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Die vorliegende Erfindung betrifft ein allgemein auch als Rollenbüchse bezeichnetes Wälzkörperlager.
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Derartige Wälzkörperlager bzw. Rollenbüchsen werden beispielsweise in Kraftfahrzeuggetrieben eingesetzt, um die in einem Getriebegehäuse angeordneten Getriebewellen zu lagern. Die Lager umfassen im Allgemeinen einen eine Lagerachse umgebenden Lageraußenring mit einer eine Wälzkörperabrollfläche bereitstellenden Umfangswandung, wobei radial außen an der Wälzkörperabrollfläche Wälzkörper, beispielsweise Zylinder, abrollen können, welche ferner radial innen auf einer Außenumfangsfläche der zu lagernden Welle abrollen können.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wälzkörperlager, insbesondere zur Lagerung einer Welle in einem Kraftfahrzeuggetriebe, vorzusehen, welches bei einfachem und kostengünstigem Aufbau eine ausfallsichere Lagerungswirkung bereitstellen kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Wälzkörperlager, umfassend:
- - einen eine Lagerachse umgebenden Lageraußenring mit einer eine Wälzkörperabrollfläche bereitstellenden Umfangswandung, wobei der Lageraußenring als Blechumformteil bereitgestellt ist,
- - an beiden axialen Seiten der Wälzkörperabrollfläche jeweils eine bezüglich der Wälzkörperabrollfläche nach radial innen hervorstehende Axialsicherung, wobei durch die Wälzkörperabrollfläche und die Axialsicherungen ein Wälzkörperaufnahmebereich begrenzt ist,
- - eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden und in dem Wälzkörperaufnahmebereich zur Durchführung einer Abrollbewegung an der Wälzkörperabrollfläche aufgenommenen Wälzkörpern,
- - eine an dem Lageraußenring vorgesehene Drehsicherungsformation.
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Da bei dem erfindungsgemäß aufgebauten Wälzkörperlager der Lageraußenring als Blechumformteil bereitgestellt ist, kann dieser einfach und kostengünstig, gleichwohl mit vergleichsweise hoher Präzision hergestellt werden. Da für die Wälzkörper des Wälzkörperlagers in beiden axialen Richtungen jeweils eine Axialsicherung bereitgestellt ist, besteht nicht die Gefahr, dass die Wälzkörper sich bezüglich des Lageraußenrings axial verschieben, auch wenn an der zu lagernden Komponente, also beispielsweise einer Getriebewelle, keine für eine definierte axiale Positionierung der Wälzkörperlager sorgenden Strukturen vorgesehen sind. Durch die Drehsicherungsformation ist gewährleistet, dass der Lageraußenring sich bezüglich der diesen stützenden Komponente nicht verdrehen kann, wobei durch die auf diese Art und Weise eingeführte Drehsicherung auch eine eine ungewollte Verdrehung eines Lageraußenrings begleitenden axiale Verlagerung des Lageraußenrings verhindert wird. Dies vermeidet nicht nur eine Bewegung des Lageraußenrings bzw. des gesamten Wälzkörperlagers in axialer Richtung, sondern vermindert auch aufgrund der verhinderten Relativbewegung des Lageraußenrings bezüglich der diesen stützenden Komponente den im Bereich des Lageraußenrings auftretenden Verschleiß.
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Eine definierte axiale Halterung der Wälzkörper kann in einfacher Art und Weise dadurch bereitgestellt werden, dass wenigstens eine, vorzugsweise jede Axialsicherung durch eine nach radial innen gerichtete Umformung bereitgestellt ist, wobei wenigstens eine, vorzugsweise jede Axialsicherung eine in Umfangsrichtung im Wesentlichen unterbrechungsfrei umlaufende Wandung umfassen kann.
