DE10310224B4

DE10310224B4 - Kombiniertes Radial- und Axiallager

Info

Publication number: DE10310224B4
Application number: DE10310224A
Authority: DE
Inventors: Norbert Radinger; Matthias Fick
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2003-03-08
Filing date: 2003-03-08
Publication date: 2012-04-12
Anticipated expiration: 2023-03-09
Also published as: US7575377B2; WO2004079212A3; DE10310224A1; WO2004079212A2; US20060147140A1

Abstract

Kombiniertes Radial- und Axiallager, bestehend aus einer Reihe von axial gestellten Nadeln (8) oder Rollen zur Aufnahme einer Radiallast und einer Reihe von radial gestellten Nadeln (11) oder Rollen zur Aufnahme einer Axiallast, wobei ein Lagerring (1) des Radiallagers und eine Laufscheibe (2) des Axiallagers formschlüssig zu einer Baueinheit verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (1) des Radiallagers an einem axialen Ende von einer Aufnahmebohrung der Laufscheibe (2) des Axiallagers aufgenommen ist und der Formschluss durch einen zwischen Lagerring (1) und Laufscheibe (2) angeordneten Ring (3) realisiert ist, der an mehreren gleichmäßig voneinander beabstandeten Umfangsstellen in axialer Richtung ragende Vorsprünge (15) aufweist und so ausgelegt ist, dass ein Verdrehen von Lagerring (1) und Laufscheibe (2) in Umfangsrichtung zueinander verhindert, ein begrenztes axiales Verschieben aber möglich ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein kombiniertes Radial- und Axiallager, bestehend aus einer Reihe von axial gestellten Nadeln oder Rollen zur Aufnahme einer Radiallast und einer Reihe von radial gestellten Nadeln oder Rollen zur Aufnahme einer Axiallast, wobei ein Lagerring des Radiallagers und eine Laufscheibe des Axiallagers formschlüssig zu einer Baueinheit verbunden sind.
Hintergrund der Erfindung
Eine derart ausgebildete Lageranordnung ist gattungsgemäß aus der DE 26 00 955 A1 vorbekannt. In 4 dieser Vorveröffentlichung ist eine als Radiallager wirkende Nadelhülse gezeigt, deren linksseitig angeordneter radial nach innen verlaufender Bord durch einen axial verlaufenden Teil fortgesetzt ist. Von diesem gehen gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Vorsprünge aus, die radial schräg nach außen zeigen. Diese Vorsprünge wiederum greifen in Aussparungen ein, die zur Laufscheibe des Axiallagers gehören. Auf diese Weise ist eine durch Formschluss zusammenhängende kombinierte Radial- und Axiallagerbaueinheit gebildet.
Derartig kombinierte Wälzlager werden oftmals in Wandlern von Automobilgetrieben eingesetzt, wobei der Lagerring des Radiallagers in einem Gehäuse eingepresst ist, also feststehend ist. Dabei hebt in gewissen Betriebszuständen die Welle in axialer Richtung ab. Zu Beginn des Wiederaufsetzens der Welle auf den Axiallagerkranz wird dieser in Rotation versetzt und versucht dabei die Axiallaufscheibe mitzunehmen, welche aber formschlüssig mit dem Lagerring des Radiallagers verbunden ist.
Ein Nachteil des vorstehend beschriebenen gattungsgemäßen Radial- und Axiallagers liegt darin, dass der gewählte Formschluss nicht allen Anforderungen genügt. Es besteht die Gefahr, dass bei großen Lasten eine solche formschlüssige Verbindung überdreht, d. h., eine Rotation der Laufscheibe des Axialteils eintritt, die sich so in das Gehäuse eingraben kann. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass eine solch kombinierte Radial- und Axiallageranordnung in axialer Richtung nicht verschiebbar ist, also keine axialen Toleranzschwankungen ausgleichen kann. Weiter ist von Nachteil, dass eine derartige Verbindung von Radial- und Axialteil einen großen Bauraum beansprucht.
Eine andere Art der Verbindung von Radial- und Axialteil eines kombinierten Lagers ist in der DE 76 23 390 U1 beschrieben. Danach sind eine Axiallagerscheibe und eine Nadelhülse durch Verkleben aneinander gehalten. Es liegt auf der Hand, dass in diesem Fall der Zusammenhalt der Lageranordnung bestenfalls bis zum Einbau gegeben ist.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine verbesserte formschlüssige Verbindung zwischen Radial- und Axialteil eines kombinierten Lagers zu entwickeln.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem kombinierten Radial- und Axiallager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Lagerring des Radiallagers an einem axialen Ende von einer Aufnahmebohrung der Laufscheibe des Axiallagers aufgenommen ist und der Formschluss durch einen zwischen Lagerring und Laufscheibe angeordneten Ring realisiert ist, der an mehreren gleichmäßig voneinander beabstandeten Umfangsstellen in axialer Richtung ragende Vorsprünge aufweist und so ausgelegt ist, dass ein Verdrehen von Lagerring und Laufscheibe in Umfangsrichtung zueinander verhindert, ein begrenztes axiales Verschieben aber möglich ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist ein kombiniertes Radial- und Axiallager geschaffen, das keinen kompliziert geformten Lagerring des Radiallagers und keine kompliziert geformte Laufscheibe des Axiallagers enthalten muss, um den Formschluss zwischen den beteiligten Partner zu gewährleisten. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die kombinierte Lagerbaueinheit in axialer Richtung kurz baut, da der den Formschluss herstellende Ring innerhalb des Lagers angeordnet ist. Weiter ist auch die einfache Montage der kombinierten Lagerbaueinheit von Vorteil, da die einzelnen Lagerbestandteile letztendlich nur ineinander zu schieben sind. Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, dass neben der absoluten Verdrehsicherung von Lagerring und Laufscheibe in Umfangsrichtung die Lagereinheit beim Einbau nicht beschädigt werden kann, da ein axialer Längenausgleich zwischen Axial- und Radialteil möglich ist. Auf diese Weise sind auch vorhandene Toleranzen zwischen Gehäuse und zu lagerndem Teil elegant ausgleichbar. Der zur Verbindung von Lagerring und Laufscheibe notwendige Ring ist zwar gegenüber dem bisherigen Stand der Technik zusätzlich zu fertigen, dies sollte jedoch nicht wirklich ins Gewicht fallen, da seine Vorteile die zusätzlichen Herstellungskosten in jedem Fall aufwiegen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben.
