Lageranordnung

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, umfassend einen Lagerträger mit mindestens einer Aufnahme für mindestens einen Außenring eines Lagers und mindestens ein Lager.

Lageranordnungen dieser Art sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Sie dienen insbesondere dazu, die Lagerung für zwei radial relativ eng beabstandete, parallel zueinander verlaufende Getriebewellen in einem Getriebegehäuse zu realisieren. Hierfür ist zumeist ein Trägerblech mit zwei Aufnahmen, z. B. kreisförmigen Ausschnitten, für die Lageraußenringe versehen; die Lageraußenringe und somit die Lager werden dann beispielsweise mittels Sprengringen, die in Umfangs- ingnuten in den Lageraußenringen eingreifen, relativ zum Lagerträger fixiert. So entsteht eine Einheit, die in einfacher Weise in das Getriebegehäuse montiert werden kann. Der Lagerträger muss dabei im späteren Betrieb nicht zwingend Lagerkräfte übertragen; er kann auch als reine Halterung für die Lager dienen, bis diese im Gehäuse und namentlich in entsprechenden Gehäusebohrungen festgelegt sind. Es ist aber auch möglich, dass der Lagerträger so konzipiert ist, dass er Lagerkräfte im Betrieb der Lager aufnehmen und übertragen kann.

Bei der Halterung von Lagern im Lagerträger, der - wie gesagt - auch nur als Halteelement fungieren kann, kommt es im Betrieb je nach Ausgestaltung zu einem unerwünschten Mitdrehen der Lageraußenringe. Hierfür können beispielsweise ein nicht ausreichend fester Lagersitz und verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten des Gehäuse- und Lagermaterials ursächlich sein. Dieses Mitdrehen der Lageraußenringe kann sich negativ auf die Anwendung, vor allem auf die Lebensdauer der Lager auswirken.

Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, eine Lageranordnung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, bei der sichergestellt ist, dass im Betrieb der Lageranordnung ein unerwünschtes Mitdrehen des Lageraußenrings im Lagerträger zuverlässig verhindert wird, wobei dies durch einfache und kostengünstig umsetzbare Mittel bewerkstelligt werden soll.

Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring des mindestens einen Lagers an mindestens einer Umfangsstelle eine Ausnehmung aufweist und dass am oder im Lagerträger mindestens ein Eingriffselement angeordnet ist, wobei das Eingriffselement im in den Lagerträger eingebauten Zustand des Lagers zur Verdrehsicherung des Außenrings relativ zum Lagerträger in die Ausnehmung formschlüssig eingreift.

Die Ausnehmung ist bevorzugt als sekantenartig verlaufende Aussparung am Außenumfang des Außenrings ausgebildet ist. Demgemäß ist der Lageraußenring also an einer Umfangsstelle beispielsweise angefräst, um eine Ausnehmung zu schaffen.

Der Außenring des Lagers ist dabei bevorzugt nur an einer einzigen Umfangsstelle mit einer solchen Ausnehmung versehen.

Der Lagerträger hat bevorzugt zwei benachbarte Aufnahmen für zwei Lager. Die Ausnehmungen in den Außenringen der beiden Lager sind in diesem Falle vorzugsweise benachbart zueinander angeordnet, wobei ein Eingriffselement formschlüssig in beide Ausnehmungen eingreift. Das Eingriffselement kann als separates Teil hergestellt sein, das am oder im Lagerträger festgelegt ist. Es kann in diesem Falle als Formteil ausgebildet sein, das eine kongruent zur Ausnehmung geformte Anlagefläche aufweist. Das Eingriffselement kann ferner Befestigungsmittel zur Festlegung am Lagerträger aufweisen. Das Befestigungsmittel ist bevorzugt als mindestens eine umbiegbare Lasche, vorzugsweise als zwei umbiegbare Laschen, ausgebildet, die den Lagerträger hintergreifen kann bzw. können.

