ein Klemmkörper dient insbesondere zum Sperren eines Klemmkörperfreilaufs bzw. eines Wälzlagers mit einer Freilaufvorrichtung für eine Drehrichtung, wobei die Sperrwirkung dabei vorzugsweise über eine asymmetrische Ausformung des Klemmkörpers, die eine Funktionsgeometrie bildet, erreicht wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen günstig herstellbaren Klemmkörper insbesondere für eine Massenfertigung zu realisieren. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einem Klemmkörper, insbesondere einem Wälzlagerklemmkörper.
Es wird vorgeschlagen, dass der Klemmkörper zwei Teilklemmkörper aufweist, die entlang wenigstens einer Versatzfläche gegeneinander versetzt sind. Dadurch weist der Klemmkörper eine einfache Funktionsgeometrie auf, die kostengünstig und einfach hergestellt werden kann. Insbesondere ist die Funktionsgeometrie für die Massenfertigung der Klemmkörper geeignet. Beispielsweise können die Klemmkörper durch ein umformtechnisches Versetzen oder durch ein Fließpressverfahren hergestellt werden. Unter „versetzt" soll hier insbesondere verstanden werden, dass durch das Versetzen von zwei Körpern entlang einer Versatzfläche zwei korrespondierende Teilversatzflächen entstehen, die vorzugsweise von unterschiedlichen Seiten an die Versatzfläche angrenzen. Vorzugsweise weisen die Teilversatzflächen einen gleichen Umriss eines Querschnitts auf. Der Klemmkörper mit versetzt angeordneten Teilklemmkörpern entlang der Versatzfläche weist einen vergrößerten Klemmkörperdurchmesser auf. Dadurch weist der Klemmkörper eine längliche Funktionsgeometrie auf. Dadurch kann eine Drehrichtung mittels des Klemmkörpers eines Klemmkörperfreilaufs bzw. eines Wälzlagers mit einer Freilaufvorrichtung gesperrt werden.
Vorzugsweise ist die Versatzfläche zumindest teilweise als zumindest eine Verbundfläche ausgebildet. Dadurch kann ein kostengünstiger Klemmkörper hergestellt werden. Unter „Verbundfläche" soll insbesondere eine Fläche verstanden werden, die die beiden Teilklemmkörper zu dem Klemmkörper verbindet.
Vorteilhafterweise sind die beiden Teilklemmkörper an den Verbundflächen stoffschlüssig verbunden. Dadurch kann eine robuste Funktionsgeometrie des Klemmkörpers gestaltet werden. Grundsätzlich ist auch eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung denkbar.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Teilklemmkörper einstückig ausgebildet sind. Dadurch kann ein besonders robuster und kostengünstiger Klemmkörper hergestellt werden. Besonders vorteilhaft ist der gesamte Klemmkörper einstückig ausgebildet.
Vorteilhafterweise ist die Versatzfläche als eine ebene Fläche auszubilden. Dadurch kann ein besonders kostengünstiges Herstellungsverfahren insbesondere für die Massenfertigung angewandt werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Teilklemmkörper jeweils zumindest einen Klemmbereich aufweisen, der dazu vorgesehen ist, mit einer korrespondierenden Klemmfläche zu klemmen. Dadurch weist der Klemmkörper eine einfache Funktionsgeometrie auf, die kostengünstig und einfach hergestellt werden kann. Unter „Klemmbereich" soll insbesondere ein Bereich der Teilklemmkörper verstanden werden, der für einen Klemmkontakt mit der korrespondierenden Klemmfläche vorgesehen ist. Der erste Teilklemmkörper weist dabei den äußeren Klemmbereich und der zweite Teilklemmkörper den inneren Klemmbereich des Klemmkörpers auf, die dazu vorgesehen sind, mit einer korrespondierenden äußeren Fläche und einer korrespondierenden inneren Fläche zu klemmen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass zumindest eine Querschnittfläche der Teilklemmkörper zumindest ein Kreiskurvensegment aufweist, das zumindest teilweise als Klemmbereich vorgesehen ist. Dadurch weist die Querschnittfläche die einfache Funktionsgeometrie auf, die kostengünstig hergestellt werden kann. Unter „Kreiskurvensegment" soll hier insbesondere verstanden werden, dass ein Teil eines Umrisses der Querschnittflächen der Teilklemmkörper durch Kreisbögen mit einem Radius und einem Mittelpunkt beschreibbar ist. Beide Kreiskurvensegmente der Teilklemmkörper können unterschiedliche Radien und/oder Mittelpunkte aufweisen.
