WO2012159779A1 - Wälzlageranordnung mit formschluss unterstützendem verspannungsmittel - Google Patents

Wälzlageranordnung mit formschluss unterstützendem verspannungsmittel Download PDF

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WO2012159779A1
WO2012159779A1 PCT/EP2012/052477 EP2012052477W WO2012159779A1 WO 2012159779 A1 WO2012159779 A1 WO 2012159779A1 EP 2012052477 W EP2012052477 W EP 2012052477W WO 2012159779 A1 WO2012159779 A1 WO 2012159779A1
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ring
locking
rolling bearing
rolling
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PCT/EP2012/052477
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Carlos RUEDI
Alexandre Camilo
Osmar DE MATOS
Marco Aurelio Graciano
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • B60B27/001—Hubs with roller-bearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • Y10T29/49682—Assembling of race and rolling anti-friction members

Definitions

  • the invention relates to a rolling bearing assembly, in particular a Radla- geran extract, with a screwed onto a first carrier bracing means, wherein the first carrier has a cylindrical part for receiving a bearing ring and an adjacent to the cylindrical portion axial surface.
  • A1 double-row tapered roller bearings which have one-piece and two-piece inner rings and by means of a clamping screw with an axial force can be prestressed.
  • the torque must be selected correctly to establish bearing preload for optimum operation or life.
  • the inner ring is made in one piece or the inner rings are held together by an adapter ring or in a similar manner, because this pre-installation is possible, the This leads to the bearing manufacturer already factory close the bearings and can seal. This leads to a longer service life and avoids errors or improper installation. At the same time, the customer benefits from a longer manufacturer's warranty.
  • the object of the invention is therefore to develop a pre-installable rolling bearing assembly such that a possible maintenance-free and easy to install rolling bearing assembly can be specified.
  • the object is achieved by a rolling bearing arrangement of the type mentioned above in that the bearing ring between the axial surface and the Verspannm mediate is acted upon with an axial force, both the bracing means, and the first carrier means for producing a mutual positive connection in the direction of rotation.
  • the positive fit ensures that no subsequent loosening of the rolling bearing assembly occurs and furthermore easy to manufacture.
  • the tensioning means may in particular be a nut, which is guided in an external thread of the first carrier.
  • the first support can be, for example, a journal or an adapter ring which allows components of the rolling bearing to be held together axially and radially, so that the components of the rolling bearing are captive in a pre-installed state. Such an adapter ring can be mounted with the preloaded roller bearing on the journal.
  • the first carrier can also be further components of the Take rolling bearing, which can be braced axially to each other.
  • the tension on the one hand serve to fasten a roller bearing only on the cylindrical part of the first carrier.
  • the rolling bearing it is also possible for the rolling bearing to be braced in this manner for its operation, wherein the rolling elements are braced with one another via the rolling bearing bearing rings, for example in an O or X arrangement.
  • At least the cylindrical part of the first carrier is arranged concentrically to the axis of rotation of the rolling bearing assembly or can be arranged. The terms axial and radial refer to this axis of rotation.
  • the first carrier may also have additional functions, such as, for example, the bearing of a bearing seal for sealing the bearing interior, or the formation of a seal seat for the bearing seal, preferably radially outward, in the vicinity of the axial surface.
  • Both the Verwoodsm mediate and the first carrier have means for producing a mutual positive connection in the direction of rotation.
  • Such means may be grooves, lugs, pins or the like, in particular locking lugs, locking grooves. Since the tensioning means can be screwed onto the first carrier, it is already guided in the circumferential direction, as well as in the axial direction by an external thread of the first carrier.
  • the mutual positive connection between the first carrier and the tensioning means prevents the movement in the circumferential direction and thus also the movement in the axial direction.
  • the mutual positive connection can be produced directly between the tensioning means and the first carrier. In this case, no distinction is made between the wearer and the used agent-acting part. This keeps the variety of components low and the installation process simple.
  • the means for producing the positive connection must be able to be latched into this latching groove.
  • the locking groove may be designed such that only in one circumferential direction a positive connection is ensured, but not in the second circumferential direction.
  • the clamping means such as a bracing nut, can only be rotated in one circumferential direction.
  • This circumferential direction could advantageously be the direction of rotation for increasing the axial force so that the tensioning means can not become loose.
  • At least one latching lug of the tensioning means is movable under self-locking elastic or radial prestressing or by means of plastic deformation in the locking groove extending in the axial direction.
  • a self-locking latch is a very easy to use solution, especially if this has a detent only for the counter-rotating direction.
  • the positive connection is made manually or by tool by bending a locking lug.
  • the precision requirements are lower.
  • the mutual positive connection between Verthesesm mediate and the first carrier is indirectly produced via a locking disc.
  • the locking disk also has medium for positive engagement with the first carrier and the Veritatism mediate. It is advantageous on the latching disk that its means for producing a positive fit are exclusively engaging means, such as latching noses, hooks and / or trailing formations, which can easily be produced by, for example, a stamping operation.
  • This is both the first Carrier as well as the Verspannm means provided only means in which can be intervened, such as grooves, recesses and / or holes. Since both the first carrier and the clamping means are usually machined, grooves, recesses and holes are easier and can be produced with less material consumption.
  • At least one locking lug under elastic, axial bias voltage self-locking or by means of plastic deformation in a running in the axial direction locking groove movable.
