DE10329433A1

DE10329433A1 - Lageranordnung mit einem Lagerträger und wenigstens einem Lager

Info

Publication number: DE10329433A1
Application number: DE10329433A
Authority: DE
Inventors: Fred Allmann; Alexander Dilje; Hans-Jürgen FRIEDRICH; Peter Horling
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2003-07-01
Filing date: 2003-07-01
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2023-07-02
Also published as: DE10329433B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung mit einem Lagerträger (1), der wenigstens eine Ausnehmung (2) aufweist, und mit wenigstens einem Lager (3), das in der Ausnehmung (2) des Lagerträgers (1) in Axialrichtung des Lagers (3) formschlüssig fixiert ist. Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Lageranordnung besteht darin, dass das Lager (3) quer zu seiner Axialrichtung relativ zum Lagerträger (1) verschiebbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung mit einem Lagerträger, der wenigstens eine Ausnehmung aufweist, und mit wenigstens einem Lager, das in der Ausnehmung des Lagerträgers in Axialrichtung des Lagers formschlüssig fixiert ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum formschlüssigen axialen Fixieren eines Lagers in einer Ausnehmung eines Lagerträgers.

Eine derartige Lageranordnung ist bereits aus der DE 198 05 237 A1 bekannt. Dort ist ein aus Blech geformtes Lagerschild mit zwei eng benachbarten Wälzlagern offenbart. Das Lagerschild weist zwei durch Tiefziehen hergestellte, zylindrische Sitzflächen auf, in die die beiden Wälzlager eingepresst sind. Im Übergangsbereich zwischen den Sitzflächen und einem ebenen Teil des Lagerschilds ist Material des Lagerschilds beispielsweise durch Verstemmen in entsprechende Ausdrehungen der Außenringe als axialer Formschluss eingeformt.

Die bekannte Lageranordnung hat sich sehr gut bewährt und wird vielfältig eingesetzt. Dennoch ist es bei manchen Anwendungsfällen mitunter schwierig, die Lageranordnung so zu montieren, dass das Lager exakt konzentrisch zu einer in das Lager eingeführten Welle angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Lageranordnung bestehend aus einem Lagerträger und wenigstens einem Lager so auszubilden, dass eine exakte Positionierung des Lagers bzw. der Lager mit einem geringen Aufwand ermöglicht wird.

Diese Ausgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 erfüllt.

Die erfindungsgemäße Lageranordnung weist einen Lagerträger mit wenigstens einer Ausnehmung auf und ein Lager, das in der Ausnehmung des Lagerträgers in Axialrichtung des Lagers formschlüssig fixiert ist. Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Lageranordnung besteht darin, dass das Lager quer zu seiner Axialrichtung relativ zum Lagerträger verschiebbar ist.

Die erfindungsgemäße Lageranordnung hat den Vorteil, dass sie eine problemlose Montage der Lageranordnung ermöglicht und dass im Bereich der Einbauumgebung auftretende Toleranzen kompensiert werden können.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Lager in einer Richtung um wenigstens 0,2 mm verschiebbar. Ein derartiger Wert reicht bei vielen Anwendungen zum Ausgleich der auftretenden Toleranzen aus.

Die äußere Radialfläche des Lagers kann in wenigstens einem Teilbereich ihres Umfangs zu der benachbarten Gegenfläche des Lagerträgers beabstandet angeordnet sein. Weiterhin kann in der äußeren Radialfläche des Lagers ein Hinterschnitt ausgebildet sein. Der Hinterschnitt kann insbesondere in Form einer Radialnut oder in Form eines konischen Axialabschnitts der Radialfläche ausgebildet sein. Innerhalb der Ausnehmung des Lagerträgers kann wenigstens ein Vorsprung angeordnet sein, der sich ausgehend vom Lagerträger zum Lager hin erstreckt und insbesondere in den Hinterschnitt des Lagers eingreift. Mit einer derartigen Ausbildung des Lagerträgers und des Lagers lässt sich eine in Axialrichtung formschlüssige Fixierung des Lagers im Lagerträger sehr einfach und zuverlässig realisieren. Dabei kann die Beweglichkeit des Lagers quer zu seiner Axialrichtung dadurch erreicht werden, dass der Vorsprung des Lagerträgers mit Spiel in den Hinterschnitt des Lagers eingreift. Je nach Bewegungsrichtung des Lagers relativ zur Anordnung des Vorsprungs bzw. der Vorsprünge kann das Spiel dabei deutlich kleiner als die gewünschte Bewegungsfreiheit des Lagers ausfallen. Einen besonders niedrigen Fertigungsaufwand erfordert es, wenn der Vorsprung des Lagerträgers als Verstemmung ausgebildet ist.

In einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lageranordnung weist die Ausnehmung des Lagerträgers eine ovale Form auf. In diesem Fall kann wenigstens je ein Vorsprung an gegenüberliegenden Längsseiten der Ausnehmung des Lagerträgers ausgebildet sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Lager parallel zu den Längsseiten der Ausnehmung des Lagerträgers verschiebbar. Senkrecht zu dieser Richtung liegt keine oder nur eine geringe Verschiebbarkeit vor. In einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lageranordnung weist die Ausnehmung des Lagerträgers eine kreisrunde Form auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann das Lager in nahezu beliebiger Richtungen quer zu seiner Axialrichtung verschoben werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum formschlüssigen axialen Fixieren eines Lagers in einer Ausnehmung eines Lagerträgers wird das Lager auf einer ersten Seite des Lagerträgers axial in die Ausnehmung eingeführt und Material des Lagerträgers in einen Hinterschnitt des Lagers verstemmt. Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die äußere Radialfläche des Lagers wenigstens in einem Teilbereich ihres Umfangs zu der benachbarten Gegenfläche des Lagerträgers beabstandet angeordnet wird und wenigstens eine Verstemmung so angeordnet und ausgebildet wird, dass die durch den Abstand zwischen dem Lagerträger und dem Lager quer zur Axialrichtung des Lagers bestehende Verschiebbarkeit des Lagers wenigstens partiell erhalten bleibt.

