DE102016203026A1 - Fixing a bearing with a feather key - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Außenring (113) eines Wälzlagers (105), einer Komponente (107) und mindestens einem Sicherungsstift (117); wobei der Außenring (113) in der Komponente (107) fixiert ist; und wobei der Sicherungsstift (117) den Außenring (113) und die Komponente (107) relativ zueinander formschlüssig gegenüber einer Verdrehung um eine Drehachse des Wälzlagers (105) fixiert. Der Sicherungsstift (117) weist mindestens eine ebene Wirkfläche auf.The invention relates to an arrangement with an outer ring (113) of a rolling bearing (105), a component (107) and at least one locking pin (117); wherein the outer ring (113) is fixed in the component (107); and wherein the securing pin (117) fixes the outer ring (113) and the component (107) in a form-fitting manner relative to one another relative to a rotation about a rotation axis of the rolling bearing (105). The locking pin (117) has at least one planar active surface.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to an arrangement according to the preamble of claim 1.

Gewöhnlich werden Lager per Kraftschluss gegen Verdrehen gesichert. Dabei übt ein Lagersitz axial gerichtete Druckkräfte auf einen Außenring des Lagers aus. Die infolge der Kräfte entstehende Reibung verhindert eine Verdrehung des Außenrings in dem Lagersitz. Usually bearings are secured by force against twisting. In this case, a bearing seat exerts axially directed pressure forces on an outer ring of the bearing. The resulting friction due to the forces prevents rotation of the outer ring in the bearing seat.

Der Lagersitz kann etwa zweistückig, bestehend aus einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente, ausgeführt sein. Durch Verspannen der ersten Komponente und der zweiten Komponente gegeneinander, etwa durch Verschrauben, wird der Außenring des Lagers kraftschlüssig fixiert. The bearing seat may be approximately two-piece, consisting of a first component and a second component executed. By clamping the first component and the second component against each other, such as by screwing, the outer ring of the bearing is fixed non-positively.

Die Druckschrift DE 10 2008 011 097 A1 offenbart ein Wälzlager mit einer Verdrehsicherung. Die Verdrehsicherung wird gebildet durch in axialer Richtung hervorstehende Nasen, die sich an einer Seitenfläche des Außenrings des Lagers befinden. Beim Einführen des Lagers in einen Lagersitz greifen die Nasen in entsprechende Vertiefungen des Lagersitzes ein. Zwischen den Nasen und den Vertiefungen entsteht eine formschlüssige Verbindung, die den Außenring gegen eine Verdrehung sichert. Ein Außenring mit einer einstückig angeformten Nase ist aber vergleichsweise aufwändig herzustellen. The publication DE 10 2008 011 097 A1 discloses a rolling bearing with a rotation. The anti-rotation device is formed by protruding in the axial direction lugs, which are located on a side surface of the outer ring of the bearing. When inserting the bearing in a bearing seat, the lugs engage in corresponding recesses of the bearing seat. Between the noses and the depressions creates a positive connection, which secures the outer ring against rotation. An outer ring with an integrally molded nose but is relatively complex to produce.

Aus der Druckschrift DE 102 44 533 B3 ist eine Verdrehsicherung für Lagerschalen eines Gleitlagers bekannt. Als Verdrehsicherung dient eine Hülse, die mit einem seitlich nach außen vorstehenden Stift versehen ist. Die Lagerschalen des Gleitlagers bilden eine Aussparung, in die der Stift eingreift. Die Hülse der Verdrehsicherung wiederum wird in einem Lagergehäuse fixiert, das einen Lagersitz zur Aufnahme der Lagerschalen bildet. Auf diese Weise werden die Lagerschalen formschlüssig gegen einer Verdrehung innerhalb der Lageraufnahme gesichert. Auch hier gestaltet sich die Fertigung, insbesondere die Fertigung der mit dem Stift versehenen Hülse, sehr aufwändig. From the publication DE 102 44 533 B3 is a rotation for bearing shells of a plain bearing known. As a rotation is a sleeve which is provided with a laterally outwardly projecting pin. The bearing shells of the sliding bearing form a recess into which the pin engages. The sleeve of the rotation in turn is fixed in a bearing housing, which forms a bearing seat for receiving the bearing shells. In this way, the bearing shells are positively secured against rotation within the bearing receptacle. Again, the production, in particular the production of the sleeve provided with the pin, designed very complex.

