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Die Erfindung betrifft eine Winkelscheibe für eine Gleit- oder Wälzlageranordnung, umfassend einen zylindrischen Axialflansch und einen sich davon radial erstreckenden Radialflansch.
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Solche Winkelscheiben kommen in unterschiedlichsten Bereichen zur Anwendung, wo zwei Bauteile relativ zueinander entweder gleit- oder wälzgelagert werden. Das heißt, dass die Winkelscheibe entweder ein Gleitlagerelement ist, oder als Teil einer Wälzlageranordnung fungiert. Ein Beispiel ist die Integration einer solchen Winkelscheibe in ein Planetengetriebe mit einer Lamellenkupplung oder einer Lamellenbremse, wie beispielsweise in
DE 10 2007 023 953 A1 beschrieben. Dort ist eine Winkelscheibe in Form einer Anlaufscheibe vorgesehen, die mit ihrem zylindrischen Axialflansch eine Gleitlagerung eines auf dem Axialflansch sitzenden Planetenträgers ermöglicht, während der radial davon nach außen abstehende Radialflansch eine Wälzkörperlaufbahn für darauf wälzende Wälzkörper eines Wälzlagers, über das ein Lamellenträger einer Lamellenkupplung oder Lamellenbremse axial gelagert ist, aufweist. Zur Schmierung im Gleitlagerbereich ist an der Nabe, auf der der gleitlagernde Axialflansch sitzt, über Radialbohrungen ein Schmiermittelzufluss möglich. Da es sich bei der Winkelscheibe um ein gehärtetes Bauteil handelt, ist für einen verschleißfreien Betrieb eine gute Gleitlagerschmierung vonnöten.
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Aus
US 5 676 230 ist eine als Ringscheibe ausgeführte Zentrier- und Stützscheibe für eine Kupplung bekannt, die eine Lauffläche für ein benachbartes Nadellager aufweist, an der eine Mehrzahl von sich vom Innenumfang zum Außenumfang erstreckenden Schmiermittelnuten vorgesehen sind.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine verbesserte Winkelscheibe anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Winkelscheibe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass am Axialflansch und/oder am Radialflansch wenigstens eine sich zumindest abschnittsweise zwischen den axialen Enden des Axialflansches und/oder dem Außen- und dem Innenumfang des Radialflansches erstreckende, bogenförmige Schmiermittelnut vorgesehen ist.
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Die erfindungsgemäße Winkelscheibe ermöglicht es zum einen, aufgrund ihrer Winkelform über den Axialflansch als Gleitlager- und/oder über den Radialflansch als Wälzlagerkomponente verwendet zu werden. Um eine möglichst gute Schmierung im jeweiligen Anwendungsfall zu realisieren, ist erfindungsgemäß entweder am Axialflansch an dessen Innenmantelfläche, oder am Radialflansch an dessen Stirnfläche, oder sowohl am Axialflansch als auch am Radialflansch eine entsprechende Schmiermittelnut vorgesehen, die der Schmiermittelversorgung des Gleitlagerbereichs, des Wälzlagerbereichs oder beider Bereiche dient. Diese, bevorzugt geprägte, Schmiermittelnut definiert ein entsprechendes Reservoir, das Schmiermittel aufnehmen kann. Im Falle der Ausbildung der Schmiermittelnut am Innenumfang des Axialflansches der Gleitlagerung kann hierüber ein sehr schmaler Spalt definiert werden, in den das von radial innen zugeführte Schmiermittel eintreten kann und sich sodann im Gleitlagerbereich verteilen kann. Im Falle der Ausbildung der Schmiermittelnut am Radialflansch kann hierüber die Schmierung des Wälzlagers erfolgen, nachdem die Wälzkörper über diese Schmiermittelnut wälzen.
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Die Schmiermittelnut selbst ist erfindungsgemäß bogenförmig ausgeführt und erstreckt sich, je nachdem wo sie ausgebildet ist, entweder zumindest abschnittsweise zwischen den axialen Enden des Axialflansches, also bogenförmig axial, oder zwischen dem Innen- und dem Außenumfang des Radialflansches, also bogenförmig radial. Über die Bogenform wird eine entsprechende Länge der Schmiermittelnut und damit ein entsprechend größeres Aufnahmevolumen als bei einer sich geradlinig erstreckenden Schmiermittelnut gewährleistet.
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Dabei muss sich die Schmiermittelnut nicht von einem Ende bis zum anderen Ende des Axialflansches, also über die gesamte Flanschlänge, respektive vom Innenumfang zum Außenumfang, also über die gesamte radiale Breite, erstrecken. Vielmehr ist es bereits ausreichend, wenn nur eine etwas kürzere Schmiermittelnut vorgesehen ist, da bereit dies für eine deutlich verbesserte Schmiermittelversorgung im jeweiligen Bereich zweckmäßig ist.
