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Title:
METHOD AND DEVICE FOR FITTING AN ANGULAR CONTACT ROLLER BEARING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/024278
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for fitting an angular contact roller bearing (1), comprising an inner bearing ring (2) having an inner track (4) arranged on the outer peripheral surface (3) of the inner bearing ring and inclined with respect to the axis of rotation of the bearing (AL), and a rim (5) delimiting said track at the smallest diameter thereof, an outer bearing ring (6) having an outer track (8) arranged on the inner peripheral surface (7) of the outer bearing ring and inclined with respect to the axis of rotation of the bearing, and a rim (9) delimiting said track at the greatest diameter thereof, and also comprising a plurality of roller bearing elements (10) which are arranged between the bearing rings and roll on the track and are held at uniform distances from one another in the circumferential direction by a bearing cage (11). The outer peripheral surface of the inner bearing ring and the inner peripheral surface of the outer bearing ring are in each case cylindrical and extend outside the tracks at least in some sections coaxially with respect to the axis of rotation of the bearing, and the tracks of both bearing rings are in each case integrated conically into the cylindrical peripheral surfaces, such that the rims which are produced in this way and in each case delimit the tracks on one side are in each case formed in one piece with the bearing rings. According to the invention, the fitting of the angular contact roller bearing takes place according to an eccentric pivot fitting method borrowed from the eccentric fitting method known for deep groove ball bearings. The invention further relates to a device for performing the fitting method.

Inventors:
EIDLOTH, Rainer (Straußstr. 4, Herzogenaurach, 91074, DE)
RUMPEL, Reinhard (Im Talfeld 16, Rottendorf, 97228, DE)
GEIGER, Ernst (Kapellenweg 5, Hallerndorf, 91352, DE)
HOFMANN, Heinrich (Altstadtstr. 17, Schweinfurt, 97422, DE)
Application Number:
DE2017/100505
Publication Date:
February 08, 2018
Filing Date:
June 19, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG (Industriestraße 1-3, Herzogenaurach, 91074, DE)
International Classes:
F16C43/06; F16C19/36; F16C33/46; F16C33/49; F16C33/58; F16C43/08
Domestic Patent References:
WO2009121533A22009-10-08
Foreign References:
DE344090C1921-11-15
US2042417A1936-05-26
DE3023811A11981-01-08
US2633627A1953-04-07
US1545841A1925-07-14
US1212253A1917-01-16
DE521398C1931-03-20
DE102014200665A12015-07-16
DE168499C1906-03-05
DE151483C1904-05-30
DE2407477A11975-08-28
DE6917609U1969-09-11
CH463886A1968-10-15
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Claims:
Patentansprüche

Verfahren zur Montage eines Schrägrollenlagers (1 ), umfassend einen inneren Lagerring (2) mit einer an dessen äußerer Mantelfläche (3) geneigt zur Lagerrotationsachse (AL) angeordneten inneren Laufbahn (4) und einen diese Laufbahn (4) an ihrem kleinsten Durchmesser begrenzenden Bord (5), einen äußeren Lagerring (6) mit einer an dessen innerer Mantelfläche (7) geneigt zur Lagerrotationsachse (AL) angeordneten äußeren Laufbahn (8) und einen diese Laufbahn (8) an ihrem größten Durchmesser begrenzenden Bord (9) sowie eine Vielzahl zwischen den Lagerringen (2, 6) angeordneter und auf deren Laufbahnen (4, 8) abrollender Rollenwälzkörper (10), die in Um- fangsrichtung durch einen Lagerkäfig (1 1 ) in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden, wobei die äußere Mantelfläche (3) des inneren Lagerrings (2) und die innere Mantelfläche (7) des äußeren Lagerrings (6) jeweils außerhalb der Laufbahnen (4, 8) zumindest abschnittsweise koaxial zur Lagerrotationsachse (AL) verlaufend zylindrisch ausgebildet und die Laufbahnen (4, 8) beider Lagerringe (2, 6) jeweils kegelförmig in die Mantelflächen (3, 7) eingearbeitet sind, so dass die dabei entstehenden und die Laufbahnen (4, 8) jeweils einseitig begrenzenden Borde (5, 9) jeweils einteilig mit den Lagerringen (2, 6) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrägrollenlager (1 ) nach einem dem für Rillenkugellager bekannten Exzentermontagerverfahren entlehnten Exzenter-Schwenk-Montageverfahren montiert wird.

Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt der äußere Lagerring (6) in zumindest annähernd senkrechter Stellung mit seiner bordlos ausgebildeten Stirnseite (21 ) voran in eine Aufnahme eingelegt und durch Verspannen an einer 12-Uhr-Linie an seiner Außenmantelfläche (22) gegen eine 6-Uhr-Linie an seiner Außenmantelfläche (22) innerhalb seiner Elastizitätsgrenze geringfügig ovalisiert wird.

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Schritt die Rollenwälzkörper (10) entweder einzeln oder als in einer Hilfsvorrichtung bereits hufeisenförmig vorfixierter Rollensatz (23) mit ihren größeren Stirnseiten (24) voran von der bordlos ausgebildeten Stirnseite (21 ) des äußeren Lagerrings (6) her in die Laufbahn (8) des äußeren Lagerrings (6) eingefüllt werden.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dritten Schritt der innere Lagerring (2) mit seiner bordlos ausgebildeten Stirnseite (25) auf einer geneigten Ebene aufliegend dem äußeren Lagerring (6) derart selbsttätig gleitend zugeführt wird, dass dieser mit zwei gegenüberliegenden Punkten seiner Laufbahn (4) an zwei Anschlagpunkten (26, 27) an den Laufflächen (28) zweier Rollenwälzkörper (10) anschlägt.

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vierten Schritt der innere Lagerring (2) durch eine aus seiner Beschleunigung auf geneigten Ebene resultierende Fliehkraft um eine zwischen seinen Anschlagpunkten (26, 27) an den Rollenwälzkörpern (10) gebildete Horizontalachse in den äußeren Lagerring (6) in eine senkrechte Stellung zu diesem schwenkt, bei der der Bord (5) des inneren Lagerrings (2) zumindest abschnittsweise an den kleineren Stirnseiten (29) der Rollenwälzkörper (10) anliegt.

Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem fünften Schritt der innere Lagerring (2) in eine koaxiale Lage zum äußeren Lagerring (6) verschoben wird und die Rollenwälzkörper (10) in ihren Laufbahnen (4, 8) in den Lagerringen (2, 6) unter Aufhebung der Ovalisierung des äußeren Lagerrings (3) gleichmäßig umfangsverteilt werden.

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem sechsten Schritt der als Kammkäfig ausgebildete Lagerkäfig (1 1 ) mit seinen Käfigstegen (13) zwischen die Rollenwälzkörper (10) von der Seite mit deren kleineren Stirnseiten her eingeführt und mit seinen Rastnasen an der Innenfläche des Bordes (5) am inneren Lagerring (2) verrastet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem sechsten Schritt der als Kammkäfig ausgebildete Lagerkäfig (1 1 ) mit seinen Käfigstegen (13) zwischen die Rollenwälzkörper (10) von der Seite mit deren größeren Stirnseiten (24) her eingeführt und mit seinen Raststegen (14) an der Innenfläche (15) des Bordes (9) am äußeren Lagerrings (6) verrastet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem abschließenden Schritt der Lagerinnenraum (20) mit Schmierstoff be- füllt wird und die beiden Elastomerdichtscheiben (18, 19) in die umlaufenden Befestigungsnuten (16, 17) in der inneren Mantelfläche (7) des äußeren Lagerrings (6) eingesetzt werden.

10. Montagevorrichtung (30) zur Durchführung des Verfahrens nach wenigs- tens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie im

Wesentlichen aus einem senkrechten Aufnahmeteil (31 ) zur Halterung des äußeren Lagerrings (6) sowie zu dessen Befüllung mit den Rollenwälzkörpern (10) und aus einem gegenüber dem Aufnahmeteil (31 ) und zu diesem geneigt angeordneten Ram penteil (32) zur Zuführung des inneren Lager- rings (2) zum äußeren Lagerring (6) besteht.

1 1 . Montagevorrichtung (30) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeteil (31 ) bevorzugt einen L-förmigen Profilquerschnitt mit einem waagerechten oder nahezu waagerechten Schenkel (33) und einem senkrechten oder nahezu senkrechten Schenkel (34) aufweist.

12. Montagevorrichtung (30) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (35) des waagerechten Schenkels (33) mit einer zum senkrechten Schenkel (34) verlaufenden konkaven Ausformung (36) zur stehen- den Aufnahme eines losen Halteringes (37) für den äußeren Lagerring (6) ausgebildet ist.

13. Montagevomchtung (30) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der senkrechte Schenkel (34) mit einem kreisförmigen Durchbruch (38) mit zumindest annähernd der Größe des Innendurchmessers des äußeren Lagerrings (6) ausgebildet ist, durch den hindurch die Rollenwälzkörper (10) in die Laufbahn (8) des äußeren Lagerrings (6) einführbar sind.

14. Montagevorrichtung (30) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Durchbruch (38) des senkrechten Schenkels (34) zwei etwa um 190° versetzt zueinander angeordnete und in den losen Haltering (37) hin- einragende Anschlagstege (39, 40) befestigt sind, zwischen denen der dem äußeren Lagerring (6) zugeführte Rollensatz (23) in diesem lagefixierbar ist.

15. Montagevorrichtung (30) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass am freien Ende des senkrechten Schenkels (34) in Höhe der 12-Uhr-Linie der Mantelfläche des losen Halteringes (37) eine Einrichtung zur Erzeugung einer senkrechten Druckkraft zur Ovalisierung des äußeren Lagerringes (6) befestigt ist, beispielsweise eine mit einem Innengewinde ausgebildete Hülse (41 ), in der eine Stellschraube (42) drehbeweglich angeordnet ist. 16. Montagevorrichtung (30) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Rampenteil (32) eine geneigte ebene Gleitbahn (43) mit zwei seitlichen Führungsborden (44, 45) aufweist, deren Abstand zueinander etwa dem Außendurchmesser des inneren Lagerrings (2) entspricht. 17. Montagevorrichtung (30) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das halteringseitige Ende der Gleitbahn (43) auf zwei Lagerböcken (46, 47) befestigt und die Gleitbahn (43) über diese Lagerböcke (46, 47) abnehmbar auf der Oberfläche (35) des waagerechten Schenkels (33) des Aufnahmeteils (31 ) fixierbar ist, beispielsweise über eine Stiftverbindung.

Description:
Bezeichnung der Erfindung Verfahren und Vorrichtung zur Montage eines Schrägrollenlagers

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines insbesondere einreihigen Schrägrollenlagers, welches insbesondere vorteilhaft zur Lagerung der Kurbelwelle in einem Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor anwendbar ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Montage des Schrägrollenlagers.

