WO2020007394A1 - Lageranordnung sowie darin vorgesehenes halteringelement - Google Patents

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axially
bearing
ring element
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Georg Draser
Andreas Neudecker
Manfred Winkler
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • F16C35/077—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring

Definitions

  • the invention relates to a bearing arrangement with at least one bearing ring which provides a raceway for rolling elements rolling thereon and an attachment element which is placed on a seat section which is formed on the bearing ring, a circumferential groove being formed in that seat section and in this circumferential groove sits a retaining ring element which forms a shoulder which projects out of the circumferential groove and thus radially protrudes over the seat section and which axially secures the attachment element on the seat section.
  • Such a bearing arrangement is known from EP 20 06 561 B1.
  • the bearing ring functions as an outer bearing ring and the attachment element forms an annular mounting plate through which the outer bearing ring is carried.
  • a retaining ring element made of a spring steel material is provided, which assumes its seating position in a groove formed in the bearing outer ring in a radially elastically expanded state and thereby forms a shoulder on which protrudes radially outward beyond the bearing outer ring the approach element is present and is thus axially fixed.
  • the object of the invention is to create solutions which advantageously make it possible, in terms of production and assembly technology, to advantageously couple the bearing ring of a rolling bearing to an attachment element seated on a seat section of the bearing ring.
  • Solution according to the invention is to create solutions which advantageously make it possible, in terms of production and assembly technology, to advantageously couple the bearing ring of a rolling bearing to an attachment element seated on a seat section of the bearing ring.
  • At least one bearing ring which provides a raceway for rolling bodies rolling on it and an attachment element which is placed on a seat section which is formed on the bearing ring and has a circumferential groove
  • a retaining ring element is seated in this circumferential groove which forms a shoulder which projects radially over the seat portion and which axially secures the attachment element on the seat portion,
  • the retaining ring element in a sectional plane containing the bearing axis has a cross section, the width measured in the direction of the bearing axis is smaller than the width of the circumferential groove and also measured in the direction of the bearing axis
  • the retaining ring element in its course in the circumferential direction forms a plurality of successive axially protruding or axially bulging support zones which can be axially displaced in the context of the inherent elasticity of the retaining ring element when the retaining ring element is axially loaded, so that the retaining ring element is located between those on the bearing ring and is axially compressible axially supportable support zones on the extension element.
  • the retaining ring element is preferably designed in such a way that its side faces in the installed position facing the contact walls assume axial positions alternating in the circumferential direction, and the extent to which the retaining ring element axially alternates in its course in the circumferential direction in the axially un-compressed state is greater than the axial distance, measured in the direction of the bearing axis, of the contact zones of the bearing ring and the attachment element which are axially supported against one another and contact the retaining ring element.
  • the retaining ring element is designed such that it is located in an axial bearing cut has a rectangular cross section.
  • the dimensions with regard to height and width can in turn be coordinated such that the retaining ring element has a square cross section in an axial section containing the bearing axis.
  • the retaining ring element can also be designed such that it has a circular cross section or an elliptical cross section in an axial section containing the bearing axis.
  • the circumferential groove can advantageously be designed such that the depth of the circumferential groove measured in the radial direction is in the range from 1/3 to 1/6 of the radial height of the cross section of the retaining ring element.
  • the retaining ring element is preferably designed such that it is axially undulating in its course in the circumferential direction in the course of its circumference in the axially un-compressed state, that is to say in a state in which it is not yet seated in the circumferential groove, and at least two in constant division in a first axial direction bulging support zones. These bulges can present themselves as one-sided bulges.
  • the retaining ring element can also be designed such that its circumferential direction is axially wavy and has at least two first support zones bulging out in a constant division in a first axial direction and at least two likewise in the same division mentioned, but by half Has division to the first support zones offset in the opposite direction axially bulging second support zones.
  • the retaining ring element is preferably made of a high-strength steel material and is seated in the circumferential groove in an elastically radially expanded state.
  • the concept according to the invention makes it possible to eliminate or at least reduce the axial play of a ball bearing in a holding plate.
  • This can be done in particular by the retaining ring element being axially and / or radially corrugated Ring is thus made as a shaft ring (eg with a round or rectangular cross-section).
  • This secures the fixation of the retaining plate on the ball bearing outer ring in that the shaft ring on the end face of the groove is supported by the ball bearing outer ring and the retaining plate is supported with its recess from the inner diameter on the shaft ring during axial movement. Since the corrugated shaft ring is wider than a conventional retaining ring, the retaining plate on the outer ring of the ball bearing cannot move axially as much as with a conventional shaft ring.
  • FIG. 1a shows an axial section to illustrate the structure of a bearing arrangement according to the invention with a retaining ring element with a square cross section;
  • FIG. 1b shows a representation of a detail of the axial section according to FIG. 1a to illustrate the abutment of the retaining ring element on the bearing ring;
  • Figure 1c also shows a detail of the axial section of Figure 1 a
  • FIGS. 1a to 1c shows a side view of the axially wavy retaining ring element as used in the bearing arrangement according to FIGS. 1a to 1c;
  • FIG. 2b shows a top view of the axially wavy retaining ring element according to FIG. 2a;
  • FIG. 3a shows an axial section to illustrate the structure of a bearing arrangement according to the invention with a retaining ring element with a circular cross section;
  • 3b shows a detailed illustration of the axial section according to FIG. 1a to illustrate the contact of the retaining ring element on the bearing ring;
  • FIG. 3c also shows a detailed illustration of the axial section according to FIG. 1a to illustrate the axial contact of the retaining ring element on the attachment element, which here represents a ring-like mounting plate;
  • Figure 4a is a side view of the axially wavy retaining ring element as used in the bearing arrangement according to Figures 3a to 3c;
  • FIG. 4b shows a top view of the axially wavy retaining ring element according to FIG. 4a;
  • FIG. 5a is a sketch to illustrate a retaining ring element which is axially wavy in its circumferential direction and has a rectangular cross section which is stretched in the radial direction;
  • FIG. 5b shows a sketch to illustrate a retaining ring element with a square cross section in its course in the circumferential direction, both axially and radially;
  • FIG. 5 c shows a sketch to illustrate a retaining ring element which is axially wavy in its circumferential direction and has a rectangular parallelogram cross section which is stretched in the radial direction;
  • FIG. 5d shows a sketch to illustrate a retaining ring element with a double trapezoidal cross section that is axially wavy in its circumferential direction;
  • FIG. 5e shows a sketch to illustrate a retaining ring element with a rhombus cross section that is axially wavy in its circumferential direction;
  • FIG. 5f shows a sketch to illustrate a retaining ring element with a Z cross section that is axially wavy in its circumferential direction
  • FIG. 6a is a sketch to illustrate the qualitative course of an axially corrugated retaining ring element with support zones rising on one side and thereby forming plateaus;
  • FIG. 6b shows a sketch to illustrate the qualitative course of an axially corrugated retaining ring element with support zones which alternately rise and fall, again forming plateaus;
  • FIG. 6c shows a sketch to illustrate the qualitative course of a sine-like axially wavy retaining ring element
  • FIG. 7a shows a sketch to illustrate the seat of a retaining ring element
  • FIG. 1 shows in axial section an embodiment of a first embodiment of a bearing arrangement according to the invention with at least one bearing ring RA, which provides a raceway RA1 for rolling bodies W rolling thereon, an attachment element AE, which is placed on a seat section RA2 , which is formed on the bearing ring RA and has a circumferential groove RA3, a retaining ring element HR sitting in this circumferential groove RA3, which forms a shoulder HR1 which projects radially over the seat section RA2 and which axially secures the attachment element AE on the seat section RA2.
