DE102022113814A1

DE102022113814A1 - In sich selbst zusammenhaltende, doppelreihige Axiallageranordnung

Info

Publication number: DE102022113814A1
Application number: DE102022113814.3A
Authority: DE
Inventors: Frank Schoenstein; Andreas Kirschner; Wolfgang Fugel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-06-01
Filing date: 2022-06-01
Publication date: 2023-12-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine doppelreihige Axiallageranordnung mit zwei äußeren Axiallagerscheiben (1, 2) mit je lagerinneren Laufbahnen, zwischen denen eine erste Reihe von durch einen ersten Lagerkäfig (5a) beabstandet zueinander geführten ersten Wälzkörpern (4a) und eine axial benachbart hierzu angeordnete zweite Reihe von durch einen zweiten Lagerkäfig (5b) beabstandet zueinander geführten zweiten Wälzkörpern (4b) angeordnet sind, wobei zwischen den ersten Wälzkörpern (4a) und den zweiten Wälzkörpern (4b) eine mittlere Axiallagerscheibe (3) mit beidseitigen Laufbahnen vorgesehen ist, wobei die Axiallagerscheiben (1, 2, 5) mit den Lagerkäfigen (5a, 5b) als eine in sich selbst zusammenhaltende Baueinheit ausgebildet sind, wobei die mittlere Axiallagerscheibe (3) zur Verliersicherung der äußeren Axiallagerscheiben (1, 2) am innen- und/oder außenradialen Randbereich mehrere umlaufend sich beidseits in Axialrichtung erstreckende angeformte Haltelaschen (6a, 6b) aufweist, die mit dem jeweils distalen Endbereich die äußeren Axiallagerscheiben (1, 2) einfassen oder umgreifen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine doppelreihige Axiallageranordnung mit zwei äußeren Axiallagerscheiben mit je lagerinneren Laufbahnen, zwischen denen eine erste Reihe von durch einen ersten Lagerkäfig beabstandet zueinander geführten ersten Wälzkörpern und eine axial benachbart hierzu angeordnete zweite Reihe von durch einen zweiten Lagerkäfig beabstandet zueinander geführten zweiten Wälzkörpern angeordnet sind, wobei zwischen den ersten Wälzkörpern und den zweiten Wälzkörpern eine mittlere Axiallagerscheibe mit beidseitigen Laufbahnen vorgesehen ist, wobei die Axiallagerscheiben mit den Lagerkäfigen als eine in sich selbst zusammenhaltende Baueinheit ausgebildet sind.
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf kraftfahrzeugtechnische Anwendungen, bei denen es auf eine axiale Lagerung von sich schnell gegenläufig drehenden Bauteilen geht, insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik. Bei der Axiallageranordnung der hier interessierenden Art bilden die äußeren Axiallagerscheiben lagerinnenseitig die mit den Wälzkörpern korrespondierenden Laufbahnen, wohingegen die mittlere Axiallagerscheibe mit beidseitigen Laufbahnen versehen ist. Die Axiallageranordnung ist derart konstruiert, dass die Einzelteile eine vormontierte Baueinheit bilden, um insbesondere eine Endmontage zu erleichtern.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2020 106 615 A1 geht eine vormontierte einreihige Axiallageranordnung hervor, bei welcher die Axiallagerscheiben als Innen- und Außenwinkelscheibe gebildet sind, welche beide einen L-förmigen Querschnitt aufweisen. Die dazwischen angeordneten Wälzkörper sind in üblicher Weise durch einen Lagerkäfig geführt und wälzen auf Laufbahnen der besagten Innen- und Außenwinkelscheibe ab.
Um eine in sich selbst zusammenhaltende Baueinheit zu bilden, ist der Lagerkäfig an wenigstens einer der besagten Winkelscheiben axial gesichert, wobei am Außenumfang der Innenwinkelscheibe oder am Innenumfang der Außenwinkelscheibe ein sich zum benachbarten Schenkel der Außenwinkelscheibe bzw. der Innenwinkelscheibe erstreckendes, umlaufendes Dichtelement vorgesehen ist. Hierdurch wird eine vollständige Kapselung der Axiallageranordnung geschaffen und eine Fettbefüllung zwecks Dauerschmierung kann mangels Durchgangsspalt nicht nach außen dringen.
Zur Realisierung dieser funktionsintegrierten Lösung sind die Winkelscheiben mit engen Bauteiltoleranzen zu fertigen und die vorzugsweise durch Anvulkanisieren von Dichtmaterial an Randbereiche der Winkelscheiben erzeugte Dichtfunktion erhöht zusätzlich den Fertigungsaufwand. Die für den Zusammenhalt der einzelnen Bauteile an den kurzen Schenkeln der Winkelscheiben im Rahmen von Schnapp- oder Rastmitteln einzubringenden Haltenasen sind ebenfalls recht genau zu fertigen, um deren bestimmungsgemäße Funktion über die Standzeit der Axiallageranordnung zuverlässig sicherzustellen.
Die EP 2 988 013 A1 offenbart eine andere technische Lösung zur Bildung einer Axiallageranordnung, deren Einzelbauteile eine in sich selbst zusammenhaltende Baueinheit bilden. Hierbei wird auf einen Lagerkäfig zur Führung von bei diesem Stand der Technik kugelförmigen Wälzkörpern verzichtet; dessen Funktion übernehmen konkav gewölbte Laufbahnen, die in die ansonsten flachen ringscheibenförmigen Axiallagerscheiben eingeprägt sind. Der Zusammenhalt wird von einem diese Bauteile klammerartig umfassenden äußeren Halteelement gebildet. Zwar wird bei dieser technischen Lösung ein Lagerkäfig als Einzelbauteil eingespart; es ist jedoch die separate äußere Halteklammer erforderlich.
