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WO2015055189A1 - Spaltoptimierter sicherungsring für ein mehrreihiges wälzlager - Google Patents

Spaltoptimierter sicherungsring für ein mehrreihiges wälzlager Download PDF

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Publication number
WO2015055189A1
WO2015055189A1 PCT/DE2014/200475 DE2014200475W WO2015055189A1 WO 2015055189 A1 WO2015055189 A1 WO 2015055189A1 DE 2014200475 W DE2014200475 W DE 2014200475W WO 2015055189 A1 WO2015055189 A1 WO 2015055189A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ring
rolling bearing
securing
bearing unit
inner rings
Prior art date
Application number
PCT/DE2014/200475
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin STÜRZENBERGER
Marc-André SCHÄFER
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Publication of WO2015055189A1 publication Critical patent/WO2015055189A1/de

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    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/60—Raceways; Race rings divided or split, e.g. comprising two juxtaposed rings
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    • F16C19/36—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
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    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/061—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing mounting a plurality of bearings side by side

Definitions

  • the invention relates to a rolling bearing unit according to the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for assembling individual parts of the rolling bearing unit according to claim 10.
  • EP 0 897 486 A1 discloses a roller bearing comprising two tapered roller bearings for a wheel bearing.
  • the inner rings of both tapered roller bearings each form an axially protruding projection, which is partially enclosed on the outside by a fixing element.
  • the fixing element engages in grooves of the inner rings.
  • the connecting ring made of a spring material allows assembly of two bearings, for example, to a wheel bearing.
  • the connecting ring comprises two opposing, circumferentially extending, outwardly projecting resilient tongues which are inserted into the inner raceway of a bearing. When an end position is reached, the tongues engage automatically in corresponding annular grooves.
  • the inner race of the second bearing can be pressed onto an exposed half of the connecting ring until it is locked by the tongue of the second circumferential row.
  • the outer rings are inserted from different sides in the hub to a stop.
  • the inner rings of the bearings abut each other with their end faces, i. the inner rings must be made wider than the outer rings.
  • the object of the present invention is to provide a gap-optimized circlip for two bearing rings of a rolling bearing unit, which is used secured against loss in a pre-assembly and simplified in one downstream end position can be brought.
  • a rolling bearing unit in which the fixing element is an elastic, a parting line enclosing circlip is provided with an open U-shaped cross-sectional profile, which is frictionally biased in a preassembly on an inner wall of an inner ring of a rolling bearing of the rolling bearing unit.
  • overlapping ends of the locking ring also referred to as a clip ring, are positively connected to the axial guidance.
  • To achieve an end position of the retaining ring can be moved axially, wherein mutually parallel flanks of the locking ring automatically engage in corresponding annular grooves of adjacent inner rings.
  • the invention ensures a low-cost feasible locking of adjacent inner rings of a multi-row rolling bearing of a rolling bearing unit by means of a locking ring used secured against loss.
  • the invention simplifies the subsequent to the pre-assembly final assembly step of the locking ring, which can be done without twisting with a simple tool.
  • the inventive gap-optimized concept offers the advantage of a robust handling.
  • the invention simplifies the assembly and disassembly or maintenance of the rolling bearing unit, since the locking ring is advantageously associated with a secured retaining ring, whereby the assembly and repair is safer to carry out.
  • the retaining ring is used as a loose part, for example in a hole undefined, which can fall out during handling, which makes assembly or disassembly difficult.
  • the bearing assembly it is necessary to remove the circlip from the bore and insert it into a receiving groove of the bearing rings. This results in both series production and in the assembly in the aftermarket (for example, in the workshop) the problem that the circlip can screw helically under bias or jump out of the hole.
  • a defined assignment and axial guidance and thus exact determination of the position for both assembly and disassembly is achieved by the inventive positive connection of the free locking ring ends simplified.
  • the steps for producing the gap-optimized securing ring can thus be reduced so that a cost advantage can be realized at the same time with the concept according to the invention.
  • a retaining ring mounted in the bearing bore or on the inner wall of a bearing ring by the bearing manufacturer prior to delivery to a customer also has the advantage of a component reduction. At the same time eliminates the task for the user or the customer to insert the retaining ring, which is done automatically, for example, by the bearing manufacturer.
  • the circlip used in the bore of the inner ring is retained in a loosely and transversely safe manner in connection with the design of the ring ends in the preassembly position.
  • the embodiment of the invention also facilitates the final assembly of the locking ring, which is displaceable by a uniform axial displacement in the end position to achieve an advantageous split-optimized axial contact of the inner rings. Due to the fact that the diameter of the securing ring in the non-installed state exceeds the inner diameter in the bearing ring for pre-assembly and the diameter of the annular grooves for the end position of the securing ring, the securing ring is respectively supported or installed with prestressing.
