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Die Erfindung betrifft ein zweireihiges Axiallager.
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Axiallager kommen überall dort zum Einsatz, wo axial benachbarte Bauteile drehbar gegeneinander abgestützt werden müssen. Hierzu sind Wälzkörper vorgesehen, die häufig in Form von längeren Nadeln oder Rollen ausgeführt sind und in einem Käfig aufgenommen und geführt sind, wobei die Längsachsen der länglichen Wälzkörper zum Lagerzentrum, also der Drehachse laufen. Aufgrund der zylindrischen, länglichen Geometrie der Wälzkörper und ihrer Anordnung respektive Ausrichtung kommt es bei einer Drehung des über die Wälzkörper und den Käfig gebildeten Wälzkörperkranzes zu Schlupf, das heißt, dass die Wälzkörperbewegung einen entsprechenden Gleitanteil aufweist, was unerwünscht ist und zu Lagerschäden führen kann. Um dem zu begegnen, ist es bekannt, ein Axiallager als zweireihiges Axiallager mit zwei radial ineinander liegenden Wälzkörperkränzen auszuführen, die jeweils mehrere nadel- oder rollenförmige Wälzkörper, die in einem jeweiligen Käfig aufgenommen und geführt sind, aufweisen, jedoch, weil ineinander liegend, zwangsläufig unterschiedliche Durchmesser besitzen. Hierdurch ist es möglich, einerseits kürzere nadel- oder rollenförmige Wälzkörper zu verwenden. Andererseits wird die Möglichkeit geschaffen, dass die beiden Wälzkörperkränze mit unterschiedlichen Umlauf- oder Orbitalgeschwindigkeiten laufen, so dass es insgesamt zu weniger Schlupf kommt. Dabei sind die Wälzkörperkränze an einer Seite an einer im Querschnitt beispielsweise U-förmigen Lagerscheibe des Axiallagers axial abgestützt und wälzen auf dieser. Kommt an der anderen Seite eine weitere Lagerscheibe zum Einsatz, auf der die beiden Wälzkörperkränze ebenfalls laufen, so wird der sich aus der konzentrischen Anordnung der Wälzkörperkränze ergebende Vorteil des reduzierten Schlupfes zum Teil aber wieder reduziert.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein demgegenüber verbessertes zweireihiges Axiallager anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß ein zweireihiges Axiallager vorgesehen, umfassend eine an einer Lagerscheibe angeordnete, im Querschnitt U-förmige Lagerscheibe sowie wenigstens zwei auf dieser laufende, radial ineinander angeordnete Wälzkörperkränze umfassend jeweils eine Mehrzahl an nadel- oder rollenförmigen Wälzkörpern, wobei jeder Wälzkörperkranz auf einer separaten weiteren, an der anderen Lagerseite angeordneten Lagerscheibe läuft.
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Bei dem erfindungsgemäßen reihigen Axiallager ist an einer Seite eine einteilige, im Querschnitt U-förmige Lagerscheibe vorgesehen. Diese einteilige Lagerscheibe, auf der die beiden Wälzkörperkränze wälzen, kann beispielsweise die feststehende Lagerseite bilden. An der gegenüberliegenden Lagerseite hingegen sind zwei separate ringförmige Lagerscheiben vorgesehen, die radial ineinander, also wie die Wälzkörperkränze konzentrisch angeordnet sind, wobei an jeder Lagerscheibe einer der Wälzkörperkränze abgestützt ist respektive daran läuft. Das heißt, dass nicht nur eine Aufteilung der Wälzkörper in zwei separate Wälzkörperkränze erfolgt, sondern auch an einer Seite eine Aufteilung der axialen Scheibenabstützung in zwei separate Lagerscheiben. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, einerseits eine Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Wälzkörperkränzen zu ermöglichen, und andererseits eine optimale axiale Abstützung über eine jeweilige weitere Lagerscheibe auch an dieser Seite.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des zweireihigen Axiallagers ermöglicht es, bei entsprechender geometrischer Ausgestaltung respektive entsprechender Definition des Lagerscheibendurchmessers an den beiden einzelnen weiteren Lagerscheiben jeweils ein separates Bauteil abzustützen, das heißt, dass das jeweilige Bauteil nur mit einer weiteren Lagerscheibe in Berührung kommt, so dass die beiden daran abgestützten Bauteile letztlich losgelöst voneinander rotieren können. Das heißt, sie können mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren, wie auch entgegengesetzte Drehrichtungen denkbar sind. Denn aufgrund der Ausgestaltung können an der einen Seite die beiden separaten Wälzkörperkränze unabhängig voneinander drehen und auf der gemeinsamen, U-förmigen Lagerscheibe wälzen, während an der anderen Lagerseite die beiden einzelnen Bauteile separat und bestmöglich axial abgestützt sind. Etwaige Schlupfzustände werden durch die erfindungsgemäße Trennung sowohl seitens der Wälzkörperkränze als auch der ihnen zugeordneten, separaten weiteren Lagerscheiben deutlich reduziert, verglichen mit einer Ausgestaltung, bei der an beiden Seiten einteilige Lagerscheiben vorgesehen sind.