Wird das vorstehend beschriebene Prinzip einer in sich selbst zusammenhaltenden Axiallageranordnung auf eine doppelreihige Ausführung derselben übertragen, so sind die vorstehend beschriebenen Haltemittel in der axialen Wirkrichtung entsprechend zu verlängern.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine doppelreihige Axiallageranordnung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiter zu verbessern, dass mit einfachen technischen Mitteln ohne zusätzliche Bauteile eine zuverlässig in sich selbst zusammenhaltende Baueinheit realisierbar ist.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Axiallageranordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die mittlere Axiallagerscheibe zur Verliersicherung der beiden äußeren Axiallagerscheiben am innen- und/oder außenradialen Randbereich mehrere umlaufend sich in Axialrichtung erstreckende angeformte Haltelaschen aufweist, die mit dem jeweils distalen Endbereich die äußeren Axiallagerscheiben einfassen oder umgreifen.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung resultiert daraus, dass die zusätzliche Haltefunktionalität mit in die obligatorische mittlere Axiallagerscheibe einer doppelreihigen Axiallageranordnung integriert worden ist, ohne dass der korrespondierende Verbindungspartner - die äußeren Axiallagerscheiben - hierfür modifiziert werden müssen. Lediglich eine zusätzliche randseitige Fase kann zur Herstellung der kombiniert form- und kraftschlüssigen Verbindung von Vorteil sein. Die Einzelteile der erfindungsgemäßen doppelreihigen Axiallageranordnung lassen sich in fertigungstechnisch einfacher Weise - bis auf die Wälzkörper - umformtechnisch aus einem Blechmaterial herstellen. Mit anderen Worten zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung also dadurch aus, dass eine mittlere Axiallagerscheibe einer doppelreihigen Axiallageranordnung speziell modifiziert ist, um außenliegende Axiallagerscheiben entsprechend zu umschließen. Anstelle sonst üblicher Rast- und Schnappverbindungsmittel kommen hierfür vorzugsweise randseitige Verstemmungen am distalen Endbereich der Haltelaschen der mittleren Axiallagerscheibe zur Anwendung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Haltelaschen wechselseitig die eine äußere Axiallagerscheibe oder die andere äußere Axiallagerscheibe einfassen beziehungsweise umgreifen. Mit anderen Worten ist in dem Fall, dass eine der Haltelaschen zu der einen äußeren Axiallagerscheibe gerichtet ist, die benachbarte Haltelasche zu der anderen äußeren Axiallagerscheibe gerichtet, also in die gegenüberliegende Axialrichtung bezüglich der Lagerlängsachse.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Haltelaschen nur am innenradialen Randbereich der mittleren Axiallagerscheibe vorgesehen. Durch den kleineren innenradialen Umfangskreis lässt sich die erfindungsgemäße Lösung damit unter minimalem Materialeinsatz realisieren.
Die vorstehend bereits erwähnte kombiniert form- und kraftschlüssige Verbindung der Haltelaschen des Lagerkäfigs mit der zugeordneten äußeren Axiallagerscheibe lässt sich beispielsweise durch mindestens eine, am distalen Endbereich der Haltelasche eingebrachte Verstemmung realisieren. Diese kann mittels eines Umformwerkzeugs auch automatisiert eingebracht werden, um eine Materialverformung in Richtung zum Randbereich der äußeren Axiallagerscheibe zu schaffen. Hieraus resultiert ein Einfassen der zugeordneten Axiallagerscheibe durch den Kranz von verstemmten Haltelaschen. Alternativ dazu kann auch der komplette distale Rand der Haltelaschen in Richtung der äußeren Axiallagerscheibe gebogen werden, um somit ein Umgreifen des gebogenen Randbereichs der Haltelasche um den Rand der Axiallagerscheibe zu realisieren. Die Wahl, ob ein Einfassen oder Umgreifen im vorstehend beschriebenen Sinne gewählt wird, hängt von den konstruktiven Lagerparametern der Axiallageranordnung, der Materialwahl sowie den Materialstärken ab.
Vorzugsweise bestehen die beiden äußeren Axiallagerscheiben aus einem Blechmaterial aus Stahl und weisen ein L-förmiges Profil auf. Diese sind als einstückig umformtechnisch hergestellte Gleichteile konzipiert, um eine effiziente Massenfertigung zu gewährleisten. Sind die Haltelaschen am vorzugsweise innenradialen Randabschnitt der äußeren Axiallagerscheiben angeordnet, so dient der kurze Schenkel des L-förmigen Profils einer außenumfänglichen Umfassung des jeweiligen Lagerkäfigs, welcher per randseitiger Verstemmung ebenfalls kraft- und formschlüssig mit der zugeordneten äußeren Axiallagerscheibe verbunden ist. Auch die mittlere Axiallagerscheibe samt Haltelaschen sowie die beiden Lagerkäfige sind vorzugsweise jeweils einstückig umformtechnisch ausgebildet. Dabei lässt sich die Herstellung der ebenfalls gleichteiligen umgeformten Lagerkäfige ebenfalls aus einem Blechmaterial aus Stahl realisieren, beispielsweise durch Stanzbiegen.
In Ergebnis dessen ist die erfindungsgemäß doppelreihige Axiallageranordnung aus insgesamt fünf umformtechnisch hergestellten Einzelteilen plus Wälzkörper herstellbar. Als Wälzkörper kommen vorzugsweise Zylinderrollen oder Lagernadeln zum Einsatz, welche an der Innenseite der äußeren Axiallagerscheiben sowie beidseits der mittleren Axiallagerscheibe abrollen, die insoweit die entsprechenden Laufbahnen bilden.
Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass der Lagerkäfig aus einem dünneren Blechmaterial gefertigt ist als die Axiallagerscheiben. Hierdurch erhalten die Axiallagerscheiben eine hinreichende Formstabilität und der Lagerkäfig ist hinreichend biegsam. Durch diese Materialwahl, welche sich allein durch zwei entsprechend verschiedene Blechstärken umsetzen lässt, wird der Materialeinsatz zur Herstellung der erfindungsgemäß doppelreihigen Axiallageranordnung weiter minimiert.
Figurenbeschreibung
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

