DE102019126016A1

DE102019126016A1 - Kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager

Info

Publication number: DE102019126016A1
Application number: DE102019126016.7A
Authority: DE
Inventors: Georg Draser; Jian Zhao
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2021-04-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager (1) sowie eine Radial-Axial-Wälzlageranordnung mit einem erfindungsgemäßen kombinierten Radial-Axial-Wälzlager sowie ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Radial-Axial-Wälzlagers. Das erfindungsgemäße kombinierte Radial-Axial-Wälzlager umfasst eine Hülse (2), welche in ihrem Inneren eine Außenringlaufbahn (3) für eine erste Gruppe von Wälzkörperrollen (4) aufweist, wobei die Wälzkörperrollen (4) Wälzkörperdrehachsen (5) aufweisen, die parallel zu einer Wälzlagerdrehachse (30) des kombinierten Radial-Axial-Wälzlagers (1) verlaufen, und das kombinierte Radial-Axial-Wälzlager (1) eine zweite Gruppe von Wälzkörperrollen (6) aufweist, wobei die Wälzkörperrollen (6) Wälzkörperdrehachsen (7) aufweisen, die radial zu der Wälzlagerdrehachse (30) des Radial-Axial-Wälzlagers (1) verlaufen, wobei die erste Gruppe von Wälzkörperrollen (4) auf der Außenringlaufbahn (3) abwälzen.Gemäß der Erfindung weist die Hülse (2) einen ersten radial nach innen gerichteten Bord (8), einen, auf den ersten Bord (8) axial folgend und radial nach innen gerichteten zweiten Bord (9) sowie einen, auf den zweiten Bord (9) axial folgend und radial nach innen gerichteten dritten Bord (10) auf, wobei zwischen dem ersten Bord (8) und dem zweiten Bord (9) die erste Gruppe von Wälzkörperrollen (4) axial spielbehaftet geführt ist, und wobei die zweite Gruppe (6) von Wälzkörperrollen (6) in einem Axiallagergehäuse (11) aufgenommen ist, welches an dem dritten Bord (10) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager, umfassend eine Hülse, welche in ihrem Inneren eine Außenringlaufbahn für eine erste Gruppe von Wälzkörperrollen aufweist, wobei die Wälzkörperrollen Wälzkörperdrehachsen aufweisen, die parallel zu einer Wälzlagerdrehachse des kombinierten Radial-Axial-Wälzlagers verlaufen, und das kombinierte Radial-Axial-Wälzlager eine zweite Gruppe von Wälzkörperrollen aufweist, wobei die Wälzkörperrollen Wälzkörperdrehachsen aufweisen, die radial zu der Wälzlagerdrehachse des Radial-Axial-Wälzlagers verlaufen, wobei die erste Gruppe von Wälzkörperrollen auf der Außenringlaufbahn abwälzen. Die Erfindung betrifft ferner eine Radial-Axial-Lageranordnung mit einem kombinierten Radial-Axial-Wälzlager gemäß der Erfindung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Radial-Axial-Wälzlagers.
Aus der DE 1 895 389 U ist ein kombiniertes Radial-Axial-Nadellager bekannt. Hierbei sind ein Radial-Nadellager und ein Axial-Nadellager in einer dünnwandigen Büchse angeordnet, wobei zwischen den beiden Lagern eine Scheibe vorgesehen ist, die als Lauffläche für das Axial-Nadellager und als Anlaufbord für einen Käfig des Radial-Nadellagers dient.
In der DE 68 08 806 U wird ein kombiniertes Radial-Axial-Nadellager offenbart, bestehend aus einem Radial-Nadellager mit in einem Käfig geführten Nadeln und einem Außenlaufring sowie aus einem Axial-Nadellager mit in einem Käfig geführten Nadeln und einer Laufscheibe, wobei die aus Blech gefertigte Laufscheibe des Axial-Nadellagers in ihrer Bohrung in eine axial verlaufende zylindrische Hülse übergeht. Dabei ist in der Hülse der an einem Ende mit einem nach innen gerichteten Bord und einem nach außen gerichteten ringförmigen Ansatz versehene Außenlaufring des Radial-Nadellagers befestigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager zu schaffen, welches mit Blick auf seine Trageigenschaften verbessert ist. Ferner soll das kombinierte Radial-Axial-Wälzlager im Hinblick auf seine Fertigung optimiert werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Ein erfindungsgemäßes kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager umfasst eine Hülse, welche in ihrem Inneren eine Außenringlaufbahn für eine erste Gruppe von Wälzkörperrollen aufweist, wobei die erste Gruppe von Wälzkörperrollen Wälzkörperdrehachsen aufweisen, die parallel zu einer Wälzlagerdrehachse des kombinierten Radial-Axial-Wälzlagers verlaufen, und das kombinierte Radial-Axial-Wälzlager eine zweite Gruppe von Wälzkörperrollen aufweist, wobei die zweite Gruppe von Wälzkörperrollen Wälzkörperdrehachsen aufweisen, die radial zu der Wälzlagerdrehachse des Radial-Axial-Wälzlagers verlaufen, wobei die erste Gruppe von Wälzkörperrollen auf der Außenringlaufbahn abwälzt.
