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Dokumentenidentifikation DE10121330A1 21.02.2002
Titel Massiver Axiallagerkäfig für hohe Strömung
Anmelder The Torrington Co., Torrington, Conn., US
Erfinder Cornish, Paul M., Burlington, Conn., US;
Urmaza, Matthew G., New Hartford, Conn., US
Vertreter Schroeter Lehmann Fischer & Neugebauer, 81479 München
DE-Anmeldedatum 02.05.2001
DE-Aktenzeichen 10121330
Offenlegungstag 21.02.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.02.2002
IPC-Hauptklasse F16C 33/46
Zusammenfassung Einstückiger, massiver Halter mit einer Scheibe, die zwei Seiten und eine zentrale Öffnung hat. Die Scheibe bietet eine Vielzahl von länglichen, radial gerichteten Öffnungen zur Aufnahme von Rollen und hat eine Vielzahl von radial gerichteten Nuten, die sich von der zentralen Öffnung zu einer äußeren Umfangskante für eine Schmiermittelströmung erstrecken. Ausnehmungen in den radial inneren und äußeren Umfängen der Scheibe, die mit den radialen Nuten kommunizieren, können die Strömung des Schmiermittels verbessern. Kombiniert mit Rollen und inneren und äußeren Axiallaufscheiben bildet der Halter ein Axiallager vom Rollentyp für hohe Strömung.

Beschreibung[de]
Grundlagen der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Axiallager vom Rollentyp und insbesondere auf Axiallager vom Rollentyp, die eine hohe Schmiermittelströmung erfordern.

Axiallager mit Rollen sind allgemein bekannt. Typischerweise werden die Rollen in radialer Orientierung durch einen Käfig gehalten, der aus zwei Stücken aus Metall hergestellt ist, die miteinander befestigt werden, wobei die Rollen dazwischen liegen und durch längliche Rollentaschen in dem Käfig nach außen ragen, um Axiallaufscheiben zu berühren. Um eine erhöhte Strömung von Schmiermittel zu den Rollen und zu Führungsflächen zu schaffen, wurden die Käfige mit axial gerichteten Schmiermittellöchern oder Flachstellen längs ihrem äußeren Umfang versehen, wie es unten beschrieben wird.

Unter extremen Bedingungen, zum Beispiel in Drehmomentwandlern für Kraftfahrzeuge, haben die Metallkäfige solcher Lager eine hohe Verschleißrate an ihren radial inneren Kanten gezeigt, wodurch die beiden Stücke des Metallkäfigs veranlaßt wurden, sich voneinander zu trennen, was es den Rollen erlaubte, herauszufallen, wodurch ein katastrophaler Ausfall der Lager resultierte. Solche Ausfälle sind sogar dann aufgetreten, wenn die Käfige Merkmale für eine erhöhte Strömung des Schmiermittels aufwiesen. Einstückige massive Käfige sind bekannt, aber sie waren aufgrund ihrer beschränkten Schmiermittelströmung für solche Bedingungen ungeeignet.

Aus dem Vorstehenden ergeben sich bekannte Beschränkungen, die bei vorhandenen Vorrichtungen und Verfahren bestehen. Es ist daher ersichtlich, daß es vorteilhaft wäre, eine Alternative zu schaffen, die auf die Überwindung einer oder mehrerer der vorbeschriebenen Beschränkungen gerichtet ist. Demgemäß wird eine geeignete Alternative mit Merkmalen geschaffen, die nachstehend vollständiger offenbart werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird dies erreicht durch Schaffung eines einstückigen, massiven Halters für ein Axiallager vom Rollentyp, wobei der Halter eine Scheibe aufweist, die zwei Seiten und eine zentrale Öffnung hat. Die Scheibe bietet eine Vielzahl von länglichen, radial gerichteten Öffnungen zur Aufnahme von Rollen und hat eine Vielzahl von radial gerichteten Nuten, die sich von der zentralen Öffnung zu einer äußeren Umfangskante für die Schmiermittelströmung erstrecken.

