DE112005002963T5 - Lagereinheit mit einem Blechelement - Google Patents

Lagereinheit mit einem Blechelement Download PDF

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Abstract

Lagereinheit, umfassend eine Wälzlagerung (1) mit wenigstens zwei Ringen (2, 3), von denen jeder mit wenigstens einer Laufbahn ausgebildet ist, mit wenigstens einem Satz von Wälzkörpern (4, 5), die die Laufbahnen berühren, und mit wenigstens einem rohrartigen Blechelement (14), das mit einem der Ringe (2, 3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechelement (14) wenigstens einen Befestigungsabschnitt (16, 24) mit nicht-kreisförmigem Querschnitt umfasst, der an einem Gegenabschnitt mit entsprechendem nicht-kreisförmigen Querschnitt angebracht ist, der einem der Ringe (2, 3) zugehört oder damit verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lagereinheit, umfassend eine Wälzlagerung mit wenigstens zwei Ringen, von denen jeder mit wenigstens einer Laufbahn ausgebildet ist, mit wenigstens einem Satz von Wälzkörpern, die die Laufbahnen berühren, und mit wenigstens einem rohrartigen Blechelement, das mit einem der Ringe verbunden ist.
  • Eine derartige Lagereinheit ist beispielsweise aus der US 3,860,301 bekannt, wobei diese Lagereinheit gemäß dem Stand der Technik Blechelemente umfasst, die untereinander verbunden sind, wobei die Blechelemente als Lagerringe ausgebildet sind, die mehrere Reihen von Wälzkörpern umschließen.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Blechelemente mit dem Ziel zu schaffen, der Lagereinheit weitere mechanische Eigenschaften hinzuzufügen, wie ein Erhöhen der Festigkeit und/oder der Steifigkeit der Lagereinheit. Weiterhin ist es erwünscht, durch solch ein Blechelement die Übertragung von Kräften und/oder Drehmomenten zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Blechelement wenigstens einen Befestigungsabschnitt mit nicht-kreisförmigem Querschnitt umfasst, der an einem Gegenabschnitt mit entsprechendem nicht-kreisförmigen Querschnitt befestigt ist, der einem der Ringe zugehört oder damit verbunden ist.
  • Der nicht-kreisförmige Abschnitt des Blechelements kann dabei mehreren Funktionen dienen. Zum einen kann er das Lager, mit dem er verbunden ist, zusätzlich versteifen. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass das Blechelement beispielsweise mit einem dreieckförmigen Querschnitt ausgebildet ist. Weiterhin kann die nicht-kreisförmige Form dem Übertragen eines Drehmoments dienen. In diesem Zusammenhang kann der Gegenabschnitt einer Kappe zugehören, die mit einem Inneren der Ringe verbunden ist.
  • Gemäß der Erfindung kann das Blechelement einen kreisförmigen Abschnitt umfassen, der dem Innenmantel des Inneren der Ringe gegenüberliegt und einen nicht-kreisförmigen Abschnitt, der presssitzartig in einer entsprechenden nicht-kreisförmigen Höhlung einer Kappe befestigt ist. Zusätzlich kann dabei auch der kreisförmige Abschnitt des Blechelements presssitzartig im inneren Ring befestigt sein.
  • Weiterhin kann das Blechelement eine Stirnwand umfassen, die ein axiales Ende eines rohrartigen Abschnitts verschließt. In diesem Fall können die Kappe und die Stirnwand beispielsweise durch eine Schrauben/Mutter-Verbindung miteinander verbunden sein.
  • Die nicht-kreisförmige Form des Blechelements kann dabei unterschiedliche Ausbildungen annehmen. Bevorzugt umfasst dabei der Querschnitt des nicht-kreisförmigen Abschnitts drei geradlinige Wandbereiche, die gegeneinander angewinkelt sind.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Lagereinheit gemäß der Erfindung mit einem Gleichlaufgelenk versehen sein, das mit dem Blechelement verbunden ist oder dieses umfasst. Dabei ist offensichtlich, dass ein Übertragen des Antriebsdrehmoments auf den zum Drehen vorgesehenen Lagerring in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle spielt. Bevorzugt umfasst dafür das Gleichlaufgelenk einen Achsschenkel mit nicht-kreisförmigem Querschnitt, wobei der Achsschenkel presssitzartig in einer entsprechend geformten Höhlung des rohrartigen Blechelements befestigt ist. Dabei wird durch die nicht-kreisförmige Form des Achsschenkels des Gleichlaufgelenks und des Blechelements besagtes Drehmomentübertragen sichergestellt.
