Lagereinrichtung

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Lagereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Lagereinrichtung ist aus der DE 10 2009 028 133 A1 der Anmelderin bekannt. Die bekannte Lagereinrichtung weist einen Lagerkörper zur Aufnahme eines Lagers auf, das wiederum der Lagerung eines Wellenabschnitts eines Elektromotors dient. Mittels eines derartigen Lagerkörpers lässt sich der Elektromotor bzw. die Welle in einem vorgelagerten Montageprozess mit dem Lagerkörper verbinden, und die so gebildete Baueinheit in das Gehäuse z.B. eines Stellantriebs formschlüssig einsetzen. Dadurch wird eine besonders rationelle und kostengünstige Fertigung ermöglicht, bei der das Lager in dem Gehäuse über den Lagerkörper in gewünschter Art und Weise positioniert bzw. fixiert ist. Das Lager ist innerhalb des Lagerkörpers sowohl radial, als auch ggf. axial fixiert aufgenommen. Die radiale Lagerung bzw. Fixierung des Lagers in dem Lagerkörper erfolgt üblicherweise durch Form- bzw. Klemmschluss, bei der der Lagerkörper eine entsprechend dem Außendurchmesser des Lagers entsprechende Innenkontur aufweist. Um den entsprechenden Klemmsitz zu ermöglichen, ist die Innenkontur des Lagerkörpers dabei geringfügig kleiner ausgebildet als der Außendurchmesser des Lagers. Nachteilig dabei ist, dass die erforderlichen Maße an dem Lagerkörper relativ genau eingehalten werden müssen, und insbesondere z.B. auch temperaturabhängig sind. Nicht nur die Genauigkeit des Lagerkörpers im Bereich des Presssitzes ist dabei relativ aufwendig, sondern infolge der vollständig an der Außenkontur des Lagers anliegenden Innenkontur des Lager- körpers wird darüber hinaus das Lager bei der Montage und dem Betrieb relativ stark beansprucht.

Offenbarung der Erfindung

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lagereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass sowohl eine möglichst rationelle und kostengünstige Fertigung des Lagerkörpers ermöglicht wird, als auch zusätzlich der Kraftfluss zwischen dem Lager und dem Lagerkörper verbessert, insbesondere entkoppelt wird. Diese Aufgabe wird bei einer Lagereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Lagerkörper zur radialen Fixierung des Lagers im Bereich des Lagers eine mehreckige Innenkontur auf- weist, die zumindest punktförmig, vorzugsweise jedoch linienförmig an wenigstens drei Stellen in Anlagekontakt mit dem Außenumfang des Lagers angeordnet ist und dieses durch Kraftschluss fixiert. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass das Lager, im Gegensatz zum Stand der Technik, nicht mehr über dessen gesamten Außenumfang form- bzw. kraftchlüssig an dem Lagerkörper anliegt, sondern an wenigstens drei Stellen, die eine genaue Positionierung des

Lagers im Lagerkörper ermöglichen, wobei die restlichen Stellen des Lagers nicht mit einer Kraft durch den Lagerkörper beaufschlagt werden. Dadurch wird insbesondere die mechanische Beanspruchung des Lagers reduziert, was zu verbesserten Betriebseigenschaften des Lagers führt bzw. den Einsatz von preisgünstigeren Lagern ermöglicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lagereinrichtung sind in den Unteransprüchen aufgeführt. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.

Besonders bevorzugt zur genauen radialen Positionierung des Lagers innerhalb des Lagerkörpers ist es, wenn die Stellen, an denen das Lager innerhalb des Lagerkörpers geführt ist in gleichmäßigen Wnkelabständen zueinander angeordnet sind. In besonders bevorzugter konstruktiver Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass sechs Stellen vorgesehen sind, die linienförmig an dem Lagerkörper anliegen. Dadurch wird die mechanische Belastung des Lagerkörpers an den einzelnen Stellen relativ gering gehalten, und durch das Vorsehen von gleich sechs Lager- stellen eine sehr genaue Positionierung des Lagers im Lagerkörper ermöglicht bzw. eine mit relativ großen Toleranzen behaftete Fertigung der Lagerstellen ermöglicht, da durch die relativ große Anzahl der Stellen das Lager nichts desto trotz relativ positionsgenau aufgenommen werden kann.

Besonders preisgünstig und einfach lässt sich der Lagerkörper herstellen, dieser aus Metall besteht und als Tiefzieh-/Stanzteil ausgebildet ist.

