DE10355363B4

DE10355363B4 - Lageranordnung

Info

Publication number: DE10355363B4
Application number: DE10355363A
Authority: DE
Inventors: Burkhard Buchheim; Alexander Dilje; Helmut Hauck; Jürgen Stürzenberger; Klausch Wendt
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2023-11-26
Also published as: DE10355363A1

Abstract

Lageranordnung (1) bestehend aus einem Lager (2) und einem Lagerträger (3), wobei der Lagerträger (3) zur Festlegung an einem Maschinenteil ausgebildet ist und wobei das Lager (2) mit dem Lagerträger (3) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass am Lagerträger (3) mindestens zwei Kunststoff-Formteile (4) bleibend angeordnet sind, die sich jeweils über einen vorgegebenen Abschnitt erstrecken, und
dass das Lager (2) an einer zylindrischen Fläche (5, 6) mit radial nach außen oder innen gerichteter Oberflächennormale mindestens eine nutförmige Vertiefung (7) aufweist, die zumindest teilweise in axialer Richtung (A) des Lagers (2) gesehen einen Hinterschnitt darstellt,
wobei die mindestens zwei Kunststoff-Formteile (4) durch in-situ-Spritzgießen mit dem Lagerträger (3) verbunden sind,
wobei die mindestens zwei Kunststoff-Formteile (4) in die mindestens eine nutförmige Vertiefung (7) so eingreifen, dass das Lager (2) und der Lagerträger (3) relativ zueinander axial (A) und radial (R) festgelegt sind, und
wobei die nutförmige Vertiefung...

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, bestehend aus einem Lager und einem Lagerträger, wobei der Lagerträger zur Festlegung an einem Maschinenteil ausgebildet ist und wobei das Lager mit dem Lagerträger verbunden ist.

Lageranordnungen dieser Gattung sind im Stand der Technik weit verbreitet. Beispielsweise offenbart die DE 199 50 732 C1 eine solche Lageranordnung, bei der ein Trägerteil mit einem Wälzlager bleibend verbunden ist, so dass der Lagerträger samt Wälzlager eine Einheit bildet. Der bleibende Verbund zwischen Lagerträger und Wälzlager wird hier durch eine Umformung bewerkstelligt.

Neben der genannten Lösung existieren vielfältige Möglichkeiten, einen Lagerträger mit einem Wälzlager zu verbinden. Beispiele für derartige Konzepte sind in der US 2,114,670 , der EP 0 204 235 A2 , der DE 200 19 278 U1 , der DE 20 63 360 A der US 2003/0077016 A1, der US 3,771,846 und der US 3,451,736 offenbart.

Besondere Anforderungen an die Wirtschaftlichkeit der Lageranordnung, d. h. an eine ökonomische Herstellung der Anordnung und eine einfache Montierbarkeit, treten vor allem im Großserienbereich auf, wobei insbesondere der Pkw-Bau zu nennen ist. In Pkw-Getrieben müssen in großer Stückzahl Wälzlager auf Lagerträgern festgelegt und als Einheit verbaut werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgage zugrunde, eine Lageranordnung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine wirtschaftliche Herstellung der Lageranordnung und eine einfache und kostengünstige Montage des Lagers am Lagerträger möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass am Lagerträger mindestens zwei Kunststoff-Formteile bleibend angeordnet sind, die sich jeweils über einen vorgegebenen Abschnitt erstrecken, und dass das Lager an einer zylindrischen Fläche mit radial nach außen oder innen gerichteter Oberflächennormale mindestens eine nutförmige Vertiefung aufweist, die zumindest teilweise in axialer Richtung des Lagers gesehen einen Hinterschnitt darstellt, wobei die mindestens zwei Kunststoff-Formteile durch in-situ-Spritzgießen mit dem Lagerträger verbunden sind, wobei die mindestens zwei Kunststoff-Formteile in die mindestens eine nutförmige Vertiefung so eingreifen, dass das Lager und der Lagerträger relativ zueinander axial und radial festgelegt sind, und wobei die nutförmige Vertiefung eine Nut ist, die zur standardmäßigen Aufnahme einer Lagerdichtung vorgesehen ist.