Vorteilhafterweise weisen die Kreiskurvensegmente der Teilklemmkörper einen gleichen Radius auf. Dadurch vereinfacht sich die Funktionsgeometrie und ist für die Massenfertigung geeignet. Insbesondere ist es dabei vorteilhaft, wenn Mittelpunkte der Kreiskurvensegmente um einen Mittelpunktabstand größer Null versetzt sind, da dadurch eine Sperrwirkung mittels des Klemmkörpers einfach erzielt werden kann.
Vorzugsweise weisen die zueinander versetzten Teilklemmkörper zumindest teilweise eine kugelförmige Oberfläche auf. Dadurch kann ein besonders kostengünstiger Klemmkörper hergestellt werden, der eine wirtschaftliche Herstellung für die Massenfertigung gewährleistet. Besonders vorteilhaft ist dabei die Ausgestaltung der Teilklemmkörper als Halbkugeln. Vorzugsweise können dabei auch Kugelabschnitte entfernt werden, um ein Gewicht zu reduzieren.
Grundsätzlich sind auch weitere Formen von Klemmkörpern mit gegeneinander versetzten Teilklemmkörpern denkbar, wie beispielsweise teilweise zylinder-, ellipsoid- und/oder kegelförmige Teilklemmkörper. Vorteilhafterweise ist der Klemmkörper insbesondere dazu vorgesehen, als ein Wälzlagerklemmkörper eingesetzt zu werden.
Weiter wird ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Klemmkörpers vorgeschlagen, in dem zwei Teilklemmkörper durch umformtechnisches Versetzen gefertigt werden. Dadurch können die Klemmkörper in Masse gefertigt werden.
Vorteilhafterweise werden zu einem Formen der Teilklemmkörper zwei gleiche Körper verwendet. Dadurch können die Kosten der Herstellung der Klemmkörper weiter reduziert werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Klemmkörpers mit zwei Teilklemmkörpern;
2 einen Querschnitt des Klemmkörpers senkrecht zu einer Versatzfläche;
3 einen Querschnitt des Klemmkörpers entlang der Versatzfläche;
4 einen Querschnitt des Klemmkörpers mit Anstellwinkel von 0 Grad;
5 einen Querschnitt des Klemmkörpers mit Anstellwinkel von 90 Grad;
6 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Klemmkörpers mit zwei Teilklemmkörpern und
7 einen Querschnitt des weiteren Klemmkörpers senkrecht zu einer Versatzfläche.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Klemmkörpers, der zwei Teilklemmkörper 1a, 2a aufweist. Die Teilklemmkörper 1a, 2a sind entlang einer ebenen Versatzfläche 3a gegeneinander versetzt angeordnet. Der erste Teilklemmkörper 1a ist dabei auf einer ersten Seite 16a der Versatzfläche 3a angeordnet, der zweite Teilklemmkörper 2a ist auf einer zweiten Seite 17a der Versatzfläche 3a angeordnet.
