Wälzlagers Die Erfindung betrifft eine Wälzlagereinheit gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 . Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage von Einzelteilen der Wälzlagereinheit nach Anspruch 10.

Aus der DE 90 17 861 U1 ist ein zweireihiges Kegelrollenlager in einer O- Anordnung bekannt, das im Wesentlichen aus einem äußeren Lagerring und einem inneren Lagerring sowie aus einer Anzahl von zwischen den Lagerringen in zwei Reihen nebeneinander auf Laufbahnen abrollenden Kegelrollen besteht. Der äußere Lagerring ist dabei einteilig ausgebildet, während der innere Lagerring des Kegelrollenlagers axial geteilt ist und zwei Einzelringe um- fasst, die mit dem Einbau des Lagers in Maschinen oder dergleichen zumeist durch Presssitz auf einer Welle derart zueinander positioniert werden, dass fertigungsbedingte Toleranzen bei der Herstellung der Einzelteile des Wälzlagers ausgeglichen werden und zwischen den Kegelrollen beider Reihen eine definierte axiale Vorspannung entsteht, durch die das Lager unter Last weitest- gehend spielfrei abrollen kann.

Die EP 0 897 486 A1 offenbart eine zwei Kegelrollenlager umfassende Wälzlagerung für ein Radlager. Um einen Zusammenhalt der Kegelrollenlager zu gewährleisten, bilden die Innenringe beider Kegelrollenlager jeweils einen axial vorstehenden Ansatz, der bereichsweise von einem Sicherungsring außenseitig umschlossen wird. Zur Fixierung greift der Sicherungsring in Nuten der Ansätze der Innenringe ein.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, für ein spaltoptimiertes, kostengünstig herstellbares Fixierelement von Lagerringen eine verliergesicherte Vormontageposition zu schaffen und das weiterhin vereinfacht in eine nachgelagerte Endlage gebracht werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist eine Wälzlagereinheit vorgesehen, bei der die Innenringe auf den zugewandten Seiten jeweils verlängerte, axial ausgerichtete Abschnitte einschließen. Mittels eines U-förmig gestalteten und radial vorgespannten, auch als Fixierelement zu bezeichneten Cliprings werden die Innenringe zusammengehalten. Dazu umschließt der Clipring innenseitig jeweils radial gestufte Absätze der Innenringe im Bereich der verlängerten, axial ausgerichteten Abschnitte. In einer Vormontageposition ist der Clipring kraftschlüssig auf einer Zwischenstufe eines Innenrings angeordnet. Von dieser Position ausgehend kann der Clipring axial in eine Endlagenposition verschoben werden, in der Flanken des Cliprings in korrespondierende Ringnuten im Bereich der verlängerten, axial ausgerichteten Abschnitte beider Innenringe selbsttätig verrasten.

Durch die Erfindung wird eine spaltoptimierte, kostengünstig realisierbare axiale Verbindung von benachbarten Innenringen und allgemein von Lagerringen eines zweireihigen Wälzlagers mittels eines verliergesicherten Cliprings sichergestellt. Außerdem wird durch die Erfindung ein nachgelagerter Endmontageschritt verein- facht, der mit einem einfachen Werkzeug ohne Verdrehen des Cliprings erfolgt. Vorteilhaft wird durch das erfindungsgemäße Konzept weiterhin eine definierte, verliergesicherte Vormontageposition des Cliprings geschaffen, indem der Clipring zunächst auf einer Zwischenstufe platziert wird, bevor der Clipring nach einem Zusammenfügen der Lagerringe axial in die Endlage verschiebbar ist. Der Clipring und der Lagerring sind so aufeinander abgestimmt, dass zunächst eine Vormontageposition des Cliprings auf dem Lagerring geschaffen wird, bei der während des Einbaus der Lagerbauteile der Clipring nicht verrutscht, jedoch leicht montierbar ist und weiterhin den Vorteil eines robusten Handlings sowie einer spaltoptimierten Geometrie bietet.