  • the invention is preferably used for multi-row, used as a wheel bearing roller or tapered roller bearings in an O-arrangement with at least one outer ring and two inner rings, in which the inner rings are held axially to each other by means of the locking ring.
  • inventive concept is not limited to this arrangement, but also, for example, rolling bearings in an X-arrangement or multi-row bearings in which the rings are to be connected axially, transferable.
  • existing rolling bearing units can be upgraded without significant additional costs.
  • there are advantages through the application of the invention in terms of economy and a robust construction of the rolling bearing unit also a degree of system integration can be increased and a susceptibility to errors reduced.
  • the retaining ring is installed in the preassembly so that adjusts an overlap between> 1 and ⁇ 20 ° for the free ends of the biased on an inner wall of an inner ring supported securing ring.
  • the two securing ring ends are guided in the axial direction so that at the same time a radial support is possible.
  • a ring end of the locking ring is arranged radially above the other end spirally.
  • the guide is achieved by one ring end of the locking ring receives the other ring end over a certain length, the two overlapping ends thereby form an arcuate linear ar arrangement.
  • To guide preferably forms a first ring end of the locking ring has an axially projecting, conical or pointed shoulder, which engages positively in the U-shaped profile of the second end of the locking ring.
  • the ends of the elastically designed securing ring are designed in such a way that the radial movement necessary for the assembly (change of the diameter) is ensured, but an axial relative movement is limited.
  • the invention includes a diameter ratio of 99% to 90% between an inner diameter of the securing ring in the preassembly position and an inner diameter of the securing ring in the end position.
  • the circlip when not installed, has a significantly larger parting line, also referred to as a gap, than in the installed state, in the end position.
  • a preferred design provides that the joint width in the non-installed state, a corresponding joint width in the end position exceeds 50 times the value.
  • the inventive concept also includes a structural design, according to which a width or geometry ratio of 0.9 to 0.995 between a width of the locking ring and a groove spacing of the annular grooves is provided in the inner rings, in which the flanks of the locking ring strig- th interlocking.
  • the invention is also advantageously transferable to rolling bearing units in which spaced inner rings of rolling bearings are connected by an intermediate ring.
  • two retaining rings are used, each latching in an annular groove of the intermediate ring and in an annular groove of the adjacent inner ring.
  • the retaining ring or clip ring is made of a metallic material, in particular of a spring steel.
  • the locking ring is preferably a chipless forming process.
  • a method including the following steps is provided for mounting a securing ring between two inner rings of a roller bearing unit of a roller bearing.
  • the circlip which is supported non-positively on an inner wall of the inner ring, is radially compressed, ring ends of the securing ring being spirally supported.
  • the two inner rings of the rolling bearing are joined together, wherein they are mutually supported on the front side.
  • the locking ring is axially displaced to a position match, in which the flanks of the locking ring automatically engage in annular grooves of the assembled inner rings and thus the inner rings are locked.
  • FIG. 1 shows in a half section a rolling bearing unit in conjunction with a locking ring according to the invention in a preassembly position.
  • Fig. 3 in a half section of a rolling bearing unit, in which between the
  • Fig. 5a to 5c the locking ring in the non-installed state in three views; 6a to 6c, the circlip in the pre-assembly in three views;
  • Fig. 9a, 9b two variants of approaches a fuse end, which engages positively in the associated further annular end of the locking ring.
  • FIGS. 1 and 2 show in half section a rolling bearing unit 1 a, which is intended for a wheel bearing of a vehicle (not shown), for example.
  • the rolling bearing unit 1 a comprises two mirror-image assembled, as Tapered roller bearing rolling bearings 2a, 2b, each with an outer ring 3a, 3b, an inner ring 4a, 4b and arranged therebetween tapered rollers as rolling elements 5a, 5b, which are each guided in a Wälz Eisenfig 6a, 6b.
  • the inner rings 4a, 4b are supported on the facing sides in each case via end faces 7a, 7b against each other and close on the directed to a longitudinal axis 8 of the rolling bearing unit 1 a side, respectively in inner walls 9a, 9b introduced circumferential annular grooves 10a, 10b.
  • a locking ring 11 also referred to as a fixing or safety element
  • the U-shaped, shown in Fig. 1 in a pre-assembly circlip 1 1 is radially biased via two axially spaced flanks 12a, 12b non-positively supported on the inner wall 9a.
  • the securing ring 1 1 can be moved axially from the position shown in FIG. 1 in the direction of the arrow into an end position of the securing ring 11 shown in FIG.
  • the annular grooves 10a, 10b are formed deeper than a longitudinal extension of the flanks 12a, 12b.
  • the structural design further provides a defined diameter ratio of 99% to 90% before between an inner diameter D v of the locking ring 1 1 in the preassembly and a diameter D E of the locking ring 1 1 in the end position, wherein the diameter D E is greater than that Diameter of the inner wall 9a / 9b.