Bevorzugt ist es weiterhin, dass der Lagerkörper einen zweiten Axialanschlag für das Lager aufweist, der das Lager in Richtung des ersten Axialanschlags kraft- beaufschlagt. Dadurch wirkt das Lager als Festlager, wobei über den Lagerkörper eventuell auftretende Axialkräfte großflächig aufgenommen und beispielsweise an das Gehäuse übertragen werden können.

Der zweite Axialanschlag kann fertigungstechnisch relativ einfach und kosten- günstig durch wenigstens eine Deformation von Abschnitten des Lagerkörpers ausgebildet werden, wobei durch die Deformation ein zumindest mittelbarer Anlagekontakt des Lagers an dem Lagerkörper erzielt wird.

Eine derartige Deformation kann besonders einfach durch wenigstens einen, ins- besondere durch eine Stanzung aus dem Lagerkörper gebildeten Abschnitt ausgebildet werden.

Um eine großflächige und gezielte Einleitung der zur Ausbildung des zweiten Axialanschlags erforderlichen Axialkraft auf das Lager zu ermöglichen, wird dar- über hinaus vorgeschlagen, dass der zweite Axialanschlag durch ein separates

Bauteil ausgebildet ist, das in dem Lagerkörper eingesetzt ist.

Eine besonders vorteilhafte Montage des Lagers in der Lagereinrichtung lässt sich erzielen, wenn das separate Bauteil als radial elastisch verformbarer Ring ausgebildet ist, der im radial nicht kraftbeaufschlagten Zustand einen Durchgang aufweist, die größer ist als der Außendurchmesser des Lagers, und der im radial kraftbeaufschlagtem Zustand mit seiner Stirnseite an der Stirnfläche des Lagers anliegt. Dadurch lässt sich das Lager zur Montage in dem Lagerkörper durch die Durchgangsöffnung des separaten Bauteils hindurchführen und nach radialer Kraftbeaufschlagung des separaten Bauteils wird eine Bewegung entgegen der Montagerichtung durch Anlage des Lagers an der Stirnseite des separaten Bauteils verhindert.

Darüber hinaus wird eine besonders einfache und günstige Montage des Lagers im Lagerkörper erzielt, wenn der Ring zur Montage des Lagers in einem Fixierbereich des Lagerkörpers klemmend aufgenommen ist, wobei der Durchgang des Rings größer ist als der Außendurchmesser des Lagers, und wenn der Ring zum Ausbilden des zweiten Axialanschlags radial und axial in Richtung des ersten Axialanschlags kraftbeaufschlagt ist, so dass der Ring axial an der Stirnfläche des Lagers anliegt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.

Die zeigt in:

Fig. 1 eine Antriebswelle eines Stellantriebs, die in einer erfindungsgemäßen Lagereinrichtung gelagert ist, in teilweise aufgeschnittener perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Lagereinrichtung zur Darstellung des Kraftflusses zwischen Lager und Lagereinrichtung und

Fig. 3

und

Fig. 4 jeweils vereinfachte Darstellungen zur Erläuterung des Montageprozesses eines Lagers in einer erfindungsgemäßen Lagereinrichtung während verschiedener Montagestufen, jeweils im vereinfachtem Längs- und Querschnitt. Gleiche Bauteile bzw. Bauteile mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.

In der Fig. 1 sind Teile eines Stellantriebes, insbesondere einer Getriebe- Antriebseinheit dargestellt, wie sie beispielsweise als Sitzverstellungsantrieb,

Fensterheberantrieb oder Scheibenwischerantrieb in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird. Hierbei weist die Antriebseinheit 10 einen Elektromotor auf, dessen Anker 1 1 mit einer Antriebswelle 12 verbunden ist. Die Antriebswelle 12 weist axial beabstandet zum Anker 1 1 einen Verzahnungsbereich in Form einer An- triebsschnecke 13 auf, die mit einem nicht dargestellten (Getriebe-) Zahnrad kämmt, welches wiederum zumindest mittelbar dem Antrieb z.B. eines Sitzes, einer Fensterscheibe oder eines Scheibenwischers dient.