Das Eingriffselement kann alternativ auch als Ausformung aus dem Material des Lagerträgers ausgebildet sein. In diesem Falle ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Eingriffselement durch einen Materialabschnitt des Lagerträgers gebildet wird, der aus der Ebene des flächig ausgeführten Lagerträgers herausgebogen ist. Das Eingriffselement kann hierbei vorzugsweise im Verbindungsbereich zweier benachbarter Aufnahmen für den Außenring eines Lagers angeordnet sein.

Das Eingriffselement besteht gemäß einer Fortbildung aus zwei Teilelementen, die gespiegelt zu einer Ebene ausgebildet sind, die die beiden Achsen der beiden Lager aufweist. Diese Teilelemente können einen hakenförmig ausgebildeten freien Endbereich aufweisen.

Bevorzugt weist jeder Außenring des Lagers eine Ringnut auf, in die zur axialen Sicherung des Lagers relativ zum Lagerträger ein Sprengring eingreift.

Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung wird es möglich, eine zuverlässige Verdrehsicherung für den Lageraußenring relativ zum Lagerträger zu schaffen, wobei es um eine Verdrehung um die Drehachse des Lagers geht.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Getriebegehäuse im Radialschnitt, wobei ein Lagerträger samt zweier Wälzlager dargestellt ist,

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung ein Lager gemäß der Anordnung nach

Fig. 1,

Fig. 3 in Explosionsdarstellung den Lagerträger samt zweier Lager gemäß der

Anordnung nach Fig. 1 nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 in perspektivischer Darstellung den Lagerträger samt der beiden Lager in fertig montiertem Status nach der ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5 in Explosionsdarstellung den Lagerträger samt zweier Lager gemäß der

Anordnung nach Fig. 1 nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 in perspektivischer Darstellung den Lagerträger samt der beiden Lager in fertig montiertem Status nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7 in Explosionsdarstellung den Lagerträger samt zweier Lager gemäß der

Anordnung nach Fig. 1 nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung, eine vergrößerte Darstellung eines Abschnitts des Lagerträgers nach der dritten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 9 in perspektivischer Darstellung den Lagerträger samt der beiden Lager in fertig montiertem Status nach der dritten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 10 in Explosionsdarstellung den Lagerträger samt zweier Lager gemäß der

Anordnung nach Fig. 1 nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 1 1 eine vergrößerte Darstellung eines Abschnitts des Lagerträgers nach der vierten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 12 in perspektivischer Darstellung den Lagerträger samt der beiden Lager in fertig montiertem Status nach der vierten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 13 eine vergrößerte Darstellung eines Abschnitts des Lagerträgers nach Fig.

12,

Fig. 14 in perspektivischer Darstellung den Lagerträger samt der beiden Lager in fast fertig montiertem Status nach einer fünften Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Ausrichtelement noch nicht am Lagerträger angeordnet ist,

Fig. 15 in perspektivischer Darstellung das Ausrichtelement gemäß Fig. 14, mit der Unterseite nach oben gedreht,

Fig. 16 in Explosionsdarstellung den Lagerträger samt zweier Lager gemäß der

Anordnung nach Fig. 1 nach einer sechsten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 17 in perspektivischer Darstellung den Lagerträger samt der beiden Lager in fertig montiertem Status nach der sechsten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 18 in perspektivischer Darstellung den Lagerträger gemäß Fig. 17, aus etwas anderer Ansicht betrachtet, und

Fig. 19 in perspektivischer Darstellung den Lagerträger samt der beiden Lager in fertig montiertem Status nach einer siebten Ausführungsform der Erfindung.