  • the rolling bearing unit 1 b is shown, which deviates from the rolling bearing unit 1 a a the inner rings 4a, 4b connecting intermediate ring 13 includes.
  • the axial securing of the inner rings 4a, 4b requires two retaining rings 1 1, the flanks 12a, 12b each in an annular groove of the Latch inner rings 4a, 4b and the intermediate ring 13.
  • FIG. 4 shows a section of the securing ring 1 1, which illustrates the U-shaped cross-sectional profile bounded laterally by the flanks 12a, 12b.
  • the production of the securing ring 1 1 is preferably carried out by means of a chipless forming process.
  • a material for the retaining ring 1 1 metallic material is provided, including in particular a spring steel is suitable.
  • FIGS. 5a to 5c the securing ring 11 is shown in a different state when it is not installed or as delivered. Due to a spread of the circlip 1 1 forms of a ring ends 15 a, 15 b limited parting line 14 a.
  • the Ringendel 5b includes, as shown in Fig. 5a, an axially projecting, in the direction of the other ring end 15a aligned approach 16a.
  • FIGS. 6a to 6c show the securing ring 11 in a position corresponding to the preassembly position. Due to an adaptation to the diameter of the inner wall 9a of the inner ring 4a is a radially biased, frictional support of the locking ring 1 1 on the inner wall 9a. This support causes a spiral arrangement of the ring ends 15 a, 15 b to form a local overlap 17.
  • FIGS. 7a to 7c A position corresponding to the installation state of the securing ring 11 is shown in FIGS. 7a to 7c.
  • a parting line 14b sets, whose length is reduced in comparison to the parting line 14a in FIG. 5a and as small as possible.
  • Fig. 8 shows in an enlarged view, the overlap 17 of the ring ends 15a, 15b of the locking ring 1 1, illustrated by the dimension L.
  • the engagement of the end connected to the ring end 15b 16a in the U-shaped profile of the ring end 15a Formation of a arcuate linear guide 18 illustrates.
  • FIGS. 9a and 9b the ring ends 15a, 15b are shown in a plan view, with the ring ends 15b each having different axial projections 16b, 16c.
  • FIG. 9a shows a tapered tapered neck 16b on both sides.
  • the axially projecting lug 16c of FIG. 9b is formed rectangular with a rounded end face. To achieve optimal mutual guidance of the ring ends 15a, 15b, the width of the projection 16c is only slightly narrower than a limited by the flanks 12a, 12b of the locking ring 1 1 shot 19th

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wälzlagereinheit, ausgeführt als ein mehrreihiges Wälzlager mit zumindest einem Außenring (3a,3b) und zumindest zwei Innenringen (4a, 4b), zwischen denen Wälzkörper (5a, 5b) geführt sind. Benachbarte Innenringe (4a, 4b) sind über zueinander ausgerichtete axiale Stirnseiten (7a, 7b) aneinander abgestützt, wobei zur Sicherung einer Axialposition ein in Ringnuten (10a,10b) der Innenringe (4a, 4b) eingreifender elastischer, eine Trennfuge (14a) einschließender Sicherungsring (11) vorgesehen ist. In einer Vormontageposition ist der Sicherungsring (11) kraftschlüssig vorgespannt an einer Innenwandung (9a) des Innenrings (4a) abgestützt, wobei überlappende Ringenden (15a, 15b) des Sicherungsrings (11) zur axialen Führung formschlüssig verbunden sind. Von der Vormontageposition ist der Sicherungsring (11) in eine Endlage axial verschiebbar, bei der Flanken (12a, 12b) des Sicherungsrings (11) selbsttätig in korrespondierende Ringnuten (10a, 10b) der benachbarten Innenringe (4a, 4b) verrasten.

Description

Spaltoptimierter Sicherungsring für ein mehrreihiges Wälzlager
Die Erfindung betrifft eine Wälzlagereinheit gemäß den Merkmalen des Ober- begriffs von Anspruch 1 . Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage von Einzelteilen der Wälzlagereinheit nach Anspruch 10.