Die Bestandteile der Antriebseinheit 10 sind beispielhaft in einem Gehäuse 15 aufgenommen, das beispielsweise als Metallgussteil, oder aber als Spritzgussteil (aus Kunststoff) ausgebildet ist. In dem Gehäuse 15 ist eine Ausnehmung 16 ausgebildet, die der Aufnahme einer erfindungsgemäßen Lagereinrichtung 100 dient. Die Lagereinrichtung 100 kann zusammen mit Bestandteilen des Elektromotors, insbesondere mit dem Anker 11 und dessen Antriebswelle 12, als Baueinheit vorab gefertigt werden, und durch Einsetzen in die Ausnehmung 16 innerhalb der Antriebseinheit 10 fixiert werden. Dabei besteht das Gehäuse 15 in diesem Fall beispielsweise aus zwei Halbschalen, wovon in der Fig. 1 lediglich die untere Halbschale 17 dargestellt ist.

Die Lagereinrichtung 100 dient dazu, die Antriebswelle 12 mit deren Anker 1 1 radial und axial innerhalb der Antriebseinheit 10 zu positionieren, wobei der Elektromotor ein weiteres, in den Figuren nicht dargestelltes Lager aufweist, das vorzugsweise auf der der Lagereinrichtung 100 gegenüberliegenden Seite der Ankerwelle 12 bzw. des Ankers 11 an einem Achsstummel befestigt ist, und beispielsweise innerhalb des ebenfalls nicht dargestellten Polgehäuses des Elektromotors angeordnet ist.

Die Lagereinrichtung 100 weist einen erfindungsgemäßen Lagerkörper 20 auf, der insbesondere aus Blech besteht und als Stanz-/Tiefziehteil ausgebildet ist. Alternativ ist es auch möglich, dass der Lagerkörper 20 aus Kunststoff besteht. Der Lagerkörper 20 weist einen senkrecht zur Längsachse 21 der Antriebswelle 12 verlaufenden Lagerflansch 22 auf, in dessen Wand beispielsweise ein oder mehrere Durchbrüche 23, z.B. zum Durchführen eines elektrischen Kabels, ausgebildet ist/sind. Der Lagerkörper 20 geht auf der dem Anker 11 gegenüberliegenden Seite des Lagerflansches 22 in einen hohlzylindrischen Bereich 24 über. Der hohlzylindrische Bereich 24 wiederum besteht aus einem Lagerfixierabschnitt 25 und einem Lageraufnahmeabschnitt 26. Der Lageraufnahmeabschnitt 26 weist einen radial nach innen eingezogenen Axialanschlag 27 auf, der durch Umformen des Materials des Lagerkörpers 20 gebildet ist. Die dem Lagerflansch 22 gegenüberliegende Seite des Lagerkörpers 20 ist im Bereich des Axialan- Schlages 27 mit einer Durchgangsöffnung 28 versehen, um die Antriebswelle 12 durch den Lagerkörper 20 hindurchführen zu können.

In der Wand des Lagerfixierabschnitts 25, welcher in der Fig. 1 zylindrisch ausgebildet ist, jedoch im Rahmen der Erfindung auch beispielsweise aus vier, je- weils um 90° zueinander angeordneten Wandabschnitten bestehen kann, sind mehrere, vorzugsweise in gleichmäßigen Winkelabständen über den Umfang des Lagerfixierabschnitts 25 angeordnete Durchbrüche 30 ausgebildet, insbesondere durch einen Stanzvorgang. Die Durchbrüche 30 weisen im dargestellten Ausführungsbeispiel eine H-Form auf, so dass auf einander gegenüberliegenden Seiten des jeweiligen Durchbruchs 30 jeweils eine radial nach innen verformbare Haltelasche 31 , 32 ausgebildet ist.

Der Lageraufnahmeabschnitt 26 ist im Ausführungsbeispiel in Form eines Sechskantes 33 ausgebildet, so dass über den Umfang verteilt in einem Wnkel abstand von jeweils 60° zueinander ebene Seitenflächen 34 mit dazwischen an geordneten Fixierkanten 35 ausgebildet werden.

Der Lageraufnahmeabschnitt 26 dient der Aufnahme eines der Lagerung der Antriebswelle 12 dienenden Lagers 38, das insbesondere als Wälz- bzw. Kugellager ausgebildet ist.

