DE102006057695A1

DE102006057695A1 - Wälzlager

Info

Publication number: DE102006057695A1
Application number: DE102006057695A
Authority: DE
Inventors: Tobias Dipl.-Ing. Mederer (FH)
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2008-06-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein einbaufertiges Wälzlager (8), dessen einstückig ausgebildeter Lageraußenring (11) von einem zweiteiligen Lagergehäuse aufgenommen ist, dessen Gehäusehälften (2, 3) durch eine Ebene (4) voneinander getrennt sind. In erfindungsgemäßer Weise ist der Lageraußenring (11) beidseitig mit radial nach außen gerichteten Vorsprüngen (12, 13, 15, 16, 17) versehen, die beide Gehäusehälften (2, 3) überdecken, wobei die Vorsprünge (12, 13, 15, 16, 17) in axialer Richtung so voneinander beabstandet sind, dass zwischen diesen und den Gehäusehälften (2, 3) ein Spiel verbleibt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein einbaufertiges Wälzlager, dessen einstückig ausgebildeter Lageraußenring von einem zweiteiligen Lagergehäuse aufgenommen ist, dessen Gehäusehälften durch eine Ebene voneinander getrennt sind.
Hintergrund der Erfindung
Zweiteilige Gehäuse zur Aufnahme von Lagern werden immer dann verwendet, wenn dies aufgrund der zu lagernden Teile erforderlich ist. Ein Anwendungsfall für ein solch geteiltes Gehäuse ist die Verwendung von gekröpften Wellen, beispielsbeweise die Lagerung von Kurbelwellen bei Brennkraftmaschinen. Die einzelnen Bestandteile sind Wellenzapfen, Hubzapfen und Wangen, wobei die Wellenzapfen in Grundlagern laufen und die Drehachse der Kurbelwelle definieren. Die Hubzapfen, die die Schubstangen (Pleuel) aufnehmen, beschreiben im Betrieb eine Kreisbahn um die Drehachse. Schließlich als letzter Bestandteil die Wangen, die die Hubzapfen mit den Wellenzapfen verbinden. Je nach dem wie oft die Welle gekröpft ist, d. h., je nach dem mit wie vielen Pleuel sie in Wirkverbindung steht, ist diese über mehrere voneinander beabstandete Grundlager gehalten.
Eine derart gelagerte Kurbelwelle ist beispielhaft in der DE 101 53 018 A1 vorbeschrieben. Wie aus der zugehörigen Figur ersichtlich, ist die Kurbelwelle über Pleuel mit vier Kolben verbunden und in fünf voneinander beabstandeten Grundlagern gehalten. Durch die Kröpfung der Kurbelwelle ist es erforderlich, dass zumindest die inneren Grundlager mit zweigeteilten Wälzlagern gebildet werden müssen, während die außen angeordneten Lager auch in ungeteilter Form auf den Wellenzapfen aufgeschoben werden können. Derartige innenliegende Halbschalenlager sind dem Fachmann hinreichend bekannt und werden daher an dieser Stelle nicht näher beschrieben. In der DE 198 44 203 A1 ist eine solche Lagerung einer Welle einer Brennkraftmaschine mit geteilten Wälzlagern ausführlich beschrieben.
Ein weiterer Anwendungsfall für geteilte Lagergehäuse sind Nockenwellen. Diese setzen eine Drehbewegung in eine Längsbewegung um, um bei Brennkraftmaschinen Gaswechselventile zu öffnen. Auch in diesem Fall können die außenliegenden Lager ungeteilt sein. Aus der DE 198 07 675 A1 geht eine solche Nockenwelle hervor, die auf der linken Seite über ein Wälzlager in Form eines Nadellagers gehalten ist. Das Nadellager besteht aus einem als Blechring gefertigten einteiligen Außenring, der von zwei Gehäusehälften umschlossen ist. Nachteilig dabei ist, dass ein solcher einteilig gebildeter Lageraußenring zumindest in axialer Richtung nicht sicher gehalten ist.
Nun hat man zwar versucht zusätzliche axiale Sicherungen in das Gehäuse, beispielsweise Halteelemente, zu integrieren. Diese erhöhen aber einerseits den Fertigungsaufwand beim Lager und in der Lagerumgebung und verursachen andererseits u. U. einen Verlust von Lagerbreite.
Zusammenfassung der Erfindung
Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine sichere axiale Fixierung eines solchen Wälzlagers, das zur Aufnahme in einem zweiteiligen Gehäuse vorgesehen ist, ohne zusätzlichen Aufwand zu realisieren.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass der Lageraußenring beidseitig mit radial nach außen gerichteten Vorsprüngen versehen ist, die beide Gehäusehälften überdecken, wobei die Vorsprünge in axialer Richtung so voneinander beabstandet sind, dass zwischen diesen und den Gehäusehälften ein Spiel verbleibt. Das Spiel kann dabei sehr gering ausfallen oder auch über 1 mm liegen. Der Vorteil der letztgenannten Variante liegt darin, dass eine Vorpositionierung der Lagerringe zu den Gehäusehälften entfallen kann.
Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, dass eine hundertprozentige axiale Sicherung des Lageraußenringes gewährleistet ist, d. h., dieser ist unter allen Betriebsbedingungen an einem axialen Versatz gehindert. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn aufgrund des Einsatzes verschiedener Materialien, und damit auch verschiedener Wärmeausdehnungskoeffizienten, eine absolut sichere axiale Positionierung des Lageraußenringes gegeben sein muss. Durch die vorgeschlagene Lösung sind nach dem bisherigen Stand der Technik erforderliche Sicherheitsmaßnahmen, wie beispielsweise im Gehäuse vorgesehene Aussparungen, in die ein mit dem Lagerring verbundener Vorsprung eingreift, entbehrlich. Dies macht die Fertigung und die Montage des erfindungsgemäßen Lagers wesentlich einfacher.
Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
