DE102016012934A1

DE102016012934A1 - Lagervorrichtung zum Lagern einer Welle sowie Sauganlage mit wenigstens einer solchen Lagervorrichtung

Info

Publication number: DE102016012934A1
Application number: DE102016012934.4A
Authority: DE
Inventors: Helmut Neuschwander; Herbert Pietrowski
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2016-10-27
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2018-05-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung (100) zum bestimmungsgemäßen Lagern einer Welle (30) umfassend eine erste Lagerschale (10) mit einer ersten Wellenaufnahme (12), welche die Welle (30) von einer ersten Seite her wenigstens teilweise übergreift, und eine zweite Lagerschale (20) mit einer zweiten Wellenaufnahme (22), welche die Welle (30) von einer gegenüberliegenden Seite wenigstens teilweise übergreift. Dabei ist zweite Lagerschale (20) zumindest vor einer Verbindung mit der ersten Lagerschale (10) relativ zur ersten Lagerschale (10) beweglich angeordnet. Die erste Lagerschale (10) und die zweite Lagerschale (20) sind durch die Welle (30) so zueinander ausrichtbar, dass die Welle (30) zwischen der ersten Wellenaufnahme (10) und der zweiten Wellenaufnahme (20) drehbar gelagert ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Sauganlage für ein Fahrzeug mit wenigstens einer solchen Lagervorrichtung (100).

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung zum Lagern einer Welle sowie eine Sauganlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer solchen Lagervorrichtung.
Stand der Technik
Es ist bekannt, bewegliche Klappen in einer Saugvorrichtung einzusetzen, um Ansaugluft zu kontrollieren. Die Klappen sind mit einer Welle verbunden, die in die Saugvorrichtung eingesetzt ist.
Die US 20100192893 A offenbart eine Welle mit Klappen, welche durch jeweils ein Paar von Lagerkomponenten gelagert ist. Die Lagerkomponenten parallel verlaufender Wellen sind mit Hilfe von Verbindungskomponenten miteinander verbunden. Die Verbindungskomponenten erstrecken sich in radialer Richtung von einer Lagerkomponente der einen Welle zu einer Lagerkomponente einer benachbarten Welle, sowie in axialer Richtung von einer Lagerkomponente der Welle zu einer zweiten Lagerkomponente derselben Welle. So sind alle Lagerkomponenten einer Welle mit den Lagerkomponenten der benachbarten Welle verbunden. Jede Verbindungskomponente ist elastisch deformierbar und umfasst einen gebogenen Abschnitt einer gebogenen Form, um die Kräfte aufzunehmen, welche in axialer Richtung und radialer Richtung auf die rotierende Welle wirken. Der gebogene Abschnitt ist beispielsweise als zentraler Bereich einer Verbindungskomponente gebildet, welche in einer Ebene mit einer Welle in gekröpfter Form gebogen ist. Dadurch, dass die Verbindungskomponente elastisch deformierbar ist, ist die Montage vereinfacht und es können Fertigungs- und Montagetoleranzen ausgeglichen werden, da axiale und radiale Kräfte, welche bei Rotation der Welle auftreten, durch die Verbindungskomponente aufgenommen werden.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Lagern einer Welle anzugeben, mit der die Welle auch bei ungünstigen Einbauverhältnissen sicher gelagert werden kann.
Eine weitere Aufgabe ist es, eine Sauganlage mit wenigstens einer solchen Vorrichtung zu schaffen.
Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einer Lagervorrichtung zum bestimmungsgemäßen Lagern einer Welle umfassend eine erste Lagerschale mit einer ersten Wellenaufnahme, welche die Welle von einer ersten Seite her wenigstens teilweise übergreift, und eine zweite Lagerschale mit einer zweiten Wellenaufnahme, welche die Welle von einer gegenüberliegenden Seite wenigstens teilweise übergreift, wobei die zweite Lagerschale zumindest vor einer Verbindung mit der ersten Lagerschale relativ zur ersten Lagerschale beweglich angeordnet ist, wobei die erste Lagerschale und die zweite Lagerschale durch die Welle so zueinander ausrichtbar sind, dass die Welle zwischen der ersten Wellenaufnahme und der zweiten Wellenaufnahme drehbar gelagert ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Saugvorrichtung mit wenigstens einer solchen Lagervorrichtung gelöst.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Es wird eine Lagervorrichtung zum bestimmungsgemäßen Lagern einer Welle vorgeschlagen, umfassend eine erste Lagerschale mit einer ersten Wellenaufnahme, welche die Welle von einer ersten Seite her wenigstens teilweise übergreift, und eine zweite Lagerschale mit einer zweiten Wellenaufnahme, welche die Welle von einer gegenüberliegenden Seite wenigstens teilweise übergreift. Dabei ist die zweite Lagerschale zumindest vor einer Verbindung mit der ersten Lagerschale relativ zur ersten Lagerschale beweglich angeordnet. Die erste Lagerschale und die zweite Lagerschale sind durch die Welle so zueinander ausrichtbar, dass die Welle zwischen der ersten Wellenaufnahme und der zweiten Wellenaufnahme drehbar gelagert ist. Lagerschalen werden über die Welle zueinander zumindest in radialer Richtung positioniert.
