Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung mit einem Bauteil, einem Axiallager und mit einer Axialscheibenanordnung.

Derartige Lageranordnungen kommen regelmäßig dort zum Einsatz, wo zwei relativ zueinander verdrehbare Bauteile über ein Axiallager gegeneinander abgestützt und drehgelagert werden sollen. Über die Axialscheibenanordnung wird eine definierte Laufbahn respektive Wälzfläche für die Wälzkörper des Axiallagers zur Verfügung ge stellt, da dieses zumeist nicht unmittelbar an eine Bauteilfläche selbst abwälzt, oder nicht unbedingt über eine entsprechende Axialscheibe verfügt.

Eine Axialscheibenanordnung bestehend aus einer Axialscheibe ist aus JP 2007- 16810 A bekannt. Die dort offenbare Axialscheibe ist an beiden Scheibenflächen mit einer ballig nach außen, also konvex gewölbten Lauffläche versehen, das heißt, dass die beiden Laufflächen ballig axial ausgestellt sind. Auf einer solchen balligen Laufflä che wälzen die Wälzkörper des Axiallagers, beispielsweise Nadeln, ab, wobei auf grund der Balligkeit ein entsprechend optimierter Wälzkontakt zwischen Wälzkörper und Lauffläche gegeben ist, der im Falle eines geringen Verkippens der Wälzkörper eine übermäßige Kantenpressung an den Wälzkörperenden vermeidet. Grundsätzlich kommt es bei dieser bekannten Axialscheibe zu einer hohen Flächenpressung im Wälzkontakt, da es sich um eine Vollmaterialscheibe handelt, die an der gegenüber liegenden Seite mit der zweiten balligen Ausstellung entweder an einem Gegenbauteil oder einem anderen Axiallager abgestützt ist.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Axialsch eibenanordnung anzugeben.

Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß eine Lageranordnung gemäß der Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Außerdem ist eine Axialscheibenanordnung in einer erfindungsgemäßen Lageranordnung vorgesehen. Die Lageranordnung ist mit einem Bauteil, einem Axiallager und einer Axialschei benanordnung versehen. Das Axiallager weist Wälzkörper in Form von Nadelrollen oder Zylinderrollen auf. Die Axialscheibenanordnung ist aus zwei ringförmigen und aus Blech gebildeten Axialscheiben gebildet. Die jeweilige Axialscheibe weist jeweils eine axial konvex ausgestellte, ballige Scheibenseite auf. Dadurch ist an jeder Rück seite der konvex ausgebildeten Scheibenseite eine konkav geprägten Rückseite aus gebildet. Die Axialscheiben liegen, sich im Bereich von inneren und äußeren Randflä chen berührend, mit den Rückseiten aneinander an. Beide Scheibenseiten sind vor zugsweise als Laufflächen für Wälzkörper ausgebildet, jedoch liegt eine Axialscheibe mit einer balligen Scheibenseite an dem Bauteil abgestützt an und die andere Axial scheibe bildet mit der balligen Scheibenseite eine Lauffläche für die Wälzkörper des Axiallagers. Für eine derartige Lageranordnung ist eine Axialscheibenanordnung vor gesehen, bestehend aus zwei ringförmigen, aus einem Blech gebildeten Axialschei ben, die jeweils eine axial ausgestellte, ballige Lauffläche für Wälzkörper eines Axial lagers aufweisen, wobei die beiden Axialscheiben mit ihren Rückseiten aneinander anliegen und die beiden, in ihrer Geometrie identischen, Laufflächen nach außen wei sen.