In Figur 1 ist eine Lageranordnung 1 zu sehen, die zwei Lager 5 umfasst, die beispielsweise zum Lagern zweier Wellen 14 in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Eine Sicherung der Lager 5 im Gehäuse 15 des Getriebes erfolgt durch eine beidseitige Fixierung der Lager 5 durch Sprengringe 13 und 16. Durch den geringen Achsabstand zwischen den Lagern 5 sind die Sprengringe 13 und 16 so ausgeformt, dass sie einen breiten Öffnungswinkel aufweisen, also über ein vergleichsweise großes Bogenstück gesprengt sind; d. h. die Sprengringe 13, 16 erstrecken sich um einen Umfangsbereich von deutlich weniger als 360°, z. B. um 330°. Je nach Montageprozess ist es gegebenenfalls erforderlich, dass die Lager 5 in einem Zusatzelement in Form eines Lagerträgers 2, beispielsweise aus Blech, vor der Montage in das Gehäuse 15 vormontiert sind. In diesem Fall ist es sinnvoll, die Lager 5 im Lagerträger 2 verliersicher vorzumontieren. Dann muss der Lagerträger 2 mit den daran gehalterten Lagern 5 bei der Montage des Getriebes nur noch an der entsprechende Stelle des Gehäuses 15 eingesetzt werden, wodurch die Lager 5 direkt in vorgesehene Lagerbohrungen (Halterungsöffnungen) im Gehäuse 15 positioniert werden. Dies erleichtert den eigentlichen Montageprozess des Getriebes wesentlich.

In Figur 2 ist ein Lager 5 dargestellt. Der Lageraußenring 4 ist auf einer Seite, d. h. an einer Umfangsstelle 6, oberhalb einer Ringnut 12 für den Sprengring 13 abge- flacht, d. h. hier ist eine Ausnehmung 7 eingebracht (z. B. eingefräst). Zwei Lager 5 können, wie es in Figur 3 dargestellt ist, in einen Lagerträger 2 (Halter) eingebracht werden. Hierzu hat der Lagerträger 2 zwei Aufnahmen 3 für je einen Lageraußenring 4; die Aufnahmen 3 bestehen vorliegend aus einer kreisförmigen Bohrung (Ausstanzung) im Blech des Lagerträgers 2.

Der Lagerträger 2 weist Erhebungen 17 in Form von Noppen auf, die so angeordnet sind, dass sie in Umfangsrichtung einen Anschlag für das Umfangsende der Sprengringe 13 bilden und so ein Verdrehen der Sprengringe 13 verhindern.

Bei der Montage werden die Lager 5 orientiert in den Lagerträger 2 eingelegt. Dabei können die Sprengringe 13 bereits vormontiert sein. Zur Verhinderung der Verdrehung der Lager 5 wird ein Eingriffselement 8 (Zusatzelement), vorzugsweise aus Blech oder Kunststoff, im Bereich der Sprengringöffnungen zwischen den abgeflachten Außenringen positioniert. Das Eingriffselement 8 ist den Konturen der Außenringe im Bereich der Ausnehmung 7 wenigstens teilweise nachgeformt und im mittleren Bereich vorzugsweise gerade ausgebildet. Hier hat das Eingriffselement 8 also Anlageflächen 9, die kongruent sind zur Form der Ausnehmungen 7 der Außenringe 4.

Das Eingriffselement 8 weist endseitig Befestigungsmittel 10 in Form verformbarer Haltenasen auf, die in entsprechenden Haltelaschen am Lagerträger 2 durch Umbiegen gehaltert werden können (was nicht dargestellt ist). Figur 4 zeigt die vormontierte Lageranordnung, bereit, um in das Gehäuse eingebaut werden zu können.

In den Figuren 5 und 6 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hier ist ein sich infolge der Aufnahmen 3 ergebender Steg 18 des Lagerträgers 2 gesprengt (d. h. geteilt) ausgeführt, wodurch zwei laschenartige Teilelemente 8' und 8" entstehen. Die Teilelemente 8', 8 "sind aus der Ebene des Lagerträgers 2 leicht heraus gebogen. Sie sind jeweils so gebogen, dass ein hakenförmiger Endbereich 1 1 entsteht. Die Teilelemente 8', 8" sind derart dimensioniert, dass sie bei montierten Lagern 5 in die Ausnehmungen 7 der Außenringe 4 greifen und so ein Verdrehen der Außenringe 4 relativ zum Lagerträger 2 verhindern, und zwar um die Drehachse der Lager 5. Da sich die Teilelemente 8', 8" kontinuierlich aus dem Lagerträger 2 erheben, verhindern sie zusätzlich auch ein Verdrehen der Sprengringe 13.