Aus dem Stand der Technik ist darüber hinaus bekannt, den Außenring eines Wälzlagers mittels eines Zylinderstifts formschlüssig in einem Lagersitz formschlüssig zu fixieren. Durch seinen kreisförmigen Querschnitt bildet der Zylinderstift allerdings nur sehr schmale tragende Flächen aus. Dies verringert die Belastbarkeit der formschlüssigen Verbindung. From the prior art is also known to positively lock the outer ring of a rolling bearing by means of a cylindrical pin in a bearing seat. Due to its circular cross-section, however, the cylindrical pin only forms very narrow supporting surfaces. This reduces the load capacity of the positive connection.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Außenring eines Wälzlagers gegen Verdrehen zu sichern. Insbesondere soll die Belastbarkeit einer entsprechenden Verdrehsicherung und der Verringerung der Herstellungskosten verbessert werden. The invention has for its object to secure an outer ring of a rolling bearing against rotation. In particular, the resilience of a corresponding anti-rotation and the reduction of manufacturing costs should be improved.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten. This object is achieved by an arrangement according to claim 1. Preferred developments are contained in the subclaims.

Die Anordnung umfasst einen Außenring eines Wälzlagers, eine Komponente und mindestens einen Sicherungsstift. Die Komponente bildet also einen Lagersitz zur Aufnahme des Außenrings aus. Bei der Komponente kann es sich um eine beliebige Komponente handeln, in der das Wälzlager fixiert ist, etwa ein Getriebegehäuse. The arrangement comprises an outer ring of a rolling bearing, a component and at least one locking pin. The component thus forms a bearing seat for receiving the outer ring. The component may be any component in which the rolling bearing is fixed, such as a transmission housing.

Unter einem Lagersitz ist allgemein eine Vorrichtung zum Fixieren eines Außen- oder Innenrings eines Lagers zu verstehen. Zur Fixierung eines Außenrings ist der Lagersitz gewöhnlich als mindestens teilweise zylinderförmige Aussparung ausgestaltet, in die der Außenring eingebracht wird, und die den Außenring umschließt. Under a bearing seat is generally a device for fixing an outer or inner ring of a bearing to understand. For fixing an outer ring of the bearing seat is usually designed as at least partially cylindrical recess into which the outer ring is introduced, and which surrounds the outer ring.

Unter einer Aussparung ist ein einseitig oder zweiseitig offener Hohlraum, d.h. ein Hohlraum mit genau einer oder genau zwei Öffnungen zu verstehen. Under a recess is a one-sided or two-sided open cavity, i. to understand a cavity with exactly one or two openings.

Der Außenring ist in der Komponente mindestens gegenüber Verschiebungen in eine beliebige axiale Richtung, d.h. in eine beliebige orthogonal zu einer Drehachse des Wälzlagers verlaufende Richtung fixiert. Vorzugsweise wird die Fixierung des Außenrings in der Komponente darüber hinaus gegen jegliche axiale Verschiebung des Außenrings relativ zu der Komponente, d.h. gegen jegliche Verschiebung des Außenrings relativ zu der Komponente in Richtung der Drehachse des Wälzlagers. Die beschriebene Fixierung des Außenrings in der Komponente erfolgt vorzugsweise formschlüssig und/oder kraftschlüssig. The outer ring in the component is at least opposite to displacements in any axial direction, i. fixed in any direction orthogonal to a rotational axis of the rolling bearing. Preferably, the fixation of the outer ring in the component also becomes resistant to any axial displacement of the outer ring relative to the component, i. against any displacement of the outer ring relative to the component in the direction of the axis of rotation of the rolling bearing. The described fixation of the outer ring in the component is preferably carried out positively and / or non-positively.

Eine darüber hinausgehende Fixierung des Außenrings in der Komponente erfolgt durch den Sicherungsstift. Dieser fixiert den Außenring und die Komponente relativ zueinander gegenüber einer Verdrehung um die Drehachse des Wälzlagers formschlüssig. An additional fixing of the outer ring in the component is effected by the locking pin. This fixes the outer ring and the component relative to each other with respect to a rotation about the axis of rotation of the bearing form fit.

Der Sicherungsstift weist erfindungsgemäß mindestens eine ebene- bzw. plane Wirkfläche auf. Sämtliche Punkte der Wirkfläche liegen dabei in einer gemeinsamen Ebene. Vorzugsweise weist der Sicherungsstift mindestens zwei ebene- bzw. plane Wirkflächen auf. The locking pin has according to the invention at least one level or plane effective area. All points of the effective area lie in a common plane. Preferably, the locking pin has at least two planar or planar active surfaces.

