DE102016216805A1

DE102016216805A1 - Einheit mit einem einstückigen Halteelement und einer Lagereinheit, Halteelement und Verfahren

Info

Publication number: DE102016216805A1
Application number: DE102016216805.3A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Barthelme; Riad Bauch; Alexander Dilje; Helmut Hauck; Stefanie Seufert
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2016-09-06
Filing date: 2016-09-06
Publication date: 2018-03-08
Also published as: US10781858B2; CN107795589A; US20180066708A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Einheit mit einem einstückigen Halteelement (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 7 oder 8, und einer Lagereinheit (12), welche wenigstens einen Außenring (14) und zumindest einen Innenring (16) aufweist, der relativ zu dem Außenring drehbar ist, wobei die Lagereinheit unverlierbar an dem Halteelement befestigt ist und das Halteelement den Außenring in seiner Umfangsrichtung zumindest zu einem Großteil umgibt, wobei das Halteelement wenigstens einen Bereich (18) aufweist, welcher in eine Nut (20) des Außenrings ragt. Es wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Befestigungselement (22), welches an dem Halteelement anliegt und an dem Befestigen der Lagereinheit an dem Halteelement zumindest mitwirkt.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2004 031 830 A1 ist eine Einheit bekannt, welche ein einschlägiges Halteelement und ein Lager aufweist. Der Außenring des Lagers umfasst seiner Außenfläche eine Nut, in welche drei Nasen förmige Bereiche des Halteelements eingreifen, sodass das Halteelement in eine Axialrichtung an dem Lager gesichert ist. Ferner ist aus der JP2011236922A eine Befestigung eines Lagers an einem Halteelement mithilfe eines Wellenrings bekannt. Des Weiteren gibt es in der Patentliteratur die weitere Dokumente DE102004031830 , DE10355363 , DE102005012323 , JP002011236922A , JP2008267585A , JP2011257009A , welche sich einem ähnlichen Thema widmen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Einheit bereitzustellen, welche eine sehr zuverlässige Befestigung des Lagers an dem Halteelement garantiert und welche kostengünstig ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht aus von einer Einheit mit einem einstückigen Halteelement, und einer Lagereinheit, welche wenigstens einen Außenring und zumindest einen Innenring aufweist, der relativ zu dem Außenring drehbar ist, wobei die Lagereinheit unverlierbar an dem Halteelement befestigt ist und das Halteelement den Außenring in seiner Umfangsrichtung zumindest zu einem Großteil umgibt, wobei das Halteelement wenigstens einen Bereich aufweist, welcher in eine Nut des Außenrings ragt,
Es wird vorgeschlagen, dass die Einheit wenigstens ein Befestigungselement aufweist, welches an dem Halteelement anliegt und an dem Befestigen der Lagereinheit an dem Halteelement zumindest mitwirkt. Darunter, dass das Halteelement „einstückig“ ist, soll insbesondere verstanden werden, dass alle Bereiche des Halteelements miteinander materiell verbunden sind und/oder dass das Halteelement aus einem Guss ist. Darunter, dass das Halteelement den Außenring in seiner Umfangsrichtung „zumindest zu einem Großteil umgibt“, soll insbesondere verstanden werden, dass in Bezug auf einen Massenmittelpunkt der Lagereinheit das Halteelement den Außenring zumindest über einen Winkelbereich von wenigstens 200°, vorzugsweise wenigstens 270°, besonders bevorzugt wenigstens 330° und insbesondere über 360° umgreift. Mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine gattungsgemäße Einheit bereitgestellt werden, welche eine sehr zuverlässige Befestigung der Lagereinheit an dem Halteelement, insbesondere wenn dies aus einem weichen Werkstoff besteht, garantiert und welche kostengünstig ist. Insbesondere kann im Vergleich zu der Ausbildung in der DE 10 2004 031 830 A1 erreicht werden, dass breitere Stempelwerkzeuge zur Erzeugung des Bereichs, der in die Nut eingreift, verwendet werden können, da der Bereich bereits erzeugt werden kann, bevor das Lager an das Halteelement montiert wird. Durch die Verwendung eines breiteren Stempelwerkzeugs kann eine deutlich längere Gebrauchsdauer desselben erreicht werden, da dieses stabiler ist und einem geringeren Verschleiß unterliegt. Insbesondere kann auch in dem Fall, in welchem das Halteelement aus einem weichen Werkstoff besteht, eine sichere Befestigung der Lagereinheit erreicht werden, da der Bereich, der in die Nut eingreift, zur Befestigung der Lagereinheit an dem Halteelement nicht aufgeschnappt werden muss, wodurch ein Abscheren des Bereichs sicher verhindert wird. Insbesondere müssen weniger Bereiche des Halteelements erzeugt werden, die in die Nut eingreifen, was ebenfalls den Verschleiß von Stempelwerkzeugen verringert.