Gemäß der Erfindung weist die Hülse einen ersten radial nach innen gerichteten Bord, einen, auf den ersten Bord axial folgend und radial nach innen gerichteten zweiten Bord sowie einen, auf den zweiten Bord axial folgend und radial nach innen gerichteten dritten Bord auf, wobei zwischen dem ersten Bord und dem zweiten Bord die erste Gruppe von Wälzkörperrollen axial spielbehaftet geführt ist, und wobei die zweite Gruppe von Wälzkörperrollen in einem Axiallagergehäuse aufgenommen ist, wobei das Axiallagergehäuse an dem dritten Bord angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines kombinierten Radial-Axial-Wälzlagers wird eine verbesserte Trageigenschaft des Wälzlagers erreicht, indem eine in das Wälzlager eingeschobene Welle die erste Gruppe von Wälzkörperrollen (Radialwälzlager) über die gesamte Länge der Wälzkörperrollen trägt.
Besonders bevorzugt ist in dem kombinierten Radial-Axial-Wälzlager ein Radiallager gebildet durch die erste Gruppe von Wälzkörperrollen, die in einem Käfig angeordnet auf der, durch die Hülse gebildeten, Außenringlaufbahn abwälzen, und ist ein Axiallager gebildet durch die zweite Gruppe von Wälzkörpern, die bevorzugt als separates, als Axiallager ausgeführtes, Rollenlager ausgebildet und in der Hülse bodenseitig angeordnet ist. Dabei sind die Rollen des Axiallagers besonders bevorzugt als Nadelrollen ausgeführt. Die Rollen des Radiallagers können ebenfalls, je nach Anwendung als Nadelrollen ausgebildet sein. Als Nadelrollen im Sinne der Erfindung werden Wälzkörperrollen bezeichnet, bei denen das Verhältnis Wälzkörperlänge (L) zu Wälzkörperaußendurchmesser (D) größer oder gleich 2,5 ist (L : D >= 2,5).
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Axiallagergehäuse einen radial nach außen weisenden Ringflansch aufweist, wobei der Ringflansch den dritten Bord hintergreift, so dass das Axiallagergehäuse axial beweglich, unter Ausbildung eines in radialer Richtung ausgebildeten ersten Radialringspalts, in einem Schiebesitz in der Hülse zwischen dem zweiten Bord und dem dritten Bord bewegbar gelagert ist. Der gebildete erste Radialringspalt ist derart bemessen, dass der besagte Schiebesitz zwischen Ringflansch und Hülse gebildet ist, weshalb er entsprechend klein ausgeführt ist oder gar gegen Null gehen kann.
Anstatt eines als umlaufender Ringflansch ausgebildeten Hintergriffs, kann ein Hintergriff auch durch eine Mehrzahl einzelner radial nach außen gerichteter Anlageabschnitte ausgebildet sein, welche den dritten Bord entsprechend hintergreifen. Wesentlich ist, dass durch den gebildeten Schiebesitz zwischen Axiallagergehäuse und Hülse eine axiale Verschiebbarkeit, bei im Wesentlichen in radialer Richtung spielfreiem Sitz, gewährleistet ist.
Durch diese Anordnung wird eine optimierte Einbausituation in einem Lagersitz gewährleistet, worauf zu einem späteren Zeitpunkt noch etwas detaillierter eingegangen wird.
In bevorzugter Ausgestaltung weist das Radial-Axial-Wälzlager einen in radialer Richtung ausgebildeten zweiten Radialringspalt auf, der zwischen dem dritten Bord und dem Axiallagergehäuse ausgebildet ist. Mit Vorteil ist der erste Radialringspalt in radialer Richtung kleiner ausgebildet als der zweite Radialringspalt.
Auch diese Ausgestaltung trägt zu einer Verbesserung der Montage des Wälzlagers als auch zu einer Verbesserung der Einbausituation in einem Lagersitz bei. Das Axiallager hat damit alle Freiheitsgrade in der Wälzlageranordnung und kann sich optimal an die Einbausituation anpassen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der dritte Bord eine axiale Breite aufweist, die größer oder gleich dem Durchmesser der Wälzkörperrollen der zweiten Gruppe von Wälzkörperrollen ist, wodurch sich ein sehr Bauraum sparender Aufbau des kombinierten Radial-Axial-Wälzlagers bewerkstelligen lässt.
Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass der dritte Bord eine axiale Breite aufweist, die kleiner ist als die axiale Breite des Axiallagergehäuses. Hierdurch kann erreicht werden, dass das kombinierte Radial-Axial-Wälzlager im eingebauten Zustand, in einem Lagersitz angeordnet, axial stirnseitig nur mit dem Axiallagergehäuse die axiale Stirnfläche des Lagersitzes kontaktiert und so optimierte Lagereigenschaften gewährleistet.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass das Axiallagergehäuse einen Axiallagerinnenring (auch als innere Axiallagerscheibe bezeichnet) und einen Axiallageraußenring (auch als äußere Axiallagerscheibe bezeichnet) aufweist, zwischen denen die zweite Gruppe von Wälzkörperrollen angeordnet ist, wobei an dem Axiallageraußenring der Ringflansch oder die Anlageabschnitte angeordnet sind.
Besonders bevorzugt ist der Außendurchmesser des Ringflansches oder der Anlageabschnitte des Axiallagergehäuses kleiner bemessen als der Innendurchmesser des ersten Bords und kleiner bemessen als der Innendurchmesser des zweiten Bords.
Der Vorteil, der sich hierdurch realisieren lässt, ist eine vereinfachte Montage beziehungsweise Fertigung des kombinierten Radial-Axial-Wälzlagers, da bei diesen Voraussetzungen, das Axiallager einfach durch den ersten (umgebördelten) Bord hindurch in die Hülse einführbar und am dritten Bord anordenbar ist. Der umgebördelte erste Bord, der den Öffnungsdurchmesser der gehärteten Hülse verringert, steht dem Einbringen des Axiallagers nicht im Wege.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die axiale Breite des ersten Bords kleiner ist als die axiale Breite des zweiten Bords und kleiner ist als die axiale Breite des dritten Bords.
Eine derartige Ausgestaltung hat insbesondere den Vorteil, dass für die Fertigungsprozesse, bei denen etwa eine Axiallager montiert werden muss, welches im Außendurchmesser größer ist als der Durchmesser des durch den ersten Bord verengten Öffnungsbereichs der gehärteten Hülse, dieser Hülsenbereich wieder „aufgeweicht“ und zu einer vergrößerten Eingangsöffnung umgeformt werden kann ohne andere Bereiche der Hülse ungewollt mit zu verformen. Nach Montage des Axiallagers kann der Bereich des ersten Bords wieder zurück umgeformt werden.
Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass die erste Gruppe von Wälzkörperrollen ein erstes Axialspiel aufweist, welches axial zwischen dem ersten Bord und den Wälzkörperrollen ausgebildet ist, und ein zweites Axialspiel aufweist, welches axial zwischen dem zweiten Bord und den Wälzkörperrollen ausgebildet ist, sowie ein drittes Axialspiel aufweist, das axial zwischen einem Käfig und den in dem Käfig aufgenommenen Wälzkörperrollen ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist das kombinierte Radial-Axial-Wälzlager derart bemessen, dass die Summe von erstem Axialspiel und zweitem Axialspiel und drittem Axialspiel kleiner ist als das Axialspiel zwischen dem die Radialwälzkörperrollen tragenden Käfig und dem am dritten Bord gehaltenen Ringflansch des Axiallagergehäuses. Der Vorteil, der sich durch diese drei Axialspiele sowie deren Auslegung ergibt, ist insbesondere, dass für verschiedenste Einbausituationen optimierte Lagereigenschaften gewährleistet werden können.
Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass das Radial- Axial-Lager im Bereich der ersten Gruppe von Wälzkörperrollen einen ersten Lagerinnendurchmesser zur Aufnahme einer Welle aufweist, wobei die zweite Gruppe von Wälzkörperrollen innerhalb des Lagerinnendurchmessers angeordnet ist. Hierdurch können optimierte Trageigenschaften hinsichtlich des Axiallagers erreicht werden, indem die bevorzugt als Nadelrollen ausgebildeten Wälzkörperrollen des Axiallagers über ihre gesamte Rollenlänge die Stirnfläche einer eingeschobenen Welle tragen.
Ferner wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Radial- Axial-Lageranordnung gelöst. Eine erfindungsgemäße Radial-Axial-Lageranordnung umfasst ein erfindungsgemäßes kombiniertes, vorstehend beschriebenes, Radial-Axial-Wälzlager, sowie eine Welle und einen Lagersitz, in welchem das kombinierte Radial-Axial-Wälzlager montiert ist. Die Welle weist eine Wellenstirnfläche und der Lagersitz eine axiale Lagersitzstirnfläche auf, die parallel und axial beabstandet so zueinander angeordnet sind, dass im montierten Zustand der Lageranordnung zwischen den beiden Stirnflächen ein Spalt ausgebildet ist, in dem das Axiallagergehäuse angeordnet ist.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass ein in einem Lagersitz montiertes und eine Welle aufnehmendes kombiniertes Radial-Axial-Lager, welches die erfindungsgemäße Radial-Axial-Lageranordnung bildet, verbesserte Lagereigenschaften aufweist. Darüber hinaus ist eine derartige Lageranordnung einfach herzustellen.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Radial-Axial-Lageranordnung auch vorgesehen sein, dass die zweite Gruppe von Wälzkörperrollen, welche das Axiallager bilden, innerhalb des Außendurchmessers der Welle angeordnet ist. Es können hierdurch verbesserte Trageigenschaften der Lageranordnung erreicht werden.
Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Radial-Axial-Lageranordnung vorgesehen sein, dass der Lagersitz einen ersten Lagersitzinnendurchmesser zur Aufnahme der Hülse aufweist und einen im Vergleich zum ersten Lagersitzinnendurchmesser reduzierten zweiten Lagersitzinnendurchmesser zur Durchführung eines im Wellendurchmesser reduzierten Wellenabschnitts der Welle aufweist. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass mit Hilfe der erfindungsgemäßen Radial-Axial-Lageranordnung sowohl gestufte Wellen mit zwei unterschiedlichen Durchmessern als auch ungestufte Wellen mit lediglich einem Durchmesser aufgenommen und gelagert werden können.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten der Radial-Axial-Lageranordnung kann es vorgesehen sein, dass ein erster Axiallagersitzspalt zwischen der durch den dritten Bord gebildeten axialen Stirnfläche der Hülse und der Lagersitzstirnfläche ausgebildet ist.
Des Weiteren kann die Lageranordnung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass beim Anliegen des Axiallagergehäuses an der Lagersitzstirnfläche ein zweiter Axiallagersitzspalt zwischen der durch den dritten Bord gebildeten inneren Anlagefläche und dem Ringflansch oder den Anlageabschnitten ausgebildet ist.
Durch die gezielte Erzeugung von axialen Spalten wird ein Axiallager innerhalb der Lageranordnung geschaffen, welches sich durch Gewährleistung von Freiheitsgraden optimal an unterschiedliche Einbausituationen anpassen lässt.
Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung gelöst, durch ein Verfahren zur Herstellung eines kombinierten Radial-Axial-Wälzlagers gemäß der Erfindung. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Verfahrensschritte

- Bereitstellen eines Blechs, welches bevorzugt einen geringen Kohlenstoffanteil aufweist,
- Formen des Blechs zu einem becherartigen zylindrischen Körper, mit im Wesentlichen gleicher Wandstärke,
- Ausformung eines dritten Bords durch Entfernen (beispielsweise durch Stanzen) eines kreisförmigen Abschnitts aus dem Boden des becherartigen zylindrischen Körpers, so dass eine zweiseitig offene Hülse geformt ist, an deren bodenseitigen Ende in Form eines ersten Zylinderabschnitts der dritte Bord ausgeformt ist,
- Ausformung eines zweiten Bords durch Einbringen eines zweiten Zylinderabschnitts, der sich aus dem Boden der Hülse heraus erstreckt, und dessen Zylinderinnendurchmesser dem Innendurchmesser des zweiten Bords entspricht, und der größer ist als der Zylinderinnendurchmesser des ersten Zylinderabschnitts,
- Härten der Hülse, und
- entweder Ausformung des ersten Bords durch Umklappen eines dritten Zylinderabschnitts radial nach innen, Einbringen der zweiten Gruppe von Wälzkörperrollen durch Einlegen des Axiallagergehäuses in die Hülse, Einbringen der ersten Gruppe von Wälzkörperrollen in die Hülse,

- Anlassen der Hülse im Bereich eines abgestreckten Abschnitts, der zu dem ersten Bord geformt werden soll, Einbringen der zweiten Gruppe von Wälzkörperrollen durch Einlegen des Axiallagergehäuses in die Hülse, Einbringen der ersten Gruppe von Wälzkörperrollen in die Hülse und Herstellen des ersten Bords. Hiermit wird ein Verfahren zur kostengünstigen und effizienten Herstellung eines kombinierten Radial-Axial-Wälzlagers gemäß der Erfindung beschrieben.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante des Herstellverfahrens kann auch vorgesehen sein, dass für den Fall einer erfolgten Erwärmung der Hülse (Anlassen) im Bereich des ersten Bords, der dritte Zylinderabschnitt eine Materialstärke aufweist, die kleiner ist als die Materialstärke des zweiten Zylinderabschnitts. Der Vorteil, der sich hierdurch realisieren lässt ist, dass ausschließlich der zur Umformung vorgesehene Bereich der Hülse (der Bereich des ersten Bords) soweit erhitzt wird, dass eine Umformung erfolgen kann, ohne dabei eine ungewollte Verformung der benachbarten Bereiche der Hülse in Kauf nehmen zu müssen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
Es zeigen:

1 eine kombinierte Radial-Axial-Wälzlageranordnung in einer perspektivischen Darstellung,
2 die Radial-Axial-Lageranordnung in einem Axialschnitt, und
3 eine Radial-Axial-Lageranordnung mit einem in einen Lagersitz verbauten Radial-Axial-Wälzlager gemäß der Erfindung in einem Teil-Axialschnitt.