Der vorstehende und andere Aspekte werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung ersichtlich, wenn diese in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungsfiguren betrachtet werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungsfiguren

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Axiallagers vom Rollentyp nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines anderen Axiallagers vom Rollentyp nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht eines Axiallagers vom Rollentyp gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ist eine bildliche Ansicht der Rollen und des Halters des Axiallagers von Fig. 3;

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht des Axiallagers vom Rollentyp nach Fig. 3 und zeigt eine mögliche Schmiermittelströmung;

Fig. 6 ist eine vergrößerte bildliche Darstellung einer wahlweisen Ausbildung der Rollentasche des Halters von Fig. 3;

Fig. 7 ist eine bildliche Ansicht des Axiallagers vom Rollentyp nach Fig. 3 und zeigt die Seite mit der äußeren Axiallaufscheibe; und

Fig. 8 ist eine bildliche Ansicht des Axiallagers vom Rollentyp nach Fig. 3 und zeigt die Seite mit der inneren Axiallaufscheibe.

Detaillierte Beschreibung

Unter Bezugnahme nun auf die Zeichnungen veranschaulicht Fig. 1 ein Axiallager 10 vom Rollentyp nach dem Stand der Technik mit einem zweistückigen Metallkäfig 12, der Rollen 14 in radialer Orientierung hält, wie es oben beschrieben wurde. Die Rollen 14 liegen gegen eine innere Axiallaufscheibe 16 und eine äußere Axiallaufscheibe 18 an, die als eine Baueinheit durch eine Kappe 20 zusammengehalten werden. Um die Strömung von Schmiermittel zu erhöhen, kann die innere Axiallaufscheibe 16 Löcher an Mittellinien 22 aufweisen, und bei dem Käfig 12 können Segmente des äußeren Käfigumfangs 24 entfernt worden sein.

Fig. 2 veranschaulicht ein Axiallager 30 vom Rollentyp nach dem Stand der Technik mit einem zweistückigen Metallkäfig 32, der Rollen 34 in radialer Orientierung hält. Die Rollen 34 liegen gegen eine innere Axiallaufscheibe 36 und eine äußere Axiallaufscheibe 38 an. Um die Strömung von Schmiermittel zu erhöhen, kann die innere Axiallaufscheibe 36 in einem Bereich 40 Öffnungen zwischen den Rollen 34 und dem inneren Umfang bieten, und die äußere Axiallaufscheibe 38 kann Öffnungen in einem Bereich 42 zwischen den Rollen 34 und dem äußeren Umfang bieten.

Wie es in den Grundlagen beschrieben wurde, ist es bei solchen Axiallagern nach dem Stand der Technik bekannt, daß sie unter extremen Bedingungen ausfallen, wie zum Beispiel in einem Kraftfahrzeug-Drehmomentwandler. Trotz der Maßnahmen für eine erhöhte Strömung des Schmiermittels haben die zweistückigen Metallkäfige 12 und 32 eine hohe Rate von Verschleiß an ihren radial inneren Umfängen 44 und 46 gezeigt, was es den beiden Stücken der Käfige gestattete, sich zu trennen, und was es den Rollen gestattete, aus den Käfigen auszutreten, was eine katastrophalen Ausfall der Lager zur Folge hatte.

Fig. 3 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel 50 eines Axiallagers vom Rollentyp nach der vorliegenden Erfindung, das einen einstückigen massiven Halter 52 hat, der Rollen 54 in radialer Orientierung hält. Die Rollen 54 ragen aus Rollentaschen in dem Halter 52 vor und liegen gegen eine innere Axiallaufscheibe 56 und eine äußere Axiallaufscheibe 58 an. Um das Axiallager 50 als eine Einheit zusammenzuhalten, können die Axiallaufscheiben 56 und 58 Lippen 60 und 62 aufweisen, die über den Halter 52 gespannt oder in anderer Weise ausgebildet sind, um abgerundete Halterkanten 63 des Halters 52 zu übergreifen, wie es dargestellt ist. Der Halter 52 hat die Gestalt einer Scheibe, die zwei Seiten, eine zentrale Öffnung und eine Vielzahl von länglichen, radial gerichteten Öffnungen zur Aufnahme der Rollen 54 hat.