Eine erste Grenzfläche 18a des ersten Teilklemmkörpers 1a grenzt unmittelbar an die erste Seite 16a der Versatzfläche 3a an. Eine zweite Grenzfläche 19a des zweiten Teilklemmkörpers 2a grenzt unmittelbar an die zweite Seite 17a der Versatzfläche 3a an. Die Versatzfläche 3a ist somit teilweise als die Grenzflächen 18a, 19a ausgebildet. Die Versatzfläche 3a und damit die beiden Grenzflächen 18a, 19a der Teilklemmkörper 1a, 2a sind als ebene Flächen ausgebildet. Die Grenzflächen 18a, 19a und damit ein Teil der Versatzfläche 3a sind jeweils in eine Verbundfläche 4a, 5a, über die die beiden Teilklemmkörper 1a, 2a fest miteinander verbunden sind, und jeweils eine Teilversatzfläche 20a, 21a, die einen Teil der Oberfläche 14a, 15a der Teilklemmkörper 1a, 2a darstellt, unterteilbar, wodurch die Versatzfläche 3a teilweise als die gemeinsamen Verbundflächen 4a, 5a ausgebildet ist (vgl. 2).
Die Verbundflächen 4a, 5a, die den überlappenden Bereichen der Grenzflächen 18a, 19a der Teilklemmkörper 1a, 2a zugeordnet sind, haben einen gleichen Umriss 22a. In den Bereichen, in dem nur ein Teilklemmkörper 1a, 2a angrenzt, sind die Teilversatzflächen 20a, 21a beschrieben. Die Teilversatzflächen 20a, 21a sind durch einen Versatz 25a der Teilklemmkörper 1a, 2a an der Versatzfläche 3a bedingt. Die erste Teilversatzfläche 20a des ersten Teilklemmkörpers 1a grenzt dabei von der ersten Seite 16a an die Versatzfläche 3a an, die zweite Teilversatzfläche 21a des zweiten Teilklemmkörpers 2a grenzt von der zweiten Seite 17a an die Versatzfläche 3a an. Die Teilversatzflächen 20a, 21a weisen eine gleiche Breite 23a auf und sind somit korrespondierend ausgebildet. Ein Klemmkörperdurchmesser 24a wird entlang der Versatzfläche 3a, durch den Versatz 25a der Teilklemmkörper 1a, 2a in einer Richtung und einer Größe eines Mittelpunktabstands 26a, die einer Größe des Versatzes 25a entspricht, vergrößert (vgl. 2).
Die gemeinsame Verbundfläche 4a, 5a verbindet die beiden Teilklemmkörper 1a, 2a fest miteinander. Der Klemmkörper ist einstückig ausgebildet. Die bei den Teilklemmkörper 1a, 2a sind damit an den Verbundflächen 4a, 5a stoffschlüssig miteinander verbunden. Grundsätzlich ist aber auch eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung denkbar. Die beiden Teilklemmkörper 1a, 2a sind als zwei Halbkugeln ausgestaltet, die mit den ebenen Grenzflächen 18a, 19a an die Versatzfläche 3a angrenzen. Zwei Radien 12a, 13a der als Halbkugeln ausgebildeten Teilklemmkörper 1a, 2a sind identisch. Mittelpunkte 27a, 28a der Halbkugeln liegen um den Mittelpunktabstand 26a versetzt in der Versatzfläche 3a (vgl. 2).
2 zeigt einen Querschnitt durch den Klemmkörper entlang einer Fläche senkrecht zu der Versatzfläche 3a. Die Teilklemmkörper 1a, 2a sind in diesem Querschnitt als Halbkreise 29a, 30a beschreibbar. Die Mittelpunkte 27a, 28a der Halbkreise 29a, 30a sind um den Mittelpunktabstand 26a versetzt. Der Mittelpunktabstand 26a liegt in der Versatzfläche 3a, an die auch die Teilversatzflächen 20a, 21a unmittelbar angrenzen.