  • the bearing ring RA forms the outer bearing ring of a rolling bearing designed as a deep groove ball bearing, which furthermore has an inner bearing ring RI with an inner raceway RI1 and is designed as a permanently lubricated bearing sealed on both sides with sealing rings D1, D2.
  • the rolling elements W are designed here as balls and are guided in a cage device C.
  • a ring countersink RI2 is formed on the inner bearing ring RI on its side facing away from the attachment element AE.
  • the sealing rings D1, D2 are secured in the circumferential grooves of the bearing ring RA, which acts as the outer bearing ring, and run against the outer circumferential zones of the inner bearing ring RI with sealing lip sections.
  • the retaining ring element HR is designed such that it has a cross section Q in the axial sectional plane shown here, which contains the bearing axis X, the width BR of which, measured in the direction of the bearing axis X, is smaller than the width BN of the circumferential groove RA3, likewise measured in the direction of the bearing axis X.
  • the retaining ring element HR forms, in its course in the circumferential direction, a plurality of subsequent axially protruding or axially bulging support zones HZ, which can be axially displaced under the inherent elasticity of the retaining ring element when the retaining ring element is axially loaded, so that the retaining ring element HR between those on the bearing ring RI and axially supporting axially supporting support zones HZ on the attachment element AE can be compressed axially.
  • the retaining ring element HR is designed to be axially alternating in its circumferential direction and the extent to which the retaining ring element alternates axially in its circumferential direction in the axially un-compressed state is greater than the axial distance of the axially supported against one another measured in the direction of the bearing axis X. and axial contact zones Z1, Z2 of the bearing ring RA and the attachment element AE contacted by the retaining ring element.
  • the retaining ring element HR in this embodiment is designed such that it has an almost square rectangular cross section Q in the axial section shown which contains the bearing axis X (see FIG. 1).
  • the circumferential groove RA3 formed in the bearing ring RA and that Retaining ring elements HR are dimensioned so that they match one another in such a way that the depth of the circumferential groove measured in the radial direction is in the range from 1/3 to 2/3 of the radial height of the cross section of the retaining ring element HR.
  • the holding element HR protrudes radially from the circumferential groove RA3 by at least 1/3 of its height and thereby forms a circumferential shoulder which functions as an axial stop for the extension element AE.
  • the maximum slide-on position of the attachment element AE on the bearing ring RA is limited by a further shoulder RA4 of the bearing ring RA, against which the attachment element AE is in the pushed-on state.
  • the circumferential groove RA3 is axially delimited by radial walls RA5, RA6.
  • the axial spacing of these radial walls RA5, RA6 corresponds to the width BN of the circumferential groove RA3.
  • the axial position of the stop wall AE1 provided for contacting the retaining ring element HR is coordinated with one another in such a way that when the shoulder RA4 of the bearing ring RA contacts the shoulder element AE, the stop wall AE1 axially “lies slightly behind the radial wall RA6”.
  • the width BN of the circumferential groove RA3 is larger than the width BR of the cross section Q of the retaining ring element HR.
  • the axial distance BT of the abutment wall AE1 from the radial wall RA5 of the circumferential groove RA3 corresponds at least to the width BN of the groove RA3 or is preferably slightly larger than this width BN.
  • the retaining ring element HR is “axially wavy” in its circumferential direction and has at least two, here specifically three, support zones bulging out in a constant division in a first axial direction on HZ.
  • the support zone HZ facing away from the stop wall AE1 contacts the contact zone Z1 of the bearing ring RA formed by the radial wall RA5 of the circumferential groove RA3.
  • FIG. 1 c illustrates how the retaining ring element HR, which is designed to be axially wavy in the circumferential direction with a further axially bulging support zone HZ, abuts against the radial wall RA6 of the circumferential groove RA3 and there resiliently pretensioned with this wall RA6 and if necessary, provides a resilient axially flexible stop for the stop wall AE1.
  • the stop wall AE1 forms the axial end ring surface of a circumferential step AE2 formed in the extension element AE.
  • This circumferential step AE2 is delimited on the outside by a cylindrical circumferential surface AE3.
  • the diameter of the seat section RA2 and the peripheral surface AE3 are coordinated with one another such that the retaining ring element HR can be inserted axially into the annular space formed between the seat section RA2 and the peripheral surface AE3.
  • the retaining element HR is dimensioned such that it sits with a slight radial expansion in the circumferential groove RA3 and automatically snaps into it when inserted into the annular space mentioned because of its inherent elasticity and the aim is to assume the smallest possible diameter.
  • the insertion of the retaining ring element HR into the circumferential groove RA3 can also be accomplished in another way, so it is possible to form local recesses on the bearing ring RA and / or on the attachment element, which enables the retaining element HR to be threaded into the corresponding groove space.
  • the radial extensibility of the retaining ring element HR is achieved in that the circumference of the retaining ring element is simply perforated, for example as a portion of a wire material that is bent into a torus and is open at the joint.
  • FIGS. 2a and 2b illustrate the structure of the retaining ring element HR as a single component in an axially un-compressed and radially non-expanded state.
  • the retaining ring element HR is axially wavy. Its total axial width, ie the axial distance BHE measured in the direction of its central axis, of the support zones HZ bulging in opposite directions is greater than the width BN of the groove RA3 provided for receiving the retaining ring element HR.
  • This axial distance BHE which also corresponds to the axial height of the non-compressed retaining ring element HR, is preferably at least 1.5 times the width BR of the cross section Q of the retaining ring element HR.
  • the holder element HR forms a plurality of support zones which follow one another preferably in a constant division in the circumferential direction and thereby expand in opposite axial directions HZ.
  • the retaining ring element HR is made of a spring steel wire as a spring ring broken through by an opening D.
  • the retaining ring element HR here has a circular cross section Q and the stop surface AE1, which may come into contact with this retaining ring element HR, is designed as an employed ring surface, in particular as a conical ring surface or as a slightly concave ring surface.
  • the stop surface AE1 is designed such that when the retaining ring element HR is axially loaded by the attachment element AE, the stop surface AE1 tends to force the retaining ring element HR radially into the circumferential groove RA3 from the outside.
  • the inner bearing ring RI is inserted at an angle into the outer bearing ring RA.
  • the rolling elements W designed as balls are then inserted into the annular space remaining between the bearing rings RI, RA until a required number of balls is recorded there.
  • the balls are then arranged in such a way that they are arranged in the annular space at the same pitch and the cage C is snapped axially into this ring of balls.
  • the seal D1 is then inserted into the outer bearing ring RA.
  • the bearing is filled with a defined amount of lubricant and the second seal D2 is inserted into the outer bearing ring RA.
  • the attachment element AE is pushed onto the bearing thus completed.
  • the attachment element AE moves axially on the seat surface section RA2 until an end face of the attachment element AE is in contact with a stop surface RA4 delimiting the seat surface section RA2.
  • the axially wavy retaining ring element HR is pushed onto the bearing ring RA from a side facing away from the stop surface RA4 until it snaps into the circumferential groove RA3 formed on the bearing ring RA.
  • the retaining ring element HR is clamped both axially and radially in this state. Due to its radial bracing, it sits securely in the circumferential only RA3.