Wie insbesondere anhand der Fig. 3 und 4 erkennbar ist, weist das Lager 38 einen Innenring 39, Wälzkörper 40 sowie einen Außenring 41 auf. Der Außenring 41 ist erfindungsgemäß durch Form- bzw. Klemmschluss in dem Lageraufnah- meabschnitt 26 derart aufgenommen, dass der Außenumfang 42 des Außenrings

41 , wie anhand der Fig. 2 erkennbar ist, punkt- bzw. linienförmig (in Ausrichtung zur Längsachse 21 der Antriebswelle 12) in etwa mittig im Bereich der Seitenflächen 34 an als Kontaktstellen ausgebildeten Berührlinien 43 anliegt. Von der Antriebswelle 12 erzeugte Radialkräfte werden somit entsprechend der Kraftpfeile 44 im Bereich der Berührlinien 43 vom Außenring 41 an den Lageraufnahmeab- schnitt 26 übertragen. Der Lageraufnahmeabschnitt 26 liegt wiederum im Bereich der Seitenkanten 33 in der Ausnehmung 16 des Gehäuses 15 form- bzw. kraftschlüssig an, so dass die ebenfalls linienförmigen Berührungsflächen 45 zwischen dem Lagerkörper 20 und der Ausnehmung 16 entsprechend der Kraftpfeile 46 der Übertragung von Radialkräften zwischen dem Lageraufnahmeabschnitt 26 bzw. der Lagerkörper 20 zum Gehäuse 15 und umgekehrt dienen.

Die radiale Fixierung des Lagers 38 innerhalb des Lageraufnahmeabschnitts 26 erfolgt, wie bereits erläutert, durch Klemm- bzw. Formschluss. Hierzu weist der Lageraufnahmeabschnitt 26 zwischen den Seitenflächen 34 einen Abstand auf, der dem Durchmesser des (genormten) Durchmessers des Außenrings 41 des

Lagers 38 entspricht.

Die axiale Positionierung bzw. Fixierung des Lagers 38 in dem Lagerkörper 20 erfolgt beispielhaft mittels eines in den Fig. 3 und 4 erkennbaren, C-förmigen Spannrings 48. Der im Querschnitt lediglich im Ausführungsbeispiel rechteckför- mige, jedoch prinzipiell einen beliebigen Querschnitt aufweisende Spannring 48 weist einen Längsschlitz 49 auf, so dass der Spannring 48 durch radiales Zusammendrücken in seinem Durchmesser elastisch verformbar ist. Der Spannring 48 ist innerhalb des Lagerfixierabschnitts 25 auf der dem Lageraufnahmeab- schnitt 26 zugewandten Seite angeordnet, wie insbesondere anhand der Fig. 3 und 4 erkennbar ist. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des Spannrings 48 derart ausgebildet, dass dieser zur Montage durch Klemmschluss innerhalb des Lagerfixierabschnitts 25 aufgenommen ist, wie anhand der Fig. 3 erkennbar ist. Weiterhin ist vorzugsweise der Innendurchmesser des Spannrings 48 in dem Zu- stand, in der dieser durch Klemmschluss innerhalb des Lagerfixierabschnitts 25 aufgenommen ist, derart bemessen, dass er etwas größer ist als der Außendurchmesser des Lagers 38, so dass das Lager 38 entsprechend der Richtung des Pfeils 51 von der Seite des Lagerflansches 22 her durch den Spannring 48 hindurch in den Lageraufnahmeabschnitt 26 eingeschoben bzw. positioniert wer- den kann, wobei das Lager 38 einerseits gegen den Axialanschlag 27 anliegt, und andererseits dessen dem Spannring 48 zugewandte Stirnfläche 52 zumin- dest nahezu fluchtend mit der zugewandten Stirnseite 53 des Spannrings 48 angeordnet ist.

Die Axialpositionierung bzw. Fixierung des Lagers 38 durch den Spannring 48, der als zweiter Axialanschlag 54 wirkt, erfolgt durch Reduzierung des Durchmessers des Spannrings 48 derart, dass entsprechend der Fig. 4 die Stirnfläche 52 des Lagers 38 in Anlagekontakt mit der Stirnseite 53 des Spannrings 48 gerät. Dazu ist neben der Durchmesserverringerung des Spannrings 48 eine zusätzliche, in Richtung des Pfeils 51 wirkende Axialkraft erforderlich. Sowohl die Radialkraft, als auch die Axialkraft auf den Spannring 48 wird entweder, wie bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 , durch radiales Eindrücken bzw. Einpressen der Haltelaschen 31 , 32 erzielt, oder aber, wie anhand der Fig. 3 und 4 dargestellt, durch Eindrücken von beispielsweise drei, um jeweils ca. 120° zueinander beabstandet angeordnete Fixierlaschen 55.

Die soweit beschriebene Lagereinrichtung 100 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Dieser besteht darin, das Lager 38 mit seinem Außenring 41 nicht mehr, wie beim Stand der Technik, über den Umfang vollflächig in dem Lagerkörper 20 aufzunehmen, sondern lediglich an wenigstens drei Berührpunkten bzw. Berührlinien 43.