Die 1 zeigt ein kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager 1 gemäß der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung. Das Radial-Axial-Wälzlager 1 nimmt in seinem Inneren eine erste Gruppe von Wälzkörperrollen 4 zur Bildung eines Radiallagers, und eine zweite Gruppe von Wälzkörperrollen 6 zur Bildung eines Axiallagers auf. Mit Vorteil sind die Wälzkörperrollen der zweiten Gruppe von Wälzkörperrollen 6 als Nadelrollen ausgeführt. Besonders bevorzugt ist das Axiallager als separates Axial-Nadellager mit eigenem Axiallagergehäuse 11 ausgebildet.
In 2 wird der Aufbau des kombinierten Radial-Axial-Wälzlagers im Detail anhand einer Darstellung im Axialschnitt gezeigt. Das kombinierte Radial-Axial-Wälzlager 1 umfasst eine Hülse 2, welche in ihrem Inneren eine Außenringlaufbahn 3 für eine erste Gruppe von Wälzkörperrollen 4 aufweist. Dabei weist die erste Gruppe von Wälzkörperrollen 4 Wälzkörperdrehachsen 5 auf, die parallel zu einer Wälzlagerdrehachse 30 des kombinierten Radial-Axial-Wälzlagers 1 verlaufen. Ferner weist das kombinierte Radial-Axial-Wälzlager 1 eine zweite Gruppe von Wälzkörperrollen 6 auf, wobei die zweite Gruppe von Wälzkörperrollen 6 Wälzkörperdrehachsen 7 aufweist, die radial zu der Wälzlagerdrehachse 30 des Radial-Axial-Wälzlagers 1 verlaufen. Die Wälzkörperrollen 4 der ersten Gruppe von Wälzkörperrollen 4 wälzen auf der durch einen inneren Teilbereich der Hülse 2 gebildeten Außenringlaufbahn 3 ab. Die Hülse 2 weist insgesamt drei nach innen gerichtete Borde auf, einen ersten radial nach innen gerichteten Bord 8, einen, auf den ersten Bord 8 axial folgend und radial nach innen gerichteten zweiten Bord 9 sowie einen, auf den zweiten Bord 9 axial folgend und radial nach innen gerichteten dritten Bord 10. Dabei sind zwischen dem ersten Bord 8 und dem zweiten Bord 9 die Wälzkörper 4 der ersten Gruppe von Wälzkörperrollen 4 axial spielbehaftet geführt. Die zweite Gruppe 6 von Wälzkörperrollen 6 ist in einem Axiallagergehäuse 11 aufgenommen, wobei das Axiallagergehäuse 11 an dem dritten Bord 10 angeordnet ist, beziehungsweise dieses von innen hintergreift. Für das Hintergreifen weist das Axiallagergehäuse 11 einen radial nach außen weisenden Ringflansch 12 auf, der im Verhältnis zur Hülse 2 so bemessen ist, dass das Axiallagergehäuse 11 axial beweglich in einem Schiebesitz in der Hülse 2 geführt ist. Der Ringspalt 13 ist derart zu bemessen, dass sich das Axiallagergehäuse 11 in axialer Richtung innerhalb der Hülse 2 quasi ohne radiales Spiel verschieben lässt und kann damit auch gegen Null gehen. Ferner weist das Radial-Axial-Wälzlager 1 einen in radialer Richtung ausgebildeten zweiten Radialringspalt 14 auf, der zwischen dem dritten Bord 10 und dem Axiallagergehäuse 11 ausgebildet ist, wobei der erste Radialringspalt 13 in radialer Richtung kleiner ist als der zweite Radialringspalt 14.
Der dritte Bord 10, der durch die umgeformte Hülse 2 gebildet ist, weist eine axiale Breite 15 auf, die der Materialstärke der Hülse entspricht und die größer oder gleich dem Durchmesser 16 der Wälzkörperrollen 6 der zweiten Gruppe von Wälzkörperrollen 6 ist und die kleiner ist als die axiale Breite 17 des Axiallagergehäuses 11. Das Axiallagergehäuse 11 weist eine innere Axiallagerscheibe (Axiallagerinnenring 18) und eine äußere Axiallagerscheibe (Axiallageraußenring 19) auf, zwischen denen die zweite Gruppe von Wälzkörperrollen 6 angeordnet ist, wobei an dem Axiallageraußenring 19 des Axiallagergehäuses 11 der Ringflansch 12 ausgebildet ist.
Wie in 3 gezeigt, ist der Außendurchmesser 20 des Ringflansches 12 im dargestellten Ausführungsbeispiel kleiner als der Innendurchmesser 21 des ersten Bords 8 und kleiner ist als der Innendurchmesser 22 des zweiten Bords 9.
