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Title:
ROLLING BEARING UNIT WITH A SECURING RING, AND METHOD FOR DISASSEMBLING A SECURING RING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/192614
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rolling bearing unit which is designed as a multi-row rolling bearing with at least one outer ring (1a, 1b) and at least two inner rings (2a, 2b), between which rolling bodies (3a, 3b) are guided. Mutually facing axial end faces (4 a, 4b) of adjacent inner rings (2a, 2b) are supported against one another, and the inner rings have an elastic securing ring (6) which engages into annular grooves (5a, 5b) of the inner rings (2a, 2b) in order to secure the axial position. The securing ring (6) has a substantially U-shaped cross-sectional profile with two flanks (7a, 7b) which engage into the annular grooves (5a, 5b), and additionally the securing ring (6) has a first and a second ring end (8a, 8b), wherein a joint (9) is formed between the two ring ends (8a, 8b) in the circumferential direction. A projection (10) which at least partly tapers in a pointed manner is formed on the first ring end (8a, 8b) in order to simplify the assembly of the securing ring (6), and a substantially flat lever tongue (11) is formed on the second ring end (8b) in order to simplify the disassembly of the securing ring (6). The lever tongue (11) is arranged axially between the annular grooves (5a, 5b) and is designed to be axially greater than a minimum axial spacing between the two annular grooves (5a, 5b). Furthermore, an axial protrusion (12) of the lever tongue (11) is provided for actuation purposes when disassembling the securing ring (11).

Inventors:
BARTHEL, Bernd (Josefine-Schmitt-Straße 21, Gerolzhofen, 97447, DE)
SCHRAUT, Lukas (Weststraße 15, Stettbach, 97440, DE)
Application Number:
DE2018/100285
Publication Date:
October 25, 2018
Filing Date:
March 28, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG (Industriestraße 1-3, Herzogenaurach, 91074, DE)
International Classes:
F16C43/04; F16C19/38; F16C19/54; F16C33/60
Foreign References:
DE19955390A12001-05-23
DE102013220702A12015-04-16
DE102013220702A12015-04-16
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Claims:
Patentansprüche

1 . Wälzlagereinheit, ausgeführt als ein mehrreihiges Wälzlager mit zumindest einem Außenring (1 a, 1 b) und mindestens zwei Innenringen (2a, 2b), zwischen denen Wälzkörper (3a, 3b) geführt sind, wobei benachbarte Innenringe (2a, 2b) mit zueinander ausgerichteten axialen Stirnseiten (4a, 4b) aneinander abgestützt sind und zur Sicherung einer Axialposition einen in Ringnuten (5a, 5b) der Innenringe (2a, 2b) eingreifenden elastischen Sicherungsring (6) aufweisen, wobei der Sicherungsring (6) ein im Wesentlichen U-förmiges Querschnittsprofil mit zwei in den Ringnuten (5a, 5b) ein- greifenden Flanken (7a, 7b) aufweist, wobei ferner der Sicherungsring (6) ein erstes und ein zweites Ringende (8a, 8b) aufweist, wobei in Umfangsrichtung zwischen den beiden Ringenden (8a, 8b) eine Trennfuge (9) ausgebildet ist, wobei an dem ersten Ringende (8a) ein zumindest teilweise spitz zulaufender Ansatz (10) zur vereinfachten Montage des Sicherungsringes (6) ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Ringende (8b) eine im Wesentlichen ebene Hebelzunge (1 1 ) zur vereinfachten Demontage des Sicherungsrings (6) ausgebildet ist, wobei die Hebelzunge (1 1 ) axial zwischen den Ringnuten (5a, 5b) angeordnet ist und axial größer ausgebildet ist als ein axialer Mindestabstand zwischen den beiden Ringnuten (5a, 5b), wobei ferner ein axialer Überstand (12) der Hebelzunge (1 1 ) zur Betätigung bei der Demontage des Sicherungsrings (1 1 ) vorgesehen ist.

2. Wälzlagereinheit nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelzunge (1 1 ) rechteckig ausgebildet ist. 3. Wälzlagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der axialer Überstand (12) zur Aufnahme eines Werkzeugs (13) vorgesehen ist, wobei der jeweilige Innenring (2a, 2b) eine an der jeweiligen Ringnut (5a, 5b) angrenzende Kante (14) aufweist, die als Hebelpunkt für das Werkzeug (13) vorgesehen ist.

4. Wälzlagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass eine sich im nicht eingebauten Zustand einstellende Trennfuge (9) zwischen den beiden Ringenden (8a, 8b) des Sicherungsrings (6) grö- ßer ist als eine sich einstellende Trennfuge (9) in der Endlage des Sicherungsrings (6) am Innenring (2a, 2b).

5. Wälzlagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (6) aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Federstahl ausgebildet ist.