Die Wellenaufnahmen können als Halbschalen gebildet sein. Alternativ kann wenigstens eine der Wellenaufnahmen wenigstens zwei, insbesondere U-förmige, Aufnahmeprofile aufweisen, die bezogen auf die Wellenachse axial voneinander beabstandet sind. Günstigerweise weisen die Wellenaufnahmen jeweils ein U-Profil auf. Die Wellenaufnahmen können symmetrisch bezogen auf den Wellendurchmesser ausgebildet sein. Optional kann auch eine unsymmetrische Teilung der beiden Wellenaufnahmen vorgesehen sein.
Die zwei Lagerschalen der Lagervorrichtung mit ihren Wellenaufnahmen können zweckmäßigerweise so positioniert werden, dass die Welle beidseitig umgriffen von den Lagerschalen aufgenommen wird. Da die beiden Lagerschalen relativ zueinander beweglich angeordnet sind, kann die Welle die Lagerschalen radial zueinander ausrichten. Dabei kann das Lagerspiel über die Bauhöhe einer der beiden Lagerschalen eingestellt werden. Montageelemente an den Lagerschalen und/oder an einem aufnehmenden Montageschacht können dabei vorteilhaft eine Vorpositionierung der beiden Lagerschalen zueinander und dadurch die gesamte Montage der Lagervorrichtung erleichtern. Montageelemente können beispielsweise laschenförmige gefederte Elemente sein, die seitlich an den Lagerschalen angeordnet sein können und beispielsweise über Rastelemente miteinander verbunden sind und dennoch ausreichend Spiel aufweisen. Auf diese Weise ist eine radiale Vorpositionierung der Lagerschalen zueinander möglich. Dadurch kann die separate Vormontage der Lagervorrichtung an einer Klappenwelle einer Sauganlage vorteilhaft gestaltet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die zweite Lagerschale in einer Längsachse der Welle, in einer Hochachse senkrecht zu der Achse, und in einer transversalen Richtung senkrecht zu der Achse und der Hochachse verschiebbar sowie um die Hochachse verdrehbar angeordnet sein. Auf diese Weise ist die zweite Lagerschale relativ zu der Welle in allen Raumrichtungen flexibel beweglich angeordnet und kann so bei der Montage der Lagervorrichtung über die Welle in eine günstige Position zu der ersten Lagerschale gebracht werden, um so eine möglichst reibungsarme Rotationsbewegung der Welle günstig zu ermöglichen. Mit einer solchen schwimmenden Positionierung der Lagerschalen zueinander kann auch vorteilhaft ein möglicherweise stattfindender Verschleiß von Wellenaufnahmen und/oder Welle ausgeglichen werden, indem die Position der Lagerschalen zueinander von der Welle im Betrieb sich selbst nachjustiert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die erste Lagerschale dazu vorgesehen sein, in einem Montageschacht einschiebbar und/oder fixierbar zu sein, und die zweite Lagerschale relativ zu dem Montageschacht beweglich, insbesondere schwimmend, angeordnet vorgesehen sein. Der Montageschacht kann beispielsweise mit einem Gehäuse einer Sauganlage verbunden sein, so dass die erste Lagerschale, wenn sie in dem Montageschacht fixiert ist, relativ zu dem Gehäuse fest angeordnet ist, während die zweite Lagerschale an den Montageschacht herangebracht wird, jedoch relativ zu dem Montageschacht beweglich bleibt, um über diese schwimmende Anordnung eine Positionierung der zweiten Lagerschale zu der ersten Lagerschale über die Welle zu ermöglichen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die erste Lagerschale und/oder die zweite Lagerschale wenigstens ein Montageelement aufweisen, wodurch die erste Lagerschale und die zweite Lagerschale zueinander vorpositionierbar sind. Das Montageelement ermöglicht zweckmäßigerweise eine Vormontage der beiden Lagerschalen zueinander, so dass die Lagervorrichtung schon vorpositioniert mit der Sauganlage montiert werden kann und die weitere Positionierung der beiden Lagerschalen zueinander bei montierter Welle stattfinden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die eine der Lagerschalen an ihrer Außenseite wenigstens ein Rastelement als Montageelement, insbesondere zwei einander gegenüberliegende Rastelemente als Montageelemente und die andere der Lagerschalen wenigstens eine, insbesondere laschenförmige, Rastaufnahme, insbesondere zwei einander gegenüberliegende, insbesondere laschenförmige, Rastaufnahmen beidseits ihrer Wellenaufnahme als Montageelemente aufweisen, welche Rastaufnahmen die eine der Lagerschalen wenigstens teilweise übergreifen und in montiertem Zustand mit den Rastelementen verrastet sind, so dass die beiden Lagerschalen zueinander vorpositioniert sind. Zwei laschenförmige Rastaufnahmen, welche beispielsweise an Außenseiten der zweiten Lagerschale angeordnet sind, können beim Zusammenschieben der zweiten Lagerschale auf die erste Lagerschale diese erste Lagerschale von außen umgreifen und so in zwei an Außenseiten der ersten Lagerschale angeordnete Rastelemente einrasten, so dass die beiden Lagerschalen mit gewissem Spiel beweglich zueinander zumindest vorpositioniert sind und die Montage der Sauganlage leichter erfolgen kann.