So geht aus den Ansprüchen 2, 3 und 4 die Ausgestaltung der radial nach außen gerichteten Vorsprünge hervor. Diese sollen als ein um 360° umlaufender Bord, als ein um 180° umlaufendes Bordsegment oder als beliebig geformte Laschen ausgebildet sein, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist nach Anspruch 5 vorgesehen, dass eine der Gehäusehälften mit einer Anlagefläche für die Vorsprünge versehen ist. Dadurch ist sichergestellt, dass die Anlagefläche für wenigstens einen in radialer Richtung nach außen gerichteten Vorsprung als Haltepunkt bzw. Wegbegrenzer dient, sodass der Lageraußenring zusätzlich gegen ein Verdrehen in Umfangsrichtung gesichert ist. Dies kann in besonders einfacher Weise derart realisiert werden, indem die Gehäusehälften in axialer Richtung eine unterschiedliche Breite aufweisen, sodass in der Trennebene eine Schulter gebildet ist.
Schließlich ist nach einem letzten Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 6 vorgesehen, dass das Wälzlager als ein spanlos geformtes Nadellager ausgebildet ist. Durch den weit fortgeschrittenen Stand der spanlosen Formgebung ist es möglich, derartige Nadellager in vielfältigen unterschiedlichen Formvarianten und Größenverhältnissen kostengünstig herzustellen, sodass jeder passende Anwendungsfall mit einem optimal ausgebildeten Wälzlager versorgt werden kann.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung in vereinfachter Form dargestellt sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 einen axialen Halbschnitt einer erfindungsgemäßen Lageranordnung
2 eine Seitenansicht der Lageranordnung nach 1
3 und 4 je eine Seitenansicht der Lageranordnung mit unterschiedlicher Ausgestaltung der radial nach außen gerichteten Vorsprünge
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die im axialen Halbschnitt in 1 gezeigte Nockenwelle 1 ist in einem nicht näher dargestellten Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine untergebracht. Wie schematisch aus 2 erkennbar, weist der Zylinderkopf die obere Gehäusehälte 2 und die untere Gehäusehälfte 3 auf, die durch die Ebene 4 voneinander getrennt sind. Die Nockenwelle 1 ist form- oder kraftschlüssig mit den beiden Nocken 5 und 6 verbunden, wobei die Nocken 5, 6 getrennt gefertigt und beispielsweise mit der Nockenwelle 1 mittels Presssitz oder durch Aufschrumpfen verbunden sind. Eine derartige, aus mehreren Bestandteilen zusammengesetzte Nockenwelle bezeichnet der Fachmann als gebaute Nockenwelle. Bei Rotation der Nockenwelle 1 um ihre Achse 7 öffnen die beiden Nocken 5, 6 in nicht gezeigter Weise Einlass- bzw. Auslassventile eines Ventiltriebes einer Brennkraftmaschine.
Wie aus den 1 und 2 weiter erkennbar, ist die Nockenwelle 1 in den beiden Gehäusehälften 2, 3 durch das Wälzlager 8 in Form eines spanlos gefertigten Nadellagers aufgenommen. Dieses weist einen nicht näher bezeichneten Nadelkranz auf, der aus dem Käfig 9 und den Lagernadeln 10 besteht, die in nicht bezeichneten Taschen des erstgenannten untergebracht sind. Die Innenlaufbahn der Lagernadeln 10 wird von einem Teil der Mantelfläche der No ckenwelle 1 gebildet, während die Außenlaufbahn von der inneren Mantelfläche des Lagerringes 11 gestellt ist. Wie weiter erkennbar, ist der spanlos geformte Lagerring 11 an seinen beiden axialen Enden mit je einem umlaufenden Bord 12 versehen, der die beiden Gehäusehälften 2, 3 radial überdeckt. Dabei ist der axiale Abstand beider Borde 12 zueinander so eingestellt, dass die beiden Gehäusehälften 2, 3 ungehindert zwischen diesen Borden Platz finden. Mit anderen Worten, es ist zwischen den beteiligten Partnern eine Spielpassung vorhanden.
Die Herstellung einer in 1 gebauten Nockenwelle erfolgt derart, dass zunächst einer der beiden Nocken 5, 6 auf die Nockenwelle 1 aufgeschoben und mit dieser fest verbunden wird. Danach wird das komplette Wälzlager 8 aufgeschoben, bevor der andere zugehörige Nocken mit der Welle 1 verbunden wird. Auf diese Weise ist die Nockenwelle 1 mit dem Wälzlager 8 unverlierbar verbunden, weil dieses aufgrund der Nockenform nicht mehr heruntergleiten kann. Eine solche Nockenwelle 1 mit Wälzlager 8 kann dann zum Endverbraucher geliefert werden, der die Montage in einfacher Art und Weise vornehmen kann, indem nach dem Einlegen der Nockenwelle 1, einschließlich Wälzlager 8, lediglich die beiden Gehäusehälften 2 und 3 miteinander zu verbinden sind.
Die Darstellung gemäß 3 unterscheidet sich von der gemäß 2 dadurch, dass die beiden Gehäusehälften 2, 3 eine unterschiedliche axiale Ausdehnung aufweisen. Im Ausführungsbeispiel ist die untere Gehäusehälfte 3 breiter als die obere Gehäusehälfte 2, sodass die Schulter 14 gebildet ist. Diese Schulter 14 dient als Anlagefläche für das Bordsegment 13, dass sich im Ausführungsbeispiel um 180° erstreckt und mit beiden Endflächen an der Schulter 14 anliegt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass neben der axialen Sicherung auch eine Sicherung in Umfangsrichtung gegeben ist, sodass sich der äußere Lagerring 3 sich nicht verdrehen kann.
Schließlich ist in 4 eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung gezeigt, bei der die radial nach außen gerichteten Vorsprünge als unterschiedlich geformte Laschen 15, 16, 17 ausgebildet sind, welche beliebig angeordnet und beliebig voneinander beabstandet sein können. Diese wirken ebenfalls mit der Schulter 14 zusammen, sodass ein Verdrehen des Lagerringes 11 in Umfangsrichtung verhindert ist.