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Zur Bereitstellung einer Drehsicherungswechselwirkung mit einer den Lageraußenring stützenden Komponente wird vorgeschlagen, dass die Drehsicherungsformation einen nicht rotationssymmetrisch ausgestalteten Drehsicherungsbereich des Lageraußenrings umfasst.
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Eine derartige nicht rotationssymmetrische Ausgestaltung kann beispielsweise dadurch bereitgestellt werden, dass die Drehsicherungsformation wenigstens einen axial und/oder radial sich erstreckenden Drehsicherungsvorsprung umfasst.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Drehsicherungsformation wenigstens eine Drehsicherungsaussparung umfasst.
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Insbesondere bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Ausgestaltung des Lageraußenrings als Blechumformteil kann zum Integrieren sämtlicher bereitzustellender Funktionen in den Lageraußenring die Drehsicherungsformation in einem Umformungsbereich integral an eine Axialsicherung anschließen. Hierfür kann die Drehsicherungsformation sich ausgehend von der Axialsicherung im Wesentlichen nach radial außen erstrecken.
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Bei einer alternativen, insbesondere aufgrund ihrer erhöhten Stabilität besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform kann vorgesehen sein, dass die Umfangswandung eine innere Umfangswandung und eine die innere Umfangswandung umgebende äußere Umfangswandung umfasst, wobei die Axialsicherungen an der inneren Umfangswandung vorgesehen sind und die Drehsicherungsformation an der äußeren Umfangswandung vorsehen ist.
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Um auch bei diesem Aufbau alle Funktionen an einem integral ausgebildeten Bauteil bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass in einem ersten axialen Endbereich der Umfangswandung die innere Umfangswandung in einem Umformungsbereich integral an die äußere Umfangswandung anschließt und in einem zweiten axialen Endbereich der Umfangswandung die Drehsicherungsformation an der äußeren Umfangswandung vorsehen ist.
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Insbesondere zur Lagerung von Getriebewellen ist es vorteilhaft, wenn die Wälzkörper als Zylinder ausgebildet sind. Ferner kann ein die Wälzkörper zusammenhaltender Käfig vorgesehen sein.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
- 1 eine Längsschnittansicht eines Wälzkörperlagers;
- 2 eine Axialansicht des Wälzkörperlagers der 1, betrachtet in Blickrichtung II in 1;
- 3 eine der 1 entsprechende Längsschnittansicht eines alternativ ausgebildeten Wälzkörperlagers;
- 4 eine Axialansicht des Wälzkörperlagers der 3, betrachtet in Blickrichtung IV in 3;
- 5 eine perspektivische Längsschnittdarstellung eines Lageraußenrings für eine weitere alternative Ausgestaltungsform eines Wälzkörperlagers.
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Die 1 und 2 zeigen eine erste Ausgestaltungsform eines allgemein mit 10 bezeichneten Wälzkörperlagers. Derartige Wälzkörperlager werden allgemein auch als Rollenbüchsen bezeichnet.
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Das Wälzkörperlager 10 umfasst einen eine Lagerachse A ringartig umgebenden Lageraußenring 14, der als Blechumformteil bereitgestellt ist. Zur Herstellung des Lageraußenrings 14 kann ein beispielsweise durch Heraustrennen aus einer Blechplatte bereitgestellter, scheibenartiger bzw. ringscheibenartiger Blechrohling eingesetzt werden.