Die EP 0 897 486 A1 offenbart eine zwei Kegelrollenlager umfassende Wälzlagerung für ein Radlager. Um einen Zusammenhalt der Kegelrollenlager zu ge- währleisten, bilden die Innenringe beider Kegelrollenlager jeweils einen axial vorstehenden Ansatz, der bereichsweise von einem Fixierelement außenseitig umschlossen wird. Zur Fixierung greift das Fixierelement in Nuten der Innenringe ein. Aus der DE 10 2004 018 901 B3 ist eine Wälzlagerbaugruppe bekannt, die einen einteilig ausgebildeten Außenring und einen wenigstens zweigeteil- ten Innenring umfasst. Die beiden Innenringe sind in axialer Richtung ineinandergreifend verbunden. Aus der DE 694 09 51 1 T2 ist ein Verbindungsring zum Zusammenhalten innerer Laufbahnabschnitte von benachbarten Lagern bekannt. Der aus einem Federmaterial hergestellte Verbindungsring ermöglicht einen Zusammenbau zweier Lager beispielsweise zu einem Radlager. Der Ver- bindungsring umfasst zwei gegenüberliegende, umfangsseitig verlaufende, nach außen vorstehende elastische Zungen, die in die innere Laufbahn von einem Lager eingesetzt werden. Bei Erreichen einer Endposition verrasten die Zungen selbsttätig in korrespondierende Ringnuten. Die innere Laufbahn des zweiten Lagers kann auf eine freigelegte Hälfte des Verbindungsrings gedrückt werden, bis er durch die Zunge der zweiten Umfangsreihe verriegelt ist. Die Außenringe werden von jeweils verschiedenen Seiten in die Radnabe bis an einen Anschlag eingeführt. Die Innenringe der Lager stoßen mit ihren Stirnflächen aufeinander, d.h. die Innenringe müssen in einer größeren Breite hergestellt werden als die Außenringe.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen spaltoptimierten Sicherungsring für zwei Lagerringe von einer Wälzlagereinheit zu schaffen, der verliergesichert in einer Vormontageposition eingesetzt ist und vereinfacht in eine nachgelagerte Endlage gebracht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 ist eine Wälzlagereinheit vorgesehen, bei der als Fixierelement ein elastischer, eine Trennfuge einschließender Sicherungsring mit einem offenen U-förmigen Querschnittprofil vorgesehen ist, der in einer Vormontageposition kraftschlüssig vorgespannt an einer Innenwandung von einem Innenring eines Wälzlagers der Wälzlagereinheit abgestützt ist. In der vorgespannten Lage sind überlappende Enden des auch als Clipring zu bezeichnenden Sicherungsrings zur axialen Führung formschlüssig verbunden. Zur Erreichung einer Endlage kann der Sicherungsring axial verschoben werden, wobei parallel zueinander verlaufende Flanken des Sicherungsrings in korrespondierende Ringnuten von benachbarten Innenringen selbsttätig verrasten. Die Erfindung gewährleistet eine kostengünstig realisierbare Verriegelung von benachbarten Innenringen eines mehrreihigen Wälzlagers von einer Wälzlagereinheit mittels eines verliergesichert eingesetzten Sicherungsrings. Durch die Erfindung vereinfacht sich der an die Vormontage anschließende Endmontageschritt des Sicherungsrings, der ohne ein Verdrehen mit einfachem Werkzeug erfolgen kann. Weiterhin bietet das erfindungsgemäße spaltoptimierte Konzept den Vorteil eines robusten Handlings. Außerdem vereinfacht die Erfindung die Montage sowie die Demontage oder Wartung der Wälzlagereinheit, da der Sicherungsring vorteilhaft verliergesichert einem Lagerring zugeordnet ist, wodurch die Montage und eine Reparatur sicherer durchführbar ist.
Bei bisherigen Lösungen ist der Sicherungsring als Losteil beispielsweise in einer Bohrung Undefiniert eingesetzt, der beim Handling herausfallen kann, was die Montage oder Demontage erschwert. Während der Lagermontage ist es erforderlich, den Sicherungsring aus der Bohrung zu nehmen und in eine Aufnahmenut der Lagerringe einzusetzen. Dabei ergibt sich sowohl in der Serienfertigung als auch in der Montage im Aftermarket (beispielsweise in der Werkstatt) das Problem, dass sich der Sicherungsring unter Vorspannung schraubenförmig verdrehen oder aus der Bohrung herausspringen kann. Abweichend dazu wird durch die erfindungsgemäße formschlüssige Verbindung der freien Sicherungsringenden eine definierte Zuordnung und axiale Führung und damit eine exakte Lagebestimmung sowohl für die Montage als auch die Demon- tage vereinfacht erreicht. Vorteilhaft können damit die Arbeitsschritte zur Herstellung des spaltoptimierten Sicherungsrings verringert werden, so dass mit dem erfindungsgemäßen Konzept gleichzeitig ein Kostenvorteil realisiert werden kann. Ein in der Lagerbohrung bzw. an der Innenwandung eines Lagerrings von dem Lagerhersteller vor Auslieferung an einen Kunden montierter Sicherungsring hat auch den Vorteil einer Bauteilreduzierung. Gleichzeitig entfällt für den Anwender bzw. den Kunden der Arbeitsschritt, den Sicherungsring einzulegen, was beispielsweise automatisiert von dem Lagerhersteller erfolgt.