Der Lagerträger wird dabei gegebenenfalls mit Ausnehmungen zur Fixierung des Kunststoff-Formteils in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt und das Kunststoff-Formteil dann angespritzt.

Eine besondere Wirtschaftlichkeit ergibt sich dadurch, dass als nutförmige Vertiefung, in die die Kunststoff-Formteile eingreifen, eine Nut in einem Lagerring verwendet wird, die dort standardmäßig vorhanden ist und die normalerweise zur Aufnahme einer Lagerdichtung dient.

Gemäß einer ersten Weiterbildung ist vorgesehen, dass mehrere, vorzugsweise mindestens drei, Kunststoff-Formteile auf einer Kreisbahn auf dem Lagerträger angeordnet sind und sich jeweils über einen Umfangsabschnitt der Kreisbahn erstrecken. Die Kunststoff-Formteile können dabei äquidistant auf der Kreisbahn angeordnet sein.

Die Kunststoff-Formteile können weiterhin alternativ oder additiv an einer Seite des Lagerträgers oder an der radial innenliegenden Seite einer Bohrung oder Aussparung im Lagerträger angeordnet sein.

Der Lagerträger hat mit Vorteil eine im wesentlichen ebene Kontur.

Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die mindestens eine nutförmige Vertiefung im Außenring des Lagers angeordnet ist.

Eine weitere montagetechnisch günstige Ausgestaltung sieht vor, dass das Kunststoff-Formteil einen als Schnappnase ausgebildeten Abschnitt aufweist, der in die nutförmige Vertiefung eingreift.

Die vorgeschlagene Lageranordnung zeichnet sich dadurch aus, dass sie sehr leicht und damit preiswert herzustellen und zu montieren ist.