So ist es nach Anspruch 2 vorgesehen, dass der Ring im Querschnitt gesehen eine runde oder eine eckige Form aufweist. Die Herstellung kann nach Anspruch 3 derart erfolgen, dass der Ring aus einem Draht gebogen und an seinen beiden Enden miteinander verschweißt ist. Schließlich soll der Ring gemäß Anspruch 4 aus einem weichen Stahl gefertigt sein, weil er innerhalb der erfindungsgemäßen Lageranordnung verstemmbar sein soll.
In den Ansprüchen 5 und 6 ist darüber hinaus die genaue Lage des Ringes innerhalb des kombinierten Radial- und Axiallagers beschrieben. Danach ist vorgesehen, dass der Lagerring mit einem radial gerichteten Bord und die Laufscheibe mit einem axial gerichteten Bord versehen sind, wobei der axial gerichtete Bord der Laufscheibe von einem radial gerichteten Bord fortgesetzt ist. Die radial gerichteten Borde des Lagerrings und der Laufscheibe weisen dabei gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Freistellungen auf, in denen der Ring mit seinen Vorsprüngen aufgenommen ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Radial- und Axiallagers wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung von Lagerring, Laufscheibe und Formschluss herstellenden Ring;
2 eine perspektivische Darstellung des Rings;
3 eine perspektivische Darstellung von Lagerring, Laufscheibe und Ring mit zugehörigen Nadelkränzen;
4 eine teilweise perspektivische Darstellung des Lagerringes mit aufgeschobenem Ring;
5 eine teilweise perspektivische Darstellung eines vollständigen kombinierten Radial- und Axiallagers;
6 eine teilweise perspektivische Darstellung der Rückseite eines kombiniertes Radial- und Axiallagers.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Wie aus den 1 bis 6 erkennbar, setzt sich das erfindungsgemäß ausgebildete kombinierte Radial- und Axiallager aus dem Lagerring 1 des Radiallagers, der Laufscheibe 2 des Axiallagers und dem Ring 3 zusammen, der den Formschluss zwischen beiden Teilen 1, 2 realisiert. Der Lagerring 1 ist beidseitig mit radial nach außen gerichteten Borden 4 versehen, während die Laufscheibe 2 beidseitig mit den axial gerichteten Borden 5 ausgestattet ist. Beide Borde 4, 5 begrenzen zwischen sich die Laufbahnen für den in 3 gezeigten Radialkranz 6 und für den Axialkranz 9, die aus im Käfig 7 geführten Nadeln 8 bzw. aus im Käfig 10 geführten Nadeln 11 bestehen. Der axial gerichtete Innenbord 5 der Laufscheibe 2 geht in den radial nach innen gerichteten Bord 12 über. Sowohl der linksseitig angeordnete radial nach außen gerichtete Bord 4 des Lagerrings 1 als auch der radial nach innen gerichtete Bord 12 der Laufscheibe 2 sind mit Freistellungen 13, 14 versehen, die in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Wie die genannten Figuren weiter zeigen, ist der Ring 3 an mehreren gleichmäßig voneinander beabstandeten Umfangsstellen mit Vorsprüngen 15 versehen, die, wie später noch zu sehen sein wird, mit den Freistellungen 13, 14 korrelieren.
Wie die vergrößerte Darstellung des Radialteils in 4 zeigt, weist der Lagerring 1 eine von beiden Borden 4 begrenzte Laufbahn auf, auf der die im Käfig 7 geführten Nadeln 8 abwälzen. Bei der Montage des Radialbauteils wird zunächst so vorgegangen, dass der Ring 3 auf den Lagerring 1 aufgeschoben wird, so dass dessen Vorsprünge 15 in die Freistellungen 13 des linksseitigen Bordes 4 eingeschoben sind. Danach wird auf den Lagerring 1 der Radialkranz 6 aufgeschoben, bevor der rechtsseitig angeordnete Bord 4 umgebördelt wird.
Wie aus den 5 und 6 erkennbar, weist die Laufscheibe 2 sowohl außen als auch innen je einen axial gerichteten Bord 5 auf, die eine Laufbahn für die im Käfig 10 geführten Nadeln 11 begrenzen. Wie weiter erkennbar, geht der innen angeordnete axial gerichtete Bord 5 in den radial nach innen gerichteten Bord 12 über, der mit gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Freistellungen 14 versehen ist. Bei Übereinstimmung der Freistellungen 13, 14 in Umfangsrichtung von Radialteil und Axialteil der kombinierten Lageranordnung ist ein Freiraum begrenzt, in dem der Ring 3 mit seinen Vorsprüngen 15 aufgenommen ist.
Wie die rückseitige Darstellung der erfindungsgemäßen Lageranordnung in 6 erkennen lässt, ist der Freiraum zur Aufnahme der Vorsprünge 15 des Ringes 3 in etwa je zur Hälfte von den Freistellungen 13 und 14 gebildet. Um ein Herausschnappen der Vorsprünge 15 aus dem Freiraum zu verhindern, werden diese in Umfangsrichtung geringfügig verstemmt. Dies hat so zu erfolgen, dass dabei die axiale Beweglichkeit von Lagerring 1 und Laufscheibe 2 nicht behindert ist. Die 6 lässt weiter erkennen, dass die Aufnahmebohrung der Laufscheibe 2 zur Aufnahme des Lagerringes 1 von deren radial nach innen gerichteten Bord 12 gebildet ist.
Bezugszeichenliste