  • the retaining ring element HR now forms resiliently pretensioned stop zones which are aligned flush with the radial groove walls RA5, RA6 of the circumferential groove RA3 and rise radially above the circumferential level of the seat surface section RA2.
  • the axial mobility of the extension element AE on the bearing ring RA is limited by the retaining ring element HR. This interacts with a stop surface AE1 of the attachment element AE.
  • the attachment element AE is thus axially captive on the bearing ring RA which represents the bearing outer ring.
  • the attachment element AE can form a flange structure, via which the bearing can be carried as a whole.
  • the overall construction is preferably such that the main axial load between the extension element AE and the bearing ring RA is directed such that it is effective between the extension element AE and the stop surface RA4.
  • the retaining ring element HR primarily assumes a securing function.
  • the arrangement can be designed such that there is a defined axial displaceability of the attachment element AE on the bearing ring RA against the bias of the retaining ring element HR.
  • the arrangement can also be designed in such a way that the retaining ring element HR sits relatively closely in the circumferential groove and only tolerances for the width of the circumferential groove and possibly the relative positions of the contact surfaces of the attachment element AE interacting with the retaining ring element HR are compensated for via its axial waviness.
  • the retaining ring element HR which is circular in cross section here, is supported on the wall RA5 of the circumferential groove RA3 and on the stop surface AE1 of the attachment element AE.
  • the illustration according to FIG. 3b shows the contacting of the wall RA5 by the retaining ring element HR and the illustration according to FIG. 3c shows the contacting of the stop surface AE1 by the retaining ring element HR.
  • the retaining ring element HR is axially wavy, axially alternating or at least so uneven in its course in the circumferential direction that on the one hand it forms circumferential zones which are supported axially on the bearing ring RA and forms circumferential zones which are axially supported on the attachment element AE. These are circumferential zones adjacent to the bearing ring RA and the peripheral zones adjoining the attachment element AE offset against each other in the circumferential direction. A local free space thus exists in the peripheral groove RA3 behind the circumferential zone adjacent to the bearing ring RA. In the same way, there is also a local free space on the side of the retaining ring element HR facing away from the contact zone with the attachment element AE.
  • the areas of the retaining ring element HR on the bearing ring RA can be displaced in the direction of the axis of the bearing arrangement relative to the areas on the attachment element AE within the framework of the structural elasticity of the retaining ring element HR.
  • the retaining ring element HR shown in FIGS. 4a and 4b is made of a steel material and here again of a wire material. It is dimensioned so that in the installed position in the elastically radially expanded state it sits in the circumferential groove of the bearing ring RA (see FIG. 3a).
  • the retaining ring element HR is designed by means of plastic deformation so that the wire material which is essentially bent into a torus in the axial direction, i.e. is “wavy” with respect to a reference plane P perpendicular to the central axis X. It rises with certain circumferential sections in a direction above this plane P and with other circumferential sections it dips below this reference plane.
  • the retaining ring element forms three zones in its circumference which bulge towards the contact surface RA5 of the circumferential groove RA3 and three further support zones lying between these zones which bulge towards the wall AE1 of the attachment element AE.
  • FIG. 5a shows in simplified form the cross section of a retaining ring element HR which is made from a rectangular spring steel wire section and comprises a ring-like base body which is slightly wavy in the axial direction.
  • FIG. 5b shows in simplified form the cross section of a retaining ring element HR which is made from a spring steel wire section with a square cross section and comprises a ring-like base body which is designed to be slightly wavy in the axial direction and is also designed to be wavy in the radial direction.
  • FIG. 5c shows in simplified form the cross section of a retaining ring element HR which is made from a parallelogram spring steel wire section and comprises a ring-like base body which is slightly wavy in the axial direction. This base body can also “stand up” when subjected to axial loads and thereby generate an increased holding effect.
  • FIG. 5d shows in simplified form the cross section of a retaining ring element HR which is made from a rolled spring steel wire section which has a cross section in the manner of a double trapezoid.
  • This spring steel wire section is in turn bent into a ring-like base body which is designed to be slightly wavy in the axial direction.
  • FIG. 5e shows in simplified form the cross section of a retaining ring element HR which is made from a spring steel wire section with a rhombic cross section and comprises a ring-like base body which is slightly wavy in the axial direction.
  • FIG. 5f shows in simplified form the cross section of a retaining ring element HR which is made from a spring steel sheet strip which is formed by a rolling process in such a way that it forms a profile with a Z cross section.
  • This profile is then bent into a ring-like base body. It can then be reshaped as described above in such a way that it is slightly wavy in the axial direction.
  • This ripple can also be achieved in particular in this exemplary embodiment by zonal material removal.
  • FIG. 7a shows a variant in which the retaining ring element HR has a Z cross section and is designed to be axially wavy and, due to its inherent elasticity, tensions into the circumferential groove RA3 of the bearing ring RA.
  • the retaining ring element HR is first inserted into the groove of the attachment element AE by means of a dome and then removed from this mandrel and pushed directly onto the bearing ring RA.
  • the retaining element snaps into the circumferential groove RA3 and secures the attachment element AE (in a manner that can no longer be undone without destruction) on the bearing ring RA.
  • FIG. 7b shows a variant in which the retaining ring element HR has a rectangular cross section and is designed to be axially wavy and by its Radial intrinsic elasticity forces out of the circumferential groove RA3 of the bearing ring RA.
  • the retaining ring element HR is first held in the peripheral groove RA3 of the bearing ring RA by means of an auxiliary tool and the attachment element AE is then pushed onto the seat section. As soon as the circumferential groove contained in the attachment element reaches the retaining ring element AE, it snaps into the circumferential groove and secures the attachment element AE on the bearing ring RA.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung mit wenigstens einem Lagerring, der eine Laufbahn für daran abrollende Wälzkörper bereitstellt, einem Ansatzelement das auf einen Sitzabschnitt aufgesetzt ist, der an dem Lagerring gebildet ist und eine Umfangsnut aufweist, wobei in dieser Umfangsnut ein Halteringelement sitzt, das eine radial über den Sitzabschnitt hervorragende Schulter bildet, die das Ansatzelement auf dem Sitzabschnitt axial sichert. Das Halteringelement ist derart gestaltet, dass dieses in einer die Lagerachse enthaltenden Schnittebene einen Querschnitt aufweist dessen in Richtung der Lagerachse gemessene Breite kleiner ist als die ebenfalls in Richtung der Lagerachse gemessene Breite der Umfangsnut. Zudem ist das Halteringelement in seinem Verlauf in Umfangsrichtung axial alternierend, d.h. "wellig" gestaltet und das Ausmaß in welchem das Halteringelement in seinem Verlauf in Umfangsrichtung axial alterniert ist größer als der in Richtung der Lagerachse gemessene Axialabstand der gegeneinander axial abgestützten axialen Anlagezonen des Lagerringes und des Ansatzelementes.

Description

Laqeranordnunq sowie darin vorgesehenes Halterinqelement
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung mit wenigstens einem Lagerring, der eine Laufbahn für daran abrollende Wälzkörper bereitstellt und einem Ansatzele- ment, das auf einen Sitzabschnitt aufgesetzt ist, der an dem Lagerring gebildet ist, wobei in jenem Sitzabschnitt eine Umfangsnut ausgebildet ist und in dieser Umfangs- nut ein Halteringelement sitzt, das eine aus der Umfangsnut herausragende und damit über den Sitzabschnitt radial hervorragende Schulter bildet, die das Ansatzelement auf dem Sitzabschnitt axial sichert.