Wirkflächen sind allgemein feste Oberflächen von Körpern oder generalisierte Grenzflächen von Flüssigkeiten, Gasen oder Feldern, die dauernd oder zeitweise in Kontakt zu einer weiteren Wirkfläche stehen und am Energie-, Stoff- und Informationsaustausch des technischen Systems beteiligt sind. ( S. Matthiesen „Ein Beitrag zur Basisdefinition des Elementmodells “Wirkflächenpaare & Leitstützstrukturen” zum Zusammenhang von Funktion und Gestalt technischer Systeme“. Universität Karlsruhe, Institut für Produktentwicklung, 2002 ). Bei der Wirkfläche des Sicherungsstifts handelt es sich entsprechend um eine Oberfläche desselben, die dauernd oder zeitweise in Kontakt mit einer weiteren Wirkfläche des Außenrings des Wälzlagers und/oder einer weiteren Wirkfläche der Komponente steht und ausgebildet ist, ein Drehmoment zwischen dem Außenring des Wälzlagers und der Komponente, dessen Drehmoment Vektor entlang der Drehachse des Wälzlagers verläuft, zu übertragen. Mit der Übertragung des Drehmoments geht eine Übertragung einer Kraft zwischen der Wirkfläche des Sicherungsstifts und der Wirkfläche des Außenrings des Wälzlagers und/oder der Wirkfläche der Komponente einher. Active surfaces are generally solid surfaces of bodies or generalized interfaces of liquids, gases or fields, which are permanently or temporarily in contact with another active surface and are involved in the energy, material and information exchange of the technical system. ( S. Matthiesen "A contribution to the basic definition of the Element model "effective surface pairs & guiding support structures" for the connection of function and design of technical systems ". University of Karlsruhe, Institute for Product Development, 2002 ). In the active surface of the locking pin is accordingly a surface thereof, which is permanently or temporarily in contact with a further effective surface of the outer ring of the rolling bearing and / or another effective surface of the component and is formed, a torque between the outer ring of the rolling bearing and the Component whose torque vector is along the axis of rotation of the bearing to transmit. With the transmission of torque is a transmission of a force between the active surface of the locking pin and the effective surface of the outer ring of the rolling bearing and / or the effective surface of the component is accompanied.

Durch die ebene Form der Wirkfläche verbessert sich die Belastbarkeit des Sicherungsstifts. Zudem ist eine ebene Fläche einfach zu fertigen. Due to the flat shape of the effective surface, the load capacity of the locking pin improves. In addition, a flat surface is easy to manufacture.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Wirkfläche des Sicherungsstifts rechteckig. In a preferred embodiment, the effective area of the securing pin is rectangular.

Darüber hinaus bevorzugt wird eine Weiterbildung des Sicherungsstifts mit genau vier rechteckigen Oberflächen. Insbesondere können die Wirkflächen des Sicherungsstifts zu den rechteckigen Oberflächen gehören. Der Sicherungsstift kann darüber hinaus weitere Oberflächen aufweisen, die nicht rechteckig sind In addition, a development of the security pin with exactly four rectangular surfaces is preferred. In particular, the active surfaces of the locking pin may belong to the rectangular surfaces. The locking pin may also have other surfaces that are not rectangular

Bei dem Sicherungsstift handelt es sich in einer besonders bevorzugten Weiterbildung um eine Passfeder. Passfedern definiert die Norm DIN 6885 . The locking pin in a particularly preferred embodiment is a feather key. Feather keys defines the Standard DIN 6885 ,

Um mit dem Sicherungsstift eine formschlüssige Verbindung einzugehen, weisen in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung der Außenring eine erste Nut und die Komponente eine zweite Nut auf. Die formschlüssige Verbindung kommt zustande, indem der Sicherungsstift in die erste Nut und in die zweite Nut eingreift. Die erste Nut und die zweite Nut bilden somit jeweils mindestens eine Wirkfläche aus, die jeweils zu mindestens einer Wirkfläche des Sicherungsstifts in Kontakt steht. Vorzugsweise sind die erste Nut und die zweite Nut radial versetzt zueinander angeordnet, wobei eine Öffnung der ersten Nut und eine Öffnung der zweiten Nut aufeinander zuweisen. In order to enter into a positive connection with the securing pin, in a further preferred development, the outer ring has a first groove and the component has a second groove. The positive connection is achieved by the locking pin engages in the first groove and in the second groove. The first groove and the second groove thus each form at least one active surface which is in contact with at least one active surface of the securing pin. Preferably, the first groove and the second groove are radially offset from one another, wherein an opening of the first groove and an opening of the second groove to each other.