Die erfindungsgemäße Axialscheibenanordnung, die auch als Axialscheibenverbund bezeichnet werden kann, besteht aus zwei ballig geformten, ringförmigen Axialschei ben, die aufgrund ihrer balligen Umformung zwei konvex ausgestellte Laufflächen aufweisen, auf denen grundsätzlich Wälzkörper wälzen können. Diese beiden Axial scheiben sind erfindungsgemäß quasi Rücken an Rücken angeordnet, das heißt, sie sind mit ihren konkav geprägten Rückseiten aneinander anliegend angeordnet und berühren sich im Bereich ihrer äußeren und inneren Randflächen. Die beiden Lauf scheiben, also die konvex ausgeformten, balligen Scheibenseiten, weisen zur entge gengesetzten Seiten nach außen. Da die beiden Axialscheiben aus einem Blech ge fertigt sind, ergibt sich demzufolge quasi ein Hohlraum zwischen den beiden Axial scheiben. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, dass die Axialscheiben, wenn auf sie durch den Wälzkontakt eine Kraft wirkt, je nach Last entsprechend einfedern. Das heißt, dass grundsätzlich die Axialscheibenanordnung eine intrinsische Elastizität aufweist, die ein lastabhängiges Einfedern in der Montage- respektive Betriebssituati on ermöglicht. In dieser Montagesituation ist die Axialscheibenanordnung mit einer Seite respektive mit der einen potenziellen Laufbahn an dem einen Bauteil abgestützt, während an der anderen, dann tatsächlich als Laufbahn genutzten Laufbahn die Wälzkörper des Axiallagers anliegen. Nachdem beide Axialscheiben aus einem Me tallblech ausgeführt sind, kommt es im Lastfall folglich zu einer beidseitigen Einfede rung, das heißt, dass das Federverhalten respektive die Elastizität des Scheibenver bundes durch beide Axialscheiben definiert wird.

Ein besonderer Vorteil liegt des Weiteren darin, dass ein Fehleinbau vermieden wird. Denn wie beschrieben sind die Geometrien der ballig konvex ausgestellten Scheiben seiten identisch, das heißt, dass die beiden Axialscheiben in identischer Weise zur Bildung der Laufflächen geometrisch umgeformt sind. Sie bestehen jeweils aus einem Metallblech und weisen die gleiche Dicke auf, sodass beide quasi identische Wälzei genschaften zeigen, also ein identisches Reibungsverhalten im Wälzfall, wie auch ein identisches Federverhalten. Dies führt nun dazu, dass die Axialscheibenanordnung in jeder Ausrichtung montiert werden kann, da jede der beiden Laufflächen die gleiche Lagereigenschaft zeigt. Es ist folglich egal, welche der beiden Laufflächen nun als tat sächliche Wälzfläche verwendet wird, und welche als Abstützfläche am Bauteil dient. Ein Fehleinbau ist somit vorteilhaft vermieden.

Damit bietet die erfindungsgemäße Axialscheibenanordnung eine hervorragende Ab stützung des Axiallagers sowie optimierte Wälzeigenschaften im Hinblick auf eine Reibungsoptimierung, was eine Lebensdauersteigerung mit sich bringt und, weil eben ein optimaler Wälzkontaktgegeben ist, auch Akustikvorteile resultierend aus der Bal ligkeit bietet, wie die Axialscheibenanordnung auch einen fehlerlosen Verbau ermög licht.

Wenngleich jede Axialscheibe nur eine ballig ausgestellte Lauffläche aufweisen kann, mithin also ein einreihiges Axiallager abstützen kann, ist es alternativ auch denkbar, dass die beiden Axialscheiben jeweils zwei radial ineinander liegende, konzentrische, zur gleichen Seite ausgestellte, ballige Laufbahnen aufweisen, wobei alle Laufbahnen in ihrer Geometrie identisch sind. Das heißt, dass jede Scheibe zwei konzentrische Laufbahnen aufweist, sodass ein zweireihiges Axiallager, das zwei konzentrische Wälzkörperreihen aufweist, abgestützt werden kann. Auch diese Axialscheibenanord- nung kann in der einen oder anderen Ausrichtung, also fehlerlos verbaut werden, wo bei sie natürlich auch die obengenannten anderen Vorteile wie ein optimiertes Wälz- und Reibungsverhalten etc. zeigt.