Alternativ kann die zweite Lagerschale einen in Richtung der Hochachse angeordneten Bolzen als Montageelement aufweisen, welcher Bolzen in montiertem Zustand in eine Führung im Montageschacht eingreift, so dass die erste Lagerschale und die zweite Lagerschale zueinander vorpositioniert sind, wobei die Führung insbesondere als Langloch mit einer längeren Achse in transversaler Richtung quer zur Längsachse der Welle ausgebildet ist. Vorteilhaft kann so die zweite Lagerschale über den Bolzen im Montageschacht positioniert sein, bleibt jedoch beispielsweise über das Langloch zumindest in transversaler Richtung beweglich, während die erste Lagerschale an dem Montageschacht fixiert ist. Auf diese Weise bleiben jedoch die beiden Lagerschalen immer noch beweglich genug zueinander, um die weitere Positionierung der Lagerschalen über die Welle vorteilhaft zu ermöglichen.
Alternativ kann die eine der beiden Lagerschalen wenigstens eine Aufnahme als erstes Montageelement, insbesondere zwei beidseits ihrer Wellenaufnahme einander gegenüberliegende Aufnahmen als erste Montageelemente, aufweisen, und die andere der Lagerschalen wenigstens einen Pin als zweites Montageelement, insbesondere zwei beidseits ihrer Wellenaufnahme einander gegenüberliegende Pins als zweite Montageelemente, aufweisen, welche Pins in montiertem Zustand in die Aufnahmen eingreifen, so dass die beiden Lagerschalen zueinander vorpositioniert sind. Diese Ausführungsform stellt eine weitere Alternative dar, die beiden Lagerschalen vorzupositionieren, um so die Montage der Lagervorrichtung zu erleichtern. So können beispielsweise zwei Pins zu beiden Seiten der zweiten Lagerschale in entsprechende Aufnahmen zu beiden Seiten der ersten Lagerschale eingreifen. Dadurch kann immer noch genügend Spiel vorhanden sein, so dass die beiden Lagerschalen zueinander beweglich bleiben und eine weitere Positionierung der beiden Lagerschalen über die Welle vorteilhaft ermöglicht ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die erste Wellenaufnahme und die zweite Wellenaufnahme übereinanderstehend angeordnet sein. Die beiden Wellenaufnahmen können so übereinanderstehend angeordnet sein, dass sie die Welle größtenteils umgreifen, wodurch eine günstige Verteilung und Einleitung der Kräfte bei der Rotation der Welle in die Lagerschalen gewährleistet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die erste Wellenaufnahme und die zweite Wellenaufnahme jeweils wenigstens eine Gleitfläche zur Lagerung der Welle aufweisen, welche Gleitflächen auf der Welle zueinander axial versetzt angeordnet sind. Eine versetzte Anordnung der Gleitflächen auf der Welle begünstigt die Lagerung der Welle in den Wellenaufnahmen, da so Positionierung der Lagerschalen mit ihren Wellenaufnahmen zueinander vorteilhaft erleichtert wird.