Aus EP 20 06 561 B1 ist eine derartige Lageranordnung bekannt. Der Lagerring fun- giert bei dieser Lageranordnung als Lageraußenring und das Ansatzelement bildet ei- ne ringartige Montageplatte durch welche der Lageraußenring getragen wird. Zur axia- len Fixierung der Montageplatte ist ein aus einem Federstahlwerkstoff gefertigtes Hal- teringelement vorgesehen, das seine Sitzposition in einer in dem Lageraußenring ausgebildeten Nut ein einem radial elastisch geweiteten Zustand einnimmt und dabei eine radial nach außen über den Lageraußenring hervorkragende Schulter bildet, an welcher das Ansatzelement ansteht und damit axial festgelegt ist.
Aufgabe der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen zu schaffen durch welche es auf fertigungs- und montagetechnisch vorteilhafte Weise möglich wird, den Lagerring ei- nes Wälzlagers mit einem auf einem Sitzabschnitt des Lagerringes sitzenden Ansat- zelement vorteilhaft zu koppeln. Erfindungsgemäße Lösung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Lageranordnung mit:
- wenigstens einem Lagerring, der eine Laufbahn für daran abrollende Wälzkör- per bereitstellt und - einem Ansatzelement, das auf einen Sitzabschnitt aufgesetzt ist, der an dem Lagerring gebildet ist und eine Umfangsnut aufweist,
- wobei in dieser Umfangsnut ein Halteringelement sitzt, das eine radial über den Sitzabschnitt hervorragende Schulter bildet, die das Ansatzelement auf dem Sitzabschnitt axial sichert,
- das Halteringelement in einer die Lagerachse enthaltenden Schnittebene einen Querschnitt aufweist, dessen in Richtung der Lagerachse gemessene Breite kleiner ist als die ebenfalls in Richtung der Lagerachse gemessene Breite der Umfangsnut und
- das Halteringelement in seinem Verlauf in Umfangsrichtung mehrere abfolgen- de axial hervortretende oder axial ausbauchende Stützzonen bildet, die bei axi- aler Belastung des Halteringelements im Rahmen der Eigenelastizität des Hal- teringelements axial verlagerbar sind, so dass das Halteringelement zwischen den sich am Lagerring und am Ansatzelement axial abstützenden Stützzonen federelastisch axial stauchbar ist.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Lageranordnung zu schaffen, bei welcher das zur axialen Sicherung des Ansatzelements auf dem Lagerring vorgese- hene Halteringelement den Lagering und das Ansatzelement in einem definierten Ma- ße gegeneinander axial verspannt, so dass sich eine als spielfrei darstellende axial vorgespannte Koppelung des Lagerringes und des Ansatzelementes auf einen am Lagerring ausgebildeten Anschlag hin ergibt.
Das Halteringelement ist dabei vorzugsweise so gestaltet, dass dessen in Einbauposi- tion den Anlagewandungen zugewandte Seitenflächen in ihrem Verlauf in Umfangs- richtung alternierende Axialpositionen einnehmen und hierbei das Ausmaß in wel- chem das Halteringelement in axial ungestauchtem Zustand in seinem Verlauf in Um fangsrichtung axial alterniert größer ist als der in Richtung der Lagerachse gemessene Axialabstand der gegeneinander axial abgestützten und das Halteringelement kontak- tierenden Anlagezonen des Lagerringes und des Ansatzelementes.
Das Halteringelement ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung derart gestaltet, dass dieses in einem die Lagerachse enthaltenden Axial- schnitt einen Rechteckquerschnitt aufweist. Die Abmessungen bezüglich Höhe und Breite können dabei wiederum so abgestimmt sein, dass das Halteringelement in ei- nem die Lagerachse enthaltenden Axialschnitt einen quadratischen Querschnitt auf- weist.
Alternativ zu der oben genannten Ausführungsform des Halteringelementes kann die- ses auch so gestaltet sein, dass dieses in einem die Lagerachse enthaltenden Axial- schnitt einen Kreisquerschnitt oder einen elliptischen Querschnitt aufweist.
Weiterhin kann die Umfangsnut in vorteilhafter Weise so gestaltet sein, dass die in ra- dialer Richtung gemessene Tiefe der Umfangsnut im Bereich von 1/3 bis 1/6 der Ra- dialhöhe des Querschnitts des Halteringelements liegt.
Das Halteringelement ist vorzugsweise so gestaltet, dass dieses in axial ungestauch- tem Zustand, also in einem Zustand in welchem dieses noch nicht in der Umfangsnut sitzt in seinem Verlauf in Umfangsrichtung axial wellig ausgebildet ist und dabei we nigstens zwei in konstanter Teilung in eine erste Axialrichtung ausbauchende Stütz- zonen aufweist. Diese Ausbauchungen können sich als einseitige Ausbauchungen darstellen. Das Halteringelement kann auch so ausgebildet sein, dass dieses in sei- nem Verlauf in Umfangsrichtung axial wellig ausgebildet ist und dabei wenigstens zwei in konstanter Teilung in eine erste Axialrichtung ausbauchende erste Stützzonen aufweist und wenigstens zwei ebenfalls in der genannten gleichen Teilung, jedoch um eine halbe Teilung zu den ersten Stützzonen versetzte in Gegenrichtung axial aus- bauchende zweite Stützzonen aufweist. In verbautem Zustand stützen sich dann die ersten Stützzonen axial in einer Wandung der Umfangsnut des Lagerrings ab und die zweiten Stützzonen stützen sich axial an einer Anlagefläche am Ansatzelement ab. Das Halteringelement ist vorzugsweise aus einem hochfesten Stahlwerkstoff gefertigt und sitzt in elastisch radial geweitetem Zustand in der Umfangsnut.
Durch das erfindungsgemäße Konzept wird es möglich, das Axialspiel eines Kugella- gers in einer Halteplatte zu eliminieren oder zumindest zu reduzieren. Dies kann ins- besondere erfolgen, indem das Halteringelement als axial und/oder radial gewellter Ring also als Wellenring (z.B. mit einem Rund- oder Rechteckquerschnitt) gefertigt wird. Hierdurch wird die Fixierung der Halteplatte auf dem Kugellageraußenring abge- sichert, indem sich der Wellenring an der Stirnseite der Nut vom Kugellageraußenring und die Halteplatte bei axialer Bewegung sich mit ihrer Aussparung vom Innendurch- messer am Wellenring abstützt. Da der gewellte Wellenring breiter ist als ein her- kömmlicher Haltering, kann sich die Halteplatte auf dem Außenring des Kugellagers axial nicht so viel verschieben wie bei einem herkömmlichen Wellenring.
Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen- den Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
Figur 1a eine Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaues einer er- findungsgemäßen Lageranordnung mit einem Halteringelement mit quadra- tischen Querschnitt;
Figur 1b eine Darstellung eines Details des Axialschnitts nach Figur 1 a zur Veran- schaulichung der Anlage des Halteringelements am Lagerring;
Figur 1c ebenfalls eine Darstellung eines Details des Axialschnitts nach Figur 1 a zur
Veranschaulichung der axialen Anlage des Halteringelements am Ansatze- lement das hier eine ringartige Montageplatte darstellt;
Figur 2a eine Seitenansicht des axial wellig gestalteten Halteringelements wie es in der Lageranordnung nach den Figuren 1 a bis 1 c Anwendung findet;
Figur 2b eine Draufsicht des axial wellig gestalteten Halteringelements nach Figur 2a;
Figur 3a eine Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaues einer er- findungsgemäßen Lageranordnung mit einem Halteringelement mit kreis- förmigem Querschnitt; Figur 3b eine Detaildarstellung des Axialschnitts nach Figur 1 a zur Veranschauli- chung der Anlage des Halteringelements am Lagerring;
Figur 3c ebenfalls eine Detaildarstellung des Axialschnitts nach Figur 1a zur Veran- schaulichung der axialen Anlage des Halteringelements am Ansatzelement das hier eine ringartige Montageplatte darstellt;
Figur 4a eine Seitenansicht des axial wellig gestalteten Halteringelements wie es in der Lageranordnung nach den Figuren 3a bis 3c Anwendung findet;
Figur 4b eine Draufsicht des axial wellig gestalteten Halteringelements nach Figur 4a;
Figur 5a eine Skizze zur Veranschaulichung eines in seinem Verlauf in Umfangsrich- tung axial welligen Halteringelements mit einem in radialer Richtung ge- streckten Rechteckquerschnitt;
Figur 5b eine Skizze zur Veranschaulichung eines in seinem Verlauf in Umfangsrich- tung axial sowie auch radial welligen Halteringelements mit einem quadrati- schen Querschnitt;
Figur 5c eine Skizze zur Veranschaulichung eines in seinem Verlauf in Umfangsrich- tung axial welligen Halteringelements mit einem in radialer Richtung ge- streckten Rechteck-Parallelogrammquerschnitt;
Figur 5d eine Skizze zur Veranschaulichung eines in seinem Verlauf in Umfangsrich- tung axial welligen Halteringelements mit einem Doppeltrapezquerschnitt;
Figur 5e eine Skizze zur Veranschaulichung eines in seinem Verlauf in Umfangsrich- tung axial welligen Halteringelements mit einem Rhomben-Querschnitt;
Figur 5f eine Skizze zur Veranschaulichung eines in seinem Verlauf in Umfangsrich- tung axial welligen Halteringelements mit einem Z-Querschnitt; Figur 6a eine Skizze zur Veranschaulichung des qualitativen Verlauf eines axial wel- ligen Halteringelements mit sich einseitig erhebenden und hierbei Plateaus bildenden Stützzonen;
Figur 6b eine Skizze zur Veranschaulichung des qualitativen Verlauf eines axial wel- ligen Halteringelements mit sich alternierend erhebenden und senkenden hierbei wiederum Plateaus bildenden Stützzonen;
Figur 6c eine Skizze zur Veranschaulichung des qualitativen Verlauf eines Sinus- artig axial welligen Halteringelements;
Figur 7a eine Skizze zur Veranschaulichung des Sitzes eines Halteringelements mit
Z-Querschnitt in der Umfangsnut des Lageraußenringes, wobei sich hier das Halteringelement durch seine Eigenelastizität in die Umfangsnut hinein spannt um einen möglichst kleinen Außendurchmesser anzunehmen;
Figur 7b eine Skizze zur Veranschaulichung des Sitzes eines Halteringelements mit
Rechteckquerschnitt in der Umfangsnut des Lageraußenringes, wobei sich hier das Halteringelement durch seine Eigenelastizität in die Umfangsnut des Ansatzelementes hinein spannt um einen möglichst großen Außen- durchmesser anzunehmen.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
Die Darstellung nach Figur 1 zeigt im Axialschnitt ein Ausführungsbeispiel einer ers- ten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lageranordnung mit wenigstens ei- nem Lagerring RA, der eine Laufbahn RA1 für daran abrollende Wälzkörper W bereit- stellt, einem Ansatzelement AE, das auf einen Sitzabschnitt RA2 aufgesetzt ist, der an dem Lagerring RA gebildet ist und eine Umfangsnut RA3 aufweist, wobei in dieser Umfangsnut RA3 ein Halteringelement HR sitzt, das eine radial über den Sitzabschnitt RA2 hervorragende Schulter HR1 bildet, die das Ansatzelement AE auf dem Sitzab- schnitt RA2 axial sichert. Der Lagerring RA bildet bei diesem Ausführungsbeispiel den Lageraußenring eines insgesamt als Rillenkugellager ausgeführten Wälzlagers, das weiterhin einen Lagerin- nenring RI mit einer inneren Laufbahn RI1 aufweist und als beidseitig mit Dichtringen D1 , D2 abgedichtetes dauergeschmiertes Lager ausgebildet ist. Die Wälzkörper W sind hier als Kugeln ausgeführt und in einer Käfigeinrichtung C geführt. Am Lagerin- nenring RI ist auf seiner dem Ansatzelement AE abgewandten Seite eine Ringsen- kung RI2 ausgebildet. Die Dichtringe D1 , D2 sind in Umfangsnuten des als Lagerau- ßenring fungierenden Lagerringes RA gesichert und laufen mit Dichtlippenabschnitten an Außenumfangszonen des Lagerinnenringes RI an.
Das Halteringelement HR ist derart gestaltet, dass dieses in der hier gezeigten, die Lagerachse X enthaltenden Axialschnittebene einen Querschnitt Q aufweist, dessen in Richtung der Lagerachse X gemessene Breite BR kleiner ist als die ebenfalls in Richtung der Lagerachse X gemessene Breite BN der Umfangsnut RA3.
Das Halteringelement HR bildet in seinem Verlauf in Umfangsrichtung mehrere abfol- gende axial hervortretende oder axial ausbauchende Stützzonen HZ, die bei axialer Belastung des Halteringelements im Rahmen der Eigenelastizität des Halteringele- ments axial verlagerbar sind, so dass das Halteringelement HR zwischen den sich am Lagerring RI und am Ansatzelement AE axial abstützenden Stützzonen HZ federelas- tisch axial stauchbar ist.
Zudem ist das Halteringelement HR in seinem Verlauf in Umfangsrichtung axial alter- nierend gestaltet und das Ausmaß in welchem das Halteringelement in seinem Verlauf in Umfangsrichtung axial alterniert ist in axial ungestauchtem Zustand größer als der in Richtung der Lagerachse X gemessene Axialabstand der gegeneinander axial ab- gestützten und vom Halteringelement kontaktierten axialen Anlagezonen Z1 , Z2 des Lagerringes RA und des Ansatzelementes AE.
Wie aus der Darstellung nach Figur 1 b weiter erkennbar, ist das Halteringelement HR bei dieser Ausführungsform so gestaltet, dass dieses in dem gezeigten, die Lagerach- se X (vgl. Fig.l a) enthaltenden Axialschnitt einen nahezu quadratischen Rechteck- querschnitt Q aufweist. Die im Lagerring RA ausgebildete Umfangsnut RA3 und das Halteringelement HR sind so aufeinander abgestimmt dimensioniert, dass die in radia- ler Richtung gemessene Tiefe der Umfangsnut im Bereich von 1/3 bis 2/3 der Radial- höhe des Querschnitts des Halteringelements HR liegt. Dies bedeutet, dass Halterin- gelement HR wenigstens um 1/3 seiner Höhe radial aus der Umfangsnut RA3 heraus- kragt und dabei eine Umfangsschulter bildet welche als Axialanschlag für das Ansat- zelement AE fungiert.