Besonders bevorzugt sind die beiden Axialscheiben verliersicher miteinander verbun den. Das heißt, dass die Axialscheibenanordnung bestehend aus den beiden Axial scheiben ein einzelnes, gut handhabbares Bauteil ist. Diese ermöglicht eine verein fachte Montage, da die beiden Axialscheiben während der Montage sich nicht vonei nander lösen.

Bezüglich der verliersicheren Verbindung sind unterschiedliche Ausgestaltungen denkbar. Gemäß einer ersten Variante ist es möglich, an einer Scheibe am Außen oder Innenumfang verteilt mehrere Rastabschnitte vorzusehen, an denen die andere Scheibe eingerastet ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht ein einfaches Verklipsen oder Verrasten der beiden Axialscheiben. Es ist lediglich erforderlich, umformtechnisch an der einen Axialscheibe die entsprechenden mehreren Rastabschnitte, mindestens drei Rastabschnitte, gegebenenfalls aber auch mehr, auszubilden, an denen dann die an dere Scheibe eingeklipst werden kann. Dabei kann die andere Scheibe, die an den Rastabschnitten verklipst wird, mit ihrem Außen- oder Innenrand in die Rastelemente eingerastet sein. Das heißt, dass diese andere, zweite Axialscheibe keine spezifi schen Rastmittel aufweist, die mit den Rastelementen in Wirkverbindung zu bringen sind. Vielmehr erfolgt die Verrastung allein über den Außen- oder Innenrand. Alterna tive ist es denkbar, dass an der anderen, also zweiten Scheibe am Außen- oder In nenumfang Rastelemente vorgesehen sind, die in die Rastabschnitte eingerastet sind. In diesem Fall sind also definierte Rastelemente wie beispielsweise radiale Ausschnit te oder dergleichen, im Bereich, welcher die Rastabschnitte einrasten, ausgebildet.

Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung sieht vor, dass die Rastabschnitte und die Rastelemente nicht äquidistant um den Umfang verteilt angeordnet sind. Bei einer solchen, nicht äquidistanten Verteilung können die beiden Axialscheiben nur in einer definierten Verdrehstellung, und nur in einer definierten Ausrichtung, nämlich mit den beiden Rückseiten zueinander, miteinander verrastet sein. Die nicht-äquidistant ange ordneten Rastabschnitte und Rastelemente sind beispielsweise, bei drei Rastab- schnitten und Rastelementen, im Winkel von 100°, 120° und 140° versetzt zueinander positioniert. Ein Zusammenwirken der Rastabschnitte und Rastelemente ist dann möglich, wenn die beiden Scheiben eben in einer definierten Ausrichtung gegenei nander gedrückt werden, sodass auch ein fehlerhafter Zusammenbau der beiden Axi alscheiben ausgeschlossen ist und sichergestellt ist, dass die beiden konvexen Lauf flächen immer zu entgegengesetzten Seiten nach außen weisen.

Alternativ zur Verrastung oder zum Verklipsen der Axialscheiben ist es denkbar, dass die beiden Axialscheiben mittels eines sie am Außenumfang einfassenden Halteele ments miteinander verbunden sind. Ein solches Halteelement kann beispielsweise aus zwei U-förmigen und ebenfalls im Querschnitt U-förmigen Ringhälften bestehen, die die beiden aneinander angelegten Axialscheiben randseitig einfassen und sodann miteinander stoffschlüssig an den Nahtstellen verbunden sind. Auch hierüber kann ei ne einfache verliersichere Anordnung erreicht werden.