1: Nockenwelle
2: obere Gehäusehälfte
3: untere Gehäusehälfte
4: Ebene
5: Nocken
6: Nocken
7: Achse
8: Wälzlager
9: Käfig
10: Lagernadel
11: Lagerring
12: umlaufender Bord
13: Bordsegment
14: Schulter
15: Lasche
16: Lasche
17: Lasche

Claims

Einbaufertiges Wälzlager (8), dessen einstückig ausgebildeter Lageraußenring (11) von einem zweiteiligen Lagergehäuse aufgenommen ist, dessen Gehäusehälften (2, 3) durch eine Ebene (4) voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (11) beidseitig mit radial nach außen gerichteten Vorsprüngen (12, 13, 15, 16, 17) versehen ist, die beide Gehäusehälften (2, 3) überdecken, wobei die Vorsprünge (12, 13, 15, 16, 17) in axialer Richtung so voneinander beabstandet sind, dass zwischen diesen und den Gehäusehälften (2, 3) ein Spiel verbleibt.
Wälzlager (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge als ein um 360° umlaufender Bord (12) ausgebildet sind.
Wälzlager (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge als ein um 180° umlaufendes Bordsegment (13) ausgebildet sind.
Wälzlager (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge als unterschiedlich geformte Laschen (15, 16, 17) ausgebildet sind, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
Wälzlager (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Gehäusehälften (2, 3) mit einer Anlagefläche für die Vorsprünge (12, 13, 15, 16, 17) versehen ist.
Wälzlager (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es als ein spanlos geformtes Nadellager ausgebildet ist.