Hintergrund der Erfindung

Der für die Lagerung der Kurbelwelle in Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren am häufigsten verwendete Lagertyp ist das einreihige Rillenkugellager, da dieses sich durch eine gleichermaßen hohe radiale und axiale Tragfähigkeit auszeichnet und wegen seiner geringen Reibung die höchsten Drehzahlgrenzen al- ler Lagerarten aufweist. Dieses Rillenkugellager besteht in bekannter Weise aus einem äußeren Lagerring und einem inneren Lagerring sowie aus einer Vielzahl zwischen den Lagerringen angeordneter Lagerkugeln, die in in die Innenseite des äußeren Lagerrings und in die Außenseite des inneren Lagerrings eingearbeitete rillenförmigen Laufbahnen abrollen und durch einen Lagerkäfig in gleich- mäßigen Abständen zueinander geführt werden. Das Einsetzten der Lagerkugeln in das Rillenkugellager erfolgt dabei zumeist durch das mit der DE 168 499 A1 bekannt gewordene Exzentermontageverfahren, bei dem die beiden Lagerringe exzentrisch zueinander angeordnet werden und der dadurch entstehende freie Raum zwischen den Lagerringen mit den Lagerkugeln befüllt wird, anschließend die Lagerringe unter Ausnutzung ihrer Elastizität in eine konzentrische Stellung zueinander gebracht werden und nach einer gleichmäßigen Umfangsverteilung der Lagerkugeln der Lagerkäfig eingesetzt wird. In der Praxis hat es sich jedoch erwiesen, dass derartigen Rillenkugellagern aufgrund der geringen maximal einbaubaren Anzahl von Lagerkugeln, die von den Abmessungen des inneren und des äußeren Lagerrings sowie vom Durchmesser der Lagerkugeln abhängig ist, vor allem in Bezug auf die radiale Tragfähigkeit des Lagers immer gewisse Grenzen gesetzt sind. In der Vergangenheit wurden daher eine Vielzahl von Lösungen, wie beispielsweise eine in den sich gegenüberliegenden Borden der Laufbahnen des äußeren und des inneren Lagerrings angeordnete unverschlossene Einfüllöffnung gemäß DE 151 483 A1 oder eine ähnlich ausgebildete verschließbare Einfüllöffnung gemäß DE 24 07 477 A1 , vorgeschlagen, mit denen durch eine Erhöhung der Anzahl der Lagerkugeln eine Erhöhung der radialen Tragfähigkeit von Rillenkugellagern erreicht werden sollte, die sich aber aufgrund der aus solchen Einfüllöffnungen resultierenden Nachteile in der Praxis nicht durchsetzen konnten.

Eine andere naheliegende Möglichkeit, die Tragfähigkeit der Lagerung der Kurbelwelle in einem Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor zu erhöhen, wäre der Ersatz des bisher verwendeten Rillenkugellagers durch ein Zylinderrollenlager vom Typ NUP, wie es beispielsweise aus dem Katalog„Wälzlager" der Anmelderin vom Oktober 2008 auf den Seiten 393 und 396 bekannt ist. Dieses Zylinderrollenlager weist sowohl am inneren Lagerring als auch am äußeren Lagerring zwei seitliche Borde auf und ist zur Aufnahme hoher Radiallasten sowie von Axiallasten in beide Richtungen geeignet. Derartige Zylinderrollenlager weisen jedoch durch den hohen Anteil spanender Bearbeitung, insbesondere bei der Laufbahnherstellung und bei der Bordbearbeitung, sehr hohe Fertigungskosten auf und wären zudem in ihrer Tragfähigkeit wiederum überdimensioniert, so dass diese für den Einsatz als Festlager in Kraftfahrzeug-Schaltgetrieben letztendlich ungeeignet sind.

Ein weiterer, zur Lagerung der Kurbelwelle in einem Kraftfahrzeug-Verbrenn- ungsmotor geeigneter und für die vorliegende Erfindung den nächstliegenden Stand der Technik bildender Lagertyp, dessen Aufnahmefähigkeit von Radialkräften und von Axialkräften in beide Richtungen größer als die von Rillenkugellagern ist, ist durch die Druckschriften DE 6 917 609 U und CH 463 886 A be- kannt geworden. In diesen Druckschriften wird jeweils ein Schrägrollenlager offenbart, welches im Wesentlichen aus einem inneren Lagerring mit einer an dessen äußerer Mantelfläche schräg zur radialen Lagerachse angeordneten inneren Laufbahn und einem diese Laufbahn an ihrem kleinsten Durchmesser begren- zenden Bord, aus einem äußeren Lagerring mit einer an dessen innerer Mantelfläche ebenfalls schräg zur radialen Lagerachse angeordneten äußeren Laufbahn und einem diese Laufbahn an ihrem größten Durchmesser begrenzenden Bord sowie aus einer Vielzahl zwischen den Lagerringen angeordneter und auf deren Laufbahnen abrollender Rollenwälzkörper besteht, die in Umfangsrichtung durch einen Lagerkäfig in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden. Zur Ermöglichung des Einsetzens der als Kegelrollen ausgebildeten Wälzkörper in den jeweils als Taschen- bzw. als Fensterkäfig ausgebildeten Lagerkäfig ist bei dem Schrägrollenlager gemäß DE 6 917 609 U der Bord am inneren Lagerring und bei dem Schrägrollenlager gemäß CH 463 886 A der Bord am äu- ßeren Lagerring als separates Bauteil ausgebildet, der nach der Lagermontage am inneren bzw. äußeren Lagerring befestigt wird. Dies erfolgt bei dem Schrägrollenlager gemäß DE 6 917 609 U durch einen gesonderten geschlitzten, im Querschnitt U-förmigen Ring, dessen radiale Schenkel in entsprechende Nuten im Bord und im inneren Lagerring eingreifen, und bei dem Schrägrollenlager ge- mäß CH 463 886 A durch einen an die Unterseite des Bordes angeformten umlaufenden Bund, der in den äußeren Lagerring eingepresst wird.

Bei derartigen Schrägrollenlagern sind zwar dadurch, dass nur noch einer der Lagerringe mit nur noch einem seitlichen Bord einteilig ausgebildet ist, der An- teil der spanenden Bearbeitung bei der Laufbahnherstellung und bei der Bordbearbeitung und damit auch die Gesamtkosten für die Lagerfertigung wesentlich geringer als bei dem vorbeschriebenen Zylinderrollenlager, dennoch wirkt sich bei diesen Schrägrollenlagern die Ausbildung des Bordes am jeweils anderen Lagerring als separate Bordscheibe, deren zusätzliche Montage an diesem Lagerring sowie die erforderliche Präzisionsfertigung der Anlageflächen an diesen und dem zugehörigen Lagerring ungünstig auf deren Herstellungskosten aus. Außerdem besteht bei diesen Schrägrollenlagern die Gefahr, dass die Befestigung der separaten Bordscheibe nicht ausreichend ist, um auch hohen radialen oder axialen Belastungsspitzen standzuhalten, so dass sich die Bordscheibe im Lagerbetrieb lösen kann und es letztendlich zum Lagerausfall kommt.