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In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die eine oder die beiden weiteren Lagerscheiben axial selbsthalternd, jedoch um die Lagerachse drehbar mit einem Käfig, an dem die Wälzkörper eines jeweiligen, zugeordneten Wälzkörperkranzes gehaltert sind, verbunden sind. Hier erfolgt die axiale Sicherung der einen oder bevorzugt der beiden weiteren Lagerscheiben über eine entsprechende Verbindung der weiteren Lagerscheibe mit dem Käfig des zugeordneten Wälzkörperkranzes. Da regelmäßig die beiden Wälzkörperkränze, die in der U-förmigen Lagerscheibe aufgenommen sind und radial innen und außen von einem entsprechenden Scheibenschenkel umgriffen sind, axial in der U-förmigen Lagerscheibe bereits gesichert sind, kann durch eine entsprechende axiale Sicherung der weiteren Lagerscheiben an den Wälzkörperkäfigen eine entsprechende geschlossene Lagerausgestaltung realisiert werden.
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Alternativ zur Verbindung der einen oder der beiden weiteren Lagerscheiben mit den Käfigen sieht eine weitere Erfindungsausgestaltung vor, dass eine weitere oder beide weiteren Lagerscheiben axial selbsthalternd, jedoch um die Lagerachse drehbar mit der U-förmigen Lagerscheibe verbunden sind. Über die selbsthalternde, jedoch eine Drehbewegung nach wie vor erlaubende Verbindung wird demzufolge ebenfalls eine entsprechend geschlossene, selbsthalternde Lagerkonfiguration realisiert, die entsprechend einfach gehandhabt und verbaut werden kann.
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Zur Realisierung dieser axialen Selbsthalterung ist es denkbar, dass die oder jede weitere Lagerscheibe entweder an einer Rastschulter des jeweiligen Käfigs oder eines seitlichen ringförmigen Schenkels der U-förmigen Lagerscheiber verschnappt ist. Eine solche Rastschulter kann beispielsweise als einfache lokale Einbiegung oder als umlaufende Ringschulter ausgeführt sein. Die Ausgestaltung ist insoweit beliebig, solange eine entsprechende axiale Sicherung realisiert wird.
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Dabei ist die oder jede weitere Lagerscheibe in Weiterbildung der Erfindung im Querschnitt zweckmäßigerweise L-förmig ausgeführt und an einem ringförmigen Schenkel mit einem oder mehreren Rastvorsprüngen versehen, die die Rastschulter des Käfigs hintergreifen. Die Lagerscheibe ist folglich mit vorzugsweise mehreren lokalen Rastvorsprüngen, bevorzugt am zylindrischen, sich axial erstreckenden Schenkel versehen, wobei diese Rastvorsprünge die bevorzugt umlaufende Rastschulter des Käfigs hintergreifen. Dabei sind bevorzugt die beiden weiteren Lagerscheiben so ausgeführt, dass bei der innen liegenden Lagerscheibe der ringförmige, sich axial erstreckende Schenkel am Außenumfang und bei der radial außen liegenden Lagerscheibe am Innenumfang vorgesehen ist, so dass folglich die beiden axialen ringförmigen Schenkel benachbart und quasi in der Lagermitte liegen. Dies ermöglicht auf einfache Weise die axiale Sicherung des jeweiligen Käfigs an der U-förmigen Lagerscheibe, die wie beschrieben die beiden Käfige axial am Außen- und Innenumfang umgreift oder einhaust und dort auch über entsprechende Rastvorsprünge axial sichern kann.