  • a possible detent disk can be arranged axially adjacent to the tensioning means in order to bias its detent nose or detent lugs axially with respect to the tensioning means.
  • the positive connection with the first carrier is established during assembly of the locking disk, for example, by a tooth, pin or nose of the locking disk rests in the locking groove or other groove or recess of the first carrier.
  • the locking disc can be acted upon together with the bearing ring between the axial surface and the tensioning means with an axial force. This ensures a compact construction of the rolling bearing assembly and produces a captive. It is advantageous if the locking disc is movable in the axially extending locking groove of the first carrier. Then it is possible to leave their axial position changed during the bracing process, although the positive engagement in the circumferential direction is already produced.
  • the bearing ring is a spacer, a WälzSystemterrorismbahn having a ring, in particular an inner ring or outer ring of the bearing, or a second carrier.
  • Spacers can be used to axially position rings with rolling element raceways.
  • the number of rolling element raceways having rings is determined by the type of rolling bearing, four rings, each with a WälzSystemlaufbahn are conceivable, for example, in a double-row roller bearing, unless several WälzSystemterrorismterrorismen are formed on a ring.
  • a rolling body raceway for at least one row of rolling elements could be formed on the first carrier.
  • the second carrier for the axial clamping of components of a multi-part roller bearing, in particular wheel bearing provided.
  • the second carrier has the function of an adapter ring which holds the rolling bearing of the rolling bearing assembly in a pre-installed state.
  • the operating-required bias voltage could already be present, or alternatively be established only by the tensioning means on the first carrier during the tensioning.
  • FIG. 1 shows a first embodiment with a double-row wheel bearing for commercial vehicles based on tapered rollers
  • FIG. 2 the wheel bearing of FIG. 1 enlarged
  • FIG. 3 a detail of FIG.
  • Fig. 4 shows the biasing mechanism with positive locking of Figure 3 in three-dimensional view
  • Fig. 5 shows a second embodiment of a rolling bearing assembly with
  • FIG. 7 shows a third embodiment of a roller bearing assembly with two locking discs
  • FIG. 8 the rolling bearing arrangement from FIG. 7 in a three-dimensional representation
  • FIG. a fourth embodiment of a rolling bearing assembly with conventionally braced, pre-installed bearings the rolling bearing assembly of FIG. 9 in three-dimensional view
  • a fifth embodiment with two directly form-locking latching clamping nuts the rolling bearing assembly of FIG. 10 in three-dimensional view
  • a sixth embodiment with a in the adapter ring integrated tension nut the rolling bearing assembly of FIG. 13 in three-dimensional representation
  • a seventh embodiment with aligned grooves the rolling bearing assembly of FIG. 15 in three-dimensional view
  • Figures 1 to 4 show a first embodiment with a double-row wheel bearings for commercial vehicles based on tapered rollers 12.
  • the adapter ring 25 carries the inner rings 17 and the spacer 1 1, and radially outwardly the axial designed as a cartridge seal bearing seal for protection against foreign particles entering the rolling space could reach the camp.
  • the bracing ring 23 is fixed by means of a press fit on the adapter ring 25 and builds up an axial force which maintains the preload of the rolling bearing in 0-arrangement.
  • the bias extends over the voltage applied to the tension ring 23 inner ring 17 via the rolling elements 17 on the outer ring 20 to be transmitted via the rotatable hub again to the other outer ring 20 via the rolling elements 17 on the associated inner ring.
  • This is supported on the axial surface 33 of the adapter ring 22, which closes the circle in the clamping ring 23 seated thereon.
  • the spacer ring 1 1 can serve as a backup, which can absorb very high axial forces between the inner rings 17. Otherwise, the spacer ring 1 1 in the pre-installation of the rolling bearing on the wheel hub 21 is useful.
  • the tension ring 23 also performs the function of the sealing seat of the cartridge seal 14, which in addition to the usual sealing function prevents the outflow of the lubricant (such as grease), similar to the grease retaining plate 24, the fat at the distribution in Wälzlager- space between the rows of rolling elements 12th
  • the preinstalled state is reached when the tapered roller bearing is tensioned and sealed, ie that the wheel hub 21, the seals 14, the clamping ring 23 and the adapter ring 22 are arranged in the sense of a rolling bearing operation.
  • the customer does not have to assemble the rolling bearing, in this case the wheel bearing, which makes it possible to grease at the factory and, due to a lack of external influence, a longer service life of the bearing.
  • the sealing O-rings 16 are arranged on this and the adapter ring 22 together with rolling bearing and hub 21 on the cylindrical part of the pivot pin 18, which is mainly arranged between the two O-rings 16, attached.
  • the 0-rings have the function of a static seal and thus protect the journal 18, thereby facilitating a later uninstalling.
  • the adapter ring 22 is now clamped by means of the bracing nut 15 thanks to an axial force against the axial surface 25 of the axle journal 18 and thus secured.
  • the bracing nut 15 is guided by an outer thread of the axle journal 18, which acts as a first carrier 18, and can be rotated in the circumferential direction, wherein the latching nose 31 can engage in the locking groove 32.
  • a plurality of locking lugs 31, which are ideally arranged at equal intervals in the circumferential direction, may be formed on the bracing nut 15, in order to ensure an interlocking connection according to the invention in the circumferential direction in the event of incrementally small torque differences.
  • the groove 30 has at least one diametrically arranged counterpart and allows together with this the suit or loosening of the clamping nut 15 with an engaging in the grooves 30 tool.