Vorteilhaft kann die eine der Wellenaufnahmen zwei Gleitflächen aufweisen, welche auf der Welle axial vor und hinter der wenigstens einen Gleitfläche der anderen der Wellenaufnahmen angeordnet sind. Durch eine solche symmetrische Anordnung von Gleitflächen einer Wellenaufnahme zu beiden Seiten einer Gleitfläche der anderen Wellenaufnahme können Kräfte, die bei der Rotation der Welle auftreten, vorteilhaft in die Lagerschalen eingeleitet werden und sich verteilen. Auch ist die Positionierung der Lagerschalen zueinander für eine günstige und reibungsarme Lagerung der Welle auf diese Weise erleichtert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann zumindest eine der Lagerschalen, insbesondere beide der Lagerschalen aus Kunststoff ausgebildet sein. Lagerschalen aus Kunststoff, insbesondere als Spritzgussteile hergestellt, stellen eine kostengünstige Alternative zu Lagerschalen aus Metall dar. Kunststoffteile lassen sich jedoch im Allgemeinen nur mit größeren Toleranzen fertigen. Deshalb stellt die erfindungsgemäße Lagervorrichtung eine vorteilhafte Lösung zum Lagern einer Welle unter Fertigungs- und Montagegesichtspunkten dar.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Sauganlage für ein Fahrzeug, welche wenigstens eine Lagervorrichtung zum Lagern einer Welle aufweist, wobei die Vorrichtung eine erste Lagerschale mit einer ersten Wellenaufnahme, welche die Welle von einer ersten Seite her wenigstens teilweise übergreift, und eine zweite Lagerschale mit einer zweiten Wellenaufnahme, welche die Welle von einer gegenüberliegenden Seite wenigstens teilweise übergreift, umfasst. An der Welle sind Klappen zur Strömungsbeeinflussung befestigt. Dabei ist die zweite Lagerschale zumindest vor einer Verbindung mit der ersten Lagerschale relativ zur ersten Lagerschale beweglich angeordnet. Die Lagerschalen sind mittels der Welle radial zur Welle zueinander positioniert.
Die zwei Lagerschalen der Lagervorrichtung mit ihren Wellenaufnahmen können zweckmäßigerweise so positioniert werden, dass die Welle beidseitig umgriffen von den Lagerschalen aufgenommen wird. Da die beiden Lagerschalen relativ zueinander beweglich angeordnet sind, kann die Welle die Lagerschalen radial zueinander ausrichten. Dabei kann das Lagerspiel über die Bauhöhe einer der beiden Lagerschalen eingestellt werden. Montageelemente an den Lagerschalen und/oder an einem aufnehmenden Montageschacht können dabei vorteilhaft eine Vorpositionierung der beiden Lagerschalen zueinander und dadurch die gesamte Montage der Lagervorrichtung erleichtern. Montageelemente können beispielsweise laschenförmige gefederte Elemente sein, die seitlich an den Lagerschalen angeordnet sein können und beispielsweise über Rastelemente miteinander verbunden sind und dennoch ausreichend Spiel aufweisen. Auf diese Weise ist die radiale Positionierung der Lagerschalen zueinander günstig möglich. Dadurch kann die separate Vormontage der Lagervorrichtung an einer Klappenwelle einer Sauganlage vorteilhaft gestaltet werden.
Die erfindungsgemäße Lagervorrichtung bringt so Vorteile insbesondere bei der Lagerung von hochbelasteten Tumbleklappen der Sauganlage und vereinfacht die Montage der Sauganlage durch eine mögliche Vormontage.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die erste Lagerschale in einem Montageschacht eingeschoben oder fixiert sein und die zweite Lagerschale relativ zu dem Gehäuse beweglich, insbesondere schwimmend, angeordnet vorgesehen sein. Der Montageschacht kann beispielsweise mit einem Gehäuse einer Sauganlage verbunden sein, so dass die erste Lagerschale, wenn sie in dem Montageschacht fixiert ist, relativ zu dem Gehäuse fest angeordnet ist, während die zweite Lagerschale an den Montageschacht herangebracht wird, jedoch relativ zu dem Montageschacht beweglich bleibt, um über diese schwimmende Anordnung eine Positionierung der zweiten Lagerschale zu der ersten Lagerschale über die Welle zu ermöglichen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Zahl an Klappen entlang der Welle um eins größer sein als die Zahl der Lagervorrichtungen. Günstigerweise kann zwischen jeweils zwei Klappen eine erfindungsgemäße Lagervorrichtung auf der Welle angeordnet sein, während entlang der Welle außerhalb der jeweils außen liegenden Klappen noch zusätzliche Lager angeordnet sein können.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen beispielhaft:

1 eine isometrische Darstellung einer montierten Lagervorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine Explosionsdarstellung der Lagervorrichtung nach 1;
3 eine isometrische Darstellung einer in einem Montageschacht montierten Lagervorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 eine Explosionsdarstellung der Lagervorrichtung nach 3;
5 einen Längsschnitt durch die montierte Lagervorrichtung nach 3;
6 eine Draufsicht auf die montierte Lagervorrichtung nach 3;
7 eine Darstellung der Freiheitsgrade der zweiten Lagerschale der Lagervorrichtung nach 3 im Montageschacht;
8 eine Seitenansicht der zweiten Lagerschale der Lagervorrichtung nach 3;
9 eine Draufsicht auf den Montageschacht mit einer als Langloch ausgebildeten Führung;
10 eine isometrische Darstellung einer in einem Montageschacht montierten Lagervorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
11 eine Explosionsdarstellung der Lagervorrichtung nach 10;
12 einen Querschnitt durch die montierte Lagervorrichtung nach 10;
13 eine isometrische Darstellung der montierten Lagervorrichtung nach 10; und
14 eine Darstellung der Freiheitsgrade der Lagervorrichtung nach 10.

Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
1 zeigt eine isometrische Darstellung einer montierten Lagervorrichtung 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit eingelegter Welle 30. Die Lagervorrichtung 100 umfasst eine erste Lagerschale 10 mit einer ersten Wellenaufnahme 12, welche die Welle 30 von einer ersten Seite her wenigstens teilweise übergreift, und eine zweite Lagerschale 20 mit einer zweiten Wellenaufnahme 22, welche die Welle 30 von einer gegenüberliegenden Seite wenigstens teilweise übergreift. Die zweite Lagerschale 20 ist zumindest vor einer Verbindung mit der ersten Lagerschale 10 relativ zur ersten Lagerschale 10 beweglich angeordnet. Die erste Lagerschale 10 und die zweite Lagerschale 20 sind durch die Welle 30 so zueinander ausrichtbar, dass die Welle 30 zwischen der ersten Wellenaufnahme 10 und der zweiten Wellenaufnahme 20 drehbar gelagert ist. Durch Pfeile ist angedeutet, wie die zweite Lagerschale 20 in einer Längsachse 32 der Welle 30, in einer Hochachse 34 senkrecht zu der Achse 32, und in einer transversalen Richtung 36 senkrecht zu der Achse 32 und der Hochachse 34 verschiebbar sowie um die Hochachse 34 verdrehbar angeordnet ist. Das Spiel der beiden Lagerschalen 10, 20 zueinander kann beispielsweise in allen drei Raumrichtungen bis zu 1 mm betragen, ein Durchmesser der Welle 30, welche in Metall ausgeführt sein kann, kann typischerweise wenige Millimeter, beispielsweise zwischen 3 und 8 mm, betragen.
Die erste Lagerschale 10 und die zweite Lagerschale 20 weisen an zwei einander gegenüberliegenden Außenseiten jeweils ein Montageelement 52, 54 auf, wodurch die erste Lagerschale 10 und die zweite Lagerschale 20 zueinander vorpositionierbar sind. Die eine der Lagerschalen 10 weist dazu an ihren Außenseiten zwei einander gegenüberliegende Rastelemente 14 als Montageelemente 52 auf. Die zweite Lagerschale 20 weist zwei einander gegenüberliegende laschenförmige Rastaufnahmen 24 beidseits ihrer Wellenaufnahme 22 als Montageelemente 54 auf. Die Rastaufnahmen 24 können so die eine der Lagerschalen 10 wenigstens teilweise übergreifen und sind in montiertem Zustand mit den Rastelementen 14 verrastet, so dass die beiden Lagerschalen 10, 20 zueinander vorpositioniert sind. Die Rastelemente 14 sind dabei zweckmäßigerweise in Ausnehmung 13 der Außenseiten der ersten Lagerschale 10 angeordnet, so dass die Rastaufnahmen 24 ebenfalls in diese Ausnehmungen 13 eingreifen können und so die Außenseite der beiden Lagerschalen 10, 20 nach Vormontage keine hervorstehende Kontur aufweist. Die Ausnehmung 13 kann eine Nut parallel zur Hochachse 34 sein.
Die erste Wellenaufnahme 12 und die zweite Wellenaufnahme 22 können übereinanderstehend angeordnet sein oder entlang der Achse 32 gegeneinander versetzt sein oder teilweise überlappen.
Beide Lagerschalen 10, 20 sind vorteilhaft aus Kunststoff ausgebildet, da die Lagerschalen 10, 20 so kostengünstig aus Spritzgussteilen gefertigt werden können.
Die Lagervorrichtung 100 ist zum Lagern einer Welle 30 einer Sauganlage für ein Fahrzeug bestimmt, wobei an der Welle 30 Klappen zur Strömungsbeeinflussung befestigt sind. Die Zahl an Klappen entlang der Welle 30 kann dabei vorteilhaft um eins größer sein als die Zahl der Lagervorrichtungen 100.
In 2 ist dazu die Lagervorrichtung 100 nach 1 in einer Explosionsdarstellung in Einzelteilen zu sehen. In der zweiten Lagerschale 20 ist die Wellenaufnahme 22 zu erkennen, welche die Welle 30 nach Einlegen in die Wellenaufnahme 22 zur Hälfte umgreift, während die erste Lagerschale 10 die Wellenaufnahme 12 aufweist, welche die Welle 30 zur Hälfte von einer gegenüberliegenden Seite umgreifen kann. Die zweite Lagerschale 20 kann so nach Einlegen der Welle 30 nach oben in die erste Lagerschale 10 geschoben werden, wobei die zwei laschenförmigen Rastaufnahmen 24 mit ihren Durchbrüchen mit den Rastelementen 14 in der Ausnehmung 13 der ersten Lagerschale verrasten können. Auf diese Weise kann die Lagervorrichtung 100 mit eingelegter Welle 30 vormontiert werden, so dass die zweite Lagerschale 20 bei rotierender Welle 30 sich günstig zur ersten Lagerschale 10 ausrichten kann. Auf diese Weise positioniert die Welle 30 die beiden Lagerschalen 10, 20 günstig zueinander und reduziert die Reibung bei der Rotation der Welle 30. Die beiden Lagerschalen 10, 20 können in Wellenrichtung axial versetzt angeordnet sein.