1 eine perspektivische Außenansicht auf eine erfindungsgemäß doppelreihige Axiallageranordnung,
2 einen Längsschnitt durch die Axiallageranordnung gemäß 1, und
3 einen Detailschnitt des linksseitigen Bereichs des Längsschnitts gemäß 2.

Gemäß 1 besteht die doppelreihige Axiallageranordnung aus zwei äußeren Axiallagerscheiben 1 und 2, zwischen denen zwei Reihen von axial zueinander benachbarten - hier nicht weiter ersichtlichen - Wälzkörpern angeordnet sind, wobei zwischen den beiden Reihen an Wälzkörpern eine mittlere Axiallagerscheibe 3 vorgesehen ist. Die mittlere Axiallagerscheibe 3 weist zur Verliersicherung der beiden äußeren Axiallagerscheiben 1 und 2 am innenradialen Randbereich mehrere umlaufend sich beidseits in Axialrichtung abwechselnd erstreckend angeformte Haltelaschen 6a und 6b (exemplarisch) auf, die mit dem jeweils distalen Endbereich die äußeren Axiallagerscheiben 1 beziehungsweise 2 einfassen. Zum Einfassen der äußeren Axiallagerscheiben 1 und 2 ist der jeweilige distale Endbereich der Haltelaschen 6a und 6b mit mindestens einer Verstemmung 7 (exemplarisch) versehen. Außerdem weisen die beiden äußeren Axiallagerscheiben 1 und 2 am außenradialen Randbereich Verstemmungen 8 beziehungsweise 9 auf, welche einem analog form- und kraftschlüssigen Halt der hiervon umfassten - nicht weiter ersichtlichen - Lagerkäfige dienen.
Gemäß 2 ist der ersten äußeren Axiallagerscheibe 1 ein erster Lagerkäfig 5a mit hiervon beabstandet zueinander geführten ersten Wälzkörpern 4a zugeordnet. Die gegenüberliegende zweite äußere Axiallagerscheibe 2 wirkt dagegen mit einem zweiten Lagerkäfig 5b mit hiervon ebenfalls beabstandet zueinander geführten zweiten Wälzkörpern 4b zusammen. Die ersten Wälzkörper 4a bilden die vorstehend erwähnte erste Reihe von Wälzkörpern, wohingegen die zweiten Wälzkörper 4b die zweite Reihe von Wälzkörpern bilden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind alle Wälzkörper als Zylinderrollen ausgebildet.
Im Hinblick auf die Detaildarstellung in 3 weisen die beiden äußeren Axiallagerscheiben 1 und 2 ein L-förmiges Profil auf und sind als einstückig umformtechnisch hergestellte Gleichteile konzipiert. Die kurzen Schenkel des L-förmigen Profils umgreifen dabei jeweils die innenliegenden Lagerkäfige 5a beziehungsweise 5b außenumfänglich. Die beiden Lagerkäfige 5a und 5b sind ebenfalls als einstückig umgeformte Gleichteile konzipiert, die durch Stanzbiegen aus einem Blechmaterial gefertigt sind. Dabei sind die Lagerkäfige 5a und 5b aus einem dünneren Blechmaterial gefertigt als die drei Axiallagerscheiben 1, 2 und 3.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, die Haltelaschen, welche die Axiallagerscheiben einfassen und umfassen, nur außenradial oder beidseitig innen- und außenradial anzubringen. Anstelle von randseitigen Verstemmungen zur Einfassung der Axiallagerscheiben kann auch eine Umfassung durch umgebogene Randbereiche der Haltelaschen realisiert werden.
Bezugszeichenliste