1: Lagerring
2: Laufscheibe
3: Ring
4: Bord
5: Bord
6: Radialkranz
7: Käfig
8: Nadeln
9: Axialkranz
10: Käfig
11: Nadeln
12: Bord
13: Freistellung
14: Freistellung
15: Vorsprung

Claims

Kombiniertes Radial- und Axiallager, bestehend aus einer Reihe von axial gestellten Nadeln (8) oder Rollen zur Aufnahme einer Radiallast und einer Reihe von radial gestellten Nadeln (11) oder Rollen zur Aufnahme einer Axiallast, wobei ein Lagerring (1) des Radiallagers und eine Laufscheibe (2) des Axiallagers formschlüssig zu einer Baueinheit verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (1) des Radiallagers an einem axialen Ende von einer Aufnahmebohrung der Laufscheibe (2) des Axiallagers aufgenommen ist und der Formschluss durch einen zwischen Lagerring (1) und Laufscheibe (2) angeordneten Ring (3) realisiert ist, der an mehreren gleichmäßig voneinander beabstandeten Umfangsstellen in axialer Richtung ragende Vorsprünge (15) aufweist und so ausgelegt ist, dass ein Verdrehen von Lagerring (1) und Laufscheibe (2) in Umfangsrichtung zueinander verhindert, ein begrenztes axiales Verschieben aber möglich ist.
Radial- und Axiallager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (3) im Querschnitt gesehen eine runde oder eine eckige Form aufweist.
Radial- und Axiallager nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (3) aus einem Draht gebogen ist, dessen beide Enden miteinander verschweißt sind.
Radial- und Axiallager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (3) aus einem weichen Stahl gefertigt ist.
Radial- und Axiallager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (1) mit einem radial gerichteten Bord (4) und die Laufscheibe (2) mit einem axial gerichteten Bord (5) versehen sind, wobei der axial gerichtete Bord (5) der Laufscheibe (2) von einem radial gerichteten Bord (12) fortgesetzt ist.
Radial- und Axiallager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die radial gerichteten Borde (4, 12) des Lagerrings (1) und der Laufscheibe (2) gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Freistellungen (13, 14) aufweisen, in denen der Ring (3) mit seinen Vorsprüngen (15) aufgenommen ist.