  • the clamping nut acts as a captive. If the press fit of the bracing ring 23 lost and with this the operational bias of the bearing, so the bracing nut 15 prevents the bracing ring 23 at the axial Abwandern and avoids mechanical failure of the rolling bearing assembly, but at least the flow of (not shown) wheel with hub 21st
  • Figures 5 and 6 show a second embodiment of a rolling bearing assembly with locking lugs 51 having locking disk, which is clamped axially between clamping nut 52 and adapter ring 55.
  • the locking disk is pulled over the axle journal, wherein a guide of the annular locking disk is ensured by the groove 32.
  • the bracing nut 52 is screwed and tightened.
  • the latching lugs 51 engage themselves axially due to an elastic bias in the locking grooves 54 in order to produce the positive connection. This may be due to a short-term stress on the latched latch, e.g. by manual or tool-based actuation, are pressed axially out of the locking groove 54.
  • the O-ring 53 is located in a notch next to the press fit of the tensioning ring 23 in order to protect the interference fit from moisture or rust. This O-ring 53 will also take over this function in some subsequent embodiments.
  • Figures 7 and 8 show a third embodiment of a rolling bearing assembly with two locking discs.
  • the locking disc with locking lug 71 in combination with clamping nut 70 and the locking groove 54 acts according to the locking disc with locking lug 51 in combination with clamping nut 52 and the locking groove 54 is
  • the bracing nut 70 is guided in an external thread of the adapter ring 22, as well as the bracing nut 52 in the outer thread of the axle journal 18th
  • Figures 9 and 10 show a fourth embodiment of a rolling bearing assembly with conventionally braced, pre-installed bearings.
  • the tension ring 90 carries the cassette seal and has two or four outer grooves 92, which are provided for attachment of a tool, as well as the grooves 30 of the clamping nut with the axially projecting locking lugs 31 which can engage radially in locking grooves of the journal.
  • the bracing nut is guided in the external thread of the journal 18 and is located after the proper tightening both the adapter ring 22 and the bracing ring 90 axially and thus secures both the bias of the wheel bearing and secured the adapter ring 22 together with roller bearings, including the wheel hub on the journal 18 ,
  • Fig. 1 1 and 12 show a fifth embodiment with two directly form-locking latching clamping nuts 1 1 1, 15th
  • FIGS. 13 and 14 show a sixth exemplary embodiment with an adapter ring 130 integrated in the bracing nut.
  • the adapter ring 130 is guided by the external thread 132 of the axle journal and also has detents 131 which can radially engage. Since the bearing is preassembled during installation, and the roller bearing mounted adapter ring 130 can be rotated relative to the journal and screwed with this. The wheel hub with outer rings can be held become.
  • FIGS. 15 and 16 show a seventh exemplary embodiment with aligned grooves 151, 152, which engage in a form-locking manner in a locking engagement (not shown) of a locking element, such as a diametrically overlapping clip, in at least two aligned pairs of grooves 151, 152.
  • a locking element such as a diametrically overlapping clip
  • FIGS. 17 and 18 show an eighth exemplary embodiment with a clamping nut integrated in the adapter 170.
  • adapter ring and axle 18 can be screwed.
  • only grooves 153 are present on the adapter ring 170 adjacent to the statically sealing O-ring 53.
  • the pairs of grooves 151, 152 are connected diametrically with each other, however, it is necessary to provide a further attachment to the journal 18, such as fixing by means of a (not shown) screw.
  • the invention relates to a rolling bearing assembly, in particular a wheel bearing assembly, with a screwed onto a first carrier bracing means, wherein the first carrier has a cylindrical portion for receiving a bearing ring and an adjacent to the cylindrical portion axial surface.
  • Detent washer 51 detent

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Abstract

Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Wälzlageranordnung, insbesondere eine Radlageranordnung, mit einem auf einen ersten Träger aufschraubbaren Verspannungsmittel, wobei der erste Träger einen zylindrischen Teil zur Aufnahme eines Lagerringes und eine an den zylindrischen Teil angrenzende Axialfläche aufweist. Mit einem mit einer Axialkraft beaufschlagbaren Lagerring zwischen der axialen Fläche und dem Verspannungsmittel soll die Installation der Wälzlageranordnung vereinfacht werden, wobei sowohl das Verspannungsmittel als auch der erste Träger Mittel zur Herstellung eines gegenseitigen Formschlusses in Drehrichtung aufweisen.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Wälzlageranordnung mit Formschluss unterstützendem Verspannungsmittel
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung, insbesondere eine Radla- geranordnung, mit einem auf einen ersten Träger aufschraubbaren Verspannungsmittel, wobei der erste Träger einen zylindrischen Teil zur Aufnahme eines Lagerringes und eine an den zylindrischen Teil angrenzende Axialfläche aufweist.
Stand der Technik
Hintergrund der Erfindung
Aus De 10 2004 033 669 A1 sind zweireihige Kegelrollenlager bekannt, die einteilige und zweiteilige Innenringe aufweisen und mittels einer Spannschraube mit einer Axialkraft vorspannbar sind. Das Drehmoment muss zur Etablierung der Lagervorspannung korrekt gewählt werden, um optimalen Betrieb bzw. optimale Lebensdauer zu erzielen. Für eine möglichst unkomplizierte Installation eines Wälzlagers, insbesondere Radlagers, ist es vorteilhaft, wenn der Innenring einteilig ausgeführt ist oder die Innenringe durch einen Adapterring oder auf ähnliche Weise zusammengehalten werden, weil hierdurch eine Vorinstallation möglich ist, die dazu führt das der Wälzlagerhersteller bereits werkseitig das Wälzlager schließen, bzw. abdichten kann. Dies führt zu einer längeren Lebensdauer und vermeidet Fehler oder unfachgerechte Installation. Gleichzeitig profitiert der Kunde von einer längeren Herstellergarantie.