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Wie beschrieben, erlaubt das erfindungsgemäße zweireihige Axiallager unter anderem die axiale Abstützung oder Lagerung zweier separater, drehbarer Bauteile an der Seite, an der die beiden weiteren Lagerscheiben vorgesehen sind. Ein Bauteil ist mit der einen, das andere Bauteil mit der anderen Lagerscheibe verbunden. Dies erlaubt wie beschrieben die Realisierung unterschiedlicher Drehzahlen der Bauteile wie auch bei Bedarf unterschiedlicher Drehrichtungen. Dabei besteht die Möglichkeit, seitens der Ausgestaltung des Axiallagers auf unterschiedliche Anforderungen oder geometrische Gegebenheiten innerhalb der montierten Lageranordnung zu reagieren. So besteht nämlich die Möglichkeit, dass die Wälzkörper des einen Wälzkörperkranzes entweder den gleichen oder einen anderen Durchmesser als die Wälzkörper des anderen Wälzkörperkranzes aufweisen. Das heißt, dass letztlich die axialen Höhen des jeweiligen Wälzkörperkranzes gleich oder unterschiedlich sein können, mithin also auch die entsprechenden Abstützebenen entweder parallel liegen oder gestuft zueinander liegen.
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Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass der eine Wälzkörperkranz gleichviele oder mehr Wälzkörper als der andere Wälzkörperkranz aufweist. Das heißt, dass auch eine in weiten Teilen variable Einstellung der Wälzkörperanzahl in beiden Wälzkörpergrenzen unabhängig voneinander möglich ist.
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Neben dem zweireihigen Axiallager selbst betrifft die Erfindung ferner eine Lageranordnung, insbesondere in Form eines oder als Teil eines Planetengetriebes, umfassend wenigstens ein Axiallager der vorstehend beschriebenen Art, wobei an den beiden weiteren Lagerscheiben unterschiedliche Bauteile drehgelagert sind. So kann beispielsweise die eine weitere Lagerscheibe ein Planetenrad axial abstützen, während die andere weitere Lagerscheibe beispielsweise ein Sonnenrad oder einen Käfig abstützt. Die gegenüberliegende, einteilige U-förmige Lagerscheibe ist beispielsweise an einem Planetenträger abgestützt. Der Einsatz einer solchen Lageranordnung ist nicht auf Planetengetriebe beschränkt, vielmehr ist das Axiallager bzw. die Lageranordnung auch in anderen Antriebs- oder Stelltrieben wie z.B. einer elektrischen Parkbremse integrierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine perspektivische Teilansicht eines erfindungsgemäßen zweireihigen Axiallagers, und
- 2 eine Schnittansicht durch das Axiallager aus 1.
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Die 1 und 2 zeigen in unterschiedlichen Ansichten ein erfindungsgemäßes zweireihiges Axiallager 1, das beispielsweise zur Integration in ein Planetengetriebe geeignet ist. Das Axiallager 1 weist eine U-förmige Lagerscheibe 2 auf, mit einem ebenflächigen, sich radial erstreckenden Schenkel 3 sowie zwei sich axial erstreckenden Schenkeln 4, 5, die am Innen- und Außenumfang vorgesehen sind. Der Schenkel 3 bildet eine Lauffläche 6 für zwei separate Wälzkörperkränze 7, 8, die radial ineinander geschachtelt sind, mithin also entsprechend unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Die beiden Schenkel 4, 5 dienen der radialen Führung der beiden Wälzkörperkränze 7, 8.
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Jeder Wälzkörperkranz 7, 8 weist eine Mehrzahl von nadel- oder rollenförmigen Wälzkörpern 9, 10 auf, die im gezeigten Beispiel gleiche Länge und gleichen Durchmesser aufweisen. Länge und/oder Durchmesser der Wälzkörper 9, 10 können jedoch auch unterschiedlich sein, wie auch die Anzahl im jeweiligen Wälzkörperkranz 7, 8.
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Jeder Wälzkörperkranz 7, 8 umfasst des Weiteren jeweils einen Käfig 11, 12, im beziehungsweise an dem die jeweiligen Wälzkörper 9, 10 in an sich bekannter Weise aufgenommen und geführt sind.