Durch die Sprengringe 13 ist eine verliersichere Halterung der Lager 5 am Lagerträger 2 gegeben. Für diese, zusätzlich zur Verdrehsicherung der Außenringe wünschenswerte Funktionalität sind weitere Ausführungen in den weiteren Figuren erläutert, die sich jeweils mit der bisher bereits beschriebenen verdrehsicheren Halterung der Lageraußenringe kombinieren lassen.

Die in Figur 7 in demontiertem Zustand gezeigte Lageranordnung umfasst einen Lagerträger 2 (Halter) für die Lager 5, wobei Zusatzelemente in Form von Erhebungen 17, beispielsweise aus Blech oder Kunststoff, vorgesehen sind, die auf dem Steg 18 zwischen den beiden Aufnahmen 3 angeordnet sind. Der Steg 18 weist also Erhebungen (Ausformungen) 17 in Form zweier Noppen auf. Figur 8 zeigt eine ausschnittsweise Vergrößerung des Stegs 18 und der Noppen 17.

Die Außenringe 4 der Lager 5 weisen radial umlaufende Ringnuten zum Aufnehmen der Sprengringe 13 auf. Aufgrund der geringen Beabstandung der Lager 5 im Lagerträger 2 sind die Sprengringe 13, wie bereits erwähnt, nicht vollständig radial umlaufend ausgebildet. Zwei Sprengringe 13 sind bereits an den Lagern 5 vor der Montage im Lagerträger 2 vorgesehen, um die Lager 5 im Lagerträger 2 zu fixieren. Der Lagerträger 2 weist dazu am Umfang angebrachte Laschen 19 auf. Nach dem orientierten Einlegen der Lager 5 mit vormontierten Sprengringen 13 in den Lagerträger 2 werden die Laschen 19 über den Sprengringen 13 umgelegt, was in Figur 9 dargestellt ist. Dadurch ist ein verliersicherer Transport bis zur Montage der Lageranordnung in das Getriebegehäuse gewährleistet. Die Noppen 17 in der Mitte des Lagerträgers 2, die sich jetzt im Bereich der Sprengringöffnungen befinden, vermeiden das Verdrehen der Sprengringe 13. Eine alternative Lösung ist in den Figuren 10 bis 13 dargestellt. Dabei sind am Steg 18 des Lagerträgers 2 Vorsprünge 20 angeformt, die elastische Schnappelemente bilden. In Figur 1 1 ist eine ausschnittsweise Vergrößerung dargestellt. Zur Montage werden die Lager 5 von unten in den Lagerträger 2 geschoben, wobei die Sprengringe 13 noch nicht montiert sind. Beim Aufschieben des Lagerträgers 2 über die Lager 5 schnappen die Vorsprünge 20 in die Ringnuten 12 für die Sprengringe 13 in den Lagern 5 ein. Die Sprengringe 13 werden orientiert über die Lager 5 aufgeschnappt, und zwar derart, dass sich die Vorsprünge 20 jeweils innerhalb der Sprengringöffnungen 21 befinden, wodurch analog zur Funktion der Noppen 17 in Figur 7 die Verdrehung der Sprengringe 13 verhindert wird. Die Lager 5 sind am Lagerträger 2 unverlierbar eingerastet, wie in den Figuren 12 und 13 dargestellt ist.

Da die Lager 5 nur durch die Rastnasen 20 (Schnappelemente) gesichert sind, kann es in dieser Ausführungsform zu einem leichten Verkippen der Lager 5 kommen. Soll dies verhindert werden, kann gegenüber des Stegs 18 oder in einem anderen Bereich der Sprengringe 13 am Lagerträger 2 eine umbiegbare Lasche analog zur Ausführungsform gemäß den Figuren 7 bis 9 angebracht sein, so dass die Lager 5 fest am Lagerträger 2 gesichert sind.