Erfindungsgemäß ist der vorgespannt in der Bohrung des Innenrings eingesetzte Sicherungsring in Verbindung mit der Gestaltung der Ringenden in der Vormontageposition verlier- und transportsicher gehalten. Die erfindungsgemäße Ausführung erleichtert ebenso die Endmontage des Sicherungsrings, der durch ein gleichmäßiges axiales Verschieben in die Endlage verschiebbar ist zur Erzielung einer vorteileilhaft spaltoptimierten axialen Anlage der Innenringe. Dadurch, dass der Durchmesser des Sicherungsrings im nicht eingebauten Zustand den Innendurchmesser im Lagerring für die Vormontage sowie den Durchmesser der Ringnuten für die Endlage des Sicherungsrings übertrifft, ist der Sicherungsring jeweils mit Vorspannung abgestützt bzw. eingebaut. Die Erfindung ist bevorzugt für mehrreihige, als Radlager eingesetzte Wälz- bzw. Kegelrollenlager in einer O-Anordnung einsetzbar mit zumindest einem Außenring und zwei Innenringen, bei denen die Innenringe mittels des Sicherungsrings axial zueinander gehalten sind. Das erfindungsgemäße Konzept ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt, sondern auch beispielsweise auf Wälzlager in einer X-Anordnung oder auch mehrreihige Lager, bei denen die Ringe axial miteinander verbunden werden sollen, übertragbar. Mit der Erfindung können außerdem bestehende Wälzlagereinheiten ohne nennenswerte Mehrkosten aufgewertet werden. Gleichzeitig ergeben sich durch die Anwendung der Erfindung Vorteile hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit sowie eines robusten Aufbaus der Wälzlagereinheit, außerdem kann ein Systemintegrationsgrad erhöht sowie eine Fehleranfälligkeit reduziert werden. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Sicherungsring in der Vormontageposition so eingebaut, dass sich für die freien Enden des vorgespannt an einer Innenwandung eines Innenrings abgestützten Sicherungsrings eine Überlappung zwischen > 1 und < 20° einstellt. Die beiden Sicherungsringenden sind dabei in axialer Richtung so geführt, dass gleichzeitig ein radiales Auffe- dern möglich ist. Dazu ist ein Ringende des Sicherungsrings radial oberhalb des weiteren Endes spiralförmig angeordnet. Durch die damit axial in der gleichen E- bene positionierten freien Ringenden stellt sich beim Handling (z.B. in der Fertigung) ein sicherer, gegen Verrutschen und Herausfallen gesicherter Halt des Sicherungsrings ein.
Zur Erzielung einer stabilen Einbaulage des Sicherungsrings ist eine axiale Führung der Sicherungsringenden vorgesehen. Die Führung wird erreicht, indem ein Ringende des Sicherungsrings das andere Ringende über eine bestimmte Länge aufnimmt, wobei die beiden überlappenden Enden dabei eine bogenförmige Line- arführung bilden. Zur Führung bildet vorzugsweise ein erstes Ringende des Sicherungsrings einen axial vorstehenden, konisch oder spitz ausgebildeten Ansatz, der formschlüssig in das U-Profil des zweiten Endes von dem Sicherungsring eingreift. Die Enden des elastisch ausgeführten Sicherungsrings sind so gestaltet, dass die für die Montage nötige radiale Bewegung (Veränderung des Durchmessers) ge- währleistet, eine axiale Relativbewegung jedoch begrenzt wird.
Weiterhin schließt die Erfindung ein Durchmesserverhältnis von 99 % bis 90 % zwischen einem Innendurchmesser des Sicherungsrings in der Vormontageposition und einem Innendurchmesser des Sicherungsrings in der Endlage ein. Der Sicherungsring weist im nicht eingebauten Zustand eine deutlich größere, auch als Spalt zu bezeichnende Trennfuge auf als im eingebauten Zustand, in der Endlage. Eine bevorzugte Auslegung sieht vor, dass die Trennfugenbreite in dem nicht eingebauten Zustand eine entsprechende Trennfugenbreite in der Endlagenposition um den 50-fachen Wert übertrifft.
Das erfindungsgemäße Konzept umfasst außerdem eine konstruktive Auslegung, nach der ein Breiten- oder Geometrieverhältnis von 0,9 bis 0,995 zwischen einer Breite des Sicherungsrings und einem Nutabstand der Ringnuten in den Innenringen vorgesehen ist, in die die Flanken des Sicherungsrings formschlüssig verras- ten.
Die Erfindung ist weiterhin vorteilhaft auf Wälzlagereinheiten übertragbar, bei de- nen beabstandete Innenringe von Wälzlagern durch einen Zwischenring verbunden sind. Zur Sicherung von Axialpositionen der einzelnen Bauteile werden zwei Sicherungsringe eingesetzt, die jeweils in eine Ringnut des Zwischenrings sowie in eine Ringnut des benachbarten Innenrings verrasten. Bevorzugt ist der Sicherungsring oder Clipring aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Federstahl hergestellt. Zur Ausgestaltung des Sicherungsrings eignet sich bevorzugt ein spanloses Umformverfahren.