3 zeigt einen Querschnitt des Klemmkörpers entlang der Versatzfläche 3a, der damit senkrecht zu dem Querschnitt aus 2 steht. Ein Querschnitt des zweiten Teilklemmkörpers 2a ist gestrichelt dargestellt. Die zwei Teilklemmkörper 1a, 2a weisen einen kreisförmigen Umriss 31a auf. Der Querschnitt entlang der Versatzfläche 3a weist die Verbundflächen 4a, 5a, die erste Teilversatzfläche 20a des ersten Teilklemmkörpers 1a und die zweite Teilversatzfläche 21a des zweiten Teilklemmkörpers 2a auf. Die Verbundflächen 4a, 5a sind in den Bereichen der Grenzflächen 18a, 19a des ersten und des zweiten Teilklemmkörpers 1a, 2a angeordnet und liegen in diesem Querschnitt übereinander. Der Umriss 22a der ersten Verbundfläche 4a entspricht einer Schnittfläche aus zwei Kreisflächen. Die erste Teilversatzfläche 20a ist als ein Bereich der Grenzfläche 18a des ersten Teilklemmkörpers 1a, der durch einen Abzug der Verbundfläche 4a von der Grenzfläche 18a verbleibt, ausgewiesen. Entsprechend ist die zweite Teilversatzfläche 21a als ein Bereich der Grenzfläche 19a ausgewiesen, die nach Abzug der Verbundfläche 5a von der Grenzfläche 19a verbleibt. Die Teilversatzflächen 20a, 21a weisen einen sichelförmigen Umriss 32a auf.
Beide Teilklemmkörper 1a, 2a weisen jeweils einen Klemmbereich 6a, 7a auf, der dazu vorgesehen ist, mit einer korrespondierenden Fläche 33a, 34a zu klemmen (vgl. 5). Der erste Teilklemmkörper 1a weist dabei den äußeren Klemmbereich 6a und der zweite Teilklemmkörper 2a den inneren Klemmbereich 7a des Klemmkörpers auf. Der äußere Klemmbereich 6a ist dazu vorgesehen, mit der korrespondierenden äußeren Fläche 33a zu klemmen, und der innere Klemmbereich 7a ist dazu vorgesehen, mit der korrespondierenden inneren Fläche 34a zu klemmen. Querschnittflächen 8a, 9a der Teilklemmkörper 1a, 2a weisen jeweils ein Kreiskurvensegment 10a, 11a auf, die als der äußere Klemmbereich 6a und der innere Klemmbereich 7a ausgebildet sind. Die Kreiskurvensegmente 10a, 11a entsprechen einem Teil der Halbkreise 29a, 30a und werden durch die gleichen Mittelpunkte 27a, 28a und Radien 12a, 13a wie die Halbkreise beschrieben. Damit sind die Radien 12a, 13a der Kreiskurvensegmente 10a, 11a gleich. Ebenso sind die Mittelpunkte 27a, 28a der Kreiskurvensegmente 10a, 11a um den Mittelpunktabstand 26a größer Null versetzt auf der Versatzfläche 3a angeordnet (vgl. 2).
In den 4 und 5 sind Querschnitte des Klemmkörpers zwischen der äußeren Fläche 33a und der inneren Fläche 34a in unterschiedlichen Anstellwinkeln 35a dargestellt. Der Anstellwinkel 35a des Klemmkörpers ergibt sich als ein Winkel zwischen der Versatzfläche 3a und einer zu der inneren Fläche 34a senkrecht stehenden Klemmachse 36a. Die Klemmachse 36a steht ebenso senkrecht auf der äußeren Fläche 33a. Für den Anstellwinkel 35a ist ein Wertebereich zwischen 0 Grad und 90 Grad sinnvoll definierbar. Für einen Anstellwinkel 35a von 0 Grad wird ein Klemmdurchmesser 37a maximal und die Versatzfläche 3a liegt parallel zu der Klemmachse 36a (5). Der Klemmdurchmesser 37a ist durch eine maximale Ausdehnung des Klemmkörpers entlang der Klemmachse 36a gegeben, die einer Projektionslänge des Klemmkörpers entlang der Klemmachse 36a entspricht. In 4 ist ein Anstellwinkel 35a von 90 Grad gezeigt, mit dem der Klemmdurchmesser 37a minimal wird und die Versatzfläche 3a senkrecht zur Klemmachse 36a liegt. Der Klemm durchmesser 37a nimmt kontinuierlich mit dem abnehmenden Anstellwinkel 35a zu.
In 6 und 7 ist eine weitere Ausführung eines Klemmkörpers gezeigt. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 5 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in der 6 und 7 ersetzt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in den 1 bis 5, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 5 verwiesen werden kann.