Die Erfindung bietet gleichzeitig bei einer Demontage oder Wartung der Wälzlagereinheit den Vorteil, dass der Clipring verliergesichert einem Lagerring zugeordnet ist, wodurch die Reparatur vereinfacht und sicher durchführbar ist. Bei bekann- ten bisherigen Lösungen ist das Fixierelement oder der Clipring als ein Losteil beispielsweise in einer Bohrung Undefiniert eingesetzt, das beim Handling herausfallen kann, was die Montage oder Demontage erschwert. Für die Lagermontage muss das Fixierelement oder der Clipring aus der Bohrung genommen und in die vorgesehenen Nuten der Lagerringe eingesetzt werden. Dabei ergibt sich sowohl in der Serienfertigung als auch in der Montage im Aftermarket (beispielsweise in der Werkstatt) das Problem, dass der Clipring sich verdrehen oder herausspringen kann. Im Vergleich dazu kann durch die Erfindung mit der definierten Zuordnung bzw. Lagebestimmung des Cliprings sowohl die Montage als auch die Demontage verbessert und vereinfacht werden, wodurch sich gleichzeitig ein Kostenvorteil ergibt.

Insbesondere ist die Erfindung für mehrreihige, als Radlager eingesetzte Kegelrol- lenlager in einer O-Anordnung vorgesehen. Der erfindungsgemäße Aufbau ist nicht auf diese Anordnung beschränkt, sondern auch beispielsweise auf Wälzlager in einer X-Anordnung oder auch auf mehrreihige Lager, bei der mehrere Ringe verbunden werden sollen, übertragbar. Mit der Erfindung können bestehende Wälzlagereinheiten ohne nennenswerte Mehrkosten aufgewertet werden. Gleich- zeitig ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit sowie eines robusten Aufbaus. Die Erfindung kann weiterhin in bestehende Konstruktionen übernommen werden, wodurch der Systemintegrationsgrad erhöht und die Fehleranfälligkeit reduziert werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Abstimmung des Cliprings mit dem Innenring vorgesehen, bei der sich für die Enden des Cliprings im eingelegten Zustand, in der Vormontageposition, eine Überlappung zwischen 1 bis 20° einstellt. Die freien, spiralförmig zueinander angeordneten Enden sind so abgestimmt, dass diese axial in der gleichen Ebene liegen. Das wird erreicht, in- dem der Clipring in der Vormontageposition kraftschlüssig auf einer Zwischenstufe des Innenrings angeordnet ist und gleichzeitig an einer als Schulter ausgestalteten Anlagefläche des Innenrings anliegt. Diese Maßnahme bewirkt auch im Handlingsfall (z.B. in der Fertigung) einen sicheren Halt, wodurch der Clipring weder verrut- sehen noch herausfallen kann.

Die radial gestuften Absätze im Bereich der verlängerten, axial ausgerichteten Abschnitte der Innenringe zur Aufnahme des Cliprings sind seitlich begrenzt. Ei- nerseits von einer die Zwischenstufe begrenzenden Anlagefläche des ersten Innenrings sowie von einer sich an die Ringnut des zweiten Innenrings anschließenden Schulter.

Zur Erzielung einer stabilen Einbaulage ist der Clipring in der Vormontageposition erfindungsgemäß vorzugsweise mit einem Umschlingungswinkel α > 180° bis < 360° an der axialen Anlagefläche des Innenrings abgestützt. Bevorzugt ist ein Umschlingungswinkel α von 270° vorgesehen. Zur Realisierung dieses Umschlin- gungswinkels ist der Durchmesser der Zwischenstufe entsprechend ausgelegt. Gleichzeitig soll für ein Einpresswerkzeug, mit dem der Clipring verschoben wird, eine entsprechend große axiale Anlagefläche bereitstehen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vereinfacht die Montage, das axiale Verschieben des Cliprings von der Vormontageposition in die Endlage. Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Durchmesser der innenseitig gestuf- ten, von Stirnwandungen begrenzten Absätze beider Innenringe so auszulegen, dass diese den Durchmesser der Zwischenstufe eines Innenrings übertreffen. Aufgrund dieser Durchmesserverhältnisse wird bei einem axialen Verschieben des Cliprings von der Vormontageposition in die Endlage ein selbsttätiges Verrasten der Flanken des Cliprings in die zugehörigen Ringnuten der Innenringe verein- facht.