Jedoch sind derartige Wälzlageranordnungen aufwändig zu installieren und vorzuspannen, da eine Vielzahl von Komponenten beteiligt sind.
Aufgabenstellung
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist daher eine vorinstallierbare Wälzlageranordnung derart weiterzubilden, dass eine möglichst wartungsfreie und einfach zu installierende Wälzlageranordnung angegeben werden kann.
Die Aufgabe wird durch eine Wälzlageranordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Lagerring zwischen der axialen Fläche und dem Verspannungsm ittel mit einer Axialkraft beaufschlagbar ist, wobei sowohl das Verspannungsmittel, als auch der erste Träger Mittel zur Herstellung eines gegenseitigen Formschlusses in Drehrichtung aufweisen. Der Form- schluss stellt sicher, dass keine nachträgliche Lockerung der Wälzlageranordnung eintritt und darüber hinaus einfach herzustellen. Bei dem Verspannungsmittel kann es sich insbesondere um eine Schraubenmutter handeln, die in einem Außengewinde des ersten Trägers geführt wird. Bei dem ersten Träger kann es sich beispielsweise um einen Achszapfen handeln oder auch um einen Adapterring, der es erlaubt Bauteile des Wälzlagers axial und radial zusammenzuhalten, sodass die Bauteile des Wälzlagers in einem vorinstallierten Zustand unverlierbar sind. Ein solcher Adapterring kann mit dem vorinstallierten Wälzlager auf den Achszapfen aufgezogen werden.
Der erste Träger kann neben dem Lagerring auch weitere Bauteile des Wälzlagers aufnehmen, die axial zueinander verspannt werden können. Hierbei kann die Verspannung einerseits dazu dienen ein Wälzlager lediglich auf dem zylindrischen Teil des ersten Trägers zu befestigen. Optional ist auch möglich das Wälzlager auf diese Weise für dessen Betrieb zu verspan- nen, wobei die Wälzkörper über die Wälzbahn aufweisenden Lagerringe miteinander, beispielsweise in O- oder X-Anordnung miteinander verspannt werden. In der Regel reicht es aus die Vorspannungskraft über einen Innenring an die Wälzkörper und den oder die Außenringe zu übertragen. Zumindest der zylindrische Teil des ersten Trägers ist dabei konzentrisch zur Drehachse der Wälzlageranordnung angeordnet oder anordenbar. Die Begriffe axial und radial beziehen sich auf diese Drehachse.
Vorteilhafterweise kann der erste Träger auch weitere Funktionen aufwei- sen, wie zum Beispiel das Tragen einer Lagerdichtung zur Abdichtung des Lagerinneren, beziehungsweise die Ausbildung eines Dichtungssitzes für die Lagerdichtung, vorzugsweise radial außenliegend, in der Nähe der axialen Fläche. Sowohl das Verspannungsm ittel als auch der erste Träger weisen Mittel zur Herstellung eines gegenseitigen Formschlusses in Drehrichtung auf. Ein solches Mittel können Nuten, Nasen, Zapfen oder dergleichen sein, insbesondere Rastnasen, Rastnuten. Da das Verspannungsmittel auf dem ersten Träger aufschraubbar ist, wird es bereits in Umfangsrichtung, als auch in axialer Richtung durch ein Außengewinde des ersten Trägers geführt. Da eine Axialkraft aufgebaut werden soll, verhindert der gegenseitige Form- schluss zwischen erstem Träger und Verspannungsmittel die Bewegung in Umfangsrichtung und damit auch die Bewegung in axialer Richtung. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der gegenseitige Formschluss unmittelbar zwischen dem Verspannungsmittel und dem ersten Träger herstellbar. In diesem Fall wird kein zwischen dem Träger und dem Verspan- nungsmittel wirkendes Teil eingesetzt. Damit bleibt die Bauteilvielfalt niedrig und der Installationsprozess einfach.
Weist der erste Träger beispielsweise wenigstens eine in axialer Richtung verlaufende Rastnut auf, so muss das Mittel zur Herstellung des Formschlusses in dieser Rastnut einrastbar sein. Die Rastnut kann derart ausgelegt sein, dass nur in einer Umfangsrichtung ein Formschluss gewährleistet ist, aber in die zweite Umfangsrichtung nicht. Damit kann das Verspan- nungsmittel, wie zum Beispiel eine Verspannungsmutter, nur in eine Um- fangsrichtung gedreht werden. Diese Umfangsrichtung könnte vorteilhafterweise die Drehrichtung zur Erhöhung der Axialkraft sein, damit sich das Ver- spannungsmittel nicht lockern kann.