Der Klemmkörper weist zwei identische Teilklemmkörper 1b, 2b auf, die an einer Versatzfläche 3b um einen Versatz 25b gegeneinander versetzt sind. Die Teilklemmkörper 1b, 2b weisen teilweise kugelförmige Oberflächen 14b, 15b auf. Die Oberflächen 14b, 15b der Teilklemmkörper 1b, 2b entsprechen einer Oberfläche einer Halbkugel, die zum einen parallel zur Versatzfläche 3b und zum anderen senkrecht zur Versatzfläche 3b mit gleichem Abstand zu den Mittelpunkten 27b, 28b je Teilklemmkörper 1b, 2b insgesamt drei Kugelabschnitte entfernt wurden. Ebene Flächen 38b, 39b, 40b, die durch die entfernten Kugelabschnitte entstanden sind, können als Anstellflächen für einen Käfig und/oder eine Feder vorgesehen sein.

1: Teilklemmkörper
2: Teilklemmkörper
3: Versatzfläche
4: Verbundfläche
5: Verbundfläche
6: Klemmbereich
7: Klemmbereich
8: Querschnittfläche
9: Querschnittfläche
10: Kreiskurvensegment
11: Kreiskurvensegment
12: Radius
13: Radius
14: Oberfläche
15: Oberfläche
16: Seite
17: Seite
18: Grenzfläche
19: Grenzfläche
20: Teilversatzfläche
21: Teilversatzfläche
22: Umriss
23: Breite
24: Klemmkörperdurchmesser
25: Versatz
26: Mittelpunktabstand
27: Mittelpunkt
28: Mittelpunkt
29: Halbkreis
30: Halbkreis
31: Umriss
32: Umriss
33: Fläche
34: Fläche
35: Anstellwinkel
36: Klemmachse
37: Klemmdurchmesser
38: Fläche
39: Fläche
40: Fläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005002252 A1 [0002]

Claims

Klemmkörper, insbesondere Wälzlagerklemmkörper, gekennzeichnet durch zumindest zwei Teilklemmkörper (1a, 2a; 1b, 2b), die entlang wenigstens einer Versatzfläche (3a; 3b) gegeneinander versetzt sind.
Klemmkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versatzfläche (3a; 3b) zumindest teilweise als zumindest eine Verbundfläche (4a, 5a) ausgebildet ist.
Klemmkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilklemmkörper (1a, 2a; 1b, 2b) an den Verbundflächen (4a, 5a; 4b, 5b) stoffschlüssig verbunden sind.
Klemmkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilklemmkörper (1a, 2a; 1b, 2b) einstückig ausgebildet sind.
Klemmkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versatzfläche (3a; 3b) als eine ebene Fläche ausgebildet ist.
Klemmkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilklemmkörper (1a, 2a; 1b, 2b) jeweils zumindest einen Klemmbereich (6a, 7a; 6b, 7b) aufweisen.
Klemmkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Querschnittfläche (8a, 9a; 8b, 9b) der Teilklemmkörper (1a, 2a; 1b, 2b) zumindest ein Kreiskurvensegment (10a, 11a; 10b, 11b) aufweist, das zumindest teilweise als der Klemmbereich (6a, 7a; 6b, 7b) vorgesehen ist.
Klemmkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreiskurvensegmente (10a, 11a; 10b, 11b) der Teilklemmkörper (1a, 2a; 1b, 2b) einen gleichen Radius (12a, 13a; 12b, 13b) aufweisen.
Klemmkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zueinander versetzten Teilklemmkörper (1a, 2a; 1b, 2b) zumindest teilweise eine kugelförmige Oberfläche (14a, 15a; 14b, 15b) aufweisen.
Verfahren zur Herstellung eines Klemmkörpers, insbesondere eines Wälzlagerklemmkörpers, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Teilklemmkörper (1a, 2a; 1b, 2b) durch umformtechnisches Verfahren gegeneinander versetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Formen der Teilklemmkörper (1a, 2a; 1b, 2b) zwei gleiche Körper verwendet werden.