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Die Erfindung betrifft eine Trägerplatte aus Blech zur Lagerung einer Welle und
zur Fixierung einer Achse.
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Beispielsweise in Fahrzeuggetrieben ist es erforderlich, sowohl rotierende Wellen
als auch stillstehende Achsen exakt zu führen. Hierzu ist es bereits bekannt, eine
Welle in einem Wälzlager zu lagern und das Wälzlager über seinen Außenring in
einer Trägerplatte aus Blech zu fixieren.
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So ist in der DE 298 02 228 U1 eine Lageraufnahme offenbart, die aus einer
Blechplatte mit zwei im Tiefziehverfahren angeformten, zylinderförmigen
Vertiefungen besteht. In die zylinderförmigen Vertiefungen werden
Rillenkugellager eingepresst, mit denen zwei Wellen in einem definiertem Abstand
zueinander gelagert werden.
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Obwohl die bekannte Trägerplatte sich bestens bewährt hat, können damit nicht alle
Anwendungsfälle abgedeckt werden. Die Geometrie der bekannten Trägerplatte
wurde so gewählt, dass der Abstand der zu lagernden Wellen auf ein Minimum
verringert wurde. Da sich die Außenringe der Wälzlager bereits nahezu berühren,
ist mit der bekannten Ausbildung der Trägerplatte keine nennenswerte weitere
Annäherung der Wellen mehr möglich.
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Sollen in der Trägerplatte nicht nur rotierende Wellen gelagert werden, sondern
auch wenigstens eine stillstehende Achse fixiert werden, so kann die bekannte
Trägerplatte so weiter gebildet werden, dass eine der zylinderförmigen
Vertiefungen an die Abmessungen der Achse angepasst wird und die Achse
aufnimmt. Die Achse und die benachbarte Welle können dabei soweit angenähert
werden, dass sich der Außenring der Wellenlagerung und die Achse nahezu
berühren. Eine weitergehende Annäherung ist auf der Basis der bekannten
Trägerplatte jedoch nicht möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rotierende Welle und eine
stillstehende Achse in möglichst geringem Abstand zueinander zu fixieren.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Trägerplatte weist eine erste Ausnehmung zur Lagerung
einer Welle auf und eine zweite Ausnehmung zur Fixierung einer Achse. Die
zweite Ausnehmung ist als Durchhalsung ausgebildet, die in einem Teilbereich
ihres Umfangs eine radiale Abflachung aufweist. Dies hat den Vorteil, dass eine
sehr starke Annäherung zwischen Achse und Welle möglich ist, und zwar in
Bereiche hinein, in denen es ohne die radiale Abflachung der zweiten Ausnehmung
zu einer Überschneidung mit der ersten Ausnehmung käme und die somit nicht
realisierbar wären. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Achse, die im
Bereich der zweiten Ausnehmung eine entsprechende radiale Abflachung aufweist,
verdrehgesichert fixiert ist.
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In einem weiteren Teilbereich ihres Umfangs ist die zweite Ausnehmung in Form
eines Kreisbogens ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Achse, die
üblicherweise einen kreisförmigen Querschnitt besitzt, in diesem weiteren
Teilbereich nicht eigens an die Form der zweiten Ausnehmung angepasst werden
muß.
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Die radiale Abflachung der zweiten Ausnehmung kann zur ersten Ausnehmung
benachbart angeordnet sein, wobei zwischen der zweiten Ausnehmung und der
ersten Ausnehmung ein Steg verbleibt. Dadurch kann eine maximale Annäherung
der in der ersten Ausnehmung gelagerten Welle und der in der zweiten
Ausnehmung fixierten Achse zueinander erzielt werden.
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Insbesondere kann die zweite Ausnehmung so nah an der ersten Ausnehmung
angeordnet sein, dass der dem Kreisbogen im weiteren Teilbereich der zweiten
Ausnehmung zugrundeliegende Kreis mit der ersten Ausnehmung radial überlappt.
Dies bedeutet, dass die Annäherung zwischen der in der ersten Ausnehmung
gelagerten Welle und der in der zweiten Ausnehmung fixierten Achse nicht auf
einen Abstand begrenzt ist, bei dem eine über ihre gesamte axiale Länge im vollen
Querschnitt ausgebildete Achse die in der ersten Ausnehmung angeordnete
Lagerung gerade berührt.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Trägerplatte aus Blech
zur Lagerung einer Welle und zur Fixierung einer Achse wird die Trägerplatte mit
einer nierenförmigen Lochung versehen. Im Bereich der nierenförmigen Lochung
wird eine Durchhalsung in Form eines bereichsweise radial abgeflachten
Ringkörpers zur Fixierung der Achse ausgebildet, indem ein Abstreckstempel
gegen die Trägerplatte gepresst wird und die Trägerplatte lediglich in der
Umgebung eines Teilbereichs des Umfangs der Durchhalsung durch eine Matrize
abgestützt wird. Insbesondere wird die Trägerplatte in dem Bereich nicht
abgestützt, in dem die Durchhalsung radial abgeflacht ausgebildet wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten
Ausführungsformen beschrieben.