Aufgabe der Erfindung Ausgehend von den dargelegten Nachteilen der Lösungen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine einfache und kostengünstige Montage eines insbesondere einreihigen Schrägrollenlagers mit jeweils einseitig laufbahnbegrenzenden Borden zu ermöglichen. Beschreibung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe mit einer Vorrichtung gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweils abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Montage eines Schrägrollenlagers, bei dem die äußere Mantelfläche des inneren Lagerrings und die innere Mantelfläche des äußeren Lagerrings jeweils außerhalb der Laufbahnen zumindest abschnittsweise koaxial zur Lagerrotationsachse verlaufend zylindrisch ausgebildet und die Laufbahnen beider Lagerringe jeweils kegelförmig in die Mantelflächen eingearbeitet sind und bei dem die dabei entstehenden und die Laufbahnen jeweils einseitig begrenzenden Borde jeweils einteilig mit den Lagerringen ausgebildet sind.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Rollenwälzkörper bevorzugt als Kegelrollen ausgebildet sind, die einen Kegelwinkel im Bereich von 1 ° bis 4° aufweisen und in einem Hüllkreiswinkel zwischen 3° bis 7° auf ihren Laufbahnen abrollen. Bei Anwendung des Schrägrollenlagers zur Lagerung der Kurbelwelle in einem Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor haben sich dabei aufgrund der auftretenden Radial- und Axiallasten ein Kegelwinkel zwischen 1 ,5° bis 3°, bevorzugt jedoch von 2°, und ein Hüllkreiswinkel von zwischen 5° und 6,5°, bevorzugt jedoch von 6° als besonders geeignet erwiesen. Es ist jedoch anzumerken, dass die erfin- dungsgemäße Ausbildung nicht auf ein Kegelrollenlager beschränkt sein soll, da in gleicher Weise auch andere Rollenlager mit schräg zur Lagermittelachse angeordneten Rollenachsen derart ausgebildet werden können. So können anstelle der beispielhaft angeführten Kegelrollen auch Zylinderrollen oder Nadeln oder Rollen mit sphärischen Mantelflächen, wie Pendel- oder Tonnenrollen, verwendet werden.

Ferner ist es vorteilhaft, dass der Spalt zwischen der äußeren Mantelfläche des inneren Lagerrings und der inneren Mantelfläche des äußeren Lagerrings so be- messen ist, dass das zweifache seines Maßes größer als der größte Durchmesser der Rollenwälzkörper ist. Eine solche Dimensionierung des Spaltes zwischen dem inneren und dem äußeren Lagerring ist notwendig, um das Einsetzen der Rollenwälzkörper in das Schrägrollenlager nach dem im Anschluss beschriebenen Montageverfahren zu ermöglichen.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, sowohl den die Laufbahn im inneren Lagerring begrenzenden Bord als auch den die Laufbahn im äußeren Lagerring begrenzenden Bord mit einer gleichen Mindesthöhe von 18% bis 22%, bevorzugt ca. 20%, des größten Durchmessers der Rollenwälzkörper einzuarbeiten. Durch ei- ne solche Ausbildung der Borde und der damit einhergehenden Laufbahntiefe ist gewährleistet, dass im Lagerbetrieb auftretende hohe Axialkräfte in die eine Richtung mit möglichst geringer Bordreibung aufgenommen werden können, während geringere Axialkräfte in die andere Richtung über die schrägen Laufbahnen aufgenommen werden.

Eine zweckmäßige Weiterbildung des Schrägrollenlagers sieht vor, dass der nach der Montage der Rollenwälzkörper einen aus einem Käfigring sowie aus einer Vielzahl von axialen Käfigstegen bestehenden Kammkäfig in das Schrägrollenlager einzusetzen. Dieser Lagerkäfig weist an seinen Käfigstegen zusätz- lieh mehrere gleichmäßig umfangsverteilte Raststege auf, durch die der Lagerkäfig an der Innenfläche des Bordes am äußeren Lagerring axial lagefixierbar ist. Diese Raststege sind analog zu den Rollenachsen der Rollenwälzkörper geneigt zur Lagermittelachse an die Käfigstege angeformt und werden beim Ein- setzen des Lagerkäfigs in das Schrägrollenlager zunächst solange elastisch in Richtung der Käfigstege verformt, bis diese mit ihren freien Enden beim Einsetzen des Lagerkäfigs von der großen Durchmesserseite der Kegelrollen her hinter den Bord am äußeren Lagerring einrasten. Dadurch wird der durch das Anliegen des Lagerkäfigs an den einen Stirnseiten der Rollenwälzkörper bisher nur in die eine Axialrichtung lagefixierte Lagerkäfig auch in die andere Axialrichtung lagefixiert. Auch hier ist jedoch zu bemerken, dass die Verwendung eines Kammkäfigs als Lagerkäfig nicht auf diese Käfigart beschränkt ist, da es auch möglich ist, den Lagerkäfig als zweiteiligen Blechnietkäfig auszubilden.

Ferner ist es vorteilhaft, zwei Elastomerdichtscheiben mit Metallarmierung axial beidseitig der Rollenwälzkörper in umlaufende Befestigungsnuten in der inneren Mantelfläche des äußeren Lagerrings einzusetzen und so das Schrägrollenlager gegen Verschmutzungen von Außen sowie gegen den Austritt von ggf. in den Lagerinnenraum eingefüllten Schmierstoff abzudichten. Diese bei anderen Wälzlagerarten an sich bekannte Ausbildung ist deshalb bemerkenswert, da bei den eingangs als nächstliegender Stand der Technik beschriebenen Schrägrollenlagern durch das Fehlen geeigneter Befestigungsflächen sowie geeigneter Dichtflächen für solche Elastomerdichtschei-ben keine solche Abdichtung mög- lieh ist. Durch die ebene Ausbildung der äußeren Mantelfläche des inneren Lagerrings und der inneren Mantelfläche des äußeren Lagerrings sind bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Schrägrollenlager die notwendigen Befesti- gungs- und Dichtflächen jedoch vorhanden. Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch ein Verfahren zur Montage eines Schrägrollenlagers nach Patentanspruch 1 gelöst, welches sich dadurch auszeichnet, dass das Schrägrollenlager nach einem dem für Rillenkugellager bekannten Exzentermontageverfahren entlehnten Exzenter-Schwenk-Montageverfahren montiert wird.