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Der Lageraußenring 14 umfasst eine sich in Richtung der Lagerachse A im Wesentlichen zylindrisch erstreckende Umfangswandung 16, die an ihrer Innenumfangsseite eine Wälzkörperabrollfläche 18 bereitstellt. An einem ersten axialen Endbereich 20 der Umfangswandung 16 ist eine durch Umformen des Blechrohlings nach radial innen gebildete Axialsicherung 22 bereitgestellt. Diese Axialsicherung 22 kann beispielsweise eine in Umfangsrichtung um die Lagerachse A im Wesentlichen unterbrechungsfrei umlaufende, über die Wälzkörperabrollfläche 18 nach radial innen hinaus sich erstreckende Wandung 24 umfassen. In einem zweiten axialen Endbereich 26 der Umfangswandung 16 ist eine weitere Axialsicherung 28 bereitgestellt. Auch diese umfasst vorzugsweise eine durch Umformen des Blechrohlings bereitgestellte und über die Wälzkörperabrollfläche 16 nach radial innen hinaus sich erstreckende und in Umfangsrichtung um die Lagerachse im Wesentlichen unterbrechungsfrei umlaufende Wandung 30. Mit dieser im Wesentlichen U-förmigen Struktur begrenzen die beiden Axialsicherungen 22, 28 bzw. die Wandungen 24, 30 derselben und ein zwischen diesen sich erstreckender Abschnitt 32 der Umfangswandung 16 bzw. die an dessen Innenumfangsseite vorgesehene Wälzkörperabrollfläche 18 einen Wälzkörperaufnahmebereich 34.
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In Umfangsrichtung um die Lagerachse A aufeinanderfolgend ist eine Mehrzahl von als Zylinder ausgebildeten Wälzkörpern 36 vorgesehen. Diese sind durch einen Käfig 38 zusammengehalten und so positioniert, dass sie in den Wälzkörperaufnahmebereich eingreifen und somit eine Abrollbewegung an der Wälzkörperabrollfläche 18 durchführen können, wobei sie gleichzeitig in axialer Richtung zwischen den beiden Axialsicherungen 22, 28 bzw. den Wandungen 24, 30 derselben gehalten sind. Es ist somit nur eine geringfügige axiale Bewegung des Wälzkörper 36 bezüglich des Lageraußenrings 14 zugelassen.
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Am Lageraußenring 14 ist als weiterer integraler Bestandteil desselben eine allgemein mit 40 bezeichnete Drehsicherungsformation bereitgestellt. Diese umfasst einen an die Wandung 30 der Axialsicherung 28 in einem Umformungsbereich 42 integral anschließenden und vom Umformungsbereich 42 ausgehend sich im Wesentlichen nach radial außen erstreckenden ringartigen Drehsicherungsbereich 44. Im radial äußeren Bereich umfasst der ringartige Drehsicherungsbereich 44 im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel zwei bezüglich der Walzenachse A einander diametral gegenüberliegende Drehsicherungsvorsprünge 46, 48. Der ringartige Drehsicherungsbereich 44 kann, ausgehend vom Umformungsbereich 42, sich beispielsweise nach radial außen bis in den Bereich der Wälzkörperabrollfläche 18 bzw. des Bereichs 32 der Umfangswandung 16 erstrecken, so dass im Wesentlichen nur die beiden Drehsicherungsvorsprünge 46, 48 sich radial über die Umfangswandung 16 nach außen hinaus erstrecken. Grundsätzlich könnte jedoch der Drehsicherungsbereich 44 auch mit kleinerer oder größerer radialer Erstreckung ausgebildet sein. Auch könnten die Drehsicherungsvorsprünge 46, 48 im Umformungsbereich 42 direkt an die Wandung 30 der Axialsicherung 28 anschließen. Ferner ist darauf hinzuweisen, dass selbstverständlich auch eine andere Anzahl bzw. eine andere Geometrie der Drehsicherungsvorsprünge 46, 48 vorgesehen sein kann. Grundsätzlich könnte der ringartige Drehsicherungsbereich 44 an seinem Außenumfangsbereich auch mit nach radial innen greifenden Aussparungen ausgebildet sein.