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Es zeigen:
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Fig. 1 die erfindungsgemäße Trägerplatte in Aufsicht,
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Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1,
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Fig. 3 die erfindungsgemäße Trägerplatte in Schnittdarstellung, wobei der Schnitt
entlang der in Fig. 1 dargestellten Linie A-A geführt wurde und
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Fig. 4 die erfindungsgemäße Trägerplatte in noch nicht fertiggestelltem Zustand
in Aufsicht.
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Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Trägerplatte in Aufsicht. Ein vergrößerter
Ausschnitt aus Fig. 1 ist in Fig. 2 abgebildet. Die Trägerplatte weist eine erste
Ausnehmung 1 auf, die einen kreisförmigen Querschnitt besitzt. Weiterhin weist
die Trägerplatte eine zweite Ausnehmung 2 auf, deren Querschnitt aus einem
Kreisausschnitt besteht, d. h. durch einen Kreisbogen 3 und einen geraden
Abschnitt 4 begrenzt ist. Im Bereich der Übergänge zwischen Kreisbogen 3 und
geraden Abschnitt 4 weicht die Kontur der zweiten Ausnehmung 2 jeweils derart
von der Form des Kreisbogens 3 und des geraden Abschnitts 4 ab, dass die
Übergangbereiche abgerundet ausgebildet sind. Die erste Ausnehmung 1 und die
zweite Ausnehmung 2 sind zueinander benachbart angeordnet, wobei die zweite
Ausnehmung 2 so orientiert ist, dass der gerade Abschnitt 4 der zweiten
Ausnehmung 2 der ersten Ausnehmung 1 zugewandt ist. Die beiden
Ausnehmungen 1 und 2 sind sehr nahe zueinander angeordnet, so dass dazwischen
nur ein schmaler Steg 5 verbleibt. Dabei kann der Abstand zwischen den
Ausnehmungen 1 und 2 so gering sein, dass der dem Kreisbogen 3 der zweiten
Ausnehmung 2 zugrundeliegende Kreis radial mit der ersten Ausnehmung 1
überlappt.
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In die erste Ausnehmung 1 kann beispielsweise der Außenring eines Wälzlagers
eingepresst werden, das eine Welle drehbeweglich lagert. In die zweite
Ausnehmung 2 kann eine Achse eingepresst werden, die in ihrem axialen
Endbereich an die Formgebung der zweiten Ausnehmung 2 angepasst ist. In der
Regel handelt es sich um eine zylindrische Achse, die in ihrem axialen Endbereich
entsprechend der Ausnehmung 2 radial abgeflacht ist. Durch die Abflachung
entsteht ein formschlüssiger Eingriff der Achse in die zweite Ausnehmung 2, so
dass die Achse zuverlässig gegen Verdrehen gesichert ist.
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Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Trägerplatte in Schnittdarstellung. Der Schnitt
ist entlang der in Fig. 1 eingezeichneten Linie A-A geführt. Sowohl im Bereich
der ersten Ausnehmung 1 als auch im Bereich der zweiten Ausnehmung 2 ist die
Trägerplatte herstellungsbedingt so verformt, dass Material über die Hauptfläche
der Trägerplatte übersteht. Das überstehende Material verlängert die Ausnehmung
1 in eine Richtung senkrecht zur Hauptfläche der Trägerplatte, d. h. die erste
Ausnehmung 1 weist einen als Ringkörper 6 ausgebildeten Vorsprung auf. In
entsprechender Weise ist im Bereich der zweiten Ausnehmung 2 ein über einen
Teilbereich seines Umfangs abgeflachter Ringkörper 7 angeordnet, der die zweite
Ausnehmung 2 senkrecht zur Hauptfläche der Trägerplatte verlängert. Durch den
Ringkörper 6 und den abgeflachten Ringkörper 7 kann ein besserer Sitz des
eingepressten Außenrings bzw. der eingepressten Achse erreicht werden, da sich
die jeweiligen Sitzflächen verglichen mit einer reinen Lochung der Trägerplatte
vergrößern.