Bei diesem Exzenter-Schwenk-Montageverfahrens wird dabei gemäß Anspruch 2 in einem ersten Schritt der äußere Lagerring in zumindest annähernd senkrechter Stellung mit seiner bordlos ausgebildeten Stirnseite voran in eine Auf- nähme eingelegt und durch Verspannen an einer 12-Uhr-Linie an seiner Außenmantelfläche gegen eine 6-Uhr-Linie an seiner Außenmantelfläche innerhalb seiner Elastizitätsgrenze geringfügig ovalisiert. Danach werden gemäß Anspruch 3 in einem zweiten Schritt die Rollenwälzkörper entweder einzeln oder als in einer Hilfsvorrichtung bereits hufeisenförmig vorfixierter Rollensatz mit ihren größeren Stirnseiten voran von der bordlos ausgebildeten Stirnseite des äußeren Lagerrings her in die Laufbahn des äußeren Lagerrings eingefüllt.

Als dritter Schritt wird dann gemäß Anspruch 4 der innere Lagerring mit seiner bordlos ausgebildeten Stirnseite auf einer geneigten Ebene aufliegend dem äußeren Lagerring derart selbsttätig gleitend zugeführt, dass dieser mit zwei gegenüberliegenden Punkten seiner Laufbahn an zwei Anschlagpunkten an den Laufflächen zweier Rollenwälzkörper anschlägt.

In einem vierten Schritt wird dann nach Anspruch 5 der innere Lagerring durch eine aus seiner Beschleunigung auf geneigten Ebene resultierende Fliehkraft um eine zwischen seinen Anschlagpunkten an den Rollenwälzkörpern gebildete Horizontalachse in den äußeren Lagerring in eine senkrechte Stellung zu diesem schwenkt, bei der der Bord des inneren Lagerrings zumindest abschnittsweise an den kleineren Stirnseiten der Rollenwälzkörper anliegt.

Anschließend werden nach Anspruch 6 in einem fünften Schritt der innere La- gerring in eine koaxiale Lage zum äußeren Lagerring verschoben und die Rollenwälzkörper in ihren Laufbahnen in den Lagerringen unter Aufhebung der Ovalisierung des äußeren Lagerrings gleichmäßig umfangsverteilt.

Danach wird gemäß Anspruch 7 in einem sechsten Schritt der als Kammkäfig ausgebildete Lagerkäfig mit seinen Käfigstegen zwischen die Rollenwälzkörper entweder von der Seite mit deren kleineren Stirnseiten her eingeführt und an der Innenfläche des Bordes am inneren Lagerring verrastet oder gemäß An- spruch 8 von der Seite mit deren größeren Stirnseiten her eingeführt und an der Innenfläche des Bordes am äußeren Lagerrings verrastet.

Nach Anspruch 9 wird dann als Abschluss des erfindungsgemäßen Exzentermontageverfahrens in einem letzten Schritt noch der Lagerinnenraum mit Schmierstoff befüllt und die beiden Elastomerdichtscheiben in die umlaufenden Befestigungsnuten in der inneren Mantelfläche des äußeren Lagerrings eingesetzt.

Schließlich wird die gestellte Aufgabe auch durch eine Vorrichtung zur Durch- führung des beschriebenen Exzenter-Schwenk-Montageverfahrens nach Patentanspruch 10 gelöst.

Demnach wird es vorgeschlagen, dass die Montagevorrichtung im Wesentlichen aus einem senkrechten Aufnahmeteil zur Halterung des äußeren Lager- rings sowie zu dessen Befüllung mit den Rollenwälzkörpern und aus einem gegenüber dem Aufnahmeteil und zu diesem geneigt angeordneten Rampenteil zur Zuführung des inneren Lagerrings zum äußeren Lagerring besteht.

In konkreter Ausgestaltung weist dabei gemäß Anspruch 1 1 das Aufnahmeteil bevorzugt einen L-förmigen Profilquerschnitt mit einem waagerechten oder nahezu waagerechten Schenkel und einem senkrechten oder nahezu senkrechten Schenkel auf.

Gemäß den Ansprüchen 12 und 13 zeichnet sich die erfindungsgemäß ausge- bildete Montagevorrichtung darüber hinaus noch dadurch aus, dass die Oberfläche des waagerechten Schenkels mit einer zum senkrechten Schenkel verlaufenden konkaven Ausformung zur stehenden Aufnahme eines losen Halteringes für den äußeren Lagerring ausgebildet ist und dass der senkrechte Schenkel mit einem kreisförmigen Durchbruch mit zumindest annähernd der Größe des Innendurchmessers des äußeren Lagerrings ausgebildet ist, durch den hindurch die Rollenwälzkörper in die Laufbahn des äußeren Lagerrings 6 einführbar sind. Eine zweckmäßige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung ist es nach Anspruch 14 des Weiteren, dass in dem Durchbruch des senkrechten Schenkels zwei etwa um 190° versetzt zueinander angeordnete und in den losen Haltering hineinragende Anschlagstege befestigt sind, zwischen denen der dem äußeren Lagerring zugeführte Rollensatz in diesem lagefixierbar ist.

