DE10258823A1

DE10258823A1 - Axialwälzlager

Info

Publication number: DE10258823A1
Application number: DE10258823A
Authority: DE
Inventors: Leo Müntnich; Alexander Reimchen; Wolfgang Fugel
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2004-04-29
Also published as: BR0306593A; US7182521B2; AU2003280368A1; US20050232529A1; WO2004038243A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Axialwälzlager, bestehend aus einem Wälzkörper enthaltenden Käfig, der zwischen zwei planparallelen, insbesondere aus Blech gebildeten, Laufscheiben (1, 2) angeordnet ist, wobei die Laufscheiben (1, 2) aus je einem eine Laufbahn bildenden Radialabschnitt (1.1, 2.1) und einem sich daran anschließenden axial gerichteten Bord (1.2, 2.2) bestehen, die sich in axialer Richtung überlappen. DOLLAR A Das Axialwälzlager zeichnet sich dadurch aus, dass die axialen Borde (1.2, 2.2) beider Radialabschnitte (1.1, 2.1) an einer äußeren oder an einer inneren peripheren Kante angeordnet sind und Freistellungen aufweisen, die in Umfangsrichtung gegeneinander verdrehbar sind und zwischen sich wenigstens einen Durchbruch (3) begrenzen, der in seiner Größe veränderbar ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Axialwälzlager, bestehend aus einem Wälzkörper enthaltenden Käfig, der zwischen zwei planparallelen, insbesondere aus Blech gebildeten Laufscheiben angeordnet ist, wobei die Laufscheiben aus je einem eine Laufbahn bildenden Radialabschnitt und einem sich daran anschließenden axial gerichteten Bord bestehen, die sich in axialer Richtung überlappen.

Eine derartige Axiallagereinheit ist aus der US 5,335,998 vorbekannt. Sie besteht aus zwei Laufscheiben, deren Radialabschnitte als Laufbahnen für in einem Käfig geführte Wälzkörper dienen. Beide Radialabschnitte der Laufscheiben weisen an ihrer inneren peripheren Kante je einen axial gerichteten Bord auf. Diese Borde sind einander entgegen gerichtet, wobei ein Bord der einen Laufscheibe den Bord der anderen Laufscheibe umgreift. Dies bedeutet, beide Laufscheiben besitzen je eine zentrale Bohrung mit einem unterschiedlichen Durchmesser. Der Zusammenhalt der Laufscheiben wird derart realisiert, dass der Bord der Laufscheibe mit dem kleineren Bohrungsdurchmesser eine radial nach außen gerichtete Haltenase aufweist, die den Bord der anderen Laufscheibe hintergreift. Aus schmierungstechnischen Gründen sind am radial innen liegenden Bord der Laufscheibe mit kleinem Bohrungsdurchmesser Aussparungen vorhanden, die in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind.

Nachteilig dabei ist, dass solche Ausnehmungen nur in einem sehr begrenzten Umfang die Schmierfähigkeit einer solchen Axiallageranordnung verbessern. Die Aussparungen erleichtern zwar in der Anfangsphase das Eindringen des Schmiermittels zwischen die beiden axial gerichteten Borde der Laufscheiben, können aber nicht verhindern, dass der Durchtritt des Schmiermittels von außen in das Lagerinnere durch einen sehr engen Spalt erfolgt, der von beiden Borden gebildet ist. Eine solche Lageranordnung setzt also einem hindurchtretenden Schmiermittel einen sehr großen Widerstand entgegen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Schmierfähigkeit einer gattungsgemäß ausgebildeten Axiallageranordnung zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass die axialen Borde beider Radialabschnitte an einer äußeren oder an einer inneren peripheren Kante angeordnet sind und Freistellungen aufweisen, die in Umfangsrichtung gegeneinander verdrehbar sind und zwischen sich wenigstens einen Durchbruch begrenzen, der in seiner Größe veränderbar ist.

Diese Freistellungen sind im Sinne der Erfindung weit auszulegen, d. h., sie können eine beliebige Form annehmen und sind als Materialunterbrechungen zu verstehen, die einen Durchbruch begrenzen, der ein Durchströmen der Lageranordnung mit Schmiermittel erleichtert. Je nach dem Grad der Übereinstimmung der in beiden axialen Borden angeordneten Freistellungen in Umfangsrichtung gemäß Anspruch 2 sind verschiedene Betriebszustände denkbar. Stimmen die Freistellungen vollkommen überein, so wird der Widerstand des Lagers gegen ein Durchströmen mit Schmiermittel am geringsten sein, weil die zur Verfügung stehende freie Fläche für den Schmiermitteldurchtritt am größten ist. Stimmen die in beiden Borden angeordneten Freistellungen in Umfangsrichtung nur zum Teil überein, so wird sich die zum Durchströmen des Schmiermittels vorhandene freie Fläche verringern und der Strömungswiderstand wird im Lager entsprechend ansteigen. Ist keine Übereinstimmung der Durchbrüche in Umfangsrichtung vorhanden, so ist keine zusätzliche freie Fläche gebildet und der Durchtritt des Schmiermittels erfolgt allein durch den engen Spalt, der von beiden Borden gebildet ist. Je nach dem Grad der Übereinstimmung der Freistellungen ergeben sich veränderliche Betriebszustände, die von einem offenen Lager (maximale Übereinstimmung der Durchbrüche) bis zu einem geschlossenen Lager (keine Übereinstimmung der Durchbrüche) reichen. Dieser ständige Wechsel ist von Vorteil, da einerseits eine maximale Ölmenge durch das Lager förderbar ist und andererseits der Öldurchfluß gedrosselt ist, was sich auf die Ölversorgung anderer Verbraucher positiv auswirkt.