Dabei kann das Lager soweit axial in die Ausnehmung des Lagerträgers eingeführt werden, dass es mit einem Axialanschlag am Lagerträger anschlägt. Die Verstemmung wird insbesondere auf der ersten Seite des Lagerträgers vorgenommen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lageranordnung in Aufsicht,
2 das Ausführungsbeispiel aus 1 in einer ausschnittsweisen Schnittdarstellung,
3 eine Momentaufnahme des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels während der Herstellung in einer 2 entsprechenden Darstellung,
4 eine gegenüber 2 leicht abgewandelte Geometrie in einer 2 entsprechenden Darstellung,
5 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lageranordnung in Aufsicht und
6 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lageranordnung in Aufsicht.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lageranordnung in Aufsicht. Die Lageranordnung weist einen Lagerträger 1 aus Blech mit einer ovalen Ausnehmung 2 auf, in der ein Wälzlager 3 angeordnet ist. Weiterhin verfügt der Lagerträger 1 über Bohrungen 4 zur Fixierung des Lagerträgers 1 in einer Einbauumgebung, beispielsweise in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs. Das Wälzlager 3 ist in seiner Axialrichtung formschlüssig in der Ausnehmung 2 des Lagerträgers 1 fixiert. Die Ausnehmung 2 wird durch zwei einander parallel gegenüberliegender Längsseiten 5 und durch zwei gegenüberliegend angeordnete Halbkreisbögen 6 begrenzt, die vorzugsweise dem Außendurchmesser des Wälzlagers 3 entsprechen und die Längsseiten 5 mit einander verbinden. Der Abstand zwischen den Halbkreisbögen 6 ist größer als der Außendurchmesser des Wälzlagers 3, so dass das Wälzlager 3 zu wenigstens einem der Halbkreisbögen 6 beabstandet angeordnet ist. Die Fixierung des Wälzlagers 3 am Lagerträger 1 ist so ausgebildet, dass das Wälzlager 3 in der Ausnehmung 2 parallel zu den Längsseiten 5 und somit quer zu seiner Axialrichtung verschiebbar ist. Die Verschiebbarkeit beträgt in der Regel wenigstens 0,2 mm und typischerweise 0,5 mm. Einzelheiten zur Fixierung sind in 2 dargestellt.
2 zeigt das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel in einer ausschnittsweisen Schnittdarstellung. Der Schnitt wurde entlang der in 1 dargestellten Linie A-A geführt. Das Wälzlager 3 weist einen Außenring 7 auf, dessen äußere Radialfläche 8 im Bereich des axialen Überlapps mit dem Lagerträger 1 in einem geringen Abstand zu den Längsseiten 5 der Ausnehmung 2 des Lagerträgers 1 angeordnet ist, um eine Verschiebung des Wälzlagers 3 zu ermöglichen. Der Außenring 7 weist in dem genannten Bereich seiner äußeren Radialfläche 8 eine umlaufende Radialnut 9 auf. In die Radialnut 9 greift eine Verstemmung 10 des Lagerträgers 1 ein und fixiert den Außenring 7 in der Ausnehmung 2 des Lagerträgers 1 in Axialrichtung formschlüssig. Zur formschlüssigen Fixierung trägt zudem eine Schulter 11 bei, die axial neben der Radialnut 9 am Außenring ausgebildet ist. Die Verstemmung 10 liegt nicht fest am Außenring 7 an, sondern taucht mit einem gewissen Spiel in die Radialnut 9 ein, so dass trotz der Verstemmung 10 eine Beweglichkeit des Lagers 3 parallel zu den Längsseiten 5 der Ausnehmung 2 bestehen bleibt. Der Lagerträger 1 weist weiterhin eine Vertiefung 12 auf, die bei der Ausbildung der Verstemmung 10 entsteht und unmittelbar radial außerhalb eines Bereich der Radialfläche 8 des Außenrings 7 angeordnet ist, in dem dessen Außendurchmesser seinen maximalen Wert annimmt. Einzelheiten zur Ausbildung der Verstemmung 10 werden anhand von 3 erläutert.
3 zeigt eine Momentaufnahme der erfindungsgemäßen Lageranordnung während der Herstellung in einer 2 entsprechenden Darstellung. Zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Lagerträger 1 und dem Wälzlager 3 wird das Wälzlager 3 auf einer Seite des Lagerträgers 1, die im Folgenden als Rückseite 13 bezeichnet wird, in die Ausnehmung 2 soweit eingeführt, bis die Schulter 11 des Außenrings 7 axial am Lagerträger 1 anschlägt. In dieser Position wird der Lagerträger 1 auf seiner anderen Seite, die im Folgenden als Vorderseite 14 bezeichnet wird, unterstützt, während ein Stempel 15 gegen die Rückseite des Lagerträgers 1 gepresst wird. Der Stempel 15 dringt in den Lagerträger 1 ein und verdrängt dabei Material des Lagerträgers 1, das insbesondere seitlich in Richtung der Radialnut 9 des Außenrings 7 ausweicht und dadurch die in die Radialnut 9 eingreifende Verstemmung 10 ausbildet. Wenn der Verstemmungsvorgang beendet ist, wird der Stempel 15 wieder zurück gezogen, wobei auf der Rückseite 13 des Lagerträgers 1 die durch den Stempel 15 erzeugte Vertiefung 12 verbleibt. Auf diese Weise wird im Bereich jeder Längsseite 5 der Ausnehmung 2 des Lagerträgers 1 jeweils wenigstens eine Verstemmung 10 erzeugt, die in die benachbarte Radialnut 9 des Außenrings 7 eingreift. Eine alternative Geometrie dieses Eingriffs des Lagerträgers 1 in den Außenring 7 ist in 4 dargestellt.
4 zeigt eine gegenüber 2 leicht abgewandelte Geometrie in einer 2 entsprechenden Darstellung. Statt der in 2 dargestellten Radialnut 9 weist der Außenring 7 gemäß 4 einen axialen Abschnitt 16 auf, indem die äußere Radialfläche 8 konisch ausgebildet ist. Die Konizität ist dabei so gewählt, dass sich der Außendurchmesser des Außenrings 7 mit einer axialen Annäherung an die Schulter 11 kontinuierlich verringert. Der Lagerträger 1 liegt axial an der Schulter 11 des Außenrings 7 an, wobei die Verstemmung 10 des Lagerträgers 1 in den durch den konischen Abschnitt 16 des Außenrings 7 gebildeten Hinterschnitt eingreift. Analog zu 2 besteht ein Spiel zwischen der Verstemmung 10 des Lagerträgers 1 und dem konischen Abschnitt 16 des Außenrings 7, so dass das Lager 3 wiederum parallel zu den Längsseiten 5 der Ausnehmung 2 des Lagerträgers 1 verschiebbar ist.
5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lageranordnung in Aufsicht. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Ausnehmung 2 des Lagerträgers 1 kreisrund ausgebildet ist. Der lichte Durchmesser der Ausnehmung 2 ist dabei größer als der Außendurchmesser des benachbarten Bereichs der äußeren Radialfläche 8 des Außenrings 7. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass das Wälzlager 3 relativ zum Lagerträger 1 quer zur Axialrichtung des Wälzlagers 3 beweglich ist. Zur axialen Fixierung des Wälzlagers 3 in der Ausnehmung 2 des Lagerträgers 1 sind drei radial nach innen weisende Verstemmungen 10 auf der Innenseite der Ausnehmung 2 des Lagerträgers 1 ausgebildet, die gleichmäßig über den Umfang der Ausnehmung 2 verteilt sind und entsprechend 2 in die Radialnut 9 oder entsprechend 4 in den durch den konischen Abschnitt 16 gebildeten Hinterschnitt des Außenrings 7 eingreifen. Diese Geometrie hat zur Folge, dass das Wälzlager 3 in beliebiger Richtung quer zu seiner Axialrichtung relativ zum Lagerträger 1 verschoben werden kann.
6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lageanordnung in Aufsicht. Die Besonderheit des dritten Ausführungsbeispiels besteht darin, dass der Lagerträger 1 zwei ovale Ausnehmungen 2 aufweist, die miteinander fluchtend nebeneinander angeordnet sind und je ein Wälzlager 3 aufnehmen. Bezüglich der Ausbildung jeder der beiden Ausnehmungen 2 und der Fixierung des jeweils zugehörigen Wälzlagers 3 gilt das zum Ausführungsbeispiel der 1 gesagte entsprechend. Mit der in 6 dargestellten Lageranordnung können beispielsweise mit einer gewissen Toleranz zueinander benachbarte Wellen gelagert werden. Ein typischer Anwendungsfall hierzu ist ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs.