3 zeigt eine isometrische Darstellung einer in einem Montageschacht 40 montierten Lagervorrichtung 100 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die erste Lagerschale 10 ist nach Einlegen der zweiten Lagerschale 20 und der Welle 30 in den Montageschacht 40 eingeschoben worden und dadurch lateral fixiert, da die erste Lagerschale 10 in lateraler Richtung im Montageschacht nur geringes bis gar kein Spiel aufweist. Da die erste Lagerschale 10 in dem Montageschacht fixiert ist und die zweite Lagerschale 20 relativ zu dem Montageschacht 40 beweglich, insbesondere schwimmend, angeordnet vorgesehen ist, wird die bewegliche zweite Lagerschale 20 durch die Welle 30 ausgerichtet, so dass die Welle 30 günstig und mit geringer Reibung rotieren kann.
In 4 sind in einer Explosionsdarstellung der Lagervorrichtung 100 nach 3 die einzelnen Komponenten dargestellt. Die zweite Lagerschale 20 weist einen in Richtung der Hochachse 34 angeordneten Bolzen 26 als Montageelement 54 auf. Der Bolzen 26 greift in montiertem Zustand in eine Führung 42 (siehe 5 und 9) im Montageschacht 40 ein, so dass die erste Lagerschale 10 und die zweite Lagerschale 20 zueinander vorpositioniert sind. Die Führung 42 kann dabei insbesondere als Langloch mit einer längeren Achse in transversaler Richtung 36 quer zur Längsachse 32 der Welle 30 ausgebildet sein. Der Bolzen 26 stellt zugleich eine Verliersicherung beim Montageprozess der Lagervorrichtung 100 dar.
5 zeigt dazu einen Längsschnitt durch die montierte Lagervorrichtung 100 nach 3. Die zweite Lagerschale 20 ist so mit dem Bolzen 26 in der Führung 42 des Montageschachts 40 vorpositioniert und vor Einsetzen von Welle 30 und erster Lagerschale 10 in der Führung 42 beweglich. Nach Einsetzen von Welle 30 und erster Lagerschale 10 in dem Montageschacht 40 positioniert die Welle 30 die beiden Lagerschalen 10, 20 zueinander, was bedeutet, dass die zweite Lagerschale 20 sich nach der Welle 30 und der ersten Lagerschale 10 ausrichtet.
Die erste Wellenaufnahme 12 und die zweite Wellenaufnahme 22 weisen Gleitflächen 18, 29 zur Lagerung der Welle 30 auf, wobei die Gleitflächen 18, 29 auf der Welle 30 zueinander axial versetzt angeordnet sind. Die Wellenaufnahme 12 weist dabei zwei Gleitflächen 18 auf, welche auf der Welle 30 axial vor und hinter der einen Gleitfläche 29 der Wellenaufnahmen 22 angeordnet sind. So ergibt sich bei der Rotation der Welle 30 eine symmetrische Krafteinleitung über die Gleitflächen 18, 29 in die Lagerschalen 10, 20.
In 6 ist eine Draufsicht auf die montierte Lagervorrichtung 100 nach 3 zu sehen. Man erkennt die von oben in den Montageschacht 40 eingeschobene erste Lagerschale 10.
7 zeigt eine Darstellung der Freiheitsgrade bei der Positionierung der zweiten Lagerschale 20 der Lagervorrichtung 100 nach 3 über die Welle 30 im Montageschacht 40. Durch Pfeile ist teilweise angedeutet, wie die zweite Lagerschale 20 in einer Längsachse 32 der Welle 30, in einer Hochachse 34 senkrecht zu der Achse 32, und in einer transversalen Richtung 36 senkrecht zu der Achse 32 und der Hochachse 34 verschiebbar sowie um die Hochachse 34 verdrehbar angeordnet ist.
8 zeigt eine Seitenansicht der zweiten Lagerschale 20 der Lagervorrichtung 100 nach 3. Man erkennt den Bolzen 26, der mit einer Einführschräge zum Einsetzen in die Führung 42 des Montageschachts 40 ausgeführt ist. Auch ist zu erkennen, dass die Wellenaufnahme 22 den halben Umfang der Welle 30 übergreift.
9 ist eine Draufsicht auf den Montageschacht 40 mit der als Langloch ausgebildeten Führung 42. Die Führung 42 weist als Langloch eine längere Achse in der transversalen Richtung 36 auf.