Vorzugsweise wirkt das Befestigungselement an einer formschlüssigen Befestigung der Lagereinheit an dem Halteelement bezüglich einer Axialrichtung der Lagereinheit zumindest mit.
Mit Vorteil weist das Befestigungselement wenigstens einen klammerförmigen Bereich auf, welcher einen Teil des Halteelements umgreift.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Befestigungselement wenigstens eine Rastnase aufweist, mittels welcher das Befestigungselement an dem Halteelement befestigt ist.
Vorzugsweise besteht das Befestigungselement aus Metall und/oder Kunststoff. Ferner wird ein Halteelement mit einem im wesentlichen kreisrunden Durchgangsloch vorgeschlagen, wobei eine Berandung des Durchgangslochs höchstens zwei Vertiefungen, insbesondere höchstens eine Vertiefung, aufweist, die sich in jeweils eine Radialrichung in Bezug auf einen Mittelpunkt des kreisrunden Durchgangslochs weg von dem Mittelpunkt erstrecken. Insbesondere ist denkbar, dass sich die Berandung des Durchgangslochs nicht vollständig über 360° um den Mittelpunkt erstreckt sondern wenigstens eine Unterbrechung aufweist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. 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.
1 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Einheit,
2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur eins,
3 zeigt eine Montage eines Befestigungselements,
4 zeigt eine Draufsicht auf ein Halteelement,
5 zeigt einen Querschnitt durch einen ein Prägungsbereich des Halteelements,
6 zeigt einen Querschnitt durch einen alternativen ein Prägungsbereich des Halteelements,
7 zeigt eine Positionierung bei einer Montage der Einheit,
8 zeigt eine Vergrößerung aus 7,
9 eine perspektivische Darstellung der Einheit in der Position von Figur sieben,
10 einen Ausschnitt eines Teilschnitts durch ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einheit,
11 zeigt alternative Ausführungsformen von Befestigungselementen,
12–14 zeigen ein drittes alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einheit,
15–17 zeigen ein viertes alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einheit,
1 zeigt eine erfindungsgemäße Einheit in einem fertig montierten Zustand. Die Einheit weist ein einstückiges Halteelement 10 und eine Lagereinheit 12 auf, welche einen Außenring 14, einen Innenring 16 und Wälzkörper 46, im vorliegenden Fall Kugeln, aufweist. Der Innenring ist relativ zu dem Außenring drehbar. Ferner ist die als Kugellager ausgebildete Lagereinheit unverlierbar an dem Halteelement befestigt. Das Halteelement ist aus Metall und weist im wesentlichen Plattenform auf. Ferner umgibt das Halteelement einen radial außen liegenden Bereich des Außenrings vollständig (1–5 und 7–9).
Das Halteelement weist ein Durchgangsloch 28 auf, welches von einer Berandung 30 des Halteelements berandet wird. Das Halteelement umfasst eine Vertiefung 32, die sich in eine Radialrichtung 34 in Bezug auf einen Mittelpunkt des im Wesentlichen kreisrunden Durchgangslochs weg von dem Mittelpunkt erstrecken. Die Berandung weist ferner zwei Bereiche 18 auf, welche in dem Zustand, in welchem die Lagereinheit an die Halteplatte montiert ist, in eine Nut 20 des Außenrings eingreifen. Die Bereiche 18 bilden jeweils eine Erhöhung 36, welche sich ausgehend von einer kreisförmigen Grundform der Berandung in jeweils einer Radialrichtung 38 in Bezug auf den Mittelpunkt auf den Mittelpunkt zu erstreckt. Die Nut erstreckt sich über 360° auf einer Außenfläche des Außenrings.