In einer weiteren Variante ist es denkbar, dass die beiden Axialscheiben mittels eines an der einen Axialscheibe ausgebildeten, um den Außen- oder Innenrand der anderen Axialscheibe umgebördelten Bördelbord miteinander verbunden sind. Bei dieser Vari ante ist die eine Axialscheibe mit einer Bördelbord versehen, der beispielsweise be reits bei der Herstellung der Axialscheibe ausgebildet werden kann. Nach dem Anset zen der anderen Axialscheibe wird der Bördelbord umgebördelt, sodass er randseitig die andere Axialscheibe umgreift und die verliersichere Verbindung gegeben ist.

Schließlich ist es auch noch denkbar, dass die beiden Axialscheiben rückseitig mitei nander verklebt sind das heißt, dass über einen entsprechenden dünnen Kleberauf trag eine stoffschlüssige Scheibenverbindung realisiert wird. Auch eine solche Kleber verbindung ist hinreichend stabil, um einerseits die Verliersicherung zu gewährleisten, und andererseits auch die Scheibenverbindung im Betriebsfall sicherzustellen.

Neben der Axialscheibenanordnung selbst betrifft die Erfindung ferner eine Lagerano rdnung, umfassend zwei relativ zueinander verdrehbare Bauteile, insbesondere Bau teile eines Automatikgetriebes oder einer elektrischen Achse eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Axiallager und wenigstens eine Axialscheibenanordnung der vorstehend beschriebenen Art, über die das Axiallager an einem der beiden Bauteile abgestützt ist. Die hierüber gelagerten Bauteile können beliebige Bauteile innerhalb eines Auto matikgetriebes oder einer elektrischen Achse sein, also eine Welle und ein Zahnrad oder zwei Zahnräder oder ein Gehäusebauteil und ein Zahnrad etc.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnah me auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

Figur 1 eine Prinzipdarstellung, geschnitten, eine Axialscheibenanordnung einer ersten Ausführungsform,

Figur 2 eine Seitenansicht der kompletten Axialscheibenanordnung aus Figur 1 ,

Figur 3 eine Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Lageranord nung, geschnitten, als Teilansicht einer Montagesituation der Axialschei benanordnung aus den Figuren 1 und 2,

Figur 4 eine Prinzipdarstellung, geschnitten, eine Axialscheibenanordnung einer zweiten Ausführungsform,

Figur 5 eine Prinzipdarstellung, geschnitten, eine Axialscheibenanordnung einer dritten Ausführungsform und

Figur 6 eine Prinzipdarstellung, geschnitten, eine Axialscheibenanordnung einer vierten Ausführungsform.

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Axialscheibenanordnung 1 einer ersten Ausfüh rungsform, umfassend eine erste Axialscheibe 2 sowie eine zweite Axialscheibe 3. Beide sind ringförmig und aus einem identischen Metallblech, üblicherweise einem Stahlblech, durch Umformung (Stanzen, Biegen) gebildet. Die erste Axialscheibe 2 weist eine erste, axial ausgestellte, ballige Lauffläche 4 und die zweite Axialscheibe 3 weist eine zweite, axial ausgestellte, ballige Lauffläche 5 auf, wobei die Geometrien beider Laufflächen 4, 5, wie Figur 1 zeigt, identisch sind. Das heißt, dass auch die ra diale Positionierung wie auch die Wölbung identisch ist. Damit sind folglich an beiden Seiten identische Laufflächen 4, 5 für Wälzkörper vorgesehen, in der Mitte der Anord nung ist ein Hohlraum.

Die beiden Axialscheiben 2, 3 sind verliersicher miteinander verbunden. Zum einen weist die erste Axialscheibe 2 einen umlaufenden, am Außenumfang ausgebildeten Kragen 6 auf, in den die zweite Axialscheibe 3 eingelegt ist. Zum anderen sind an bei den Axialscheiben 2, 3 entsprechende Rastmittel ausgebildet, die ein Verrasten er möglichen. An der ersten Axialscheibe 2 sind im gezeigten Beispiel drei Rastabschnit te 7 ausgebildet, die durch Umformung hergestellt werden können und quasi haken förmige Rastabschnitte sind, siehe Figur 1. Die drei Rastabschnitte 7 sind nicht äqui distant um den Umfang verteilt angeordnet, wie Figur 2 zeigt. Das heißt, dass der Winkelabschnitt zwischen zwei Rastabschnitten 7 stets unterschiedlich ist, er kann z.B. 100°, 120°, 140° oder beliebige andere ungleiche Winkelkombinationen betragen.