Die maximale Aufschubposition des Ansatzelementes AE auf den Lagerring RA ist durch eine weitere Schulter RA4 des Lagerringes RA begrenzt, an welcher das Ansat- zelement AE in aufgeschobenem Zustand ansteht. Die Umfangsnut RA3 ist axial von Radialwandungen RA5, RA6 begrenzt. Der Axialabstand dieser Radialwandungen RA5, RA6, entspricht der Breite BN der Umfangsnut RA3. Die Axialposition der zur Kontaktierung des Halteringelements HR vorgesehenen Anschlagwandung AE1 sind so aufeinander abgestimmt, dass bei Kontaktierung der Schulter RA4 des Lagerringes RA durch das Ansatzelement AE die Anschlagwandung AE1 axial„leicht hinter der Radialwand RA6 zu liegen kommt“. Die Breite BN der Umfangsnut RA3 ist größer als die Breite BR des Querschnitts Q des Halteringelementes HR. Der Axialabstand BT der Anschlagwandung AE1 von der Radialwand RA5 der Umfangsnut RA3 entspricht zumindest der Breite BN der Nut RA3 oder ist vorzugsweise geringfügig größer als diese Breite BN.
Das Halteringelement HR ist in seinem Verlauf in Umfangsrichtung„axial wellig“ aus- gebildet und weist dabei wenigstens zwei, hier konkret drei in konstanter Teilung in ei- ne erste Axialrichtung ausbauchende Stützzonen auf HZ auf. In der Detaildarstellung nach Figur 1 b kontaktiert die der Anschlagwandung AE1 abgewandte Stützzone HZ die durch die Radialwandung RA5 der Umfangsnut RA3 gebildete Anlagezone Z1 des Lagerringes RA.
Die Darstellung nach Figur 1 c veranschaulicht, wie das in seinem Verlauf in Umfangs- richtung axial wellig ausgebildete Halteringelement HR mit einer weiteren axial aus- bauchenden Stützzone HZ an der Radialwandung RA6 der Umfangsnut RA3 ansteht und dort einen mit dieser Wandung RA6 bündigen, federelastisch vorgespannten und notfalls definiert federelastisch axial nachgiebigen Anschlag für die Anschlagwandung AE1 bereitstellt.
Die Anschlagwandung AE1 bildet die axiale Abschlussringfläche einer in dem Ansat- zelement AE ausgebildeten Umfangsstufe AE2. Diese Umfangsstufe AE2 wird nach außen von einer zylindrischen Umfangsfläche AE3 begrenzt. Der Durchmesser des Sitzabschnitts RA2 und der Umfangsfläche AE3 sind so aufeinander abgestimmt, dass das Halteringelement HR in den zwischen dem Sitzabschnitt RA2 und der Um fangsfläche AE3 gebildeten Ringraum axial eingeschoben werden kann. Das Halterin- gelement HR ist so dimensioniert, dass diese unter leichter radialer Weitung in der Umfangsnut RA3 sitzt und in diese bei Einschieben in den genannten Ringraum selbsttätig aufgrund seiner Eigenelastizität einschnappt und dabei bestrebt ist einen möglichst kleinen Durchmesser anzunehmen.
Die Einbringung des Halteringelements HR in die Umfangsnut RA3 kann auch auf an- derweitige Weise bewerkstelligt werden, so ist es möglich, am Lagerring RA und/oder am Ansatzelement lokale Ausnehmungen auszubilden, die ein Einfädeln des Halterin- gelements HR in den entsprechenden Nutraum ermöglicht. Die radiale Weitbarkeit des Halteringelements HR wird erreicht indem dieses in seinem Umlauf einfach durchbrochen ausgebildet ist, beispielsweise als zu einem Torus gebogener und an der Stoßstelle offener Abschnitt eines Drahtmateriales gefertigt ist.
Die Darstellungen nach den Figuren 2a und 2b veranschaulichen den Aufbau des Hal- teringelements HR als Einzelbauteil in einem axial ungestauchten und radial ungewei- teten Zustand. Wie aus Figur 2a erkennbar ist das Halteringelement HR axial wellig gestaltet. Seine axiale Gesamtbreite, d.h. der in Richtung seiner Zentralachse gemes- sene Axialabstand BHE der in entgegen gesetzte Richtungen ausbauchenden Stütz- zonen HZ ist größer als die Breite BN der zur Aufnahme des Halteringelements HR vorgesehenen Nut RA3. Dieser Axialabstand BHE der auch der Axialhöhe des unge- stauchten Halteringelements HR entspricht, beträgt vorzugsweise wenigstens das 1 ,5- Fache der Breite BR des Querschnitts Q des Halteringelements HR. Das Halterin- gelement HR bildet mehrere vorzugsweise in konstanter Teilung in Umfangsrichtung abfolgende und dabei in entgegen gesetzte Axialrichtungen ausbauende Stützzonen HZ. Das Halteringelement HR ist als von einer Durchbrechung D durchbrochener Fe- derring aus einem Federstahldraht gefertigt.
Für die Darstellungen nach den Figuren 3a bis 4b gelten die obigen Ausführungen sinngemäß. Abweichend von der oben beschriebenen Ausführungsform weist hier das Halteringelement HR einen kreisförmigen Querschnitt Q auf und die mit diesem Hal- teringelement HR ggf. in Kontakt tretende Anschlagfläche AE1 ist als angestellte Ring- fläche, insbesondere als Kegelringfläche oder als leicht konkave Ringfläche gestaltet. Insgesamt ist die Anschlagfläche AE1 so gestaltet, dass bei axialer Belastung des Halteringelements HR durch das Ansatzelement AE, die Anschlagfläche AE1 das Hal- teringelement HR tendenziell in die Umfangsnut RA3 radial von außen her hinein- drängt.
Der Zusammenbau der erfindungsgemäßen Lageranordnung, insbesondere mit den in den Figuren 3a bis 4b dargestellten Komponenten gestaltet sich wie folgt:
Zunächst wird der Lagerinnenring RI in den Lageraußenring RA schräg eingesetzt. Anschließend werden die als Kugeln gestalteten Wälzkörper W in den zwischen den Lagerringen RI, RA verbleibenden Ringraum eingefügt, bis eine geforderte Kugelzahl dort aufgenommen ist. Dann werden die Kugeln so angeordnet, dass diese in dem Ringraum in gleicher Teilung angeordnet sind und der Käfig C wird axial in diesen Ku- gelkranz eingeschnappt. Nachfolgend wird die Dichtung D1 in den Lageraußenring RA eingesetzt. Das Lager wird mit einer definierten Schmierstoffmenge befüllt und die zweite Dichtung D2 wird in den Lageraußenring RA eingesetzt.