Die Einheit weist ein Befestigungselement zwei 20 auf, welches an dem Halteelement anliegt und an einer formschlüssigen Befestigung der Lagereinheit an dem Halteelement bezüglich einer Axialrichtung der Lagereinheit mitwirkt. Hierzu weist das Befestigungselement einen klammerförmigen Bereich 24 auf, welcher einen Teil des Halteelements umgreift. Dadurch ist das Befestigungselement formschlüssig in Bezug auf Axialrichtungen der Lagereinheit an dem Halteelement befestigt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht das Befestigungselement aus Kunststoff. Außerdem weist das Befestigungselement einen Rasthaken 48 auf, welcher ebenfalls in die Nut 20 eingreift und dadurch in einem Zusammenwirken mit den Bereichen 18 eine Relativbewegung des Halteelements in eine erste Axialrichtung relativ zu der Lagereinheit verhindert. Eine Relativbewegung des Halteelements in eine zweite Axialrichtung relativ zu der Lagereinheit wird dadurch verhindert, dass eine Schulter 50 des Außenrings bei einem Einwirken einer Kraft auf das Halteelement, welche eine derartige Bewegung veranlassen könnte, gegen das Halteelement stößt und dadurch die Bewegung verhindert.
Die Einheit kann Teil eines Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere eines PKW-Getriebes sein.
Bei einem Verfahren zur Montage der Einheit werden zunächst die Bereiche 18, die jeweils Nasen 40 bilden, durch Einprägen geformt, und nachfolgend werden die Nasen zumindest teilweise in die Nut 20 des Außenrings eingeführt. Das Einführen der Nasen erfolgt, indem das Halteelement leicht verkippt relativ zu der Lagereinheit in einer Relativbewegung schräg zu einer Axialrichtung der Lagereinheit auf die Lagereinheit zu bewegt wird (7–9). Das Befestigungselement wird zuvor mit seinem klammerförmigen Bereich auf das Halteelement aufgesteckt. Ferner wird abschließend durch Ausüben eines axialen Drucks auf das Halteelement der Rasthaken 48 in Radialrichtung ausgelenkt, sodass der Rasthaken teilweise in die Nut 20 einschnappt, wenn das Halteelement bei seiner Relativbewegung zu dem Außenring in der Nähe des Befestigungselements 22 an die Schulter stößt.
In den 6 und 10–17 sind alternative Ausführungsbeispiele dargestellt. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind jedoch den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele in den 6 und 10–17 die Buchstaben „a“, „c“ usw. hinzugefügt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in den 1–5 und 7–9, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den 1–5 und 7–9 verwiesen werden kann.
6 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Einprägungsbereichs 42a, welcher dadurch entstanden ist, dass zweimal geprägt wurde. Dadurch wurde der Absatz 44a gebildet.
10 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einheit, wobei sich das Halteelement 10c und das Befestigungselement 24c vom eingangs beschriebenen Ausführungsbeispiel unterscheiden. An seiner Oberseite und seine Unterseite weist das Halteelement jeweils eine Absatzprägung auf, in welcher jeweils eine Vertiefung angeordnet ist. Das Befestigungselement wird bei seiner Montage auf die Absatzprägungen aufgeschoben, wobei das Befestigungselement jeweils an Endbereichen von Schenkeln seines klammerförmigen Bereichs nach innen weisende Lippen aufweist, welche bei dem Aufschieben in die Vertiefungen einfahren, sodass das Befestigungselement an dem Halteelement arretiert ist. Das Befestigungselement ist aus Metall.
11 zeigt alternative Ausführungen von Befestigungselementen. Nebeneinander dargestellte Befestigungselemente sind jeweils verschiedene perspektive Darstellungen desselben Bauteils.
Die 12–14 veranschaulichen ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einheit. Das Befestigungselement 22d weist eine Rastnase 26d auf. Bei einer Montage der Einheit wird das Halteelement 10d auf den Außenring 14d gelegt, sodass das Halteelement relativ zu dem Außenring unverkippt ist. Während das Halteelement und der Außenring relativ zueinander in Ruhe sind, wird das Befestigungselement zwischen dem Halteelement und dem Außenring eingesteckt, wobei sich der Rasthaken des Befestigungselements und die Rastnase 26d verformen und der Rasthaken abschließend teilweise in die Nut des Außenrings ragt und die Rastnase mit dem Halteelement verrastet, sodass sowohl das Befestigungselement als auch die Lagereinheit in beide Axialrichtung der Lagereinheit formschlüssig an dem Halteelement befestigt sind. Das Befestigungselement ist aus Kunststoff gebildet.