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Mit ihrer nicht rotationssymmetrischen Gestalt ist die Drehsicherungsformation 40 dazu in der Lage, durch Eingriff mit einer komplementär geformten Formation an einem nicht rotierenden Systembereich, beispielsweise einer den Lageraußenring radial auch stützenden Komponente, eine Drehsicherung für den Lageraußenring 14 bereitzustellen, so dass dieser bei Durchführung einer Abrollbewegung der Wälzkörper 36 an der Wälzkörperabrollfläche 18 keine Drehbewegung um die Walzenachse A ausführen kann. Somit ist auch die Gefahr einer eine derartige Drehbewegung begleitenden Axialverlagerung des Lageraußenrings 14 bzw. des gesamten Wälzkörperlagers 16 verhindert, wobei gleichzeitig durch die beiden Axialsicherungen 22, 28 eine definierte axiale Positionierung der Wälzkörper 36 bezüglich des Lageraußenrings 14 gewährleistet ist.
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Beim Aufbau eines Wälzkörperlagers mit dem in den 1 und 2 dargestellten Lageraußenring 14 kann so vorgegangen werden, dass der Lageraußenring 14 zunächst nur mit der Axialsicherung 28 und der daran anschließenden Drehsicherungsformation 4 bereitgestellt wird, im ersten axialen Endbereich 28 jedoch noch keine Umformung zum Bereitstellen der Axialsicherung 22 vorgenommen wird. Die über den Käfig 38 miteinander gekoppelten Wälzkörper 36 können somit als zusammengefasste Baugruppe axial in den Lageraußenring 14 eingesetzt werden, worauf folgend dann im ersten axialen Endbereich 16 der Lageraußenring 14 bzw. die Umfangswandung 16 nach radial innen umgeformt werden kann, um den Wälzkörperaufnahmebereich 34 in beiden axialen Richtungen zu begrenzen. Alternativ ist es möglich, den Lageraußenring 14 mit der in den 1 und 2 dargestellten Struktur bereitzustellen, die Wälzkörper einzeln in den Wälzkörperaufnahmebereich 34 einzusetzen und diese dann über den nachfolgend einzusetzenden Käfig 38 miteinander zu koppeln.
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Die 3 und 4 zeigen eine Abwandlung der in den 1 und 2 dargestellten Ausgestaltungsart eines Wälzkörperlagers 14. Man erkennt in diesen Figuren, dass der hinsichtlich seiner Grundstruktur so wie vorangehend beschrieben aufgebaute Lageraußenring 14 in dem daran als integraler Bestandteil vorgesehenen ringartigen Drehsicherungsbereich 44 an einem Umfangsbereich eine Abflachung 50 aufweist.
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In Verbindung mit der ansonsten kreisrunden Außenumfangskontur des ringartigen Drehsicherungsbereichs 44 wird auch somit eine nicht rotationssymmetrische Umfangskontur für die Drehsicherungsformation 40 bereitgestellt, welche durch Zusammenwirkung mit einer komplementär geformten Struktur an einem nicht rotierenden Systembereich für eine Drehsicherung des Lageraußenrings 14 sorgen kann.
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Es sei hier darauf hingewiesen, dass selbstverständlich mehrere derartige grundsätzlich auch als Drehsicherungsaussparungen zu betrachtende Abflachungen 50 am Außenumfang des ringartigen Drehsicherungsbereichs 44 vorgesehen sein können. Auch können selbstverständlich mehrere ein Abweichen von einer Rotationssymmetrischen Struktur einführende Geometrien, wie z. B. die in den 3 und 4 gezeigte Abflachung 50 und die in den 1 und 2 gezeigten Drehsicherungsvorsprünge 46, 48, an ein- und demselben Lageraußenring 14 realisiert sein. Auch ist darauf hinzuweisen, dass eine derartige für eine Drehsicherung sorgende Struktur nicht notwendigerweise sich exakt radial erstreckend ausgebildet sein muss. Auch eine schräge Anstellung, so dass der ringartige Drehsicherungsbereich 44 sich ausgehend vom Umformungsbereich 42 nach radial außen und in Richtung von den Wälzkörpern 36 weg erstreckt, ist möglich. Grundsätzlich könnte der ringartige Drehsicherungsbereich 44 auch mit im Wesentlichen zylindrischer Struktur, also im Wesentlichen axial sich erstreckend, bereitgestellt sein, so dass die Drehsicherungswechselwirkung mit einem nicht rotierenden Systembereich durch axialen Eingriff hergestellt werden kann.