Gemäß Anspruch 10 ist zur Montage eines Sicherungsrings zwischen zwei Innen- ringen einer Wälzlagereinheit eines Wälzlagers ein folgende Schritte einschließendes Verfahren vorgesehen. Zunächst erfolgt ein Einschieben des Sicherungsrings in einen Innenring des Wälzlagers bis zur Erreichung einer Vormontageposition. Dabei wird der kraftschlüssig an einer Innenwandung des Innenrings abgestützte Sicherungsring radial zusammengepresst, wobei Ringenden des Siche- rungsrings spiralförmig abgestützt sind. Anschließend werden die zwei Innenringe des Wälzlagers zusammengefügt, wobei diese gegenseitig über die Stirnseite abgestützt sind. Abschließend wird der Sicherungsring axial bis zu einer Lageübereinstimmung verschoben, bei der die Flanken des Sicherungsrings selbsttätig in Ringnuten der zusammengefügten Innenringe verrasten und damit die Innenringe verriegelt sind.
Weitere Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einzelnen Figuren, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt sind. Die dargestellten Ausführungsformen zeigen Beispiele, wie die erfindungsgemäße Wälzlagereinheit ausgestaltet sein kann. Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Dabei zeigt:
Fig. 1 in einem Halbschnitt eine Wälzlagereinheit in Verbindung mit einem erfindungsgemäßen Sicherungsring in einer Vormontageposition;
Fig. 2 die Wälzlagereinheit gemäß Fig. 1 mit dem Sicherungsring in einer
Endlage;
Fig. 3 in einem Halbschnitt eine Wälzlagereinheit, bei der zwischen den
Innenringen von zwei Wälzlagern ein Zwischenring eingesetzt ist; Fig. 4 in einer Einzelteilzeichnung das Profil eines Sicherungsrings;
Fig. 5a bis 5c den Sicherungsring im nicht eingebauten Zustand in drei Ansichten; Fig. 6a bis 6c den Sicherungsring in der Vormontageposition in drei Ansichten;
Fig. 7a bis 7c den Sicherungsring in der Endlage, im Einbauzustand, in drei Ansichten;
Fig. 8 die überlappenden Enden des Sicherungsrings in einer Seitenan- sieht; und
Fig. 9a,9b zwei Varianten von Ansätzen eines Sicherungsendes, die formschlüssig in das zugehörige weitere Ringende des Sicherungsrings eingreift.
Die Fig. 1 und Fig. 2 zeigen im Halbschnitt eine Wälzlagereinheit 1 a, die beispielsweise für eine Radlagerung von einem Fahrzeug (nicht gezeigt) bestimmt ist. Die Wälzlagereinheit 1 a umfasst zwei spiegelbildlich zusammengefügte, als Kegelrollenlager ausgeführte Wälzlager 2a, 2b mit jeweils einem Außenring 3a, 3b, einem Innenring 4a,4b und dazwischen angeordneten Kegelrollen als Wälzkörper 5a, 5b, die jeweils in einem Wälzkörperkäfig 6a, 6b geführt sind. Die Innenringe 4a,4b sind auf den zugewandten Seiten jeweils über Stirnseiten 7a, 7b gegeneinander abgestützt und schließen auf der zu einer Längsachse 8 der Wälzlagereinheit 1 a gerichteten Seite, jeweils in Innenwandungen 9a, 9b eingebrachte umlaufende Ringnuten 10a, 10b ein.
Zur axialen Sicherung der Innenringe 4a,4b wird ein auch als Fixier- oder Sicherheitselement bezeichneter Sicherungsring 1 1 eingesetzt. Der U-förmig gestaltete, in Fig. 1 in einer Vormontageposition gezeigte Sicherungsring 1 1 ist radial vorgespannt über zwei axial beabstandete Flanken 12a, 12b kraftschlüssig an der Innenwandung 9a abgestützt. Zur Sicherung einer axialen Anlage der Innenringe 4a,4b kann der Sicherungsring 1 1 von der in Fig. 1 gezeigten Vormontageposition axial in Pfeilrichtung in eine in Fig. 2 gezeigte Endlage des Sicherungsrings 1 1 verschoben werden. Bei einer Lageübereinstimmung der Flanken 12a, 12b des Sicherungsrings 1 1 mit den korrespondierenden Ringnuten 10a, 10b in den Innenringen 4a,4b erfolgt eine formschlüssige Verrastung. Ein möglichst geringer Abstand der Innenringe 4a,4b kann durch einen Abstand S2 der Ringnuten 10a, 10b erreicht werden, der nur geringfügig eine Breite Si des Sicherungsrings 1 1 übertrifft.