1: Lagerträger
2: Ausnehmung
3: Wälzlager
4: Bohrung
5: Längsseite
6: Halbkreisbogen
7: Außenring
8: äußere Radialfläche
9: Radialnut
10: Verstemmung
11: Schulter
12: Vertiefung
13: Rückseite
14: Vorderseite
15: Stempel
16: konischer Abschnitt

Claims

Lageranordnung mit einem Lagerträger (1), der wenigstens eine Ausnehmung (2) aufweist, und mit wenigstens einem Lager (3), das in der Ausnehmung (2) des Lagerträgers (1) in Axialrichtung des Lagers (3) formschlüssig fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (3) quer zu seiner Axialrichtung relativ zum Lagerträger (1) verschiebbar ist.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (3) in einer Richtung um wenigstens 0,2 mm verschiebbar ist.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Radialfläche (8) des Lagers (3) wenigstens in einem Teilbereich ihres Umfangs zu der benachbarten Gegenfläche des Lagerträgers (1) beabstandet angeordnet ist.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der äußeren Radialfläche (8) des Lagers ein Hinterschnitt (9, 16) ausgebildet ist.
Lageranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterschnitt (9, 16) in Form einer Radialnut oder eines konischen Axialabschnitts der äußeren Radialfläche (8) ausgebildet ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der äußeren Radialfläche (8) des Lagers (3) axial neben dem Hinterschnitt (9, 16) eine Schulter (11) ausgebildet ist.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Ausnehmung (2) des Lagerträgers (1) wenigstens ein Vorsprung (10) angeordnet ist, der sich ausgehend vom Lagerträger (1) zum Lager (3) hin erstreckt.
Lageranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (10) des Lagerträgers (1) in den Hinterschnitt (9, 16) des Lagers (3) eingreift.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (10) des Lagerträgers (1) mit Spiel in den Hinterschnitt (9, 16) des Lagers (3) eingreift.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (10) des Lagerträgers (1) als Verstemmung ausgebildet ist.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (2) des Lagerträgers (1) eine ovale Form aufweist.
Lageranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens je ein Vorsprung (10) an gegenüberliegenden Längsseiten (5) der Ausnehmung (2) des Lagerträgers (1) ausgebildet ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (2) des Lagerträgers (1) eine kreisrunde Form aufweist.
Verfahren zum formschlüssigen axialen Fixieren eines Lagers (3) in einer Ausnehmung (2) eines Lagerträgers (1), wobei das Lager (3) auf einer ersten Seite (13) des Lagerträgers (1) axial in die Ausnehmung (2) eingeführt wird und Material des Lagerträgers (1) in einen Hinterschnitt (9, 16) des Lagers (3) verstemmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Radialfläche (8) des Lagers (3) wenigstens in einem Teilbereich ihres Umfangs zu der benachbarten Gegenfläche des Lagerträgers (1) beabstandet angeordnet wird und wenigstens eine Verstemmung (10) so angeordnet und ausgebildet wird, dass die durch den Abstand zwischen dem Lagerträger (1) und dem Lager (3) quer zur Axialrichtung des Lagers (3) bestehende Verschiebbarkeit des Lagers (3) wenigstens partiell erhalten bleibt.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (3) soweit axial in die Ausnehmung (2) des Lagerträgers (1) eingeführt wird, dass es mit einem Axialanschlag (11) am Lagerträger (1) anschlägt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstemmung (10) auf der ersten Seite (13) des Lagerträgers (1) vorgenommen wird.