Insbesondere kann in einem verketteten Prozess vorgesehen werden, dass zunächst die Kunststoff-Formteile am Lagerträger angespritzt und anschließend – nach Aushärtung des Kunststoffmaterials – die Verbindung mit dem Lager vorgenommen wird.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 den Schnitt durch eine Lageranordnung mit Lager und Lagerträger,
2 die Seitenansicht des Lagerträgers (Blick auf den Lagerträger von der linken Seite gemäß 1),
3 eine erste alternative Ausbildung der Lageranordnung,
4 eine weitere alternative Ausbildung der Lageranordnung,
5 eine weitere alternative Ausbildung der Lageranordnung und
6 eine letzte alternative Ausbildung der Lageranordnung.
In 1 ist eine Lageranordnung 1 dargestellt, die ein Lager 2 (Wälzlager) sowie einen Lagerträger 3 aufweist, die bleibend miteinander verbunden sind.
Wie aus der Seitenansicht des Lagerträgers 3 gemäß 2 hervorgeht, weist der Lagerträger 3 eine Bohrung 14 auf, die für den Durchtritt einer Welle dient, die durch das Lager 2 gelagert wird. Um die Bohrung 14 herum ist in 2 eine Kreisbahn 8 skizziert, entlang der eine Anzahl Kunststoff-Formteile 4 angeordnet sind. D.h., im Ausführungsbeispiel befinden sich sechs Kunststoff-Formteile 4 entlang des Umfangs der Kreisbahn 8 in äquidistantem Abstand, wobei jedes Kunststoff-Formteil 4 im Querschnitt die in 1 dargestellte Form aufweist.
Im Lagerträger 3 sind Ausnehmungen 15 (siehe 1) eingearbeitet, in die in einem in-situ-Spritzgießprozess die Kunststoff-Formteile 2 eingespritzt werden. Jedes Kunststoff-Formteil 4 weist in seinem Endbereich einen Vorsprung 16 auf, der in montiertem Zustand der Lageranordnung 1 in eine nutförmige Vertiefung 7 in einem der Teile 11 oder 12 des Lagers 2 eingreift. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 befindet sich die nutförmige Vertiefung 7 auf der radialen Innenfläche 6 des Lageraußenrings 11.
Bei der nutförmigen Vertiefung 7 kann es sich um eine Ringnut handeln, die standardgemäß im Lager 2 angeordnet ist und normalerweise zur Aufnahme einer Lagerdichtung dient. Wie aus 1 hervorgeht, ergibt sich nach Einschnappen des Vorsprungs 16 des Kunststoff-Formteils 4 in die nutförmige Vertiefung 7 im Lager 2 zwischen Lager 2 und Lagerträger 3 eine solche Verbindung, dass Lager 2 und Lagerträger 3 sowohl in axialer Richtung A als auch in radialer Richtung R relativ zueinander festgelegt und ausgerichtet sind.
Wie weiter am Ausführungsbeispiel gemäß 1 gesehen werden kann, erstrecken sich die Kunststoff-Formteile 4 aus der Seite 9 des Lagerträgers 3 heraus und ragen in Richtung Außenring 11 des Lagers 2.
Alternative Ausgestaltungen der Lageranordnung sind in den 3 bis 6 skizziert. All diesen Ausgestaltungen ist – im Unterschied zur Lösung gemäß 1 und 2 – gemeinsam, dass hier die nutförmige Vertiefung 7 zwar auch wieder im Außenring 11 des Lagers 2 angeordnet ist, hier jedoch in der radialen Außenfläche 5 des Außenrings 11.
In 3 ist zu sehen, wie das Kunststoff-Formteil 4 in einer Öffnung 10 im Lagerträger 3 so angeordnet ist, dass es sich radial nach innen erstreckt. Bei der Öffnung 10 handelt es sich um eine Ausstanzung, die im letzten Bereich (rechts) einen sich konisch vergrößernden Stanzausbruch aufweist. Aufgrund seiner Kontur ragt das Kunststoff-Formteil 4 in die korrespondierend ausgebildete nutförmige Vertiefung 7 im Außenring 11 des Lagers 2 und legt damit den Lagerträger 3 relativ zum Lager 2 radial und axial fest.
Die Varianten gemäß der Ausführungsbeispiele, die in den 4 bis 6 dargestellt sind, stellen darauf ab, dass das Kunststoff-Formteil 4 eine Schnappverbindung zwischen Lager 2 und Lagerträger 3 bewerkstelligt. Hierzu bildet ein äußerer Abschnitt des Kunststoff-Formteils 4 eine Schnappnase 13, die in die nutförmige Vertiefung 7 bzw. in einen Teil dieser Vertiefung einschnappt und damit den Verbund zwischen Lager 2 und Lagerträger 3 herstellt.
Sowohl für die Ausbildung der Schnappnase 13 als auch der Anordnung des Kunststoff-Formteils 4 im Lagerträger 3 sind verschiedene Möglichkeiten denkbar, wie die 4, 5 und 6 illustrieren.
Wie bereits erwähnt, erstrecken sich die einzelnen Kunststoff-Formteile 4 jeweils über einen Umfangsabschnitt der Kreisbahn 8 und wirken dort mit der nutförmigen Vertiefung 7 im Lagerring 11 zusammen.
Zur Herstellung eines besonders stabilen Verbundes zwischen Lager 2 und Lagerträger 3 kann vorgesehen werden, dass der Lagerträger 3 so ausgebildet ist, dass er in den Umfangsbereichen, die nicht von den Kunststoff-Formteilen 4 abgedeckt werden, eine Fläche, Vorsprünge oder Fortsätze aufweist, die zur seitlichen und/oder radialen Anlage am Lagerring 11 dienen und so durch die höhere Festigkeit des in der Regel aus Metall bestehenden Lagerträgers 3 einen stabilen Verbund herstellen; die Kunststoff-Formteile 4 dienen dann weitgehend lediglich dem Zusammenhalt von Lager 2 und Lagerträger 3, während die Kräfte im wesentlichen durch den – metallischen – Lagerträger 3 auf das Lager 2 bzw. umgekehrt übertragen werden. Danach werden die Kunststoff-Formteile 4 also lediglich partiell über den Umfang vorgesehen, während im restlichen Umfangsbereich der Lagerträger 3 das Lager 2 direkt kontaktiert.
Die Herstellung und Montage der Lageranordnung kann sehr ökonomisch ausgestaltet werden. Hierbei kann eine mit einer Spritzgießmaschine verkettete Montagelinie zum Einsatz kommen. Da die Hauptzeit des Anspritzens der Kunststoff-Formteile 4 an den Lagerträger 3 stets länger ist als die Montage selber, fallen für den Montageprozess keine zusätzlichen Hauptzeiten an, was bedeutet, dass das Personal der Spritzgießmaschine die Montage vornehmen kann, einschließlich aller notwendigen Abschlussarbeiten, wie Reinigen, Endkontrolle, Verpacken usw. Hierdurch können Personalkosten reduziert werden.