6. Sicherungsring (6) für eine Wälzlagereinheit, wobei der Sicherungsring (6) ein im Wesentlichen U-förmiges Querschnittsprofil mit zwei im Wesentlichen radial ausgebildeten Flanken (7a, 7b) aufweist, wobei die beiden Flanken (7a, 7b) dazu vorge- sehen sind, in Ringnuten (5a, 5b) an Innenringen (2a, 2b) der Wälzlagereinheit einzugreifen und somit die Innenringe (2a, 2b) axial zu fixieren, wobei der Sicherungsring (6) ein erstes und ein zweites Ringende (8a, 8b) aufweist, wobei in Umfangsrichtung zwischen den beiden Ringenden (8a, 8b) eine Trennfuge (9) ausgebildet ist, wobei an dem ersten Ringende (8a) ein zumindest teilweise spitz zulaufender Ansatz (10) zur vereinfachten Montage des Sicherungsringes (6) ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Ringende (8b) eine im Wesentlichen ebene Hebelzunge (1 1 ) zur vereinfachten Demontage des Sicherungsrings (6) ausgebildet ist, wobei die Hebelzunge (1 1 ) einen axialen Überstand (12) aufweist, wobei die Hebelzunge (1 1 ) axial größer ausgebildet ist als ein axialer Mindestabstand zwischen den beiden Ringnuten (5a, 5b), und wobei der axiale Überstand (12) zur Betätigung bei der Demontage des Sicherungsrings (6) vorgesehen ist.

7. Verfahren zur Demontage eines Sicherungsrings (6) aus Ringnuten (5a, 5b) von Innenringen (2a, 2b) einer Wälzlagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Werkzeugs (13) in eine der beiden Ringnuten (5a, 5b) am Innenring (2a, 2b) eingeschoben wird und an einem axialen Überstand (12) an einer Hebelzunge (1 1 ) des Sicherungsrings (6) zur Anlage kommt, um den Sicherungsring (6) durch eine Hebelwirkung des Werkzeugs (13) aus der Ringnut (5a, 5b) zu entfernen.

Description:
Wälzlagereinheit mit einem Sicherungsring und Verfahren zur Demontage eines

Sicherungsrings

Die Erfindung betrifft eine Wälzlagereinheit mit einem Sicherungsring. Ferner betrifft die Erfindung einen Sicherungsring und ein Verfahren zur Demontage eines Sicherungsrings.

Aus der DE 10 2013 220 702 A1 geht eine als ein mehrreihiges Wälzlager ausgeführte Wälzlagereinheit mit zumindest einem Außenring und wenigstens zwei Innenringen, zwischen denen Wälzkörper geführt sind hervor. Benachbarte Innenringe sind mit zueinander ausgerichteten axialen Stirnseiten aneinander abgestützt. Zur Sicherung einer Axialposition ist ein in Ringnuten der Innenringe eingreifendes Fixierelement vorgesehen, wobei das Fixierelement ein elastischer, eine Trennfuge einschließender Sicherungsring mit einem U-Profil ist, der in einer Vormontageposition kraftschlüssig an einer Innenwandung des Innenrings abgestützt ist, wobei überlappende Ringenden des Sicherungsrings zur axialen Führung formschlüssig verbunden sind und der Sicherungsring in eine Endlage verschiebbar ist. Die Flanken des Sicherungsrings ver- rasten selbsttätig in korrespondierende Ringnuten der benachbarten Innenringe. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Wälzlagereinheit mit einem Sicherungsring weiterzuentwickeln und ein einfaches Verfahren zur Demontage des Sicherungsrings zu schaffen. Insbesondere soll die Demontage des Sicherungsrings ohne Spezialwerkzeug ermöglicht werden. Diese Aufgabe wird durch eine Wälzlagereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen. Eine erfindungsgemäße Wälzlagereinheit ist als mehrreihiges Wälzlager ausgeführt und umfasst zumindest einen Außenring und mindestens zwei Innenringe, zwischen denen Wälzkörper geführt sind, wobei benachbarte Innenringe mit zueinander ausgerichteten axialen Stirnseiten aneinander abgestützt sind und zur Sicherung einer Axi- alposition einen in Ringnuten der Innenringe eingreifenden elastischen Sicherungsring aufweisen, wobei der Sicherungsring ein im Wesentlichen U-förmiges Querschnittsprofil mit zwei in den Ringnuten eingreifenden Flanken aufweist, wobei ferner der Sicherungsring ein erstes und ein zweites Ringende aufweist, wobei in Umfangs- richtung zwischen den beiden Ringenden eine Trennfuge ausgebildet ist, wobei an dem ersten Ringende ein zumindest teilweise spitz zulaufender Ansatz zur vereinfachten Montage des Sicherungsringes ausgebildet ist, wobei an dem zweiten Ringende eine im Wesentlichen ebene Hebelzunge zur vereinfachten Demontage des Sicherungsrings ausgebildet ist, wobei die Hebelzunge axial zwischen den Ringnuten an- geordnet ist und axial größer ausgebildet ist als ein axialer Mindestabstand zwischen den beiden Ringnuten, wobei ferner ein axialer Überstand der Hebelzunge zur Betätigung bei der Demontage des Sicherungsrings vorgesehen ist.