Ersichtlich ist aus der 3 ferner, dass die axiale Breite 23 des ersten Bords 8 kleiner ist als die axiale Breite 24 des zweiten Bords 9 und kleiner ist als die axiale Breite 15 des dritten Bords 10. Dies ist darin begründet, dass bei der Herstellung des Radial-Axial-Wälzlagers 1 die Hülse 2 für die Bildung eines späteren ersten Bords 8 über diesen randseitigen Zylinderbereich entsprechend abgestreckt ist und später, ggf. nach Einbringung der Wälzkörperrollen 4, 6 der zweiten Gruppe von Wälzkörperrollen 6 und der ersten Gruppe von Wälzkörperrollen 4, nach innen umgebördelt wird.
Wie in 2 dargestellt, weist die erste Gruppe von Wälzkörperrollen 4 ein erstes Axialspiel 25, welches axial zwischen dem ersten Bord 8 und den Wälzkörperrollen 6 ausgebildet ist, ein zweites Axialspiel 26, welches axial zwischen dem zweiten Bord 9 und den Wälzkörperrollen 6 ausgebildet ist, sowie ein drittes Axialspiel 27, dass axial zwischen einem Käfig 28 und den in dem Käfig 28 aufgenommenen Wälzkörperrollen 6 ausgebildet ist, auf.
Das kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager 1 weist im Bereich der ersten Gruppe von Wälzkörperrollen 4 einen ersten Lagerinnendurchmesser 29 zur Aufnahme einer Welle 31 auf, wobei die zweite Gruppe von Wälzkörperrollen 6 innerhalb des Lagerinnendurchmessers 29 angeordnet ist.
In der 3 ist eine Lageranordnung mit einem Radial-Axial-Wälzlager gemäß der Erfindung in einem Teil-Axialschnitt dargestellt. Die Darstellung erfolgt hier in zwei identischen Zeichnungsfiguren, um die Vielzahl an Bezugszeichen entsprechend aufteilen zu können und die Darstellung übersichtlicher zu machen. Das verbaute Radial-Axial-Wälzlager nimmt auf seiner Kopf- oder Eingangsseite eine Welle 31 auf und ist auf seiner Boden- oder Ausgangsseite in einen Lagersitz 33 eines Getriebegehäuses oder dergleichen eingepasst. Die Welle 31 weist eine Wellenstirnfläche 34 und der Lagersitz 33 eine axiale Lagersitzstirnfläche 35 auf, die sich im montierten Zustand der Lageranordnung parallel beabstandet gegenüberstehen, so dass zwischen ihnen ein Spalt 36 ausgebildet ist, in dem das Axiallagergehäuse 11 angeordnet ist.
Auch in dieser Darstellung ist gut zu erkennen, dass die zweite Gruppe von Wälzkörperrollen 6 innerhalb des Außendurchmessers 37 der Welle 31 angeordnet ist, so dass die Wälzkörperrollen 6 über ihre gesamte Länge die Welle 31 bzw. ihre Stirnfläche tragen.
Der Lagersitz 33 weist einen ersten Lagersitzinnendurchmesser 38 zur Aufnahme der Hülse 2 auf und einen im Vergleich zum ersten Lagersitzinnendurchmesser 38 reduzierten zweiten Lagersitzinnendurchmesser 39 zur Durchführung eines im Wellendurchmesser reduzierten Wellenabschnitts der Welle 31.
Um entsprechende Freiheitsgrade für das Axiallager zu gewährleisten ist ein erster Axiallagersitzspalt 40 zwischen der durch den dritten Bord 10 gebildeten axialen Stirnfläche der Hülse 2 und der Lagersitzstirnfläche 35 ausgebildet. Weiter verbessert wird die Situation mit Blick auf die Freiheitsgrade für das Axiallager dadurch, dass das Radial-Axiallager 1 derart ausgebildet ist, dass beim Anliegen des Axiallagergehäuses 11 an der Lagersitzstirnfläche 35 des Lagersitzes 33 ein zweiter Axiallagersitzspalt 41 zwischen der durch den dritten Bord 10 gebildeten inneren Anlagefläche und dem Ringflansch 12 oder den Anlageabschnitten ausgebildet ist.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
Bezugszeichenliste

1: Radial-Axial-Wälzlager
2: Hülse
3: Außenringlaufbahn
4: erste Gruppe von Wälzkörperrollen
5: Wälzkörperdrehachse
6: zweite Gruppe von Wälzkörperrollen
7: Wälzkörperdrehachse
8: erster Bord
9: zweiter Bord
10: dritter Bord
11: Axiallagergehäuse
12: Ringflansch
13: erster Radialringspalt
14: zweiter Radialringspalt
15: Breite (axiale Breite des dritten Bords)
16: Durchmesser (der Wälzkörper der zweiten Wälzkörpergruppe)
17: Breite (axiale Breite des Axiallagergehäuses)
18: Axiallagerinnenring
19: Axiallageraußenring
20: Außendurchmesser (des Ringflansches)
21: Innendurchmesser (des ersten Bords)
22: Innendurchmesser (des zweiten Bords)
23: Breite (axiale Breite des ersten Bords)
24: Breite (axiale Breite des zweiten Bords)
25: erstes Axialspiel
26: zweites Axialspiel
27: drittes Axialspiel
28: Käfig
29: Lagerinnendurchmesser
30: Wälzlagerdrehachse
31: Welle
32: Axial-Lageranordnung
33: Lagersitz
34: Wellenstirnfläche
35: Lagersitzstirnfläche
36: Spalt
37: Außendurchmesser