Weiter sind die Ringnuten 10a, 10b tiefer ausgebildet als eine Längserstreckung der Flanken 12a, 12b. Die konstruktive Auslegung sieht weiterhin ein definiertes Durchmesserverhältnis von 99 % bis 90 % vor zwischen einem inneren Durchmesser Dv des Sicherungsrings 1 1 in der Vormontageposition und einem Durchmesser DE des Sicherungsrings 1 1 in der Endlage, wobei der Durchmesser DE größer ist als der Durchmesser der Innenwandung 9a/9b. In Fig. 3 ist die Wälzlagereinheit 1 b abgebildet, die abweichend zur Wälzlagereinheit 1 a einen die Innenringe 4a,4b verbindenden Zwischenring 13 einschließt. Die axiale Sicherung der Innenringe 4a,4b erfordert zwei Sicherungsringe 1 1 , deren Flanken 12a, 12b jeweils in eine Ringnut der Innenringe 4a,4b und des Zwischenrings 13 verrasten.
Die Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt des Sicherungsrings 1 1 , der das seitlich von den Flanken 12a, 12b begrenzte U-förmige Querschnittprofil verdeutlicht. Die Herstellung des Sicherungsrings 1 1 erfolgt bevorzugt mittels eines spanlosen Umformprozesses. Als Werkstoff für den Sicherungsring 1 1 ist metallischer Werkstoff vorgesehen, wozu sich insbesondere ein Federstahl eignet.
In den Fig. 5a bis Fig. 5c ist der Sicherungsring 1 1 im nicht eingebauten Zustand bzw. im Anlieferzustand in unterschiedlichen Ansichten dargestellt. Aufgrund einer Spreizung bildet der Sicherungsring 1 1 eine von Ringenden 15a, 15b begrenzte Trennfuge 14a. Das Ringendel 5b schließt, wie in Fig. 5a gezeigt, einen axial vorstehenden, in Richtung des weiteren Ringendes 15a ausgerichteten Ansatz 16a ein.
Die Fig. 6a bis Fig. 6c zeigen den Sicherungsring 1 1 in einer der Vormontageposition entsprechenden Lage. Aufgrund einer Anpassung an den Durchmesser der Innenwandung 9a des Innenrings 4a erfolgt eine radial vorgespannte, kraftschlüssige Abstützung des Sicherungsrings 1 1 an der Innenwandung 9a. Diese Abstützung bewirkt eine spiralförmige Anordnung der Ringenden 15a, 15b zur Bildung einer lokalen Überlappung 17.
Eine dem Einbauzustand des Sicherungsrings 1 1 entsprechende Position ist den Fig. 7a bis Fig. 7c zu entnehmen. In der Endlage, bei der die Flanken 12a, 12b des Sicherungsrings 1 1 in die entsprechenden Ringnuten 10a, 10b verrasten, kommt es zu einer Aufspreizung, bei der sich eine Trennfuge 14b einstellt, deren Länge im Vergleich zur Trennfuge 14a in Fig. 5a reduziert und möglichst klein ist. Die Fig. 8 zeigt in einer vergrößerten Darstellung die Überlappung 17 der Ringenden 15a, 15b des Sicherungsrings 1 1 , verdeutlicht durch das Maß L. Dabei wird das Eingreifen des mit dem Ringende 15b verbundenen Ansatzes 16a in das U-förmige Profil des Ringendes 15a zur Bildung einer bogenförmigen Linearführung 18 verdeutlicht.
In den Fig. 9a und Fig. 9b sind in einer Draufsicht die Ringenden 15a, 15b dargestellt, wobei die Ringenden 15b jeweils unterschiedliche axiale Ansätze 16b, 16c aufweisen. Die Fig. 9a zeigt einen beidseitig sich verjüngenden, spitz zulaufenden Ansatz 16b.
Der axial vorstehende Ansatz 16c gemäß Fig. 9b ist rechteckförmig mit gerundeter Stirnseite ausgebildet. Zur Erzielung einer optimalen gegenseitigen Führung der Ringenden 15a, 15b ist die Breite des Ansatzes 16c nur geringfügig schmaler als eine von den Flanken 12a, 12b des Sicherungsrings 1 1 begrenzte Aufnahme 19.