Nach Anspruch 15 ist es ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung, dass am freien Ende des senkrechten Schenkels in Höhe der 12- Uhr-Linie der Mantelfläche des losen Halteringes eine Einrichtung zur Erzeu- gung einer senkrechten Druckkraft zur Ovalisierung des äußeren Lagerringes befestigt ist. Als besonders geeignet hat sich dabei beispielsweise eine mit einem Innengewinde ausgebildete Hülse erwiesen, in der eine Stellschraube drehbeweglich angeordnet ist. Schließlich wird es durch die Ansprüche 16 und 17 noch vorgeschlagen, dass das Rampenteil der Montagevorrichtung eine geneigte ebene Gleitbahn mit zwei seitlichen Führungsborden aufweist, deren Abstand zueinander etwa dem Außendurchmesser des inneren Lagerrings entspricht. Dies hat sich als vorteilhaft erwiesen, um den inneren Lagerring exakt in den Innendurchmesser des äu- ßeren Lagerrings eingleiten zu lassen. Das halteringseitige Ende der Gleitbahn ist dabei auf zwei Lagerböcken befestigt, die über eine Stiftverbindung auf der Oberfläche des waagerechten Schenkels des Aufnahmeteils derart fixierbar sind, dass die Gleitbahn mit diesen Lagerböcken vom Aufnahmeteil abnehmbar ist. Zusammenfassend weist das erfindungsgemäß montierte Schrägrollenlager somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Schrägrollenlagern den Vorteil auf, dass es trotz des mit dem Exzenter-Schwenk-Montageverfahren maximal erreichbaren Wälzkörperfüllgrades von ca. 60 % eine höhere Tragfähigkeit als ein gleichartig montiertes einreihiges Rillenkugellager auf- weist, da die verwendeten Rollenwälzkörper nicht mehr wie bei Lagerkugeln im Punktkontakt sondern im Linienkontakt zu ihren Laufbahnen stehen. Hinsichtlich der erreichbaren Tragfähigkeit reiht sich dabei ein erfindungsgemäß ausgebildetes Schrägrollenlager als komplett neuer Lagertyp [z. B. Baureihe ARU (Angular Roller Unit) 207 = 40 kN] etwa in der Mitte zwischen der Tragfähigkeit eines einreihigen Rillenkugellagers [z. B. Baureihe 6207 = 25,5 kN] und der Tragfähigkeit eines einreihigen Zylinderrollenlagers [z. B. Baureihe NUP 207E = 56 kN] ein. Darüber hinaus sind durch die einteilig mit den Lagerringen ausge- bildeten Borde keine separaten Bordscheiben mehr notwendig, so sich das erfindungsgemäß montierte Schrägrollenlager insgesamt durch einen niedrigen Montageaufwand und damit durch geringe Gesamtkosten für die Lagerfertigung auszeichnet. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Schrägrollenlagers sowie ein Verfahren zu dessen Montage und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 eine vergrößerte Darstellung eines Querschnittes durch ein einreihiges Schrägrollenlager mit einteilig mit den Lagerringen ausgebildeten Borden;

Figur 2a, 2b eine dreidimensionale Darstellung des ersten Schrittes des erfindungsgemäßen Montageverfahrens in einer Draufsicht und einer Schnittansicht; Figur 3a, 3b eine dreidimensionale Darstellung des zweiten Schrittes des erfindungsgemäßen Montageverfahrens in einer Draufsicht und einer Schnittansicht;

Figur 4a, 4b eine dreidimensionale Darstellung des dritten Schrittes des erfindungsgemäßen Montageverfahrens in einer Draufsicht und einer Schnittansicht;

Figur 5a, 5b eine dreidimensionale Darstellung des vierten Schrittes des erfindungsgemäßen Montageverfahrens in einer Draufsicht und einer Schnittansicht; Figur 6a, 6b eine dreidimensionale Darstellung des fünften Schrittes des erfindungsgemäßen Montageverfahrens in einer Draufsicht und einer Schnittansicht; Figur 7a, 7b eine dreidimensionale Darstellung des sechsten Schrittes des erfindungsgemäßen Montageverfahrens in einer Draufsicht und einer Schnittansicht;

Figur 8 eine dreidimensionale Darstellung einer Vorrichtung zur Durch- führung des erfindungsgemäßen Montageverfahrens in einer

Draufsicht.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen In Figur 1 ist ein Querschnitt eines einreihigen Schrägrollenlagers 1 dargestellt, welches beispielsweise als Ersatz des bisher verwendeten Rillenkugellagers zur Lagerung der Kurbelwelle in Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren geeignet ist. Deutlich sichtbar besteht dieses Schrägrollenlager 1 aus einem inneren Lagerring 2 mit einer an dessen äußerer Mantelfläche 3 geneigt zur Lagerrotationsach- se AL angeordneten inneren Laufbahn 4, die an ihrem kleinsten Durchmesser durch einen Bord 5 begrenzt wird, sowie aus einem äußeren Lagerring 6 mit einer an dessen innerer Mantelfläche 7 ebenfalls geneigt zur Lagerrotationsachse AL angeordneten äußeren Laufbahn 8, die an ihrem größten Durchmesser durch einen Bord 9 begrenzt wird. Zwischen den Lagerringen 2, 6 ist darüber hinaus ei- ne Vielzahl auf deren Laufbahnen 4, 8 abrollender Rollenwälzkörper 10 angeordnet, die in Umfangsrichtung durch einen Lagerkäfig 1 1 in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden.

Desweiteren ist in Figur 1 zu sehen, dass die äußere Mantelfläche 3 des inneren Lagerrings 2 und die innere Mantelfläche 7 des äußeren Lagerrings 6 jeweils außerhalb der Laufbahnen 4, 8 zumindest abschnittsweise koaxial zur Lagerrotationsachse AL verlaufend zylindrisch ausgebildet und die Laufbahnen 4, 8 beider Lagerringe 2, 6 jeweils kegelförmig in die Mantelflächen 3, 7 eingearbeitet sind. Die dabei entstehenden und die Laufbahnen 4, 8 jeweils einseitig begrenzenden Borde 5, 9 sind dadurch jeweils einteilig mit den Lagerringen 2, 6 ausgebildet.