Vorteilhafterweise ist wenigstens eine Rastnase des Verspannungsmittels unter elastischer, radialer Vorspannung selbstrastend oder mittels plastischer Verformung in die in axialer Richtung verlaufende Rastnut bewegbar. Eine selbstrastende Rastnase ist eine sehr bedienungsfreundliche Lösung, insbesondere wenn diese nur für die Gegenumlaufrichtung eine rastende Wirkung aufweist. Somit kann durch das Drehen in Umlaufrichtung alleine eine Verspannung, d.h. eine Aufbringung der Axialkraft und die Herstellung des Formschlusses gleichzeitig gewährleistet werden. Alternativ ist der Formschluss manuell oder per Werkzeug durch das Verbiegen einer Rastnase herzustellen. Hierbei sind die Präzisionsanforderungen geringer. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der gegenseitige Formschluss zwischen Verspannungsm ittel und erstem Träger mittelbar über eine Rastscheibe herstellbar. Die Rastscheibe weist ebenfalls mittel zum Formschluss mit dem ersten Träger und dem Verspannungsm ittel auf. An der Rastscheibe ist vorteilhaft, dass deren Mittel zur Herstellung eines Formschlusses aus- schließlich eingreifende Mittel, wie zum Beispiel Rastnasen, Haken und/oder hintergreifende Ausformungen sind, die leicht durch beispielsweise einen Stanzvorgang hergestellt werden können. Damit sind sowohl am ersten Träger als auch am Verspannungsm ittel nur Mittel vorgesehen, in die eingegriffen werden kann, wie zum Beispiel Nuten, Ausnehmungen und/oder Löcher. Da sowohl erster Träger als auch Verspannungsmittel meist spanabhebend gefertigt werden, sind Nuten, Ausnehmungen und Löcher einfacher und mit weniger Materialverbrauch herstellbar.
Vorteilhafterweise ist wenigstens eine Rastnase unter elastischer, axialer Vorspannung selbstrastend oder mittels plastischer Verformung in eine in axialer Richtung verlaufende Rastnut bewegbar. Damit ist eine etwaige Rastscheibe axial benachbart zum Verspannungsmittel anordenbar, um deren Rastnase oder Rastnasen axial gegenüber dem Verspannungsmittel vorzuspannen. Sobald durch eine Drehung des Verspannungsmittels ein Eingriff der Rastnase in die Rastnut freigegeben wird, entspannt sich die Rastnase elastisch und etabliert den Formschluss indem sie in den durch die Rastnut definierten Raum eintritt. Der Formschluss mit dem ersten Träger wird bei der Montage der Rastscheibe etabliert, indem beispielsweise ein Zahn, Zapfen oder Nase der Rastscheibe in der Rastnut oder einer anderen Nut oder Ausnehmung des ersten Trägers einliegt. Vorteilhafterweise ist die Rastscheibe zusammen mit dem Lagerring zwischen der axialen Fläche und dem Verspannungsmittel mit einer Axialkraft beaufschlagbar. Dies sorgt für einen kompakten Aufbau der Wälzlageranordnung und stellt eine Verliersicherung her. Vorteilhaft ist, wenn die Rastscheibe in der in axialer Richtung verlaufenden Rastnut des ersten Trägers bewegbar ist. Dann ist es möglich deren axiale Position noch während des Verspannungsvorgangs veränderbar zu belassen, obwohl der Formschluss in Umfangsrichtung schon herstellbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Lagerring ein Abstandshalter, ein eine Wälzkörperlaufbahn aufweisender Ring, insbesondere ein Innenring oder Außenring des Wälzlagers, oder ein zweiter Träger. Ebenfalls sind Kombinationen der genannten Komponenten gemeinsam mit einer Axialkraft durch den ersten Träger in Kombination mit dem Verspannungsmittel möglich. Abstandhalter können dazu verwendet werden Ringe mit Wälzkörperlaufbahnen axial zu positionieren. Die Anzahl der Wälzkörperlaufbahnen aufweisenden Ringe wird durch den Typ des Wälzlagers vorgegeben, so sind beispielsweise bei einem zweireihigen Wälzlager vier Ringe mit jeweils einer Wälzkörperlaufbahn denkbar, sofern nicht mehrere Wälzkörperlaufbahnen auf einem Ring ausgebildet sind. Bei Schräglagern, beispielsweise bei zweireihigen Kegelrollenlagern, bietet es sich oft an am Außenring zwei Wälzkörperlaufbahnen gegeneinander angestellter Wälzkörperreihen auszubilden. Optional oder alternativ könnte am ersten Träger eine Wälzkörperlaufbahn für wenigstens eine Wälzkörperreihe ausgebildet sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der zweite Träger zur axialen Verspannung von Bauteilen eines mehrteiligen Wälzlagers, insbesondere Radlagers, vorgesehen. Der zweite Träger hat die Funktion eines Adapterringes, der das Wälzlager der Wälzlageranordnung in einem vorinstallierten Zustand zusammenhält. Im vorinstallierten Zustand könnte die betriebserforderliche Vorspannung bereits vorliegen, oder alternativ erst bei der Ver- Spannung auf dem ersten Träger durch das Verspannungsmittel etabliert werden. In beiden Fällen könnte man schlicht eine Nabe, die einen Wälzkörperlaufbahn aufweisenden Außenring aufweist, ausbildet oder hält mit einem komplett vorinstallierten Wälzlager versehen. Im Falle einer Radnabe hätte diese das zugehörige Radlager integriert, welches nur noch auf einen Achszapfen gepresst, das heißt, aufgezogen werden müsste. Der Installationsvorgang wäre sehr vereinfacht und gegebenenfalls müsste die Verspannung nur zur Befestigung des Wälzlagers am Achszapfen dienen. Ferner wäre die Radnabe zusammen mit dem Radlager für eine Wartung oder Reparatur leicht zu demontieren ohne dabei das Innere des Wälzlagers exponieren zu müssen. Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem zweireihigen Radlager für Nutzkraftwagen basierend auf Kegelrollen,