Erfindungsgemäß sieht eine weitere konstruktive Auslegung vor, dass die Außenradien zwischen den Ringnuten und Stirnwandungen der Innenringe die Innenradien von dem Clipring übertreffen. Alternativ dazu können die Radien gleichgroß ausgeführt werden. Für die Außenradien ist maximal ein Maß von 0,3 mm vorgesehen. Als ergänzende erfindungsgemäße Auslegung zur Montagevereinfachung ist ein Geometrieverhältnis zwischen einer Clipringbreite C und einem Nutabstand N der Ringnuten in den Innenringen zwischen 0,9 bis 0,995 vorgesehen. Ferner schließt die Erfindung als Maßnahme zur Spaltoptimierung des Cliprings Ringnuten ein, die sich auf der den Stirnwandungen zugewandten Seite zu einem Nutgrund verjüngen. Diese Ringnutgestaltung bewirkt in Verbindung mit dem form- schlüssig in die Ringnuten eingreifenden Clipring eine sichere Verbindung spiel- oder spaltfreie Abstützung der Innenringe. Ergänzend dazu bietet es sich an, die entsprechenden Flanken des Cliprings entgegengesetzt schräg verlaufend zu gestalten. Gemäß einer bevorzugten weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die für die Vormontageposition des Cliprings bestimmte Zwischenstufe des Innenrings eine Längserstreckung aufweist, die eine Breite des Cliprings übertrifft. Zur Unterstützung des transportsicheren Handlings und zur Sicherung des Cliprings, insbesondere gegen ein ungewolltes Verschieben, bietet es sich an, in die Zwischenstufe beabstandete Haltenuten zur Aufnahme der Clipringflanken einzubringen. Die Haltenuten sind so beschaffen, dass der Clipring mit dem Einpressvorgang beschädigungsfrei lösbar ist und ein Verschieben in die finale Position ermöglicht. Ein alternativer Aufbau der Erfindung sieht vor, dass der Clipring in der Vormontageposition mit einer Flanke an der Zwischenstufe und mit der weiteren Flanke an einer Stirnwandung des Innenrings kraftschlüssig abgestützt ist. Mittels einer in Richtung der Ringnut schräg bzw. geneigt ausgerichteten Stirnwandung des Innenrings wird die Lage des Cliprings in der Vormontageposition unterstützt.

Gemäß Anspruch 10 ist zur Montage eines Cliprings zwischen zwei Innenringen einer Wälzlagereinheit eines Wälzlagers ein folgende Schritte einschließendes Verfahren vorgesehen. Zunächst erfolgt ein Aufschieben des spiralförmig radial zusammengepressten Cliprings innenseitig auf eine Zwischenstufe eines Innen- rings bis in eine Vormontageposition, bei der sich der Clipring axial an einer Anlagefläche abstützt. Anschließend werden die zwei Innenringe zusammengefügt, wobei diese gegenseitig über die verlängerten Abschnitte abgestützt sind. Abschließend wird der Clipring axial verschoben bis zu einer Lageübereinstimmung, bei der die Flanken des Cliprings selbsttätig in Ringnuten der innenseitig gestuften Absätze beider Innenringe verrasten zur Verriegelung der Innenringe.

Weitere Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Figurenbeschreibungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt sind. Die dargestellten Ausführungsformen zeigen Beispiele, wie die erfindungsgemäße Anordnung ausgestaltet sein kann. Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Dabei zeigt: Fig. 1 in einem Halbschnitt eine Wälzlagereinheit in Verbindung mit einem erfindungsgemäßen Clipring in der vormontierten Position;

Fig. 2 bis Fig. 4 die einzelnen Montageschritte für den Clipring vor einer Vor- montageposition in eine Endlage;

Fig. 5 in einer vergrößerten Darstellung konstruktive Details von

Innenringen und dem zugehörigen Clipring; Fig. 6 die Gestaltung von Radien an den Ringnuten der Innenringe und dem Clipring;

Fig. 7 den Clipring, der mittels Haltenuten in der Zwischenstufe positioniert ist; und

Fig. 8 den Clipring in der Vormontageposition, der an der Zwischenstufe und an einer Stirnwandung des Innenrings abgestützt ist.