In Figur 14 ist ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem ein Bauteil 22 (Halteelement) in Form eines Aufsatzteils zwischen die Lager 5 eingebracht wird. Das Bauteil 22 ist in Figur 15 im Detail dargestellt (mit seiner Unterseite nach oben zu sehen). Der Lagerträger 2 für die Lager 5 ist hier ein einfaches Blech- oder Kunststoffteil mit zwei Öffnungen. Das Bauteil 22 weist unterseitig Noppen 23 auf, die einen definierten Abstand zur Oberfläche des Lagerträgers 2 gewährleisten. Zur Halterung weist das Bauteil 22 hakenförmige Vorsprünge 24 (Schnappelemente) auf, die in die Sprengringnuten der Außenringe der beiden Lager 5 einschnappen und so das Bauteil 22 an der Lageranordnung fixieren. Somit wird ein Verdrehen der Sprengringe 13 verhindert. In den Figuren 16 bis 19 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Hier ist ein Bauteil 25 in Form eines Schiebers zwischen den Lagern 5 vorgesehen. Figur 16 zeigt einen teilweise montierten Zustand mit Pfeilen, die den Montageprozess verdeutlichen. Die Figuren 17 und 18 zeigen verschiedene Ansichten der fertig vormontierten Lageranordnung.

Das Bauteil 25 ist der Rundung der Lager 5 wenigstens teilweise nachgeformt, wobei der minimale Abstand der Lager 5 berücksichtigt wird. Es wird zwischen die Lager 5 eingeschoben und greift in die Sprengringnuten an den Außenringen der Lager 5 ein. Aufgrund der Form des Bauteils 25 (als flaches Blech, das sich endsei- tig verbreitert) ist es zwischen den Lagern 5 nicht vollständig durchschiebbar. Ein Halter 26 weist eine umgebogene Lasche auf, in die das Bauteil 25 eingeschoben und gehaltert wird.

Durch anschließende orientierte Montage der Sprengringe 13 sind die Teile unverlierbar verbunden. Die Sprengringe 13 werden zur Montage leicht geweitet und in die Sprengringnuten der Außenringe der Lager 5 eingelegt. Dabei liegen die Öffnungen der Sprengringe 13 genau im Bereich des Bauteils 25 und sind somit verdrehsicher gehaltert.

In Figur 19 ist eine Erweiterung des Ausführungsbeispiels der Figuren 16 bis 18 gezeigt. Hier weist der Lagerträger 2 neben der Haltefunktion für die Lager 5 noch eine abgewinkelte Lasche 27 und eine Öffnung 28 auf, die nach Einbau im Getriebe Funktionen erfüllen können, wie dies bei bekannten Lagerträgern der Fall ist. Entsprechende Funktionselemente können auch bei den anderen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein.

Die Verdrehsicherung der Lager und die verliersichere Halterung der Sprengringe kann in vorteilhafter Weise kombiniert werden, so dass mit vergleichsweise geringem Fertigungsaufwand beide Anforderungen erfüllt werden können. Allerdings ist es ebenfalls möglich, Lageranordnungen anzugeben, die durch den entsprechend ausgebildeten Lagerträger nur eine der beiden Funktionalitäten, also Verliersicherung oder Verdrehsicherung der Lager 5, aufweisen.

Bezugszeichenliste

1 Lageranordnung

2 Lagerträger

3 Aufnahme

4 Außenring

5 Lager

6 Umfangsstelle

7 Ausnehmung

8 Eingriffselement

8' Teilelement (Eingriffselement)

8" Teilelement (Eingriffselement)

9 Anlagefläche

10 Befestigungsmittel

1 1 hakenförmiger Endbereich

12 Ringnut

13 Sprengring

14 Welle

15 Gehäuse

16 Sprengring

17 Erhebung (Noppen)

18 Steg

19 Lasche

20 Vorsprung (Rastnase)

21 Sprengringöffnung

22 Bauteil (Aufsatzteil)

23 Noppen

24 hakenförmiger Vorsprung (Schnappelement)

25 Bauteil (Schieber) Halter Lasche Öffnung