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Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Trägerplatte in noch nicht fertiggestelltem
Zustand in Aufsicht. Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der
Trägerplatte wird eine Blechplatte im Bereich der Ausnehmungen 1 und 2 gelocht,
d. h. es wird beispielsweise mittels eines Stanzvorgangs dort, wo die erste
Ausnehmung 1 entstehen soll, eine erste Lochung 8 erzeugt und dort, wo die zweite
Ausnehmung 2 entstehen soll, eine zweite Lochung 9. Die erste Lochung 8 besitzt
einen kreisförmigen Querschnitt, wobei der Durchmesser der ersten Lochung 8geringer ist als der Durchmesser der ersten Ausnehmung 1. Die zweite Lochung 9
ist abhängig von der gewünschten Form der zweiten Ausnehmung 2 beispielsweise
nierenförmig ausgebildet, wobei die Querschnittsfläche der zweiten Lochung 9
kleiner ist als die Querschnittsfläche der zweiten Ausnehmung 2. Fig. 4 zeigt die
Trägerplatte nach Ausführung der Lochungen 8 und 9.
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In einem weiteren Verfahrensschritt, der gegebenenfalls auch mit dem Schritt zur
Herstellung der Lochungen 8 und 9 zu einem Verfahrensschritt zusammengefasst
sein kann, werden die erste Ausnehmung 1 und die zweite Ausnehmung 2 im
Bereich der Lochungen 8 und 9 in Form von Durchhalsungen hergestellt. Hierzu
wird die Trägerplatte auf der Seite, auf der später die Ringkörper 6 und 7 über die
Hauptfläche der Trägerplatte überstehen, durch eine oder mehrere Matrizen
abgestützt. Bei der Lochung 9 erfolgt die Abstützung nur in der Umgebung eines
Teilbereichs des Umfangs. Dort, wo der gerade Abschnitt 4 der Ausnehmung 2
hergestellt wird, erfolgt keine Abstützung durch eine Matrize. Zur Erzeugung der
Durchhalsungen werden entsprechend geformte Abstreckstempel gegen die
Trägerplatte gepresst. Mit den Abstreckstempeln werden die erste Ausnehmung 1
und die zweite Ausnehmung 2 geformt, indem der Ringkörper 6 und der
abgeflachte Ringkörper 7 aus der Hauptfläche der Trägerplatte herausgezogen
werden. Dabei werden die inneren Mantelflächen des Ringkörpers 6 und des
abgeflachten Ringkörpers 7 durch die Abmessungen der verwendeten
Abstreckstempel vorgegeben. Die Länge des Ringkörpers 6 und die Länge des
abgeflachten Ringkörpers 7 werden durch die Abmessungen der Lochungen 8 und
9 vorgegeben. Die Ausnehmungen 1 und 2 können entweder in einem
gemeinsamen Verfahrensschritt hergestellt werden oder getrennt voneinander in
verschiedenen Verfahrensschritten. Dabei kann die erste Ausnehmung 1 auch auf
andere Weise als hier beschrieben hergestellt werden. Mit der Herstellung der
Durchhalsung für die zweite Ausnehmung 2 ist das erfindungsgemäße Verfahren
abgeschlossen.
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In Abwandlung des beschriebenen Ausführungsbeispiels kann die
erfindungsgemäße Trägerplatte auch über mehrere erste Ausnehmungen 1 und/oder
mehrere zweite Ausnehmungen 2 verfügen. Dies hängt jeweils von der geplanten
Anwendung ab. Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung nicht zwingend
erforderlich, dass die Kontur der zweiten Ausnehmung 2 im Abschnitt 4 als gerade
Linie ausgebildet ist. Ebenso könnte der Abschnitt 4 auch durch eine Kreislinie
gebildet werden, wobei dann allerdings die Bedingung einzuhalten ist, dass der
Durchmesser dieses Kreises größer ist als der Durchmesser des Kreisbogens 3.
Prinzipiell kann die zweite Ausnehmung 2 innerhalb des Abschnitts 4 nahezu
beliebig geformt sein, wobei jedoch zu beachten ist, dass die Kontur der
Ausnehmung im Abschnitt 4 innerhalb einer gedachten Fortsetzung des
Kreisbogens 3 angeordnet ist, d. h. dass die zweite Ausnehmung 2 im Abschnitt 4
gegenüber dem den Kreisbogen 3 zugrundeliegenden Kreis radial abgeflacht ist.
Bezugszeichen
1 erste Ausnehmung
2 zweite Ausnehmung
3 Kreisbogen
4 Abflachung
5 Steg
6 Ringkörper
7 abgeflachter Ringkörper
8 erste Lochung
9 zweite Lochung