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Weiterhin ist bereits eine Schmiermittelnut am Axialflansch oder am Radialflansch ausreichend. Denkbar ist es aber natürlich, dass um den Umfang der Axialflanschmantelfläche respektive der Stirnfläche des Radialflansches verteilt mehrere Schmiermittelnuten vorgesehen sein können.
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Dabei sollte die oder jede der Schmiermittelnuten um wenigstens 90°, insbesondere um wenigstens 180°, umlaufen. Das heißt, dass sich die Schmiermittelnut relativ weit um den Innenumfang des Axialflanschs respektive der Radialflanschfläche erstreckt und demzufolge eine beachtliche Länge und damit auch ein entsprechend beachtliches Aufnahmevolumen aufweist.
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Besonders zweckmäßig ist es in diesem Zusammenhang, wenn die oder jede der Schmiermittelnuten um mehr als 360° umläuft und eine Spiralform aufweist. Diese Erfindungsausgestaltung sieht eine Schmiermittelnut von sehr großer Länge vor, die, da um mindestens 360° umlaufend, eine Schmiermittelversorgung über nahezu die gesamte Länge des Axialflanschs respektive Breite des Radialflanschs ermöglicht.
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Dabei kann die respektive jede Schmiermittelnut an einem oder an beiden axialen Enden des Axialflanschs und/oder am Außen- und/oder am Innenumfang offen münden. Das heißt, dass über dieses offene Ende das Schmiermittel, beispielsweise von radial innen zum Axialflansch zugeführt, axial auch wieder austreten kann. Darüber hinaus ist, wenn sich die Schmiermittelnut über die gesamte Länge des Axialflanschs respektive Breite des Radialflanschs erstreckt, und insbesondere bei spiralförmiger Ausgestaltung der Schmiermittelnut, eine Schmiermittelversorgung über die gesamte Länge des Axialflanschs respektive Breite des Radialflansches gegeben.
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Wie beschrieben besteht die Möglichkeit, entweder nur am Axialflansch, nur am Radialflansch oder an beiden eine Schmiermittelnut vorzusehen. Ist an beiden Flanschen eine Schmiermittelnut vorgesehen, so kann jeweils eine separate Schmiermittelnut am Axialflansch und eine separate Schmiermittelnut am Radialflansch vorgesehen sein. Eine vorteilhafte Weiterbildung, die auch hinsichtlich der Herstellung der Winkelscheibe Vorteile bietet, sieht demgegenüber vor, dass, wenn sowohl am Axialflansch als auch am Radialflansch eine Schmiermittelnut vorgesehen ist, diese miteinander verbunden sind, das heißt, dass eine durchgehende Nut gegeben ist, die sich vom Axialflansch zum Radialflansch erstreckt. Mündet diese eine Schmiermittelnut sodann am äußeren Ende des Axialflanschs und am Außenumfang des Radialflanschs, so ist eine durchgehende, beidseits offene gemeinsame Schmiermittelnut gegeben.
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Besonders zweckmäßig ist es hierbei, wenn die Schmiermittelnut um mehr als 360° umläuft, also eine Spiralform aufweist. Diese eine Schmiermittelnut kann auf einfache Weise im Rahmen der Herstellung durch Prägen einer Ronde eingebracht werden und behält ihre Spiralgeometrie auch im Rahmen der anschließenden Umformung bei. So kann auf sehr einfache Weise ein durchgehender Schmiermittelkanal gebildet werden, der sehr lang ist und demzufolge ein hohes Aufnahmevolumen bietet und demzufolge auch eine hervorragende Schmiermittelversorgung im jeweiligen Bereich, insbesondere im Gleitlagerbereich.
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Die Schmiermittelnut selbst ist bevorzugt durch Prägen eingebracht. Ihre Tiefe sollte zwischen 30 300 µm liegen. Das heißt, dass die Nut selbst sehr flach ist, so dass sich nur ein sehr schmaler Spalt bildet, der gleichwohl für eine ausreichende Schmiermittelaufnahme und -versorgung ausreichend ist. Durch das Einprägen einer derart flachen Schmiermittelnut bleiben die mechanischen Eigenschaften der Winkelscheibe unbeeinflusst. Darüber hinaus besteht aufgrund der Bogen- oder Spiralform und der geringen Tiefe problemlos die Möglichkeit, dass die Schmiermittelnut bei Ausbildung respektive Erstreckung bis zum Radialflansch von den dortigen Wälzkörpern, üblicherweise Nadeln oder Rollen, überrollt werden kann.