1: Lageranordnung
2: Lager
3: Lagerträger
4: Kunststoff-Formteil
5: radiale Außenfläche des Außenrings
6: radiale Innenfläche des Außenrings
7: nutförmige Vertiefung
8: Kreisbahn
9: Seite des Lagerträgers
10: Öffnung im Lagerträger
11: Außenring des Lagers
12: Innenring des Lagers
13: Schnappnase
14: Bohrung
15: Ausnehmung
16: Vorsprung
A: axiale Richtung
R: radiale Richtung

Claims

Lageranordnung (1) bestehend aus einem Lager (2) und einem Lagerträger (3), wobei der Lagerträger (3) zur Festlegung an einem Maschinenteil ausgebildet ist und wobei das Lager (2) mit dem Lagerträger (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Lagerträger (3) mindestens zwei Kunststoff-Formteile (4) bleibend angeordnet sind, die sich jeweils über einen vorgegebenen Abschnitt erstrecken, und dass das Lager (2) an einer zylindrischen Fläche (5, 6) mit radial nach außen oder innen gerichteter Oberflächennormale mindestens eine nutförmige Vertiefung (7) aufweist, die zumindest teilweise in axialer Richtung (A) des Lagers (2) gesehen einen Hinterschnitt darstellt, wobei die mindestens zwei Kunststoff-Formteile (4) durch in-situ-Spritzgießen mit dem Lagerträger (3) verbunden sind, wobei die mindestens zwei Kunststoff-Formteile (4) in die mindestens eine nutförmige Vertiefung (7) so eingreifen, dass das Lager (2) und der Lagerträger (3) relativ zueinander axial (A) und radial (R) festgelegt sind, und wobei die nutförmige Vertiefung eine Nut ist, die zur standardmäßigen Aufnahme einer Lagerdichtung vorgesehen ist.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, vorzugsweise mindestens drei, Kunststoff-Formteile (4) auf einer Kreisbahn (8) auf dem Lagerträger (3) angeordnet sind und sich jeweils über einen Umfangsabschnitt der Kreisbahn (8) erstrecken.
Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff-Formteile (4) äquidistant auf der Kreisbahn (8) angeordnet sind.
Lageranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff-Formteile (4) an einer Seite (9) des Lagerträgers (3) angeordnet sind.
Lageranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff-Formteile (4) an der radial innenliegenden Seite einer Öffnung (10) im Lagerträger (3) angeordnet sind.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerträger (3) eine im wesentlichen ebene Kontur aufweist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine nutförmige Vertiefung (7) im Außenring (11) des Lagers (2) angeordnet ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff-Formteil (4) einen als Schnappnase (13) ausgebildeten Abschnitt aufweist, der in die nutförmige Vertiefung (7) eingreift.