Fig. 2 das Radlager aus Fig.1 vergrößert, Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig.2,
Fig. 4 den Vorspannmechanismus mit Formschluss aus Fig.3 in dreidimensionaler Darstellung, Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Wälzlageranordnung mit
Rastscheibe,
Fig. 6 die Wälzlageranordnung aus Fig. 5 in dreidimensionaler Darstellung,
Fig. 7 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Wälzlageranordnung mit zwei Rastscheiben,
Fig. 8 die Wälzlageranordnung aus Fig. 7 in dreidimensionaler Darstellung, ein viertes Ausführungsbeispiel einer Wälzlageranordnung mit herkömmlich verspanntem, vorinstalliertem Wälzlager, die Wälzlageranordnung aus Fig. 9 in dreidimensionaler Darstellung, ein fünftes Ausführungsbeispiel mit zwei unmittelbar formschlüssig rastenden Verspannungsmuttern, die Wälzlageranordnung aus Fig. 10 in dreidimensionaler Darstellung, ein sechstes Ausführungsbeispiel mit einer in den Adapterring integrierten Verspannungsmutter, die Wälzlageranordnung aus Fig. 13 in dreidimensionaler Darstellung, ein siebtes Ausführungsbeispiel mit fluchtenden Nuten, die Wälzlageranordnung aus Fig. 15 in dreidimensionaler Darstellung, ein achtes Ausführungsbeispiel mit einer in den Adapterring integrierten Verspannungsmutter, und die Wälzlageranordnung aus Fig. 13 in dreidimensionaler Darstellung. Ausführungsbeispiele
Beschreibung der Zeichnungen
Figuren 1 bis 4 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem zweireihigen Radlager für Nutzkraftwagen basierend auf Kegelrollen 12. Der Adapterring 25 trägt die Innenringe 17 und den Abstandhalter 1 1 , sowie radial außenliegend die axiale als Kassettendichtung ausgeführte Lagerdichtung zum Schutz vor Fremdpartikeln, die in den Wälzraum des Lagers gelangen könnten.
Der Verspannungsring 23 ist mittels Presssitz auf dem Adapterring 25 befestigt und baut eine Axialkraft auf, die die Vorspannung des Wälzlagers in 0- Anordnung aufrechterhält. Die Vorspannung verläuft über den am Verspannungsring 23 anliegenden Innenring 17 über die Wälzkörper 17 auf den Außenring 20, um über die drehbare Radnabe wieder auf den anderen Außenring 20 über die Wälzkörper 17 auf den dazugehörigen Innenring übertragen zu werden. Dieser wiederum stützt sich an der axialen Fläche 33 des Adap- terrings 22 ab, womit sich der Kreis bei dem auf diesem sitzenden Verspannungsring 23 schließt. Der Abstandsring 1 1 kann hierbei als Sicherung dienen, die sehr hohe Axialkräfte zwischen den Innenringen 17 abfangen kann. Ansonsten ist der Abstandsring 1 1 bei der Vorinstallation des Wälzlagers an der Radnabe 21 nützlich.
Vorteilhafterweise übernimmt der Verspannungsring 23 auch die Funktion des Dichtungssitzes der Kassettendichtung 14, die neben der üblichen Abdichtungsfunktion das Ausfließen des Schmiermittels (z.B. Fett) verhindert, ähnlich wie das Fetthalteblech 24 das Fett an der Verteilung im Wälzlager- räum zwischen den Wälzkörperreihen 12.
Der vorinstallierte Zustand ist erreicht, wenn das Kegelrollenlager vorge- spannt und abgedichtet ist, d.h. dass die Radnabe 21 , die Dichtungen 14, der Verspannungsring 23 und der Adapterring 22 im Sinne eines Wälzlagerbetriebes angeordnet sind. Der Kunde muss das Wälzlager, hier Radlager, nicht zusammensetzten, was eine werkseitige Fettung ermöglicht und wegen fehlender Fremdeinwirkung auch eine längere Lebensdauer des Lagers.
Zur Montage auf dem feststehenden Achszapfen 18 werden die dichtenden O-Ringe 16 auf diesem angeordnet und der Adapterring 22 samt Wälzlager und Radnabe 21 auf den zylindrischen Teil des Achszapfens 18, der haupt- sächlich zwischen beiden O-Ringen 16 angeordnet ist, befestigt. Die 0- Ringe haben die Funktion einer statischen Abdichtung inne und schützen somit den Achszapfen 18, womit eine spätere Deinstallation erleichtert wird.
Der Adapterring 22 wird nun mittels der Verspannungsmutter 15 dank einer Axialkraft gegen die axiale Fläche 25 des Achszapfens 18 verspannt und damit befestigt. Die Verspannungsmutter 15 wird durch ein Außengewinde des Achszapfens 18, der als erster Träger 18 fungiert, geführt und kann in Umfangsrichtung gedreht werden, wobei die Rastnase 31 in der Rastnut 32 einrasten kann.
Vorteilhafterweise können mehrere, idealerweise in Umfangsrichtung gleich beabstandet angeordnete Rastnasen 31 an der Verspannungsmutter 15 ausgebildet sein, um bei inkremental kleinen Anzugsmomentunterschieden einen erfindungsgemäßen Formschluss in Umfangsrichtung zu gewährleis- ten.