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Weiterhin ist es denkbar, am Außenrand des Radialflansches einen abgewinkelten Ringbund vorzusehen. Dieser radial außenliegende, leicht abgewinkelte Ringbund dient als Schmiermittelleitbund, über den das fliehkraftbedingt radial nach außen getriebene Schmiermittel definiert abgeleitete werden kann.
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Wie beschrieben ist es denkbar, dass der Radialflansch als Wälzkörperlauffläche dient, mithin also quasi Teil einer Wälzlagerung ist. Ist demzufolge die Radialflanschfläche mit der Schmiermittelnut versehen, sei es nur eine einfache bogenförmige, sei es eine spiralförmig umlaufende Schmiermittelnut, ist eine sehr gute Schmierung der Wälzlagerung gegeben. Gleichwohl muss dieser Radialflansch auch nicht Teil einer Wälzlageranordnung sein. Vielmehr kann diese Seite auch als einfache Anlaufseite für ein benachbartes Bauteil dienen oder Ähnliches. In diesem Fall kann eine Schmierung nicht unbedingt erforderlich sein. Ist gleichwohl die Schmiermittelnut vorgesehen, so kann, insbesondere wenn über den Axialflansch Schmiermittel zugeführt wird, hierüber eine definierte Weiterleitung über den Radialflansch nach außen erfolgen.
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Neben der Winkelscheibe selbst betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Winkelscheibe der vorstehend beschriebenen Art. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass an einer ringscheibenförmigen Ronde wenigstens eine sich zwischen dem Innenumfang und dem Außenumfang der Ronde erstreckende, bogenförmige Schmiermittelnut eingeprägt wird, wonach die Ronde durch Ziehen zu der Winkelscheibe derart umgeformt wird, dass die Schmiermittelnut an dem Axialflansch und/oder dem Radialflansch positioniert ist. Das heißt, dass verfahrensgemäß bereits das Ausgangsbauteil in Form der Ronde mit der Schmiermittelnut durch Einprägen versehen wird. Dies ist besonders einfach, da es sich um ein ebenflächiges scheibenförmiges Bauteil handelt, an dem der Prägevorgang problemlos erfolgen kann. Die Schmiermittelnut wird in den Rondenbereich eingeprägt, der den Flansch bildet, an dem nach der Umformung die Schmiermittelnut vorhanden sein soll. Ist beispielsweise nur am späteren Axialflansch eine Schmiermittelnut vorzusehen, so wird die Prägung, beispielsweise eine einfache bogenförmige Prägung oder bevorzugt eine Spiralform, nur in dem Rondenbereich eingebracht, der später den Axialflansch bildet, wobei sich die Schmiermittelnut zumindest am Innenumfang des späteren Axialflanschs befindet. Soll nur der Radialflansch mit der Schmiermittelnut versehen sein, wird die Prägung in dem Rondenbereich, der den Radialflansch bildet, vorgenommen. Für den Fall, dass sowohl der Axial- als auch der Radialflansch mit einer Schmiermittelnut versehen sind, bevorzugt natürlich mit einer durchgehenden, wird letztlich die Schmiermittelnut, vorzugsweise in einer Spiralform, an der gesamten Ronde, bevorzugt am Innen- und am Außenumfang münden, eingebracht.
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Dabei kann nur an einer Seite der Ronde eine Nutprägung erfolgen, oder an beiden einander gegenüberliegenden Rondenseiten. In diesem Fall wären Schmiermittelnuten an beiden Seiten der Winkelscheibe gegeben.
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Bevorzugt wird demzufolge eine um mehr als 360° umlaufende, eine Spiralform aufweisende Schmiermittelnut eingeprägt, wobei vorzugsweise nach dem Umformen die Schmiermittelnut sowohl am Axialflansch als auch am Radialflansch positioniert ist.
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Die Schmiermittelnut, sei sie bogenförmig, sei sie spiralförmig, kann dabei entweder am Innenumfang, am Außenumfang oder an beiden an der Ronde münden, das heißt, dass nach dem Umformen, üblicherweise einem Tiefziehvorgang, auch die entsprechende Schmiermittelnut an zumindest einem Ende offen ist, bevorzugt natürlich an beiden. Denn, wie beschrieben, bevorzugt ist eine spiralförmige Schmiermittelnut, die sich von dem freien Ende des Axialflanschs bis zum Außenumfang des Radialflanschs durchgehend erstreckt, vorgesehen.
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Die Prägung der Schmiermittelnut erfolgt derart, dass die geprägte Schmiermittelnut eine Tiefe zwischen 30 300 µm aufweist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer mit einer Schmiermittelnut geprägten Ronde,
- 2 eine geschnittene Teilansicht durch die Ronde aus 1 im Bereich der Nutprägung, und
- 3 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Winkelscheibe in einer Perspektivansicht.