1: erste Axiallagerscheibe
2: zweite Axiallagerscheibe
3: mittlere Axiallagerscheibe
4: Wälzkörper
5: Lagerkäfig
6: Haltelasche
7: Verstemmung
8: Verstemmung
9: Verstemmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102020106615 A1 [0003]
EP 2988013 A1 [0006]

Claims

Doppelreihige Axiallageranordnung mit zwei äußeren Axiallagerscheiben (1, 2) mit je lagerinneren Laufbahnen, zwischen denen eine erste Reihe von durch einen ersten Lagerkäfig (5a) beabstandet zueinander geführten ersten Wälzkörpern (4a) und eine axial benachbart hierzu angeordnete zweite Reihe von durch einen zweiten Lagerkäfig (5b) beabstandet zueinander geführten zweiten Wälzkörpern (4b) angeordnet sind, wobei zwischen den ersten Wälzkörpern (4a) und den zweiten Wälzkörpern (4b) eine mittlere Axiallagerscheibe (3) mit beidseitigen Laufbahnen vorgesehen ist, wobei die Axiallagerscheiben (1, 2, 5) mit den Lagerkäfigen (5a, 5b) als eine in sich selbst zusammenhaltende Baueinheit ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Axiallagerscheibe (3) zur Verliersicherung der äußeren Axiallagerscheiben (1, 2) am innen- und/oder außenradialen Randbereich mehrere umlaufend sich beidseits in Axialrichtung erstreckende angeformte Haltelaschen (6a, 6b) aufweist, die mit dem jeweils distalen Endbereich die äußeren Axiallagerscheiben (1, 2) einfassen oder umgreifen.
Axiallageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltelaschen (6a, 6b) wechselseitig die eine äußere Axiallagerscheibe (1) oder die andere äußere Axiallagerscheibe (2) einfassen oder umgreifen.
Axiallageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltelaschen (6a, 6b) nur am innenradialen Randbereich der mittleren Axiallagerscheibe (3) angeformt sind.
Axiallageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltelaschen (6a, 6b) zum Einfassen der Axiallagerscheiben (1; 2) am distalen Endbereich mit mindestens einer Verstemmung (7) versehen sind.
Axiallageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden äußeren Axiallagerscheiben (1, 2) ein L-förmiges Profil aufweisen und als einstückig umformtechnisch hergestellte Gleichteile ausgebildet sind.
Axiallageranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die umgeformten Axiallagerscheiben (1, 2) als Stanzbiegeteile aus einem Blechmaterial gefertigt sind.
Axiallageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagerkäfige (5a, 5b) als einstückig umformtechnisch hergestellte Gleichteile ausgebildet sind.
Axiallageranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die umgeformten Lagerkäfige (5a, 5b) als Stanzbiegeteile aus einem Blechmaterial gefertigt ist.
Axiallageranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkäfige (5a, 5b) aus einem dünneren Blechmaterial gefertigt sind als die Axiallagerscheiben (1, 2, 3).
Axiallageranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (4a, 4b) als Zylinderrollen oder Lagernadeln ausgebildet sind.