Bezugszeichenliste
1 a, 1 b Wälzlagereinheit
2a,2b Wälzlager
3a,3b Außenring
4a,4b Innenring
5a,5b Wälzkörper
6a,6b Wälzköperkäfig
7a,7b Stirnseite
8 Längsachse
9a,9b Innenwandung
10a,10b Ringnut
1 1 Sicherungsring
12a,12b Flanke
13 Zwischenring
14a, 14b Trennfuge
15a,15b Ringende
16a,16b,16c Ansatz
17 Überlappung
18 Linearführung
19 Aufnahme
DE Durchmesser Sicherungsring (Endlage)
Dv Durchmesser Sicherungsring (Vormontage)
L Überlappung
Sl Breite Sicherungsring
s2 Abstand der Ringnuten

Claims

Patentansprüche
1 . Wälzlagereinheit, ausgeführt als ein mehrreihiges Wälzlager mit zumindest einem Außenring (3a, 3b) und wenigstens zwei Innenringen (4a,4b), zwi- sehen denen Wälzkörper (5a, 5b) geführt sind, wobei benachbarte Innenringe (4a,4b) mit zueinander ausgerichteten axialen Stirnseiten (7a, 7b) aneinander abgestützt sind und zur Sicherung einer Axialposition ein in Ringnuten (10a, 10b) der Innenringe (4a,4b) eingreifendes Fixierelement vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Fixierelement ein elasti- scher, eine Trennfuge (14a, 14b) einschließender Sicherungsring (1 1 ) mit einem U-Profil vorgesehen ist, der in einer Vormontageposition kraftschlüssig an einer Innenwandung (9a) des Innenrings (4a) abgestützt ist, wobei überlappende Ringenden (15a, 15b) des Sicherungsrings (1 1 ) zur axialen Führung formschlüssig verbunden sind und der Sicherungsring (1 1 ) in eine Endlage verschiebbar ist, bei der Flanken (12a, 12b) des Sicherungsrings
(1 1 ) selbsttätig in korrespondierende Ringnuten (10a, 10b) der benachbarten Innenringe (4a,4b) verrasten.
2. Wälzlagereinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Vormontageposition für die spiralförmig angeordneten Ringenden
(15a, 15b) des vorgespannt an der Innenwandung (9a) eines Innenrings (4a) abgestützten Sicherungsrings (1 1 ) eine Überlappung (L) zwischen > 1 und < 20° einstellt. 3. Wälzlagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringenden (15a, 15b) des Sicherungsrings (1 1 ) in einer übereinstimmenden axialen Ebene ausgerichtet sind, wobei zur axialen Führung ein erstes Ringende (15a) von dem weiteren Ringende (15b) begrenzt aufgenommen ist und die überlappenden Ringenden (15a, 15b) eine bogenförmige Linearführung (18) bilden.
4. Wälzlagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ringende (15b) des Sicherungsrings (1 1 ) einen axial vorstehenden, konisch oder spitz ausgebildeten Ansatz (16a- 16c) aufweist, der formschlüssig in das U-Profil des zweiten Ringendes (15a) eingreift.
Wälzlagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesserverhältnis von 99 % bis 90 % zwischen einem inneren Durchmesser (Dv) des Sicherungsrings (1 1 ) in der Vormontageposition und einem Durchmesser (DE) des Sicherungsrings (1 1 ) in der Endlage besteht.
Wälzlagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich im nicht eingebauten Zustand einstellende Trennfuge (14a) zwischen den Ringenden (15a, 15b) des Sicherungsrings (1 1 ) eine sich einstellende Trennfuge (14b) in der Endlage des Sicherungsrings (1 1 ) übertrifft.
Wälzlagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maß- oder Geometrieverhältnis zwischen einer Breite (Si) des Sicherungsrings (1 1 ) und einem Abstand (S2) der Ringnuten (10a,10b) zwischen 0,9 bis 0,995 beträgt.
Wälzlagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlagereinheit (1 b) einen zwischen den Innenringen (4a,4b) eingesetzten Zwischenring (13) einschließt, wobei zur Sicherung von Axialpositionen der zwei Innenringe (4a,4b) und dem Zwischenring (13) zwei Sicherungsringe (1 1 ) vorgesehen sind.
Wälzlagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (1 1 ) aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Federstahl hergestellt ist.
10. Verfahren zur Montage eines Sicherungsrings (1 1 ) zwischen zwei Innenringen (4a,4b) einer Wälzlagereinheit (1 a) nach einem der vorangehen- den Ansprüche mit den Verfahrensschritten:
- Einschieben des Sicherungsrings (1 1 ) in einen Innenring (4a) bis in eine Vormontageposition, bei der Ringenden (15a, 15b) des radial vorgespannt, an einer Innenwandung (9a) abgestützten Sicherungsrings (1 1 ) überlappend angeordnet sind;
- Zusammenfügen der zwei zusammengehörigen Innenringe (4a,4b), die jeweils über Stirnseiten (7a, 7b) abgestützt sind;
- Verschieben des Sicherungsrings (1 1 ) in axialer Richtung bis zu einer Lageübereinstimmung, bei der Flanken (12a, 12b) des Sicherungsrings (1 1 ) selbsttätig in Ringnuten (10a,1 Ob) der Innenringe (4a,4b) verrasten.
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