Ebenso ist aus Figur 1 ersichtlich, dass die Rollenwälzkörper 1 0 als Kegelrollen ausgebildet sind, die einen Kegelwinkel δ von bevorzugt 2° aufweisen und in einem Hüllkreiswinkel ß von bevorzugt 6° auf ihren Laufbahnen 4, 8 abrollen. Außerdem ist der Spalt S zwischen der äußeren Mantelfläche 3 des inneren Lagerrings 2 und der inneren Mantelfläche 7 des äußeren Lagerrings 6 so bemessen, dass das zweifache seines Maßes größer als der größte Durchmesser Dw der Rollenwälzkörper 1 0 ist, um das Einsetzen der Rollenwälzkörper 1 0 in das Radialwälzlager 1 nach dem nachfolgend näher beschriebenen Montageverfahren zu ermöglichen. Zusätzlich weist sowohl der die Laufbahn 4 im inneren Lagerring 2 begrenzende Bord 5 als auch der die Laufbahn 8 im äußeren Lagerring 6 begrenzende Bord 9 eine gleiche Mindesthöhe ΠΒΙ, ΙΊΒΑ von ca. 20% des größten Durchmessers Dw der Rollenwälzkörper 1 0 auf, um im Lagerbetrieb auftretende hohe Axialkräfte in die eine Richtung mit möglichst geringer Bordreibung aufnehmen zu können.

Weiterhin ist in Figur 1 erkennbar, dass der Lagerkäfig 1 1 bevorzugt durch ei- nen nach der Montage der Rollenwälzkörper 1 0 in das Radialwälzlager 1 einsetzbaren Kammkäfig gebildet wird. Der aus einem Käfigring 1 2 sowie aus einer Vielzahl von axialen Käfigstegen 1 3 bestehende Lagerkäfig 1 1 weist dabei an seinen verdeckt dargestellten Käfigstegen 1 3 mehrere ebenfalls verdeckt dargestellte, gleichmäßig umfangsverteilte und schräg zur Lagermittelachse AL verlaufende Raststege 14 auf, durch die der Lagerkäfig 1 1 an der Innenfläche 1 5 des Bordes 9 am äußeren Lagerrings 6 axial lagefixierbar ist.

Schließlich ist in Figur 1 noch zu sehen, dass das Radialwälzlager 1 durch zwei axial beidseitig der Rollenwälzkörper 10 in umlaufende Befestigungsnuten 16, 17 in der inneren Mantelfläche 7 des äußeren Lagerrings 6 eingesetzte Elastomerdichtscheiben 18, 1 9 mit Metallarmierung gegen Verschmutzungen von Außen und gegen den Austritt von ggf. in den Lagerinnenraum 20 eingefüllten Schmierstoff abgedichtet ist. In den Figuren 2a bis 7b sind desweiteren die einzelnen Schritte eines Montageverfahrens für das erfindungsgemäße Schrägrollenlager 1 schematisch dargestellt. Dieses Montageverfahren ist im Wesentlichen ein an sich als Montageverfahren für Rillenkugellager bekanntes, modifiziertes Exzentermontageverfah- ren, bei dem, wie in den Figuren 2a und 2b zu sehen ist, in einem ersten Schritt der äußere Lagerring 6 in zumindest annähernd senkrechter Stellung mit seiner bordlos ausgebildeten Stirnseite 21 voran in eine Aufnahme eingelegt und durch Verspannen an einer in der Zeichnung durch einen Pfeil gekennzeichneten 12-Uhr-Linie an seiner Außenmantelfläche 22 gegen eine ebenfalls durch einen Pfeil gekennzeichneten 6-Uhr-Linie an seiner Außenmantelfläche 22 innerhalb seiner Elastizitätsgrenze geringfügig ovalisiert wird.

Danach werden in einem in den Figuren 3a und 3b abgebildeten zweiten Schritt die Rollenwälzkörper 10 entweder einzeln oder als in einer nicht dargestellten Hilfsvorrichtung bereits hufeisenförmig vorfixierter Rollensatz 23 mit ihren größeren Stirnseiten 24 voran von der bordlos ausgebildeten Stirnseite 21 des äußeren Lagerrings 6 her in die Laufbahn 8 des äußeren Lagerrings 6 eingefüllt.

In einem dritten, aus den Figuren 4a und 4b ersichtlichen Schritt wird dann der innere Lagerring 2 mit seiner bordlos ausgebildeten Stirnseite 25 auf einer geneigten Ebene aufliegend dem äußeren Lagerring 6 derart selbsttätig gleitend zugeführt, dass dieser mit zwei gegenüberliegenden Punkten seiner Laufbahn 4 an zwei Anschlagpunkten 26, 27 an den Laufflächen 28 zweier Rollenwälzkörper 10 anschlägt.

Als vierter, in den Figuren 5a und 5b gezeigter Schritt wird danach der innere Lagerring 2 durch eine aus seiner Beschleunigung auf geneigten Ebene resultierende Fliehkraft um eine zwischen seinen Anschlagpunkten 26, 27 an den Rollenwälzkörpern 10 gebildete Horizontalachse in den äußeren Lagerring 6 in eine senkrechte Stellung zu diesem schwenkt, bei der der Bord 5 des inneren Lagerrings 2 zumindest abschnittsweise an den kleineren Stirnseiten 29 der Rollenwälzkörper 10 anliegt. Anschließend wird, wie aus den Figuren 6a und 6b ersichtlich ist, in einem fünften Schritt der innere Lagerring 2 in eine koaxiale Lage zum äußeren Lagerring 3 verschoben, um die Rollenwälzkörper 10 in den Lagerringen 2, 6 unter Aufhebung der Ovalisierung des äußeren Lagerrings 3 gleichmäßig umfangsverteilt in ihren Laufbahnen 4, 8 anzuordnen.