  • Gemäß einer besonderen Ausgestaltung umfasst der Achsschenkel eine Schulter, an der ein Ende des rohrartigen Blechelements anliegt. Der Achsschenkel kann dabei mit einer Gewindebohrung und die Endkappe mit einer entsprechenden Öffnung ausgebildet sein, so dass die Kappe, das Blechelement und der Achsschenkel durch eine durch die Öffnung und in die Gewindebohrung passende Schraube zusammengezogen werden können.
  • Gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist das Blechelement als integrierter Abschnitt des Gleichlaufgelenks ausgebildet und besagter Abschnitt nicht-kreisförmigen Querschnitts ist presssitzartig in einer entsprechenden nicht-kreisförmigen Höhlung der Kappe befestigt.
  • Zur Befestigung oder Verbindung von einigen der vorgenannten Bauelemente, insbesondere dem Flansch der Kappe und den Flanschen der Ringe, gibt es mehrere Möglichkeiten. Diese umfassen mechanische Mittel, beispielsweise Nieten, Leistungsschweißen, Laserschweißen, Punktschweißen oder Kleben, auch Kaltwalz- oder Taumelnietverfahren können angewendet werden, um die Wälzlagerbereiche abzuschließen oder die Lagerteile zu verbinden. Die verwendeten Materialien können metallisch oder nichtmetallisch sein. Diese umfassen dabei zusammengesetzte Materialien, Pulvermaterialien oder Kombinationen davon. Dabei hängt das Verbinden oder Befestigen natürlich vom jeweils verwendeten Material ab.
  • Die Erfindung wird im Folgenden näher anhand mehrerer in den Figuren dargestellter Ausführungsformen beschrieben.
  • 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Lagereinheit mit einem Blechelement gemäß der Erfindung.
  • 2 zeigt einen Querschnitt gemäß der Linie II-II in der 1.
  • 3 zeigt eine Lagereinheit, umfassend ein Gleichlaufgelenk mit einem Blechelement gemäß der Erfindung.
  • 4 zeigt einen Querschnitt gemäß der Linie IV-IV der 3.
  • 5 zeigt einen Querschnitt gemäß der Linie V-V der 3.
  • 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Lagereinheit.
  • 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Lagereinheit mit einem Gleichlaufgelenk.
  • Die in der 1 dargestellte Lagereinheit umfasst eine Wälzlagerung 1, die einen inneren Ring 2 mit einer zylindrischen Höhlung und einem äußeren Ring 3 umfasst. Zwischen den Ringen 2, 3 sind zwei Reihen von Kugeln 4, 5 angeordnet. Diese Kugeln sind untereinander durch einen Käfig 6 auf Abstand gehalten.
  • Der innere Ring 2 umfasst einen nach außen auskragenden Flansch 8, an dem eine Kappe 7 mittels Nieten 9 befestigt ist. Alternativ kann ein Leistungsschweißen, beispielsweise ein Laser- oder Punktschweißen angewandt werden. Die Kappe umfasst einen Flanschabschnitt 10 und ein Gegenstück 11 mit nicht-kreisförmigem Querschnitt, wie in 2 dargestellt. Dieser nicht-kreisförmige Querschnitt umfasst drei geradlinige Wandabschnitte 12, die miteinander über gebogene Abschnitte 13 verbunden sind.
  • Gemäß der Erfindung ist ein Blechelement 14 vorgesehen, das einen zylindrischen Abschnitt 15 und einen nicht-zylindrischen Abschnitt 16 umfasst, der die geradlinigen Wandbereiche 17 und die gebogenen Wandbereiche 18 umfasst. Wie die 2 zeigt, ist dieser nicht-zylindrische Abschnitt 16 presssitzartig im Gegenstück 11 der Endkappe 7 befestigt.
  • Weiterhin ist der zylindrische Abschnitt 15 des Blechelements presssitzartig im inneren Ring 2 befestigt. Dadurch wird ein Versteifungseffekt für die Lagereinheit erzielt.
  • In der in der 3 dargestellten Ausführungsform ist die Lagereinheit mit einem Gleichlaufgelenk 19 kombiniert. Das Gleichlaufgelenk 19 umfasst dabei eine Reihe von Kugeln 20, einen Käfig 21 und ein inneres Ringelement 22. Weiterhin ist das äußere Ringelement 23 mit einem Achsschenkel 24 nicht-kreisförmigen Querschnitts versehen, wie in 5 dargestellt. Besagter nicht-kreisförmiger Querschnitt ist dabei durch geradlinige Wandbereiche 25 gebildet, welche untereinander durch gebogene Wandbereiche 26 verbunden sind.