Die Nut 30 hat wenigstens ein diametral angeordnetes Pendant und ermöglicht zusammen mit diesem den Anzug oder Lockerung der Verspannungsmutter 15 mit einem in die Nuten 30 eingreifenden Werkzeug.
An dieser Wälzlageranordnung ist vorteilhaft, dass die Verspannungsmutter als Verliersicherung fungiert. Sollte der Presssitz des Verspannungsrings 23 verlorengehen und mit diesem die betriebsgemäße Vorspannung des Wälzlagers, so hindert die Verspannungsmutter 15 den Verspannungsring 23 am axialen Abwandern und vermeidet ein mechanisches Versagen der Wälzlageranordnung, zumindest aber den Ablauf des (nicht abgebildeten) Rades mit Radnabe 21 .
Die nun folgenden Ausführungsbeispiele unterscheiden sich nur noch in Art und Weise der Befestigung beziehungsweise Vorspannung. Figuren 5 und 6 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer Wälzlageranordnung mit Rastnasen 51 aufweisende Rastscheibe, die zwischen Verspannungsmutter 52 und Adapterring 55 axial verspannt ist. Vor der Ver- spannung wird die Rastscheibe über den Achszapfen gezogen, wobei durch die Nut 32 eine Führung der ringförmigen Rastscheibe gewährleistet wird. Anschließend wird die Verspannungsmutter 52 aufgeschraubt und angezogen. Dabei rasten sich die Rastnasen 51 selbst aufgrund einer elastischen Vorspannung axial in die Rastnuten 54 ein, um den Formschluss herzustellen. Dieser kann durch eine kurzzeitige Beanspruchung der eingerasteten Rastnase, z.B. durch manuelle oder eine Werkzeug gestützte Betätigung, aus der Rastnut 54 axial herausgedrückt werden.
Der O-Ring 53 liegt in einer Kerbe neben dem Presssitz des Verspannungs- rings 23 ein, um den Presssitz vor Feuchte bzw. Rostfraß zu schützen. Dieser O-Ring 53 wird auch in einigen nachfolgenden Ausführungsbeispielen diese Funktion übernehmen.
Figuren 7 und 8 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel einer Wälzlageranordnung mit zwei Rastscheiben. Die Rastscheibe mit Rastnase 71 in Kombination mit Verspannungsmutter 70 und deren Rastnut 54 fungiert entsprechend zur Rastscheibe mit Rastnase 51 in Kombination mit Verspannungsmutter 52 und deren Rastnut 54 wird jedoch zur Generierung der Lagervorspannung verwendet, da die Verspan- nungsmutter 70 in einem Außengewinde des Adapterrings 22 geführt wird, genau so wie die Verspannungsmutter 52 im Außengewinde des Achszapfens 18.
Figuren 9 und 10 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel einer Wälzlageranordnung mit herkömmlich verspanntem, vorinstalliertem Wälzlager. Der Ver- spannungsring 90 trägt die Kassettendichtung und weist zwei oder vier äußere Nuten 92 auf, die zum Ansetzen eines Werkzeugs vorgesehen sind, genau wie die Nuten 30 der Verspannungsmutter mit den axial abstehenden Rastnasen 31 , die radial in Rastnuten des Achszapfens einrasten können.
Die Verspannungsmutter wird im Außengewinde des Achszapfens 18 geführt und liegt nach dem ordnungsgemäßen Anziehen sowohl am Adapterring 22 als auch am Verspannungsring 90 axial an und sichert damit sowohl die Vorspannung des Radlagers und befestigt den Adapterring 22 zusammen mit Wälzlager, eingeschlossen der Radnabe, am Achszapfen 18.
Fig. 1 1 und 12 zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel mit zwei unmittelbar formschlüssig rastenden Verspannungsmuttern 1 1 1 , 15.
In diesem Ausführungsbeispiel werden sehr wenige Bauteile verwendet und beide Spannmechanismen sind völlig unabhängig. Figuren 13 und 14 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel mit einer in die Verspannungsmutter integrierten Adapterring 130. Der Adapterring 130 wird durch das Außengewinde 132 des Achszapfens geführt und weist auch Rastnasen 131 auf, die radial einrasen können. Da bei der Installation das Lager vormontiert ist, kann auch der wälzgelagerte Adapterring 130 in Bezug zum Achszapfen gedreht und mit diesem verschraubt werden. Die Radnabe mit Außenringen kann dabei festgehalten werden.
Figuren 15 und 16 zeigen ein siebtes Ausführungsbeispiel mit fluchtenden Nuten 151 , 152, die zur Aufnahme eines (nicht abgebildeten) verriegelnden Elementes, wie beispielsweise einer diametral übergreifenden Klammer, die in mindestens zwei fluchtenden Nutenpaare 151 , 152 formschlüssig eingreift.