10 zeigt eine isometrische Darstellung einer in einem Montageschacht 40 montierten Lagervorrichtung 100 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Eine Explosionsdarstellung der Lagervorrichtung 100 ist in 11 dargestellt. Dabei weist die erste Lagerschale 10 zwei beidseits ihrer Wellenaufnahme 12 einander gegenüberliegende Aufnahmen 16 als erste Montageelemente 52, auf, während die zweite Lagerschale 20 zwei beidseits ihrer Wellenaufnahme 22 einander gegenüberliegende Pins 27, 28 als zweite Montageelemente 54 auf. Die Pins 27, 28 greifen in montiertem Zustand in die jeweiligen Aufnahmen 15, 16 ein, so dass die beiden Lagerschalen 10, 20 zueinander vorpositioniert sind. Dabei ist der Pin 28, im Gegensatz zu Pin 27, spielfrei in seiner Aufnahme 16 vorgesehen. Die erste Lagerschale 10 ist dabei mit geringem Spiel im Montageschacht 40 lateral fixiert, während die zweite Lagerschale 20 im Montageschacht 40 nicht fest positioniert ist, sondern lateral und vertikal beweglich angeordnet ist.
In 12 ist dazu ein Querschnitt durch die montierte Lagervorrichtung 100 nach 10 dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass die zweite Lagerschale 20 mit den Pins 27, 28 in die Aufnahmen 15, 16 der ersten Lagerschale 10 eingreift und so vorpositioniert ist. Der eine Pin 27 ist jedoch mit genügend Spiel ausgeführt, so dass die zweite Lagerschale 20 um eine zentral durch den anderen Pin 28 führende Drehachse 44 in einem gewissen Winkelbereich rotieren kann. Die zweite Lagerschale 20 ist auch in der transversalen Richtung 36 mit genügend Spiel versehen, so dass sie vor Einlegen der Welle 30 und der ersten Lagerschale 10 in den Montageschacht 40 in der transversalen Richtung 36 verschiebbar ist und erst durch die Welle 30 relativ zu der ersten Lagerschale 10 positioniert wird.
13 zeigt in einer isometrischen Darstellung der montierten Lagervorrichtung 100 nach 10 die Rotationsmöglichkeiten der zweiten Lagerschale 20 um eine in Richtung des Pins 28 verlaufende Drehachse 44 von einer Unterseite der Lagervorrichtung 100, während in 14 eine Darstellung der Freiheitsgrade der Lagervorrichtung 100 nach 10 zu sehen ist.
Die zweite Lagerschale 20 ist bei diesem Ausführungsbeispiel um eine in Pin 28 zentrisch verlaufende Drehachse 44 über einen eingeschränkten Winkelbereich rotierbar. Der Pin 28 ist spielfrei in der Aufnahme 16 der ersten Lagerschale 10 angeordnet, und die Achse 44 bildet somit die Drehachse 44. Damit ist die zweite Lagerschale 20 insgesamt in einer Längsachse 32 der Welle 30, in einer Hochachse 34 senkrecht zu der Achse 32, und in einer transversalen Richtung 36 senkrecht zu der Achse 32 und der Hochachse 34 verschiebbar sowie um die Hochachse 34 verdrehbar angeordnet. Der Doppelpfeil am hinteren Ende der Lagerschale 20 deutet dabei die Rotationsmöglichkeit der zweiten Lagerschale 20 an.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 20100192893 A [0003]

Claims

Lagervorrichtung (100) zum bestimmungsgemäßen Lagern einer Welle (30) umfassend eine erste Lagerschale (10) mit einer ersten Wellenaufnahme (12), welche die Welle (30) von einer ersten Seite her wenigstens teilweise übergreift, und eine zweite Lagerschale (20) mit einer zweiten Wellenaufnahme (22), welche die Welle (30) von einer gegenüberliegenden Seite wenigstens teilweise übergreift, wobei die zweite Lagerschale (20) zumindest vor einer Verbindung mit der ersten Lagerschale (10) relativ zur ersten Lagerschale (10) beweglich angeordnet ist, wobei die erste Lagerschale (10) und die zweite Lagerschale (20) durch die Welle (30) so zueinander ausrichtbar sind, dass die Welle (30) zwischen der ersten Wellenaufnahme (10) und der zweiten Wellenaufnahme (20) drehbar gelagert ist.
Lagervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Lagerschale (20) in einer Längsachse (32) der Welle (30), in einer Hochachse (34) senkrecht zu der Achse (32), und in einer transversalen Richtung (36) senkrecht zu der Achse (32) und der Hochachse (34) verschiebbar sowie um die Hochachse (34) verdrehbar angeordnet ist.
Lagervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Lagerschale (10) dazu vorgesehen ist, in einem Montageschacht (40) einschiebbar und/oder fixierbar zu sein, und die zweite Lagerschale (20) relativ zu dem Montageschacht (40) beweglich, insbesondere schwimmend, angeordnet vorgesehen ist.
Lagervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Lagerschale (10) und/oder die zweite Lagerschale (20) wenigstens ein Montageelement (52, 54) aufweisen, wodurch die erste Lagerschale (10) und die zweite Lagerschale (20) zueinander vorpositionierbar sind.
Lagervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die eine der Lagerschalen (10) an ihrer Außenseite wenigstens ein Rastelement (14) als Montageelement (52), insbesondere zwei einander gegenüberliegende Rastelemente (14) als Montageelemente (52) und die andere der Lagerschalen (10, 20) wenigstens eine, insbesondere laschenförmige, Rastaufnahme (24), insbesondere zwei einander gegenüberliegende, insbesondere laschenförmige, Rastaufnahmen (24) beidseits ihrer Wellenaufnahme (22) als Montageelemente (54) aufweisen, welche Rastaufnahmen (24) die eine der Lagerschalen (10, 20) wenigstens teilweise übergreifen und in montiertem Zustand mit den Rastelementen (14) verrastet sind, so dass die beiden Lagerschalen (10, 20) zueinander vorpositioniert sind.
Lagervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die zweite Lagerschale (20) einen in Richtung der Hochachse (34) angeordneten Bolzen (26) als Montageelement (54) aufweist, welcher Bolzen (26) in montiertem Zustand in eine Führung (42) im Montageschacht (40) eingreift, so dass die erste Lagerschale (10) und die zweite Lagerschale (20) zueinander vorpositioniert sind, wobei die Führung (42) insbesondere als Langloch mit einer längeren Achse in transversaler Richtung (36) quer zur Längsachse (32) der Welle (30) ausgebildet ist.
Lagervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die eine der beiden Lagerschalen (10, 20) wenigstens eine Aufnahme (15, 16) als erstes Montageelement (52), insbesondere zwei beidseits ihrer Wellenaufnahme (12, 22) einander gegenüberliegende Aufnahmen (15, 16) als erste Montageelemente (52), aufweist, und die andere der Lagerschalen (10, 20) wenigstens einen Pin (27, 28) als zweites Montageelement (54), insbesondere zwei beidseits ihrer Wellenaufnahme (12, 22) einander gegenüberliegende Pins (27, 28) als zweite Montageelemente (54) aufweist, welche Pins (27, 28) in montiertem Zustand in die Aufnahmen (15, 16) eingreifen, so dass die beiden Lagerschalen (10, 20) zueinander vorpositioniert sind.
Lagervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Wellenaufnahme (12) und die zweite Wellenaufnahme (22) übereinanderstehend angeordnet sind.
Lagervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Wellenaufnahme (12) und die zweite Wellenaufnahme (22) jeweils wenigstens eine Gleitfläche (18, 29) zur Lagerung der Welle (30) aufweisen, welche Gleitflächen (18, 29) auf der Welle (30) zueinander axial versetzt angeordnet sind.
Lagervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die eine der Wellenaufnahmen (12, 22) zwei Gleitflächen (18, 29) aufweist, welche auf der Welle (30) axial vor und hinter der wenigstens einen Gleitfläche (29, 18) der anderen der Wellenaufnahmen (12, 22) angeordnet sind.
Lagervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine der Lagerschalen (10, 20), insbesondere beide der Lagerschalen (10, 20) aus Kunststoff ausgebildet sind.
Sauganlage für ein Fahrzeug, welche wenigstens eine Lagervorrichtung (100) zum Lagern einer Welle (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, wobei die Vorrichtung eine erste Lagerschale (10) mit einer ersten Wellenaufnahme (12), welche die Welle (30) von einer ersten Seite her wenigstens teilweise übergreift, und eine zweite Lagerschale (20) mit einer zweiten Wellenaufnahme (22), welche die Welle (30) von einer gegenüberliegenden Seite wenigstens teilweise übergreift, umfasst, wobei an der Welle (30) Klappen zur Strömungsbeeinflussung befestigt sind, wobei die zweite Lagerschale (20) zumindest vor einer Verbindung mit der ersten Lagerschale (10) relativ zur ersten Lagerschale (10) beweglich angeordnet ist, wobei die Lagerschalen (10, 20) mittels der Welle (30) radial zur Welle (30) zueinander positioniert sind.
Sauganlage nach Anspruch 12, wobei die erste Lagerschale (10) in einem Montageschacht (40) eingeschoben oder fixiert ist und die zweite Lagerschale (20) relativ zu dem Gehäuse (40) beweglich, insbesondere schwimmend, angeordnet vorgesehen ist.
Sauganlage nach Anspruch 12 oder 13, wobei eine Zahl an Klappen entlang der Welle (30) um eins größer ist als die Zahl der Lagervorrichtungen (100).