Die 15–17 zeigen ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einheit, bei dem das Befestigungselement 22e funktionell so aufgebaut ist wie bei dem unmittelbar zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel und der wesentliche Unterschied darin besteht, dass das Befestigungselement 22e aus Metall ist. Bezugszeichenliste

10	Halteelement
12	Lagereinheit
14	Außenring
16	Innenring
18	Bereich
20	Nut
22	Befestigungselement
24	Bereich
26	Rastnase
28	Durchgangsloch
30	Berandung
32	Vertiefung
34	Radialrichung
36	Erhöhung
38	Radialrichtung
40	Nase
42	Einprägungsbereich
44	Absatz
46	Wälzkörper
48	Rasthaken
50	Schulter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004031830 A1 [0002, 0005]
JP 2011236922 A [0002]
DE 102004031830 [0002]
DE 10355363 [0002]
DE 102005012323 [0002]
JP 002011236922 A [0002]
JP 2008267585 A [0002]
JP 2011257009 A [0002]

Claims

Einheit mit einem einstückigen Halteelement (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 7 oder 8, und einer Lagereinheit (12), welche wenigstens einen Außenring (14) und zumindest einen Innenring (16) aufweist, der relativ zu dem Außenring drehbar ist, wobei die Lagereinheit unverlierbar an dem Halteelement befestigt ist und das Halteelement den Außenring in seiner Umfangsrichtung zumindest zu einem Großteil umgibt, wobei das Halteelement wenigstens einen Bereich (18) aufweist, welcher in eine Nut (20) des Außenrings ragt, gekennzeichnet durch wenigstens ein Befestigungselement (22), welches an dem Halteelement anliegt und an dem Befestigen der Lagereinheit an dem Halteelement zumindest mitwirkt.
Einheit nach Anspruch 1, wobei das Befestigungselement an einer formschlüssigen Befestigung der Lagereinheit an dem Halteelement bezüglich einer Axialrichtung der Lagereinheit zumindest mitwirkt.
Einheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Befestigungselement wenigstens einen klammerförmigen Bereich (24c) aufweist, welcher einen Teil des Halteelements umgreift.
Einheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Befestigungselement wenigstens eine Rastnase (26) aufweist, mittels welcher das Befestigungselement an dem Halteelement befestigt ist.
Einheit nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Befestigungselement aus Metall und/oder Kunststoff besteht.
Kraftfahrzeuggetriebe mit einer Einheit nach einem der vorherigen Ansprüche.
Halteelement mit einem im Wesentlichen kreisrunden Durchgangsloch (28), wobei eine Berandung (30) des Durchgangslochs höchstens zwei Vertiefungen (32), insbesondere höchstens eine Vertiefung, aufweist, die sich in jeweils eine Radialrichung (34) in Bezug auf einen Mittelpunkt des im Wesentlichen kreisrunden Durchgangslochs weg von dem Mittelpunkt erstrecken.
Halteelement nach Anspruch 7, wobei die Berandung wenigstens eine Erhöhung (36) aufweist, welche sich ausgehend von einer kreisförmigen Grundform der Berandung in einer Radialrichtung (38) in Bezug auf den Mittelpunkt auf den Mittelpunkt zu erstreckt.
Verfahren zur Montage einer Einheit, insbesondere einer Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem an einem Halteelement wenigstens eine Nase (40) und/oder Lippe geformt wird, nachfolgend die Nase und/oder Lippe zumindest teilweise in eine Nut (20) eines Außenrings eines Lagers eingeführt wird und danach der Außenring mittels wenigstens eines zusätzlichen Befestigungselements an dem Halteelement befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Befestigungselement zumindest formschlüssig an dem Halteelement und/oder dem Außenring befestigt wird.