Fig. 17 und 18 zeigen ein achtes Ausführungsbeispiel mit einer in den Adap- terring 170 integrierten Verspannungsmutter. Wie im vorherigen Ausführungsbeispiel können Adapterring und Achszapfen 18 verschraubt werden. Jedoch sind nur Nuten 153 am Adapterring 170 neben dem statisch dichtenden O-Ring 53 vorhanden. Diese können auch - wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel die Nutenpaare 151 , 152 diametral miteinander ver- bunden werden, jedoch ist es notwendig eine weitere Befestigung am Achszapfen 18 vorzusehen, wie zum Beispiel das Fixieren mittels einer (nicht abgebildeten) Schraube.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Wälzlageranordnung, insbe- sondere eine Radlageranordnung, mit einem auf einen ersten Träger aufschraubbaren Verspannungsmittel, wobei der erste Träger einen zylindrischen Teil zur Aufnahme eines Lagerringes und eine an den zylindrischen Teil angrenzende Axialfläche aufweist. Mit einem mit einer Axialkraft beaufschlagbaren Lagerring zwischen der axialen Fläche und dem Verspan- nungsmittel soll die Installation der Wälzlageranordnung vereinfacht werden, wobei sowohl das Verspannungsmittel als auch der erste Träger Mittel zur Herstellung eines gegenseitigen Formschlusses in Drehrichtung aufweisen. Bezugszeichenliste
Befestigungsflansch 1 1 Abstandshalter
Wälzkörper 13 Bohrung
Kassettendichtung 15 Verspannungsmutter
O-Ring 17 Innenring
Achszapfen 19 Innenanschlag
Außenring 21 Radnabe
Adapterring 23 Verspannungsring
Fetthalteblech 25 axiale Fläche
Nut 31 Rastnase
Nut 33 axiale Fläche
Rastscheibe 51 Rastnase
Verspannungsmutter 53 O-Ring
Rastnut 55 Adapterring
Verspannungsmutter 71 Rastnase
Rastnut 75 Rastnut
Verspannungsmutter 91 Gewinde
Nut
O-Ring 1 1 1 Verspannungsmutter
Gewinde 1 13 Rastnase
Adapterring 131 Rastnase
Gewinde
Verspannungsmutter 151 Nut
Nut
Adapterring

Claims

Patentansprüche
Wälzlageranordnung mit einem auf einen ersten Träger (18, 22, 55, 130, 170) aufschraubbaren Verspannungsm ittel (15, 52, 70, 90, 1 1 1 , 150), wobei der erste Träger (18, 22, 55, 130, 170) einen zylindrischen Teil zur Aufnahme eines Lagerringes (1 1 , 17, 22, 55, 130, 170) und eine an den zylindrischen Teil angrenzende Axialfläche (25, 33) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (1 1 , 17, 22, 55, 130, 170) zwischen der axialen Fläche (25, 33) und dem Verspannungsm ittel (15, 52, 70, 90, 1 1 1 , 150) mit einer Axialkraft beaufschlagbar ist, wobei sowohl das Ver- spannungsmittel (15, 52, 70, 90, 1 1 1 , 150), als auch der erste Träger (18, 22, 55, 130, 170) Mittel zur Herstellung eines gegenseitigen Formschlusses in Drehrichtung aufweisen.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 1 , wobei der gegenseitige Form- schluss unmittelbar zwischen dem Verspannungsmittel (15, 52, 70, 90, 1 1 1 , 150) und dem ersten Träger (18, 22, 55, 130, 170) herstellbar ist.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 2, wobei der erste Träger (18, 22, 55, 130, 170) wenigstens eine in axialer Richtung verlaufende Rastnut (30, 32, 54, 74, 92, 151 , 152) aufweist.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 3, wobei wenigstens eine Rastnase (31 , 51 , 71 , 1 13, 131 ) des Verspannungsmittels (15, 52, 70, 90, 1 1 1 , 150) unter elastischer, radialer Vorspannung selbstrastend oder mittels plastischer Verformung in die in axialer Richtung verlaufende Rastnut (30, 32, 54, 74, 92, 151 , 152) bewegbar ist.
5. Wälzlageranordnung nach Anspruch 1 , wobei der gegenseitige Form- schluss zwischen Verspannungsmittel (15, 52, 70, 90, 1 1 1 , 150) und erstem Träger (18, 22, 55, 130, 170) mittelbar über eine Rastscheibe (50) herstellbar ist.
6. Wälzlageranordnung nach Anspruch 5, wobei wenigstens eine Rastnase (31 , 51 , 71 , 1 13, 131 ) unter elastischer, axialer Vorspannung selbstrastend oder mittels plastischer Verformung in eine in axialer Richtung verlaufende Rastnut (30, 32, 54, 74, 92, 151 , 152) bewegbar ist.
7. Wälzlageranordnung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei die Rastscheibe (50) zusammen mit dem Lagerring (1 1 , 17, 22, 55, 130, 170) zwischen der axialen Fläche (25, 33) und dem Verspannungsm ittel (15, 52, 70, 90, 1 1 1 , 150) mit einer Axialkraft beaufschlagbar ist.
8. Wälzlageranordnung nach Anspruch 7, wobei die Rastscheibe (50) in der in axialer Richtung verlaufenden Rastnut (30, 32, 54, 74, 92, 151 , 152) des ersten Trägers (18, 22, 55, 130, 170) bewegbar ist.
9. Wälzlageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lagerring (1 1 , 17, 22, 55, 130, 170) ein Abstandshalter (1 1 ), ein eine Wälzkörperlaufbahn aufweisender Ring (17, 20), insbesondere ein Innenring (17) oder Außenring, oder ein zweiter Träger (22, 55, 130, 170) ist.
10. Wälzlageranordnung nach Anspruch 9, wobei der zweite Träger (22, 55, 130, 170) zur axialen Verspannung von Bauteilen eines mehrteiligen Wälzlagers, insbesondere Radlagers, vorgesehen ist.
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