Die Fig. 1 zeigt im Halbschnitt eine Wälzlagereinheit 1 , die in einer Nabe 2 einer Radlagerung von einem Fahrzeug (nicht gezeigt) eingesetzt ist. Die Wälzlagereinheit 1 umfasst zwei Kegelrollenlager 3a, 3b mit jeweils einem Außenring 4a,4b, einem Innenring 5a, 5b und dazwischen angeordneten Kegelrollen als Wälzkörper 6a, 6b, die jeweils in einem Wälzkörperkäfig 7a, 7b geführt sind. Die Innenringe 5a, 5b schließen auf den zugewandten Seiten jeweils axial verlängerte Abschnitte 8a, 8b ein, deren Stirnwandungen 9a, 9b gegeneinander abgestützt sind. Die verlängerten Abschnitte 8a, 8b bilden auf der zu einer Längsachse 10 der Wälzlagereinheit 1 gerichteten Seite gestufte Absätze 1 1 a, 1 1 b, in die endseitig, benachbart zu den Stirnwandungen 9a, 9b jeweils umlaufende Ringnuten 12a, 12b eingebracht sind. Der gestufte Absatz 1 1 a bildet weiterhin eine Zwischenstufe 13, auf der ein Clipring 14 in einer Vormontageposition angeordnet ist. Der auch als Fixier- oder Sicherheitselement zu bezeichnende, U-förmig gestaltete Clipring 14 ist für eine spaltfreie Anlage der Innenringe 5a, 5b bestimmt. Dazu kann der Clipring 14 von der in Fig. 1 gezeigten Vormontageposition axial in eine Endlage verschoben werden, in der die beabstandeten Flanken 15a, 15b des Cliprings 14 formschlüssig in die Ringnuten 12a, 12b verrasten. Die einzelnen Montageschritte des Cliprings 14 von der Vormontageposition in eine Endlage verdeutlichen die Fig. 2 bis Fig. 4. Gemäß Fig. 2 ist der radial vorgespannt eingebaute, kraftschlüssig die Zwischenstufe 13 des Innenrings 5a umschließende Clipring 14 im eingebauten Zustand, der Vormontageposition, an einer Anlagefläche 16 des Innenrings 5a abgestützt. Dabei stellt sich für die freien, spiralförmig zueinander in der gleichen Ebene angeordneten Enden des Cliprings 14 eine Überlappung ein. Mittels einer in Pfeilrichtung wirkenden Axialkraft, gezeigt in Fig. 3, wird der Clipring 14 in Richtung des Innenrings 5b verschoben. Bei einer Lageübereinstimmung der Flanken 15a, 15b mit den Ringnuten 12a, 12b und gleichzeitiger Abstützung des Cliprings 14 an einer Schulter 21 des Innenrings 5b, dargestellt in Fig. 4, kommt es aufgrund der radialen Vorspannung und des vergrößerten Durchmessers zu einer Aufspreizung des Cliprings 14, wobei die Flanken 15a, 15b selbsttätig in die Ringnuten 12a, 12b verrasten und gleichzeitig die Überlappung der Enden des Cliprings 14 entfällt und beide Enden mit einem optimierten Spalt positioniert sind.

Die Fig. 5 zeigt konstruktive Details von den Innenringen 5a, 5b und dem zugehörigen Clipring 14. Eine bevorzugte Auslegung sieht vor, dass für die Außenkontur 17, die Innenwandung 18 sowie für den Nutgrund 19 der Ringnuten 12a, 12b der Innenringe 5a, 5b übereinstimmende Durchmesser vorgesehen sind. Zwischen der Innenwandung 18 und der Zwischenstufe 13 ist ein Durchmesserverhältnis zwischen 0,88 bis 0,995 vorgesehen. Ein weiteres Durchmesserverhältnis von 0,7 bis 0,98 ist zwischen dem Nutgrund 19 der Ringnuten 12a, 12b und der Außenkontur 17 bestimmt. Eine Auslegung, die ein axiales Verschieben und folglich die Montage des Cliprings 14 vereinfacht, sieht vor, dass ein Durchmesser der innenseitig gestuften, von Stirnwandungen 9a,9b begrenzten Absätze 1 1 a,1 1 b beider Innenringe 5a,5b den Durchmesser der Zwischenstufe 13 übertrifft. Die Breite der Ringnut 12a, 12b entspricht 100 bis 1 10 % von der Flankenbreite des Cliprings 14. Die radiale Nuttiefe soll mindestens genau so groß, vorzugsweise aber größer als die größte zulässige Kantenkürzung am Profilende sein. Der Durchmesser der Zwischenstufe 14 am Innenring 5a soll kleiner sein als der kleinste Durchmesser der Endmontageposition, dem Durchmesser der Abschnitte 8a,8b an den Innenringen 5a,5b. Es wird ein Durchmesserverhältnis von 99 % bis 90 % angestrebt. Weiterhin sind folgende Durchmesserverhältnisse vorgesehen: Innenkontur 20 des Cliprings 14 < Innenwandung 18 der Innenringe 5a, 5b < Zwischenstufe 13 des Innenrings 5a < Stirnwandung 9a,9b der Absätze 1 1 a,1 1 b < Nutgrund 19 der Ringnuten 12a, 12b < Außenkontur 17 der Innenringe 5a, 5b.