  • In dieser Ausgestaltung ist das Blechelement 14 über seine gesamte Länge mit einer prismatischen bzw. dreieckartigen Form ausgebildet, wie dies in den Querschnitten der 4 und 5 dargestellt ist. Dabei sind die geradlinigen Wandbereiche 17 des Blechelements 14 einerseits presssitzartig innerhalb der geradlinigen Wandabschnitte 12 der Kappe 7 (4) angeordnet und andererseits umschließen die geradlinigen Wandbereiche 17 und die gebogenen Wandbereiche 18 des Blechelements 14 presssitzartig entsprechende Wandbereiche 25, 26 des Achsschenkels 24 des Gleichlaufgelenks 19 (5).
  • Mittels einer Schraube 34, die sich durch das Loch 33 in der Kappe 7 erstreckt und in die Gewindebohrung 32 des Achsschenkels 24 eingeschraubt ist, ist das Blechelement 14 fest zwischen der Kappe 7 und der Schulter 31 des Achsschenkels 24 des Gleichlaufgelenks 19 gehalten.
  • Somit dient in dieser Ausgestaltung das Blechelement 14 als Drehmomentübertragungsmittel zum Übertragen des Antriebsmoments vom Gleichlaufgelenk 19 auf die Kappe 7 und den inneren Ring 2 der Lagereinheit 1.
  • Die Ausgestaltung gemäß 6 zeigt eine Lagereinheit, umfassend einen inneren Ring 2 und einen äußeren Ring 3. Der äußere Ring 3 ist dabei in einem äußeren Blechelement 26 angeordnet, an das die Kappe 7 mittels Nieten 9 befestigt ist. Diese Kappe hat wiederum einen nicht-kreisförmigen Abschnitt 11 und einen Flansch 10. Innerhalb des nicht-kreisförmigen Abschnitts 11 ist ein entsprechend geformter, nicht-kreisförmiger Befestigungsabschnitt 27 eingepasst, der mittels einer Schrauben-Gewindebohrung-Verbindung 28 die Achse 29 fest mit dem inneren Ring 2 der Lagereinheit 1 verbindet.
  • In der Ausgestaltung der 7 ist der nicht-kreisförmige Achsschenkel 24 des Gleichlaufgelenks 19 direkt und presssitzartig im entsprechend geformten, nicht-kreisförmigen Gegenstück 11 der Kappe 7 befestigt, die mit dem inneren Ring 2 der Lagereinheit 1 verbunden ist.
  • Die Lagereinheit gemäß der Erfindung findet dabei in vielen unterschiedlichen Gebieten Anwendung. Sie ist dabei sowohl in Straßen- als auch Geländefahrzeugen, schienengebundenen Fahrzeugen usw. anwendbar. Insbesondere ist die Lagereinheit geeignet für die Radlagerung von Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Anhängern, Zügen, Motorrädern und Industrieanwendungen. Die Lagereinheit kann beispielsweise in Getrieben oder als Lagereinheit in Antriebssystemen, Wasserpumpen usw. verwendet werden. Weiterhin ist ein modularer Aufbau möglich.
  • Zusammenfassung
  • Lagereinheit mit einem Blechelement
  • Eine Lagereinheit umfasst eine Wälzlagerung (1) mit wenigstens zwei Ringen (2, 3), von denen jeder mit wenigstens einer Laufbahn ausgebildet ist, mit wenigstens einem Satz von Wälzkörpern (4, 5), die die Laufbahnen berühren, und mit wenigstens einem rohrartigen Blechelement (14), das mit einem der Ringe (2, 3) verbunden ist. Das Blechelement (14) umfasst wenigstens einen Befestigungsabschnitt (16, 24) mit nicht-kreisförmigem Querschnitt, der an einem Gegenabschnitt mit entsprechendem nicht-kreisförmigen Querschnitt befestigt ist, der einem der Ringe (2, 3) zugehört oder damit verbunden ist.

Claims (24)

  1. Lagereinheit, umfassend eine Wälzlagerung (1) mit wenigstens zwei Ringen (2, 3), von denen jeder mit wenigstens einer Laufbahn ausgebildet ist, mit wenigstens einem Satz von Wälzkörpern (4, 5), die die Laufbahnen berühren, und mit wenigstens einem rohrartigen Blechelement (14), das mit einem der Ringe (2, 3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechelement (14) wenigstens einen Befestigungsabschnitt (16, 24) mit nicht-kreisförmigem Querschnitt umfasst, der an einem Gegenabschnitt mit entsprechendem nicht-kreisförmigen Querschnitt angebracht ist, der einem der Ringe (2, 3) zugehört oder damit verbunden ist.
  2. Lagereinheit nach Anspruch 1, wobei der Gegenabschnitt (11) Teil einer Kappe (7) ist, die mit dem inneren der Ringe (2) verbunden ist, und das Blechelement (14) sich durch den inneren Ring (2) hindurch erstreckt.