Der Sicherungsstift ist bevorzugt in axialer Ausrichtung weitergebildet. Dies bedeutet, dass die Abmessung bzw. Erstreckung des Sicherungsstifts in axialer Richtung, d.h. entlang der Drehachse des Wälzlagers, größer ist als in eine beliebige Richtung orthogonal dazu. Entsprechend sind die erste Nut und die zweite Nut bevorzugt axial ausgerichtet, d.h. die Abmessung bzw. die Erstreckung der ersten Nut und der zweiten Nut in axialer Richtung ist jeweils größer als die Abmessung bzw. Erstreckung der ersten Nut und der zweiten Nut in eine beliebige Richtung orthogonal dazu. The locking pin is preferably developed in axial alignment. This means that the dimension or extension of the locking pin in the axial direction, i. along the axis of rotation of the rolling bearing is greater than in any direction orthogonal thereto. Accordingly, the first groove and the second groove are preferably axially aligned, i. the dimension of the first groove and the second groove in the axial direction is larger than the dimension of the first groove and the second groove in any direction orthogonal thereto, respectively.

Darüber hinaus ist die Anordnung bevorzugt dreistückig ausgebildet. Der Außenring des Wälzlagers, die Komponente und der Sicherungsstift bilden dabei jeweils ein separates, physisch getrennt voneinander ausgeführtes Stück. In addition, the arrangement is preferably formed in three pieces. The outer ring of the rolling bearing, the component and the locking pin each form a separate, physically separated from each other running piece.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 1 dargestellt. Im Einzelnen zeigt: A preferred embodiment of the invention is in 1 shown. In detail shows:

1 eine Verdrehsicherung für ein Wälzlager. 1 an anti-rotation device for a rolling bearing.

Der in 1 abgebildete Ausschnitt zeigt die drehbare Lagerung einer Welle 101 in einem Getriebegehäuse 103 mittels eines Kegelrollenlagers 105. Das Getriebegehäuse 103 umfasst einen Gehäusekörper 107 und eine Abdeckung 109, die mit dem Gehäusekörper 107 verschraubt ist. Durch die Abdeckung 109 hindurch verläuft die Welle 101. The in 1 The illustration shows the rotatable mounting of a shaft 101 in a gearbox 103 by means of a tapered roller bearing 105 , The gearbox 103 includes a housing body 107 and a cover 109 connected to the housing body 107 is screwed. Through the cover 109 through the shaft passes 101 ,

Auf die Welle 101 ist ein Innenring 111 des Kegelrollenlagers 105 aufgebracht. Der Innenring 111 ist so auf der Welle 101 fixiert, dass der Innenring 111 zusammen mit der Welle 101 relativ zu dem Getriebegehäuse 103 verdrehbar ist. On the wave 101 is an inner ring 111 tapered roller bearing 105 applied. The inner ring 111 is so on the wave 101 fixed that to the inner ring 111 together with the wave 101 relative to the transmission housing 103 is rotatable.

Neben dem Innenring 111 weist das Kegelrollenlager 105 einen Außenring 113 auf. Zwischen dem Innenring 111 und dem Außenring 113 befinden sich Wälzkörper 115, die an jeweils einer Lauffläche des Innenrings 111 und des Außenrings 113 abrollen. Auf diese Weise stützen die Wälzkörper 115 den Innenring 111 und den Außenring 113 in radialer Richtung gegeneinander ab und ermöglichen zudem eine Verdrehung des Innenrings 111 und des Außenrings 113 relativ zueinander. Next to the inner ring 111 has the tapered roller bearing 105 an outer ring 113 on. Between the inner ring 111 and the outer ring 113 are rolling elements 115 , which in each case a running surface of the inner ring 111 and the outer ring 113 roll. In this way, the rolling elements support 115 the inner ring 111 and the outer ring 113 in the radial direction against each other and also allow a rotation of the inner ring 111 and the outer ring 113 relative to each other.