Um die Strömung von Schmiermittel zu erhöhen, hat der Halter 52 radial gerichtete Nuten 64, die sich von einer zentralen Öffnung 66 zu einer äußeren Umfangskante 68 erstrecken, wie es in Fig. 4 veranschaulicht ist. Die radialen Nuten 64 können in einer Anzahl von vier vorhanden sein, und sie können im Querschnitt eine allgemein runde Gestalt haben, wie es dargestellt ist, oder sie können eine andere geeignete Anzahl und Gestalt haben. Die radialen Nuten 64 können zwischen den Rollentaschen angeordnet sein, wie es dargestellt ist, um so die maximale Stärke des Halters 52 aufrechtzuerhalten, oder sie können mit den Rollentaschen fluchten oder ausgerichtet sein, um Schmiermittel direkt zu den Rollen zu führen.

Um die Strömung von Schmiermittel weiter zu verbessern, können wahlweise Ausnehmungen 70 und 72 an der zentralen Öffnung 66 und/oder an der äußeren Umfangskante 68 vorgesehen sein, die mit den radialen Nuten 64 kommunizieren, um Schmiermittel zu und von den radialen Nuten weg zu leiten. Die Ausnehmungen können rund, bogenförmig wie gezeigt, oder von anderer Gestalt sein. Diese wahlweisen Ausnehmungen 70 und 72 werden weiter unten, unter Bezugnahme auf die Fig. 5, 7 und 8, klargestellt.

Die Rollentaschen 74 können mit Haltelaschen 76 an beiden Seiten des Halters 52 oder nur an einer Seite versehen sein, wie es in Fig. 6 veranschaulicht ist, um die Rollen in der axialen Richtung zu halten. Haltelaschen an beiden Seiten sind geeignet, wenn der Halter aus einem nachgiebigen Polymer hergestellt ist, was es den Rollen erlaubt, vor oder nach dem Zusammenfügen mit einer Axiallaufscheibe in die Taschen eingeschnappt zu werden. Haltelaschen an nur einer Seite erleichtern das Herstellen des Halters aus Pulvermetall oder starrem Polymer. Bei einseitiger Halterung werden die Rollen in den Halter vor dem Zusammenfügen mit einer benachbarten Axiallaufscheibe eingesetzt.

Fig. 7 zeigt das zusammengesetzte Axiallager 50 vom Rollentyp von der Seite der äußeren Axiallaufscheibe 58. Wie dargestellt, können wahlweise Schmiermittelschlitze 78 in der radial gerichteten Oberfläche der äußeren Axiallaufscheibe 58, radial auswärts von den Rollen 54, vorgesehen sein, um die Strömung von Schmiermittel zu erleichtern. Es ist auch zu bemerken, daß die äußere Axiallaufscheibe 58 sich radial nicht so weit nach innen erstreckt wie der innere Umfang 66 des Halters 52, sondern daß sie einen Schlitz läßt, der es dem Schmiermittel gestattet, zu den radialen Nuten 64 und den Ausnehmungen 70 des Halters 52 zu fließen.