Wie bereits ausgeführt, ist die geometrische Form und Anordnung der Freistellungen zueinander von untergeordneter Bedeutung. Diese können auch in jedem der axialen Borde geometrisch unterschiedlich gestaltet und asymmetrisch zueinander angeordnet sein. Ein anderer Vorteil der beanspruchten Lösung liegt in der verbesserten Schmierung der beiden aufeinander gleitenden Borde der Laufscheiben.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3, 4 und 5 beschrieben.

So ist nach Anspruch 3 vorgesehen, dass die Freistellungen als in Umfangsrichtung verlaufende Ausnehmungen ausgebildet sind.

Wenn, wie bereits vorstehend beschrieben, die Lage der Ausnehmungen beider Borde in Umfangsrichtung übereinstimmt, so wird der gebildete Durchbruch einen maximalen Wert annehmen und so den Widerstand des Lagers gegen ein Durchströmen mit Schmiermittel verringern. Dieser Widerstand wird nochmals vermindert, wenn an jedem Bord nicht nur eine, sondern mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Ausnehmungen vorhanden sind, die ebenfalls in ihrer Lage übereinstimmen. Verändern nun die beiden Laufscheiben der Axiallageranordnung ihre Lage in Umfangsrichtung zueinander, so wird ausgehend von einem Durchbruch maximaler Größe dieser verringert.

Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal gemäß Anspruch 4 soll sich die axiale Ausdehnung der Ausnehmungen bis in den Laufbahnbereich der Laufscheiben erstrecken. Auf diese Weise ist eine maximale Ausdehnung des Durchbruches in axialer Richtung gewährleistet.

Schließlich ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung nach Anspruch 5 vorgesehen, dass einer der axial gerichteten Borde mit einem radial gerichteten elastischen Halteelement versehen ist, dass den zugehörigen anderen Bord umschnappt, so dass eine unverlierbare Baueinheit gebildet ist.

Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch zwei übereinander angeordnete erfindungsgemäß ausgebildete Laufscheiben eines Axiallagers,
2 einen Längsschnitt durch zwei verschnappte Laufscheiben gemäß 1 und
3 eine perspektivische Darstellung von zwei nicht verschnappten erfindungsgemäß ausgebildeten Laufscheiben.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die in den 1 und 2 erfindungsgemäß dargestellte Axiallagereinheit besteht aus den beiden Laufscheiben 1, 2, die je einen Radialabschnitt 1.1, 2.1 aufweisen, der als Laufbahn nicht dargestellter, in einem ebenfalls nicht dargestellten Käfig geführter Wälzkörper dient. An der inneren peripheren Kante schließt sich an den Radialabschnitt 1.1, 2.1 je ein axial gerichteter Bord 1.2, 2.2 an, die einander entgegen gestellt sind, wobei der Bord 1.2 den Bord 2.1 umgreift. Dies bedeutet, die Laufscheibe 1 weist eine zentrale Bohrung mit dem Durchmesser D1 auf, der kleiner als der Durchmesser D2 der zentralen Bohrung der Laufscheibe 2 ist. Sowohl der Bord 1.2 der Laufscheibe 1 als auch der Bord 2.2 der Laufscheibe 2 sind mit mehreren länglichen, nach einer Seite offenen am Ende verrundeten Ausnehmungen 1.3, 2.3 versehen, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. Werden nun die beiden Laufscheiben 1, 2 in axialer Richtung aufeinander zubewegt und miteinander verschnappt, so werden, wie insbesondere aus 2 ersichtlich, durch die Ausnehmungen 1.3, 2.3 die Durchbrüche 3 gebildet, die in ihrer Größe veränderbar sind. Dies erfolgt derart, dass eine der beiden Laufscheiben 1, 2 ihre Lage gegenüber der anderen Laufscheibe 2, 1 ändert, so dass die Durchbrüche 3 in ihrer Größe zu- oder abnehmen, wobei sie bei Übereinstimmung der Ausnehmungen 1.3, 2.3 in Umfangsrichtung einen maximalen Wert annehmen. Die Lageveränderung beider Laufscheiben 1, 2 zueinander in Umfangsrichtung erfolgt dann, wenn in bestimmten Betriebszuständen, beispielsweise bei einem Einsatz solcher Axiallager in Wandlern von Automobilgetrieben, die Wellenscheibe in axialer Richtung von den Wälzkörpern abhebt.
Die Größe der Durchbrüche 3 kann dann noch einmal durch die axiale Tiefe der Ausnehmungen 1.3, 2.3 beeinflußt werden. Erstrecken sich die letztgenannten bis in den Laufbahnbereich, dass heißt, bis in den Bereich der Radialabschnitte 1.1, 2.1, sind die gebildeten Durchbrüche 3 am größten. Wenn eine der Ausnehmungen 1.3, 2.3 nicht mit der zugehörigen anderen Ausnehmung 2.3, 1.3 in Umfangsrichtung übereinstimmt, nimmt der Durchbruch 3 den Wert Null an, d. h., er ist nicht gebildet. Je nach Umfangsstellung beider Laufschei ben 1, 2 zueinander pendelt er also zwischen einem maximalen Wert und dem Wert Null.
Der Zusammenhalt der Lageranordnung ist, wie 2 zeigt, durch das elastische Halteelement 1.4 realisiert, dass am Bord 1.2 der unteren Laufscheibe 1 angeordnet ist und die obere Laufscheibe 2 umfasst. Eine solche Lageranordnung wird aufgrund ihrer an der inneren peripheren Kante angeordneten Borde 1.2, 2.2 auch als innengeführt bezeichnet. Die Schmierung dieser Lageranordnung erfolgt radial von innen nach außen, wobei das Schmiermittel durch die Durchbrüche 3 in das Lagerinnere eintritt und den nach außen offenen von beiden Laufscheiben 1.2 gebildeten Raum, in dem die Wälzkörper angeordnet sind, durchströmt.
Im Gegensatz dazu sind in 3 die Laufscheiben 1, 2 eines außengeführten Axiallagers gezeigt. Dies bedeutet, die radial entgegen gerichteten Borde 1.2, 2.2 sind an der äußeren peripheren Kante der Laufscheibe 1, 2 angeordnet, wobei in diesem Fall der Bord 2.2 den Bord 1.2 umgreift. Der Zusammenhalt der Laufscheiben 1.2 wird durch das Halteelement 2.4 der Laufscheibe 2 realisiert, das radial nach innen gerichtet ist und die Laufscheibe 1 umgreift. Das Durchströmen der Lageranordnung mit Schmiermittel erfolgt im Vergleich zu dem Lager gemäß 2 in umgekehrter Weise. Dieses tritt durch die radial außen liegenden Durchbrüche 3 in das Lager ein, durchströmt den von beiden Laufscheiben 1, 2 gebildeten Zwischenraum, in dem die Wälzkörper angeordnet sind, und verläßt das nach innen offene Lager über die zwei voneinander beabstandeten Laufscheiben 1, 2.

1: Laufscheibe
1.1: Radialabschnitt
1.2: Bord
1.3: Ausnehmung
1.4: Halteelement
2: Laufscheibe
2.1: Radialabschnitt
2.2: Bord
2.3: Ausnehmung
2.4: Halteelement
3: Durchbruch

Claims

Axialwälzlager, bestehend aus einem Wälzkörper enthaltenden Käfig, der zwischen zwei planparallelen, insbesondere aus Blech gebildeten Laufscheiben (1, 2) angeordnet ist, wobei die Laufscheiben (1, 2) aus je einem eine Laufbahn bildenden Radialabschnitt (1.1, 2.1) und einem sich daran anschließenden axial gerichteten Bord (12, 2.2) bestehen, die sich in axialer Richtung überlappen, dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Borde (1.2, 2.2) beider Radialabschnitte (1.1, 2.1) an einer äußeren oder an einer inneren peripheren Kante angeordnet sind und Freistellungen aufweisen, die in Umfangsrichtung gegeneinander verdrehbar sind und zwischen sich wenigstens einen Durchbruch (3) begrenzen, der in seiner Größe veränderbar ist.
Axialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch (3) bei Übereinstimmung der Freistellungen beider Borde (1.2, 2.2) einen maximalen Wert oder bei Nichtübereinstimmung den Wert Null annimmt.
Axialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Freistellungen als in Umfangsrichtung verlaufende Ausnehmungen (1.3, 2.3) ausgebildet sind.
Axialwälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die axiale Ausdehnung der Ausnehmungen (1.3, 2.3) bis in den Bereich der Laufbahn erstreckt.
Axialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der axial gerichteten Borde (1.2, 2.2) mit einem radial gerichteten elastischen Halteelement (1.4, 2.4) versehen ist, das den zugehörigen anderen Bord (2.2, 1.2) umschnappt, so daß eine unverlierbare Baueinheit gebildet ist.