Danach wird in einem sechsten Schritt der Lagerkäfig 1 1 , wie in den Figuren 7a und 7b abgebildet, mit seinen Käfigstegen 13 zwischen die Rollenwälzkörper 10 von der Seite mit deren größeren Stirnseiten her eingeführt und, wie in Figur 1 gezeigt, mit seinen Raststegen 14 an der Innenfläche 15 des Bordes 9 am äußeren Lagerrings 6 verrastet. Eine aus Gründen der Vereinfachung in den Zeichnungen nicht dargestellte Variante hierzu wäre es, den als Kammkäfig ausgebildete Lagerkäfig 1 1 mit seinen Käfigstegen 13 zwischen die Rollenwälzkörper 10 von der Seite mit deren kleineren Stirnseiten her einzuführen und mit Rast- nasen an der Innenfläche des Bordes 5 am inneren Lagerring 2 zu verrasten.

Abschließend wird dann noch der Lagerinnenraum 20 mit Schmierstoff befüllt und die beiden Elastomerdichtscheiben 18, 19 in die umlaufenden Befestigungsnuten 16, 17 in der inneren Mantelfläche 7 des äußeren Lagerrings 6 in der ebenfalls in Figur 1 dargestellten Art eingesetzt.

In den Figur 8 ist schließlich noch die Montagevorrichtung 30 Durchführung des erfindungsgemäßen Exzenter-Schwenk-Montageverfahrens dargestellt. Diese Montagevorrichtung 30 besteht deutlich sichtbar im Wesentlichen aus einem senkrechten Aufnahmeteil 31 zur Halterung des äußeren Lagerrings 6 und zu dessen Befüllung mit den Rollenwälzkörpern 10 sowie aus einem gegenüber dem Aufnahmeteil 31 und zu diesem geneigt angeordneten Rampenteil 32, über welches der innere Lagerrings 2 dem äußeren Lagerring 6 zugeführt wird. Desweiteren ist in Figur 8 zu sehen, dass das Aufnahmeteil 31 einen L-förmigen Profilquerschnitt mit einem waagerechten oder nahezu waagerechten Schenkel 33 und einem senkrechten oder nahezu senkrechten Schenkel 34 aufweist. Die Oberfläche 35 des waagerechten Schenkels 33 ist dabei mit einer zum senk- rechten Schenkel 34 verlaufenden konkaven Ausformung 36 zur stehenden Aufnahme eines losen Halteringes 37 für den äußeren Lagerring 6 ausgebildet während der senkrechte Schenkel 34 mit einem kreisförmigen Durchbruch 38 mit zumindest annähernd der Größe des Innendurchmessers des äußeren La- gerrings 6 ausgebildet ist, durch den hindurch die Rollenwälzkörper 10 in die Laufbahn 8 des äußeren Lagerrings 6 einführbar sind.

Darüber hinaus ist aus Figur 8 ersichtlich, dass in dem Durchbruch 38 des senkrechten Schenkels 34 zwei etwa um 190° versetzt zueinander angeordnete und in den losen Haltering 37 hineinragende Anschlagstege 39, 40 befestigt sind, zwischen denen der dem äußeren Lagerring 6 zugeführte Rollensatz 23 in diesem lagefixierbar ist.

Ebenso ist in Figur 8 deutlich erkennbar, dass am freien Ende des senkrechten Schenkels 34 in Höhe der 12-Uhr-Linie der Mantelfläche des losen Halteringes 37 eine Einrichtung zur Erzeugung einer senkrechten Druckkraft zur Ovalisie- rung des äußeren Lagerringes 6 befestigt ist, die als eine mit einem Innengewinde ausgebildete Hülse 41 ausgebildet ist, in der eine Stellschraube 42 drehbeweglich angeordnet ist.

Schließlich geht aus Figur 8 noch hervor, dass das Rampenteil 32 der Montagevorrichtung 30 eine geneigte ebene Gleitbahn 43 mit zwei seitlichen Führungsborden 44, 45 aufweist, deren Abstand zueinander etwa dem Außendurchmesser des inneren Lagerrings 2 entspricht. Das halteringseitige Ende der Gleit- bahn 43 ist dabei auf zwei Lagerböcken 46, 47 befestigt, die über eine Stiftverbindung auf der Oberfläche 35 des waagerechten Schenkels 33 des Aufnahmeteils 31 derart fixierbar sind, dass die Gleitbahn 43 mit diesen Lagerböcken 46, 47 vom Aufnahmeteil 31 abnehmbar ist. Bezugszahlenliste

Schrägrollenlager 28 Lauffläche von 10

innerer Lagerring 29 kleinere Stirnseite von 10 äußere Mantelfläche von 2 30 Montagevorrichtung

innere Laufbahn in 2 31 Aufnahmeteil von 30

Bord an 4 32 Rampenteil von 30

äußerer Lagerring 33 waagerechter Schenkel von 31 innere Mantelfläche von 6 34 senkrechter Schenkel von 31 äußere Laufbahn in 6 35 Oberfläche von 33

Bord an 8 36 konkave Ausformung in 35

Rollenwälzkörper 37 Haltering von 31

Lagerkäfig 38 Durchbruch in 34

Käfigring von 11 39 Anschlagsteg in 38

Käfigstege an 12 40 Anschlagsteg in 38

Raststege an 13 41 Hülse an 34

Innenfläche von 9 42 Stellschraube in 41

Befestigungsnut in 7 43 Gleitbahn von 32

Befestigungsnut in 7 44 Führungsbord an 43

Elastomerdichtscheibe 45 Führungsbord an 43

Elastomerdichtscheibe 46 Lagerbock an 43

Lagerinnenraum 47 Lagerbock an 43

bordlose Stirnseite von 6

AL Lagerrotationsachse

Außenmantelfläche von 6

δ Kegelwinkel

Rollensatz

ß Hüllkreiswinkel

größere Stirnseiten von 10

S Spalt zwischen 3 und 7 bordlose Stirnseite von 2

Dw größter Durchmesser von 10

Anschlagpunkt an 28

hei Bordhöhe an 2

Anschlagpunkt an 28

hßA Bordhöhe an 6