Fig. 8 zeigt das zusammengefügte Axiallager 50 vom Rollentyp von der Seite der inneren Axiallaufscheibe 56 und veranschaulicht, daß wahlweise Schmiermittelschlitze 80 in der radial gerichteten Oberfläche der inneren Axiallaufscheibe 56, radial innerhalb der Rollen 54, vorgesehen sein können, um die Strömung des Schmiermittels zu erleichtern. Es ist zu bemerken, daß die innere Axiallaufscheibe 56 sich radial nach außen nicht bis zu dem äußeren Umfang des Halters 52 erstreckt, sondern einen Spalt schafft, der es dem Schmiermittel gestattet, zu den radialen Kanälen 64 und Ausnehmungen 72 zu fließen. Fig. 5 enthält Pfeile, die eine mögliche Strömung von Schmiermittel bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anzeigen.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung einen Axiallager-Halter mit einer höheren Toleranz gegenüber radialem Halterverschleiß schafft als die zweistückigen Metallhalter nach dem Stand der Technik. Dies beruht auf der einstückigen Gestalt des Halters und auch auf seinem massiven Volumen. Selbst wenn eine große Menge von Material aus der Halterbohrung entfernt wird, bleiben die Rollen in den Taschen des Halters, wodurch katastrophale Ausfälle vermieden werden. Zusätzlich hat das Axiallager der vorliegenden Erfindung eine hohe Schmiermittelströmung aufgrund der Nuten und der wahlweisen Schmiermittel-Ausnehmungen.


Anspruch[de]
  1. 1. Einstückiger, massiver Halter für ein Axiallager vom Rollentyp, wobei der Halter aufweist:

    eine Scheibe, die zwei Seiten und eine zentrale Öffnung hat;

    wobei die Scheibe eine Vielzahl von länglichen, radial gerichteten Öffnungen zur Aufnahme von Rollen bietet; und

    wobei die Scheibe eine Vielzahl von radial gerichteten Nuten hat, die sich von der zentralen Öffnung zu einer äußeren Umfangskante für eine Schmiermittelströmung erstrecken.
  2. 2. Einstückiger, massiver Halter gemäß Anspruch 1, bei dem- die Nuten zwischen den Öffnungen zur Aufnahme der Rollen angeordnet sind.
  3. 3. Einstückiger, massiver Halter nach Anspruch 1, bei dem der Halter Ausnehmungen an der zentralen Öffnung in Verbindung mit den radial gerichteten Nuten aufweist.
  4. 4. Einstückiger, massiver Halter nach Anspruch 1, wobei der Halter Ausnehmungen an der äußeren Umfangskante in Verbindung mit den radial gerichteten Nuten aufweist.
  5. 5. Einstückiger, massiver Halter nach Anspruch 1, bei dem eine Seite des Halters Haltelaschen zum Halten der Rollen in einer axialen Richtung hat.
  6. 6. Einstückiger, massiver Halter nach Anspruch 1, bei dem beide Seiten des Halters Haltelaschen zum Halten der Rollen in zwei axialen Richtungen haben.
  7. 7. Einstückiger, massiver Halter nach Anspruch 1, bei dem der Halter aus Pulvermetall gebildet ist.
  8. 8. Einstückiger, massiver Halter nach Anspruch 1, bei dem der Halter aus Polymer gebildet ist.
  9. 9. Axiallager vom Rollentyp mit

    einer inneren Axiallaufscheibe;

    einer äußeren Axiallaufscheibe; und

    Rollen in einem einstückigen, massiven Halter und in Rollberührung mit den inneren und äußeren Axiallaufscheiben;

    wobei der Halter eine Scheibe aufweist, die zwei Seiten, eine zentrale Öffnung und eine Vielzahl von länglichen, radial gerichteten Öffnungen zur Aufnahme der Rollen hat;

    wobei die Scheibe eine Vielzahl von radial gerichteten Nuten hat, die sich von der zentralen Öffnung zu einer äußeren Umfangskante für eine Schmiermittelströmung erstrecken.
  10. 10. Axiallager vom Rollentyp nach Anspruch 9, bei dem der Halter Ausnehmungen längs seiner zentralen Öffnung oder längs einer äußeren Umfangskante in Verbindung mit den radial gerichteten Nuten hat, um die Schmiermittelströmung zu verbessern.






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