Auf das derart komplettierte Lager wird das Ansatzelement AE aufgeschoben. Hierbei wandert das Ansatzelement AE axial auf dem Sitzflächenabschnitt RA2 bis eine Stirn- fläche des Ansatzelementes AE an einer den Sitzflächenabschnitt RA2 begrenzenden Anschlagfläche RA4 ansteht. Von einer der Anschlagfläche RA4 abgewandten Seite her wird das axial wellig gestaltete Halteringelement HR auf den Lagerring RA aufge- schoben bis dieses in der an dem Lagerring RA ausgebildeten Umfangsnut RA3 ein- schnappt. Das Halteringelement HR ist in diesem Zustand sowohl axial als auch radial verspannt. Durch seine radiale Verspannung sitzt es selbst sichernd in der Umfangs- nut RA3. Durch seine axiale Verspannung nimmt es in axial leicht gestauchtem Zu stand exakt die Breite BN der Umfangsnut RA3 an. Das Halteringelement HR bildet nunmehr federnd vorgespannte Anschlagzonen, die bündig mit den radialen Nutwan- dungen RA5, RA6 der Umfangsnut RA3 ausgerichtet sind und sich radial über das Umfangsniveau des Sitzflächenabschnitts RA2 erheben. Die axiale Bewegbarkeit des Ansatzelementes AE auf dem Lagerring RA wird durch das Halteringelement HR be- grenzt. Dieses wirkt dabei mit einer Anschlagfläche AE1 des Ansatzelements AE zu- sammen. Das Ansatzelement AE ist damit verliersicher axial auf dem Lagerring RA der hier den Lageraußenring darstellt gesichert. Das Ansatzelement AE kann eine Flanschstruktur bilden, über welche das Lager insgesamt getragen werden kann. Die Gesamtkonstruktion ist dabei vorzugsweise so getroffen, dass die Hauptaxial last zwi schen dem Ansatzelement AE und dem Lagerring RA derart gerichtet ist, dass diese zwischen dem Ansatzelement AE und der Anschlagfläche RA4 wirksam ist. Das Hal- teringelement HR übernimmt primär eine Sicherungsfunktion. Die Anordnung kann so ausgelegt sein, dass eine definierte axiale Verlagerbarkeit des Ansatzelementes AE auf dem Lagerring RA entgegen der Vorspannung des Haltringelements HR gegeben ist. Die Anordnung kann auch so ausgelegt sein, dass das Halteringelement HR relativ eng in der Umfangsnut sitzt und über dessen axiale Welligkeit nur Toleranzen für die Breite der Umfangsnut und ggf. die Relativpositionen der mit dem Halteringelement HR zusammenwirkenden Kontaktflächen des Ansatzelementes AE kompensiert wer- den.
Das im Querschnitt hier kreisförmige Halteringelement HR stützt sich an der Wandung RA5 der Umfangsnut RA3 sowie an der Anschlagfläche AE1 des Ansatzelementes AE ab. Die Darstellung nach Figur 3b zeigt hierbei die Kontaktierung der Wandung RA5 durch das Halteringelement HR und die Darstellung nach Figur 3c zeigt die Kontaktie- rung der Anschlagfläche AE1 durch das Halteringelement HR.
Das Halteringelement HR ist in seinem Verlauf in Umfangsrichtung axial wellig, axial alternierend oder zuminderst derart uneben ausgebildet, dass es einerseits Umfangs- zonen bildet welche sich axial am Lagerring RA abstützen und Umfangszonen bildet welche sich axial am Ansatzelement AE abstützen. Diese am Lagerring RA anliegen- den Umfangszonen und die am Ansatzelement AE anliegenden Umfangszonen sind in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt. Hinter der am Lagerring RA anliegenden Umfangszone existiert damit in der Umfangsnut RA3 ein lokaler Freiraum, in gleicher Weise besteht auch auf der der Kontaktzone mit dem Ansatzelement AE abgewandte Seite des Halteringelements HR ein lokaler Freiraum.
Die am Lagering RA anstehenden Bereiche des Halteringelements HR sind im Rah- men der Strukturelastizität des Halteringelements HR in Richtung der Achse der La- geranordnung relativ zu den am Ansatzelement AE anstehenden Bereichen verlager- bar.
Das in den Figuren 4a und 4b gezeigte Halteringelement HR ist aus einem Stahlwerk- stoff und hierbei wiederum aus einem Drahtmaterial gefertigt. Es ist so dimensioniert, dass dieses in Einbauposition in elastisch radial geweitetem Zustand in der Umfangs- nut des Lagerringes RA (vgl. Fig.3a) sitzt. Das Halteringelement HR ist durch plasti- sche Umformung so gestaltet, dass das im wesentlichen zu einem Torus gebogene Drahtmaterial in axialer Richtung d.h. gegenüber einer zur Zentralachse X senkrech- ten Bezugsebene P„wellig“ ist. Es erhebt sich also mit bestimmten Umfangsabschnit- ten in eine Richtung über diese Ebene P und mit anderen Umfangsabschnitten taucht es unter diese Bezugsebene ab. Im Rahmen des Einbaus in die Lageranordnung wird es axial gestaucht, so dass sich die Axialabstände der einander abgewandten Erhe- bungen und Senkungen von der Bezugsebene reduzieren. Die Zonen mit der jeweils maximalen Ausbauchung gegenüber der Bezugsebene P fungieren dann als die be- reits oben angesprochenen Stützzonen HZ die am Lagering RA und am Ansatzele- ment AE anliegen. Bei der in Figur 4a gezeigten Variante bildet das Halteringelement in seinem Umlauf drei Zonen die zur Anlagefläche RA5 der Umfangsnut RA3 hin aus- bauchen sowie drei zwischen diesen Zonen liegende weitere Stützzonen die zur Wandung AE1 des Ansatzelementes AE hin ausbauchen.
Die Darstellung nach Figur 5a zeigt vereinfacht den Querschnitt eines Halteringele- mentes HR das aus einem Rechteck-Federstahldrahtabschnitt gefertigt ist und einen ringartigen Grundkörper umfasst der in axialer Richtung leicht wellig gestaltet ist. Die Darstellung nach Figur 5b zeigt vereinfacht den Querschnitt eines Halteringele- mentes HR das aus einem Federstahldrahtabschnitt mit quadratischem Querschnitt gefertigt ist und einen ringartigen Grundkörper umfasst, der in axialer Richtung leicht wellig gestaltet ist und zudem auch in radialer Richtung wellig gestaltet ist.
Die Darstellung nach Figur 5c zeigt vereinfacht den Querschnitt eines Halteringele- mentes HR das aus einem Parallelogramm-Federstahldrahtabschnitt gefertigt ist und einen ringartigen Grundkörper umfasst, der in axialer Richtung leicht wellig gestaltet ist. Dieser Grundkörper kann sich bei axialer Belastung zudem„aufstellen“ und dabei eine erhöhte Haltewirkung generieren.
Die Darstellung nach Figur 5d zeigt vereinfacht den Querschnitt eines Halteringele- mentes HR das aus einem gewalzten Federstahldrahtabschnitt gefertigt ist, der einen Querschnitt in der Art eines Doppeltrapezes aufweist. Dieser Federstahldrahtabschnitt ist wiederum zu einem ringartigen Grundkörper gebogen der in axialer Richtung leicht wellig gestaltet ist.
Die Darstellung nach Figur 5e zeigt vereinfacht den Querschnitt eines Halteringele- mentes HR das aus einem Federstahldrahtabschnitt mit einem Rhombenquerschnitt gefertigt ist und einen ringartigen Grundkörper umfasst, der in axialer Richtung leicht wellig gestaltet ist.
Die Darstellung nach Figur 5f zeigt vereinfacht den Querschnitt eines Halteringele- mentes HR das aus einem Federstahlblechstreifen gefertigt ist, der durch ein Walzver- fahren derart umgeformt ist, dass dieser ein Profil mit einem Z-Querschnitt bildet. Die- ses Profil ist dann zu einem ringartigen Grundkörper gebogen. Es kann dann wie oben beschrieben so umgeformt werden, dass dieses in axialer Richtung leicht wellig ge- staltet ist. Diese Welligkeit kann insbesondere bei diesem Ausführungsbeispiel auch durch zonalen Materialabtrag erreicht werden.