Aus der Fig. 6 sind weitere Geometrieverhältnisse zwischen den Innenringen 5a, 5b und dem zugehörigen Clipring 14 zu entnehmen. Bevorzugt übertreffen die Außenradien R-, zwischen den Ringnuten 12a, 12b und den zugehörigen Stirnwandungen 9a,9b der Innenringe 5a,5b die Innenradien R ₂ von dem Clipring 14. Alternativ können die Radien Ri,R ₂ gleichgroß ausgeführt werden. Für die Außenradien R-, ist ein Maß < 0,3 mm vorgesehen. Die Ringnuten 12a, 12b schließen übereinstimmend ausgeführte Innenradien R ₃ ein. Zur Montagevereinfachung ist ein Breitenverhältnis zwischen einer Clipringbreite C und einem Nutabstand N der Ringnuten 12a, 12b der Innenringe von zwischen 0,9 bis 0,995 vorgesehen. Eine Länge L für die Durchmesserstufe, einem Längenmaß von der Stirnwandung 9a bis zum Ende der Zwischenstufe 13 kann durch die Beziehung L= C bis L = 1 ,5 (C + N/2) bestimmt werden. Die Fig. 7 und Fig. 8 zeigen Maßnahmen, mit denen der Clip ng 14 in der Vormontageposition beispielsweise gegen ein unbeabsichtigtes Herausspringen gesichert werden kann. Dazu umfasst gemäß Fig. 7 die Zwischenstufe 13 zwei axial beabstandete Haltenuten 22a,22b zur Aufnahme der Flanken 15a, 15b des Clip- rings 14. Die eine geringe Tiefe aufweisenden Haltenuten 22a,22b sind so beschaffen, dass der Clipring 14 mit einem Einpresswerkzeug (nicht gezeigt) beschädigungsfrei lösbar ist und ein Verschieben in die Endlage ermöglicht. Zumindest in Richtung der Ringnut 12a weisen die Haltenuten 22a, 22b gerundete Übergänge 23a,23b auf, die mit Radien F des Clipring 14 zusammenwirken. Gemäß Fig. 8 ist der Clipring 14 in der Vormontageposition mit einer Flanke 15a an der Zwischenstufe 13 und mit der weiteren Flanke 15b an der Stirnwandung 9a des Innenrings 5a kraftschlüssig abgestützt. Dabei bildet der Abschnitt 8a der Stirnwandung 9a eine in Richtung der Ringnut 12a geneigt verlaufende Schräge 24 als Außenkontur, die eine unterstützende Kraft auf den Clipring 14 ausübt, um diesen in der Vormontageposition zu halten.

Bezugszeichenliste

1 Wälzlagereinheit

2 Nabe

3a,3b Kegelrollenlager

4a,4b Außenring

5a,5b Innenring

6a,6b Wälzkörper

7a,7b Wälzköperkäfig

8a,8b Abschnitte

9a,9b Stirnwandung

10 Längsachse

1 1 a,1 1 b Absatz

12a, 12b Ringnut

13 Zwischenstufe

14 Clipring

15a, 15b Flanke

16 Anlagefläche

17 Außenkontur

18 Innenwandung

19 Nutgrund

20 Innenkontur

21 Schulter

22a,22b Haltenut

23a,23b Übergang

24 Schräge

C Clipringbreite

L Länge Durchmesserstufe

N Nutenabstand

Ri Radius

R ₂ Radius

R ₃ Radius F Radius

α Umschlingungswinkel