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1 zeigt eine Aufsicht auf eine Ronde 1, die einen ringscheibenförmigen Scheibenkörper 2 besitzt, der, siehe die Schnittansicht gemäß 2, in diesem Beispiel beidseits mit einer Schmiermittelnut 3 in Spiralform, wie 1 anschaulich zeigt, versehen ist, die durch Prägen eingebracht ist. Wenngleich es ausreichend ist, nur an einer Scheibenfläche eine Schmiermittelnut 3 einzuprägen, ist es, wie im Beispiel gezeigt, denkbar, diese auch an beiden Seiten einzubringen.
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Die Schmiermittelnut 3 beginnt am Innenumfang 4 des Scheibenkörpers 2 und endet am Außenumfang 5, wobei sie sich im gezeigten Beispiel um etwas über 720° erstreckt, so dass letztlich zwei volle Spiraldurchgänge gegeben sind.
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Die Prägungstiefe der Nut beträgt zwischen 30 300 µm, sie liegt bevorzugt im Bereich zwischen 50 120 µm.
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Ausgehend von dieser Ronde 1, die aus einem geeigneten Stahlblech besteht, wird sodann in einem Umformschritt die eigentliche Winkelscheibe 6 hergestellt. Dies geschieht bevorzugt durch Tiefziehen. Im Rahmen dessen wird einerseits ein Axialflansch 7 ausgebildet, an den sich ein Radialflansch 8 anschließt, der wiederum einen etwas abgewinkelten randseitigen Ringbund 9 aufweist. Die Schmiermittelnut 3 ist hier exemplarisch nur an der Innenmantelfläche 10 des Axialflanschs 7 und an der vorderen Stirnfläche 11 des Radialflanschs 8 dargestellt, das heißt, dass im gezeigten Beispiel nur einseitig eine Schmiermittelnut eingeprägt ist. Ersichtlich erstreckt sich die Schmiermittelnut 3 vom einen Ende 12 des Axialflanschs spiralförmig entlang der Innenmantelfläche 10 bis zum anderen Ende 13 des Axialflanschs 10, wo sie in die Stirnfläche 11 übergeht. Dort erstreckt sie sich vom Innenumfang 14 bis zum Außenumfang 15, wo sie sich gegebenenfalls auch noch bis in den Ringbund 9 erstreckt. Das heißt, dass vorliegend eine einteilige, sich über die gesamte Länge des Axialflanschs 7 sowie über die gesamte Breite des Radialflanschs 8 erstreckende Schmiermittelnut 3 vorgesehen ist. Diese weist eine beachtliche Länge auf, da sie sowohl am Axialflansch 7 als auch am Radialflansch 8 jeweils um mindestens 360° umläuft, also an beiden Flanschen jeweils eine komplette Spirale beschreibt. Dies stellt einerseits ein hohes Schmiermittelaufnahmevolumen bereit, zum anderen ist eine Schmiermittelversorgung über die gesamte Länge des Axialflanschs 7 wie auch die gesamte Breite des Radialflanschs 8 gegeben.
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Der Axialflansch 7 dient als Gleitlagerflansch. In der Montagestellung sitzt der Axialflansch 7 auf einer Nabe auf, der im Inneren Schmiermittel zugeführt wird, das über eine oder mehrere Radialbohrungen nach außen gegen die Innenmantelfläche 10 strömt. Die dort vorgesehene Schmiermittelnut 3 bildet einen sehr schmalen Spalt, in den das Schmiermittel eintreten kann und in dem es sich verteilen kann. Da sich die Schmiermittelnut 10 über die gesamte Länge des Axialflanschs 7 erstreckt, wird demzufolge der gesamte Gleitbereich mit Schmiermittel versorgt.
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Da die Schmiermittelnut 10 sich sodann auch über den Radialflansch erstreckt, kann das Schmiermittel zum Radialflansch strömen und auch dort auf der Stirnfläche 11, die als Wälzkörperlaufbahn ausgeführt sein kann, wälzende Wälzkörper in Form von Nadeln oder Rollen versorgen, also auch im Wälzlagerbereich die Schmiermittelversorgung sicherstellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ronde
- 2
- Scheibenkörper
- 3
- Schmiermittelnut
- 4
- Innenumfang
- 5
- Außenumfang
- 6
- Winkelscheibe
- 7
- Axialflansch
- 8
- Radialflansch
- 9
- Ringbund
- 10
- Innenmantelfläche
- 11
- Stirnfläche
- 12
- Ende Axialflansch
- 13
- Ende Axialflansch
- 14
- Innenumfang
- 15
- Außenumfang
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007023953 A1 [0002]
- US 5676230 [0003]