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Der Käfig 11 ist an seinem Innenumfang doppellagig ausgeführt, weist also einen Biegeabschnitt 13 auf, über den er am radial innenliegenden Schenkel 4 radial geführt ist. An seinem Außenumfang weist der Käfig 11 eine Rastschulter 14 auf, die sich radial erstreckt und, wie nachfolgend noch beschrieben wird, der Fixierung einer weiteren Lagerscheibe dient.
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Der radial außen liegende Käfig 12 weist an seinem Außenumfang einen entsprechenden Biegeabschnitt 15 auf, über den er am außen liegenden Schenkel 5 radial geführt ist. Entsprechend weist er an seinem Innenumfang eine sich radial nach innen erstreckende Rastschulter 16 auf, die wiederum der Fixierung einer weiteren Lagerscheibe dient, worauf nachfolgend noch eingegangen wird.
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Zur Selbsthalterung der Wälzkörperkränze 7, 8 sind an den Schenkeln 4, 5 entsprechende, radial nach innen eingebogene Rastabschnitte 17, 18 vorgesehen, die die jeweiligen Biegeabschnitte 13, 14 axial gesehen etwas übergreifen, so dass die in die U-förmige Lagerscheibe 2 eingeschnappten Wälzkörperkränze 7, 8 respektive Käfige 11, 12 aus der Lagerscheibe 2 nicht herausfallen können.
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An der der U-förmigen Lagerscheibe 2 gegenüberliegenden Seite ist jeder Wälzkörperkranz 7, 8 mit einer separaten weiteren Lagerscheibe 19, 20 ausgerüstet, die im Querschnitt jeweils L-förmig ausgeführt sind. Jede Lagerscheibe 19, 20 weist einen sich radial erstreckenden scheibenförmigen Schenkel 21, 22 sowie einen sich axial erstreckenden Schenkel 23, 24 auf. An der radial innen liegenden weiteren Lagerscheibe 19 ist der sich axial erstreckende Schenkel 23 am Außenumfang und an der radial außen liegenden weiteren Lagerscheibe 20 ist der sich axial erstreckende Schenkel 24 am Innenumfang vorgesehen. Die beiden Schenkel 21, 22 bilden jeweils eine Lauffläche 25, 26 für die Wälzkörper 9, 10. Das heißt, dass die Wälzkörper 9, 10 auf der gemeinsamen Lauffläche 6 der U-förmigen Lagerscheibe 2 wälzen, aber auf separaten Laufflächen 25, 26 der weiteren Lagerscheiben 19, 20. Dies ermöglicht es, dass die Wälzkörperkränze 7, 8 mit unterschiedlichen Drehzahlen und sogar mit unterschiedlichen Drehrichtungen rotieren können, wenn an jeder weiteren Lagerscheibe 19, 20 ein separates Bauteil abgestützt ist, so dass beide Bauteile separat zueinander rotieren können. Dies ist bei Einsatz in einem Planetengetriebe zweckmäßig.
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Um auch die weiteren Lagerscheiben 19, 20 selbsthalternd befestigen zu können, sind an den axialen Schenkeln 23, 24 mehrere lokale eingebogene Rastvorsprünge 27, 28 vorgesehen, die die entsprechende Rastschulter 14, 16 der jeweiligen Käfige 11, 12 hintergreifen, wie insbesondere 2 anschaulich zeigt. Hierüber sind demzufolge auch die beiden weiteren Lagerscheiben 19, 20 verliersicher gehaltert, so dass das Axiallager 1 insgesamt eine selbsthalternde Baueinheit ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Axiallager
- 2
- Lagerscheibe
- 3
- radialer Schenkel
- 4
- axialer Schenkel
- 5
- axialer Schenkel
- 6
- Lauffläche
- 7
- Wälzkörperkranz
- 8
- Wälzkörperkranz
- 9
- Wälzkörper
- 10
- Wälzkörper
- 11
- Käfig
- 12
- Käfig
- 13
- Biegeabschnitt
- 14
- Rastschulter
- 15
- Biegeabschnitt
- 16
- Rastschulter
- 17
- Rastabschnitt
- 18
- Rastabschnitt
- 19
- Lagerscheibe
- 20
- Lagerscheibe
- 21
- Radial erstreckender Schenkel
- 22
- radial erstreckender Schenkel
- 23
- axial erstreckender Schenkel
- 24
- axial erstreckender Schenkel
- 25
- Lauffläche
- 26
- Lauffläche
- 27
- Rastvorsprung
- 28
- Rastvorsprung