Der Außenring 113 ist formschlüssig zwischen dem Gehäusekörper 107 und der Abdeckung 109 fixiert. Diese Fixierung wirkt translatorischen Bewegungen des Außenrings 113 und des Getriebegehäuses 103 relativ zueinander entgegen. The outer ring 113 is positively between the housing body 107 and the cover 109 fixed. This fixation acts translatory movements of the outer ring 113 and the transmission housing 103 relative to each other.

Um zu verhindern, dass sich der Außenring 113 in dem Getriebegehäuse 103 dreht, ist eine Passfeder 117 vorgesehen. Die Passfeder 117 greift in eine Nut des Außenrings 113 und eine Nut des Gehäusekörpers 107 ein. Damit verhindert die Passfeder 117 eine Verschiebung der beiden Nuten gegeneinander in Umfangsrichtung und infolgedessen eine Verdrehung des Außenrings 113 relativ zu dem Gehäusekörper 107. To prevent the outer ring 113 in the transmission housing 103 turns is a feather key 117 intended. The feather key 117 engages in a groove of the outer ring 113 and a groove of the case body 107 one. This prevents the feather key 117 a displacement of the two grooves against each other in the circumferential direction and consequently a rotation of the outer ring 113 relative to the housing body 107 ,

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

101 101
Welle wave
103 103
Getriebegehäuse gearbox
105 105
Kegelrollenlager Tapered roller bearings
107 107
Gehäusekörper housing body
109 109
Abdeckung cover
111 111
Innenring inner ring
113 113
Außenring outer ring
115 115
Wälzkörper rolling elements
117 117
Passfeder Adjusting spring

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 10244533 B3 [0005] DE 10244533 B3 [0005]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • S. Matthiesen „Ein Beitrag zur Basisdefinition des Elementmodells “Wirkflächenpaare & Leitstützstrukturen” zum Zusammenhang von Funktion und Gestalt technischer Systeme“. Universität Karlsruhe, Institut für Produktentwicklung, 2002 [0015] S. Matthiesen "A Contribution to the Basic Definition of the Element Model" Active Surface Pairs & Guiding Support Structures "on the Connection between Function and Design of Technical Systems". University of Karlsruhe, Institute for Product Development, 2002 [0015]
  • Norm DIN 6885 [0019] Standard DIN 6885 [0019]

Claims (7)

Anordnung mit einem Außenring (113) eines Wälzlagers (105), einer Komponente (107) und mindestens einem Sicherungsstift (117); wobei der Außenring (113) in der Komponente (107) fixiert ist; und wobei der Sicherungsstift (117) den Außenring (113) und die Komponente (107) relativ zueinander formschlüssig gegenüber einer Verdrehung um eine Drehachse des Wälzlagers (105) fixiert; gekennzeichnet durch mindestens eine ebene Wirkfläche des Sicherungsstifts (117). Arrangement with an outer ring ( 113 ) of a rolling bearing ( 105 ), a component ( 107 ) and at least one locking pin ( 117 ); the outer ring ( 113 ) in the component ( 107 ) is fixed; and wherein the locking pin ( 117 ) the outer ring ( 113 ) and the component ( 107 ) relative to each other in a form-fitting manner with respect to a rotation about an axis of rotation of the roller bearing ( 105 ) fixed; characterized by at least one flat active surface of the locking pin ( 117 ). Anordnung nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkfläche rechteckig ist. Arrangement according to claim 1; characterized in that the active surface is rectangular. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch; gekennzeichnet durch genau vier rechteckige Oberflächen des Sicherungsstifts (117). Arrangement according to the preceding claim; characterized by exactly four rectangular surfaces of the locking pin ( 117 ). Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Sicherungsstift (117) um eine Passfeder handelt. Arrangement according to one of the preceding claims; characterized in that the locking pin ( 117 ) is a feather key. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (113) eine erste Nut und die Komponente (107) eine zweite Nut aufweist; wobei der Sicherungsstift (117) in die erste Nut und in die zweite Nut eingreift. Arrangement according to one of the preceding claims; characterized in that the outer ring ( 113 ) a first groove and the component ( 107 ) has a second groove; the locking pin ( 117 ) engages in the first groove and in the second groove. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsstift (117) axial ausgerichtet ist. Arrangement according to one of the preceding claims; characterized in that the locking pin ( 117 ) is axially aligned. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung dreistückig ausgeführt ist. Arrangement according to one of the preceding claims; characterized in that the arrangement is designed in three pieces.
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