Wie aus Figur 6a ersichtlich, ist es möglich die oben genannte„Welligkeit“ zu realisie- ren, indem entlang des Umfangs des Halteringelements HR bestimmte Zonen sich axial über eine Grundebene des Halterings erheben. Die sich erhebenden Zonen kön- nen Plateaus bilden, so dass sich in Umfangsrichtung etwas länger gestreckt und we niger punktuell belastete Stützzonen ergeben. Die Darstellung nach 6a zeigt hierbei das Halteringelement HR in einem abgewickelten Zustand.
Wie aus Figur 6b ersichtlich ist es möglich die genannte„Welligkeit“ zu realisieren, in- dem entlang des Umfangs des Halteringelements HR bestimmte Zonen sich axial über eine Grundebene des Halterings erheben und dazwischen liegenden Zonen sich unter diese Grundebene des Halteringes absenken. Die sich erhebenden und absen- kenden Zonen können wiederum jeweils Plateaus bilden, so dass sich in Umfangs- richtung etwas länger gestreckt und weniger punktuell belastete Stützzonen ergeben. Die Darstellung nach 6b zeigt hierbei das Halteringelement HR in einem abgewickel- ten Zustand.
Wie aus Figur 6c ersichtlich ist es möglich die oben genannte„Welligkeit“ in der Art einer Sinus-Welligkeit realisieren, so dass sich entlang des Umfangs des Halterin- gelements HR axial über eine Grundebene des Halterings erheben und dann wieder unter diese Grundebenen zurücklaufende Zonen ergeben. Bei dem hier skizzierten Beispiel ergeben sich bei einem Umlauf vier in eine erste Axialrichtung vordringende Erhebungen und vier zwischen diesen in die Gegenrichtung vordringende Ausbau- chungen. Die Darstellung nach 6c zeigt hierbei das Halteringelement HR in einem ab- gewickelten Zustand.
Die Darstellung nach Figur 7a zeigt eine Variante bei welcher das Halteringelement HR einen Z-Querschnitt aufweist und axial wellig gestaltet ist und sich durch seine Ei- genelastizität in die Umfangsnut RA3 des Lagerringes RA hinein spannt. Das Hal- teringelement HR wird zunächst mittels eines Doms in die Nut des Ansatzelements AE eingeschoben und dann von diesem Dorn ab- und unmittelbar auf den Lagerring RA aufgeschoben. Bei Erreichen der Umfangsnut RA3 schnappt dann das Halterin- gelement in die Umfangsnut RA3 ein und sichert das Ansatzelement AE (in einer nicht mehr zerstörungsfrei aufhebbaren Weise) auf dem Lagerring RA.
Die Darstellung nach Figur 7b zeigt eine Variante bei welcher das Halteringelement HR einen Rechteck-Querschnitt aufweist und axial wellig gestaltet ist und durch seine Eigenelastizität radial aus Umfangsnut RA3 des Lagerringes RA heraus drängt. Das Halteringelement HR wird zunächst mittels eines Hilfswerkzeugs in die der Umfangs- nut RA3 des Lagerringes RA gehalten und das Ansatzelements AE wird dann auf den Sitzabschnitt aufgeschoben. Sobald die im Ansatzelement enthalte Umfangsnut das Halteringelement AE erreicht, schnappt diese in die Umfangsnut ein und sichert das Ansatzelement AE auf dem Lagerring RA.

Claims

Patentansprüche
1. Lageranordnung mit:
- wenigstens einem Lagerring (RA), der eine Laufbahn (RA1 ) für daran abrollen- de Wälzkörper (W) bereitstellt,
- einem Ansatzelement (AE), das auf einen Sitzabschnitt (RA2) aufgesetzt ist, der an dem Lagerring (RA) gebildet ist und eine Umfangsnut (RA3) aufweist, wobei
- in dieser Umfangsnut (RA3) ein Halteringelement (HR) sitzt, das eine radial über den Sitzabschnitt (RA2) hervorragende Schulter bildet, die das Ansatze- lement (AE) auf dem Sitzabschnitt (RA2) axial sichert,
- das Halteringelement (HR) in einer die Lagerachse (X) enthaltenden Schnitt- ebene einen Querschnitt (Q) aufweist, dessen in Richtung der Lagerachse ge- messene Breite (BR) kleiner ist als die ebenfalls in Richtung der Lagerachse (X) gemessene Breite (BN) der Umfangsnut (RA3) und
- das Halteringelement (HR) in seinem Verlauf in Umfangsrichtung mehrere ab- folgende axial hervortretende oder axial ausbauchende Stützzonen (HZ) bildet, die bei axialer Belastung des Halteringelements (HR) im Rahmen der Ei- genelastizität des Halteringelements (HR) axial verlagerbar sind, so dass das Halteringelement (HR) zwischen den sich am Lagerring und am Ansatzelement axial abstützenden Stützzonen (HZ) federelastisch axial stauchbar ist.
2. Lageranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Halterin- gelement axial gestaucht in der in der Umfangsnut (RA3) sitzt.
3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Axial- höhe des Halteringelements (HR) in axial ungestauchtem Zustand größer ist als der Axialabstand der in Einbauposition in der Lageranordnung gegeneinander zu stützen- den Wandungen (RA5, AE1 )
4. Lageranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- zeichnet, das Ausmaß in welchem das Halteringelement (HR) in axial ungestauchtem Zustand in seinem Verlauf in Umfangsrichtung axial alterniert größer ist als der in Richtung der Lagerachse (X) gemessene Axialabstand der gegeneinander axial abge- stützten axialen Anlagezonen (RA5,AE1 ) des Lagerringes (RA) und des Ansatzele- mentes (AE).
5. Lageranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Halteringelement (HR) in einem die Lagerachse (X) enthaltenden Axialschnitt einen Rechteckquerschnitt aufweist.
6. Lageranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Halteringelement (HR) in einem die Lagerachse (X) enthaltenden Axialschnitt einen quadratischen Querschnitt aufweist.
7. Lageranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Halteringelement (HR) in einem die Lagerachse (X) enthaltenden Axialschnitt einen Kreisquerschnitt aufweist.
8. Lageranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass die in radialer Richtung gemessene Tiefe der Umfangsnut (RA3) im Bereich von 1/3 bis 1/6 der Radialhöhe des Querschnitts des Halteringelements (HR) liegt.
9. Lageranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Halteringelement (HR) in seinem Verlauf in Umfangsrichtung axial wellig ausgebildet ist und dabei wenigstens zwei in konstanter Umfangsteilung in eine erste Axialrichtung ausbauchende Stützzonen (HZ) aufweist.
10. Lageranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Halteringelement (HR) in seinem Verlauf in Umfangsrichtung axial wellig ausgebildet ist und dabei wenigstens zwei in konstanter Teilung in eine erste Axialrichtung ausbauchende erste Stützzonen aufweist und wenigstens zwei ebenfalls in der genannten gleichen Teilung, jedoch um eine halbe Teilung zu den ersten Stütz- zonen versetzte in Gegenrichtung axial ausbauchende zweite Stützzonen aufweist, und/oder dass die ersten Stützzonen sich axial in einer Wandung der Umfangsnut des Lagerrings abstützen und die zweiten Stützzonen sich axial an einer Anlagefläche am Ansatzelement abstützen.
PCT/DE2019/100508 2018-07-03 2019-06-06 Lageranordnung sowie darin vorgesehenes halteringelement Ceased WO2020007394A1 (de)

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