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Die 5 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung eines Lageraußenrings 14. Bei dieser Ausgestaltung weist die Umfangswandung 16 des Lageraußenrings 14 eine innere Umfangswandung 52 und eine diese umgebende äußere Umfangswandung 54 auf. In einem am ersten axialen Endbereich 20 gebildeten Umformungsbereich 56 schließt die äußere Umfangswandung 54 integral an die innere Umfangswandung 52 an. Dabei kann für eine in sich sehr stabile Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die äußere Umfangswandung 54 und die innere Umfangswandung 52 in radialer Richtung aneinander anliegen.
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Die beiden Axialsicherungen 22, 28 sind an der inneren Umfangswandung 52 durch nach radial innen gerichtete, im Wesentlichen mit U-förmiger Struktur bereitgestellte Umformungen bereitgestellt, wobei jede dieser Umformungen eine über die Wälzkörperabrollfläche 18 nach radial innen hervorstehende Wandung 24 bzw. 30 bereitstellt.
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Im zweiten axialen Endbereich 26 ist an der äußeren Umfangswandung 54 die Drehsicherungsformation 40 bereitgestellt. Diese umfasst an mehreren Umfangsbereichen sich axial über die Axialsicherung 28 hinaus erstreckende und in ihren Endbereichen nach radial außen umgeformte Drehsicherungsvorsprünge 46, 48. Die axiale Erstreckung dieser Drehsicherungsvorsprünge 46, 48 kann so gewählt werden, dass einerseits der Drehsicherungseingriff mit einem nicht rotierenden Systembereich gewährleistet werden kann, andererseits bei hergestelltem Drehsicherungseingriff der Lageraußenring 14 an der für diesen vorgesehenen Einbauposition angeordnet ist. Auch bei dieser Ausgestaltung könnten die Drehsicherungsvorsprünge 46, 48 ohne Umformung nach radial außen, also im Wesentlichen nur axial sich erstreckend, bereitgestellt sein, um die Drehsicherungswechselwirkung durch Herstellen eines axialen Eingriffs mit einem nicht rotierenden Systembereich zu erzeugen.
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Auch der in 5 dargestellte Lageraußenring 14 kann durch Umformen eines scheibenartig bzw. ringscheibenartig ausgebildeten Blechrohlings bereitgestellt werden. Bei dieser Ausgestaltungsform ist es jedoch unvermeidbar, dass der Lageraußenring 14 vor dem Integrieren der Wälzkörper in diesen mit seinen beiden Axialsicherungen 22, 28 bereitgestellt wird. Zum Integrieren der Wälzkörper 36 werden diese nachfolgend in den in beiden axialen Richtungen begrenzten Wälzkörperaufnahmebereich 34 eingesetzt und beispielsweise danach über den Käfig 38 miteinander gekoppelt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Wälzkörperlager
- 14
- Lageraußenring
- 16
- Umfangswandung
- 18
- Wälzkörperabrollfläche
- 20
- erster axialer Endbereich
- 22
- Axialsicherung
- 24
- Wandung
- 26
- zweiter axialer Endbereich
- 28
- Axialsicherung
- 30
- Wandung
- 32
- Bereich der Umfangswandung
- 34
- Wälzkörperaufnahmebereich
- 36
- Wälzkörper
- 38
- Käfig
- 40
- Drehsicherungsformation
- 42
- Umformungsbereich
- 44
- Drehsicherungsbereich
- 46
- Drehsicherungsvorsprung
- 48
- Drehsicherungsvorsprung
- 50
- Drehsicherungsaussparung/Abflachung
- 52
- innere Umfangswandung
- 54
- äußere Umfangswandung
- 56
- Umformungsbereich