38: erster Lagersitzinnendurchmesser
39: zweiter Lagersitzinnendurchmesser
40: erster Axiallagersitzspalt
41: zweiter Axiallagersitzspalt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1895389 U [0002]
DE 6808806 U [0003]

Claims

Kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager (1), umfassend eine Hülse (2), welche in ihrem Inneren eine Außenringlaufbahn (3) für eine erste Gruppe von Wälzkörperrollen (4) aufweist, wobei die erste Gruppe von Wälzkörperrollen (4) Wälzkörperdrehachsen (5) aufweist, die parallel zu einer Wälzlagerdrehachse (30) des kombinierten Radial-Axial-Wälzlagers (1) verlaufen, und das kombinierte Radial-Axial-Wälzlager (1) eine zweite Gruppe von Wälzkörperrollen (6) aufweist, wobei die zweite Gruppe von Wälzkörperrollen (6) Wälzkörperdrehachsen (7) aufweist, die radial zu der Wälzlagerdrehachse (30) des Radial-Axial-Wälzlagers (1) verlaufen, wobei die erste Gruppe von Wälzkörperrollen (4) auf der Außenringlaufbahn (3) abwälzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (2) einen ersten radial nach innen gerichteten Bord (8), einen, auf den ersten Bord (8) axial folgend und radial nach innen gerichteten zweiten Bord (9) sowie einen, auf den zweiten Bord (9) axial folgend und radial nach innen gerichteten dritten Bord (10) aufweist, wobei zwischen dem ersten Bord (8) und dem zweiten Bord (9) die erste Gruppe von Wälzkörperrollen (4) axial spielbehaftet geführt ist, und wobei die zweite Gruppe (6) von Wälzkörperrollen (6) in einem Axiallagergehäuse (11) aufgenommen ist, wobei das Axiallagergehäuse (11) an dem dritten Bord (10) angeordnet ist.
Kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallagergehäuse (11) einen radial nach außen weisenden Ringflansch (12) aufweist, oder eine Mehrzahl von radial nach außen weisenden Anlageabschnitten umfasst, wobei der Ringflansch (12) den dritten Bord (10) hintergreift oder die Anlageabschnitte den dritten Bord (10) hintergreifen, so dass das Axiallagergehäuse (11) axial beweglich, unter Ausbildung eines in radialer Richtung ausgebildeten ersten Radialringspalts (13) mit einer Spaltbreite im Bereich Null, in einem Schiebesitz in der Hülse (2) zwischen dem zweiten Bord (9) und dem dritten Bord (10) bewegbar gelagert ist.
Kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radial-Axial-Wälzlager (1) einen in radialer Richtung ausgebildeten zweiten Radialringspalt (14) aufweist, der zwischen dem dritten Bord (10) und dem Axiallagergehäuse (11) ausgebildet ist.
Kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Radialringspalt (13) in radialer Richtung kleiner ist als der zweite Radialringspalt (14).
Kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Bord (10) eine axiale Breite (15) aufweist, die größer oder gleich dem Durchmesser (16) der Wälzkörperrollen der zweiten Gruppe von Wälzkörperrollen (6) ist.
Kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Bord (10) eine axiale Breite (15) aufweist, die kleiner ist als die axiale Breite (17) des Axiallagergehäuses (11).
Kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallagergehäuse (11) einen Axiallagerinnenring (18) und einen Axiallageraußenring (19) aufweist, zwischen denen die zweite Gruppe von Wälzkörperrollen (6) angeordnet ist, wobei an dem Axiallageraußenring (19) der Ringflansch (12) oder die Anlageabschnitte angeordnet sind.
Kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (20) des Ringflansches (12) oder der Anlageabschnitte des Axiallagergehäuses (11) kleiner ist als der Innendurchmesser (21) des ersten Bords (8) und kleiner ist als der Innendurchmesser (22) des zweiten Bords (9) oder, im Fall eines Schiebesitzes zwischen Ringflansch (12) und zweitem Bord (9), gleich dem Innendurchmesser (22) des zweiten Bords (9) ist.
Kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Breite (23) des ersten Bords (8) kleiner ist als die axiale Breite (24) des zweiten Bords (9) und kleiner ist als die axiale Breite (15) des dritten Bords (10).
Kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gruppe von Wälzkörperrollen (4) ein erstes Axialspiel (25), welches axial zwischen dem ersten Bord (8) und den Wälzkörperrollen (4) ausgebildet ist, ein zweites Axialspiel (26), welches axial zwischen dem zweiten Bord (9) und den Wälzkörperrollen (4) ausgebildet ist, sowie ein drittes Axialspiel (27), dass axial zwischen einem Käfig (28) und den in dem Käfig (28) aufgenommenen Wälzkörperrollen (4) ausgebildet ist.
Kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das kombinierte Radial-Axial-Wälzlager (1) derart bemessen, dass die Summe von erstem Axialspiel (25) und zweitem Axialspiel (26) und drittem Axialspiel (27) kleiner ist als das Axialspiel zwischen dem die Radialwälzkörperrollen (4) tragenden Käfig (28) und dem am dritten Bord (10) gehaltenen Ringflansch (12) des Axiallagergehäuses (11).
Kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radial-Axial-Wälzlager (1) im Bereich der ersten Gruppe von Wälzkörperrollen (4) einen ersten Lagerinnendurchmesser (29) zur Aufnahme einer Welle (31) aufweist, wobei die zweite Gruppe von Wälzkörperrollen (6) innerhalb des Lagerinnendurchmessers (29) angeordnet ist.
Radial-Axial-Lageranordnung (32), umfassend ein kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, sowie umfassend eine Welle (31) und einen Lagersitz (33), wobei die Welle (31) eine Wellenstirnfläche (34) und der Lagersitz (33) eine axiale Lagersitzstirnfläche (35) aufweist, die parallel und axial beabstandet so zueinander angeordnet sind, dass zwischen ihnen ein Spalt (36) ausgebildet ist, in dem das Axiallagergehäuse (11) angeordnet ist.
Radial-Axial-Lageranordnung (32) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Gruppe von Wälzkörperrollen (6) innerhalb des Außendurchmessers (37) der Welle (31) angeordnet ist.
Radial-Axial-Lageranordnung (32) nach einem der vorstehenden Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagersitz (33) einen ersten Lagersitzinnendurchmesser (38) zur Aufnahme der Hülse (2) aufweist und einen im Vergleich zum ersten Lagersitzinnendurchmesser (38) reduzierten zweiten Lagersitzinnendurchmesser (39) zur Durchführung eines im Wellendurchmesser reduzierten Wellenabschnitts der Welle (31) aufweist.
Radial-Axial-Lageranordnung (32) nach einem der vorstehenden Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Axiallagersitzspalt (40) zwischen der durch den dritten Bord (10) gebildeten axialen Stirnfläche der Hülse (2) und der Lagersitzstirnfläche (35) ausgebildet ist.
Radial-Axial-Lageranordnung (32) nach einem der vorstehenden Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass beim Anliegen des Axiallagergehäuses (11) an der Lagersitzstirnfläche (35) ein zweiter Axiallagersitzspalt (41) zwischen der durch den dritten Bord (10) gebildeten inneren Anlagefläche und dem Ringflansch (12) oder den Anlageabschnitten ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines kombinierten Radial-Axial-Wälzlagers (1) nach einem der Ansprüche 1-12, umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen eines Blechs, - Formen des Blechs zu einem becherartigen zylindrischen Körper, mit im Wesentlichen gleicher Wandstärke, - Ausformung des dritten Bords (10) durch Entfernen eines kreisförmigen Abschnitts aus dem Boden des becherartigen zylindrischen Körpers, so dass eine zweiseitig offene Hülse (2) geformt ist, an deren bodenseitigen Ende der dritte Bord (10) ausgeformt ist, - Ausformung des zweiten Bords (9) durch Einbringen eines zweiten Zylinderabschnitts, der sich aus dem Boden der Hülse (2) heraus erstreckt, und dessen Zylinderinnendurchmesser dem Innendurchmesser (22) des zweiten Bords (9) entspricht, und der größer ist als der Zylinderinnendurchmesser eines ersten Zylinderabschnitts, dessen Zylinderinnendurchmesser durch die radiale Stirnfläche des dritten Bords (10) gebildet ist, - Härten der Hülse (2), und - entweder Ausformung des ersten Bords (8) durch Umklappen eines dritten Zylinderabschnitts radial nach innen, Einbringen der zweiten Gruppe von Wälzkörperrollen (6) durch Einlegen des Axiallagergehäuses (11) in die Hülse (2), Einbringen der ersten Gruppe von Wälzkörperrollen (4) in die Hülse (2), oder - Anlassen der Hülse (2) im Bereich eines abgestreckten Abschnitts, der zu dem ersten Bord (8) geformt werden soll, Einbringen der zweiten Gruppe von Wälzkörperrollen (6) durch Einlegen des Axiallagergehäuses (11) in die Hülse (2), Einbringen der ersten Gruppe von Wälzkörperrollen (4) in die Hülse (2) und Herstellen des ersten Bords (8).
Verfahren nach einem Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall einer erfolgten Erwärmung der Hülse (2) im Bereich des ersten Bords (8), der dritte Zylinderabschnitt eine Materialstärke aufweist, die kleiner ist als die Materialstärke des zweiten Zylinderabschnitts.