An der zweiten Axialscheibe 3 sind, an entsprechenden, nicht äquidistanten Positio nen, Rastelemente 8 in Form von radialen Ausnehmungen ausgebildet, in die die Rastabschnitte 7 geringfügig eingreifen und verrasten. Hierüber ist folglich eine Mon tagekodierung gegeben, die es ermöglicht, die beiden Axialscheiben 2, 3 nur in einer ganz bestimmten Verdrehstellung und auch nur in einer Position, in der die beiden Laufflächen 4, 5 voneinander wegweisen, zu verklipsen.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lageranordnung 9 zeigt Figur 3. Diese umfasst ein Bauteil 10, dass eine axiale Stirnfläche 11 sowie einen zylindri schen Lagersitz 12 aufweist. In Anlage an die axiale Stirnfläche 12 ist die in den Figu ren 1 und 2 beschriebene Axialscheibenanordnung 1 angeordnet. Das heißt, dass die Lageranordnung 1 mit ihrer Lauffläche 4, die hier als Abstützfläche dient, an der Stirn fläche 11 anliegt. An der Lauffläche 5 hingegen liegt ein Axiallager 12 mit seinen in ei nem Käfig 13 geführten Wälzkörpern 14 an. Das heißt, dass die Wälzkörper 14 auf der Lauffläche 5 wälzen. Ersichtlich ist nur im mittleren Bereich ein Wälzkontakt gege ben, das heißt, dass die Enden der zylindrischen, nadelförmigen Wälzkörper 14 nicht im Wälzkontakt sind. In der Montagestellung folgt beispielsweise eine weitere Axialscheibenanordnung 1 oder eine einfache Axialscheibe sowie ein zweites, axial relativ zum ersten Bauteil 10 zu lagerndes Bauteil, das hier nicht näher gezeigt ist.

Im Lastfall wirkt eine Axialkraft über das Axiallager 12 auf die Axialscheibenanordnung 11 , die je nach Größe der Axiallast entsprechend einfedert. Die Einfederung erfolgt seitens der beiden Axialscheiben 2, 3 symmetrisch zu beiden Seiten, das heißt, dass beide axialen Laufflächen 4, 5 einfedern. Je nach Grad der Einfederung vergrößert sich der linienförmige Wälzkontakt der Wälzkörper 14 mit der Lauffläche 5, bis hin zu einem maximalen Einfedern, wenn die beiden Axialscheiben 2, 3 quasi ebenflächig eingedrückt sind.

Aufgrund der Identität der Laufflächen 4, 5 und dem Umstand, dass beide Axialschei ben 2, 3 aus demselben Metallblech sind und demzufolge identische mechanische Ei genschaften aufweisen, ist hier ein fehlerhafter Einbau unmöglich, da entweder, wie im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 gezeigt, die Lauffläche 4 als Abstützfläche und die Lauffläche 5 als tatsächliche Wälzkörperlauffläche dient, oder, im Falle eines um gekehrten Einbaus, die Lauffläche 5 als Abstützfläche am Bauteil 11 dient, wenn die Wälzkörper 14 auf der Lauffläche 4 wälzen.