  3. Lagereinheit nach Anspruch 2, wobei das Blechelement (14) einen kreisförmigen Abschnitt (15), der einer inneren Oberfläche des inneren Rings (2) gegenüberliegt, und einen nicht-kreisförmigen Abschnitt (16) umfasst, der in einen entsprechenden nicht-kreisförmigen hohlen Abschnitt (11) der Kappe (7) presssitzartig befestigt ist.
  4. Lagereinheit nach Anspruch 3, wobei der kreisförmige Abschnitt (16) des Blechelements (14) im inneren Ring (2) presssitzartig befestigt ist.
  5. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, wobei das Blechelement (14) eine Stirnwand (30) umfasst.
  6. Lagereinheit nach Anspruch 5, wobei die Kappe (7) und die Stirnwand (30) des Blechelements (14) miteinander verbunden sind, insbesondere durch eine Schrauben/Mutter-Verbindung.
  7. Lagereinheit nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Querschnitt des nicht-kreisförmigen Abschnitts (16) mehrere, insbesondere drei plane Wandbereiche (17) umfasst, die gegeneinander angewinkelt sind.
  8. Lagereinheit nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Lagereinheit ein Gleichlaufgelenk (19) umfasst, das mit dem Blechelement (14) verbunden ist oder dieses umfasst.
  9. Lagereinheit nach Anspruch 8, wobei das Gleichlaufgelenk (19) einen Achsschenkel (24) mit einem Abschnitt nicht-kreisförmigen Querschnitts umfasst, der in einem entsprechend geformten Bereich im rohrförmigen Blechelement (14) presssitzartig befestigt ist.
  10. Lagereinheit nach Anspruch 9, wobei der Achsschenkel (24) eine Schulter (31) umfasst, an der ein Ende des rohrförmigen Blechelements (14) anliegt.
  11. Lagereinheit nach Anspruch 10 bei Abhängigkeit von einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Achsschenkel (24) eine Gewindebohrung (32) und die Kappe (7) eine damit übereinstimmende Öffnung (33) umfasst, wobei die Kappe, das Blech element (14) und der Achsschenkel (24) durch eine durch die Öffnung (33) in die Gewindebohrung (32) passende Schraube (34) zusammengezogen sind.
  12. Lagereinheit nach Anspruch 8 bei Abhängigkeit von Anspruch 3, wobei das Blechelement (14) als integrierter Abschnitt des Gleichlaufgelenks (19) ausgebildet ist und der Abschnitt (14) nicht-kreisförmigen Querschnitts presssitzartig in einer entsprechenden nicht-kreisförmigen Höhlung (11) der Kappe (7) befestigt ist.
  13. Lagereinheit nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Wälzlagerung als eine zweireihige Schrägwälzlagerung ausgebildet ist.
  14. Lagereinheit nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Wälzkörper Kugeln, Rollen oder eine Kombination davon umfassen.
  15. Lagereinheit nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Laufbahnen der Wälzelemente unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
  16. Lagereinheit nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Lagereinheit lebensdauer-fettgeschmiert und -abgedichtet ist.
  17. Lagereinheit nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die verwendeten Materialien metallisch, nichtmetallisch, zusammengesetzt, pulvergepresst oder Kombinationen daraus sind.
  18. Lagereinheit nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Sensoreinrichtung integriert oder angebaut ist, zum Messen oder Überwachen der Last, von Temperatur, der Umdrehungsgeschwindigkeit, von Vibrationen, des Reifendrucks und/oder des Antriebsmoments.
  19. Lagereinheit nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Sensor in Kombination mit einem Übertrager zum Übertragen von Energie und Daten vorgesehen ist.
  20. Lagereinheit nach Anspruch 19, wobei der Übertrager in die Lagereinheit integriert oder daran angebaut ist.
  21. Lagereinheit nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei ein zum Drehen vorgesehener innerer Ring oder zum Drehen vorgesehener äußerer Ring vorgesehen ist.
  22. Lagereinheit nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei ein Zahnrad mit wenigstens einem der Ringe verbunden ist.
  23. Lagereinheit nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei Verbindungstechniken verwendet sind, umfassend mechanische Mittel, beispielsweise Nieten, oder Leistungsschweißen, beispielsweise Laserschweißen oder Punktschweißen, Kaltwalzen, Kalttaumelnieten, Kleben oder Kombinationen dieser Techniken in Abhängigkeit von den verwendeten Materialien.
  24. Lagereinheit nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei einer der Ringe (21) eine zylindrische Höhlung aufweist.
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