Figur 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Axialscheibenano rdnung 1 , wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Auch hier kommen wiederum zwei separate Axialscheiben 2, 3 zum Einsatz, die jeweils ei ne ballig ausgestellte Lauffläche 4, 5 aufweisen und wiederum mit ihren Rückseiten gegeneinander angeordnet sind, sodass die beiden Laufflächen 4, 5 axial gesehen voneinander weg zeigen und sich der mittige Hohlraum ergibt, der die Einfederung ermöglicht. Aufgrund der Identität der Laufflächen 4, 5 ist auch hier ein fehlerhafter Einbau vermieden, da entweder, wie im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3, die Lauf fläche 4 als Abstützfläche und die Lauffläche 5 als tatsächliche Wälzkörperlauffläche dient, oder, im Falle eines umgekehrten Einbaus, die Lauffläche 5 als Abstützfläche am Bauteil 11 dient und die Wälzkörper 14 auf der Lauffläche 4 wälzen. Anders ist es hier jedoch die verliersichere Verbindung beider Axialscheiben 2, 3. Die se erfolgt hier mittels eines die Axialscheiben 2, 3 am Außenumfang einfassenden Halteelements 15, das einen U-förmigen Querschnitt aufweist und beispielsweise aus zwei U-förmigen Ringhälften besteht, die an der Naht stoffschlüssig miteinander ver bunden sind. Auch hierüber ist eine verliersichere Anordnung realisiert, die eine ver einfachte Montage ermöglicht.

Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 5 weist die Axialscheibenanordnung 1 wiederum die beiden Axialscheiben 2, 3 mit ihren beiden axial ausgestellten Laufflächen 4, 5 auf, die wiederum identisch sind und einfedern können. Zur verliersicheren Fixierung ist hier ein Bördelbord 16 an der Axialscheibe 2 ausgebildet, in den die Axialscheibe 3 zunächst eingelegt wird, wonach der Bördelbord 16 umgebördelt wird, sodass er wie Figur 5 zeigt, die Axialscheibe 2 randseitig übergreift und sichert. Die grundsätzliche Funktion in Bezug auf die Federbarkeit wie auch die beliebige Montagemöglichkeit ist auch hier realisiert.

Figur 6 zeigt schließlich eine Axialscheibenanordnung 1 mit den beiden Axialscheiben

2 und 3 sowie den beiden identischen Laufflächen 4, 5, wobei hier die beiden Axial scheiben 2, 3 über eine Kleberverbindung 17 miteinander verbunden sind, die sowohl am äußeren als auch am inneren Randbereich zwischen den beiden Axialscheiben 2,

3 aufgebracht ist. Auch hierüber wird eine sichere Verbindung der Axialscheiben 2, 3, die auch ein Lösen im Einsatzfall ausschließlich, erreicht.

Wenngleich in den Ausführungsbeispielen jeder Axialscheibe 2, 3 nur eine gewölbte Lauffläche 4, 5 aufweist, mithin also nur ein einreihiges Axiallager 12 abstützen kann, wie in Figur 3 gezeigt, ist es natürlich auch denkbar, dass jede Axialscheibe 2, 3 zwei radial ineinander liegende, konzentrische, separate Laufflächen 4, 5, die entsprechend identische Balligkeit, also identische Geometrie aufweisen, umfasst. Dies ermöglicht es, ein entsprechend dimensioniertes zwei-reihiges Axiallager abzustützen, wobei je de Wälzkörperreihe auf einer optimierten Lauffläche wälzt. Auch in diesem Fall erfolgt eine entsprechende verliersichere Verbindung in den oben beschriebenen Varianten, wie natürlich auch aufgrund der Identität der Laufflächen ein Fehleinbau vermieden wird, da die Axialscheibenanordnung in der einen oder anderen Montageposition ver baut werden kann.

Bezuqszeichenliste

Axialscheibenanordnung

Axialscheibe

Axialscheibe

Lauffläche

Lauffläche

Kragen

Rastabschnitte

Rastelemente

Lageranordnung

Bauteil

Stirnfläche

Axiallager

Käfig

Wälzkörper

Halteelement

Bördelbord

Kleberverbindung