Die erfindungsgemäße Wälzlagereinheit ist bis auf die Gestaltung der beiden Ringen- den des Sicherungsrings identisch zu der Wälzlagereinheit aus der

DE 10 2013 220 702 A1 . Daher wird insbesondere auf die Absätze [0005] bis [0017] der DE 10 2013 220 702 A1 Bezug genommen.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Sicherungsring aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Federstahl ausgebildet ist. Insbesondere ist der Sicherungsring spanlos durch Trennen und Umformen aus einem Blechmaterial hergestellt. Die beiden Flanken werden vorzugsweise durch Biegen hergestellt. Die Formgebung der Ringenden, insbesondere die Formgebung am spitz zulaufenden Ansatz sowie an der Hebelzunge erfolgt durch Stanzen.

Der spitz zulaufende Ansatz schließt unmittelbar an dem ersten Ringende an und weist zwei Abschrägungen auf, die ein spitzes Zulaufen realisieren. Durch die Abschrägungen wird ein Verkanten der Ringenden vermieden und ein minimaler Spalt zwischen den Ringenden im eingebauten Zustand ermöglicht. Insbesondere ist der spitz zulaufende Ansatz trapezförmig ausgebildet. Der spitz zulaufende Ansatz ist dazu vorgesehen, ein Einrasten des Sicherungsrings in die dafür vorgesehenen Ringnuten an den Innenringen zu vereinfachen und dadurch die Montage des Sicherungsrings zu vereinfachen. In einer Vormontageposition des Sicherungsrings am Innenring erfolgt eine Anpassung des Durchmessers des Sicherungsrings an einer Innenum- fangsfläche des Innenrings wodurch der Sicherungsring radial vorgespannt wird. Mithin erfolgt eine kraftschlüssige Abstützung des Sicherungsrings an der Innenumfangs- fläche des Innenrings. Diese Abstützung bewirkt eine spiralförmige Anordnung der Ringenden zur Bildung einer lokalen Überlappung. Der spitz zulaufende Ansatz ver- hindert eine Verkanntung der beiden Ringenden bei der Überlappung.

Die am zweiten Ringende ausgebildete Hebelzunge dient zur vereinfachten Demontage des Sicherungsrings. Im Einbauzustand des Sicherungsrings am Innenring verras- ten die Flanken des Sicherungsrings in die entsprechenden Ringnuten. Im Vergleich zu einer Vormontageposition des Sicherungsrings ist der Sicherungsring im Einbauzustand aufgespreizt. Die Trennfuge zwischen den beiden Ringenden ist derart eingestellt, dass deren Länge im Vergleich zur Trennfuge in einem nicht montierten Zustand beziehungsweise Auslieferungszustand des Sicherungsrings reduziert und möglichst klein ist. Die beiden Ringenden kommen somit im Einbauzustand nicht aneinander zur Anlage. Dadurch, dass die Hebelzunge im Wesentlichen eben ausgebildet ist und keine radial ausgebildeten Flanken aufweist, die in Ringnuten eingreifen, kann zur Demontage des Sicherungsrings aus den Ringnuten ein Werkzeug in eine der beiden Ringnuten am Innenring eingeschoben werden bis das Werkzeug an dem axialen Überstand an der Hebelzunge des Sicherungsrings zur Anlage kommt, um den Siche- rungsring durch eine Hebelwirkung des Werkzeugs aus der Ringnut zu entfernen. Unter einem axialen Überstand ist zu verstehen, dass die axial zwischen den Ringnuten angeordnete Hebelzunge axial größer ausgebildet ist als der axiale Mindestabstand zwischen den beiden Ringnuten. Unter dem axialen Mindestabstand zwischen den beiden Ringnuten ist ein Minimalabstand zu verstehen, der bei Innenringen, die an zueinander ausgerichteten axialen Stirnseiten aneinander abgestützt sind, zwischen den beiden Ringnuten eingestellt wird. Mithin ragt der axiale Überstand im Einbauzustand des Sicherungsrings zumindest teilweise axial in mindestens eine der beiden Ringnuten ein. Der axialer Überstand der Hebelzunge wird bei der Demontage des Sicherungsrings von dem Werkzeug betätigt, insbesondere verkantet das Werkzeug am axialen Überstand. Das Werkzeug ist beispielsweise ein einfacher Schlitzschraubenzieher. Vorzugsweise ist die Hebelzunge rechteckig ausgebildet, um genügend Anlagefläche für das Werkzeug bereitzustellen. Mithin weist die Hebelzunge eine gerade Kante auf unter der das Werkzeug geschoben wird, um den Sicherungsring auszuhebein. Bevorzugt ist der axiale Überstand zur Aufnahme eines Werkzeugs vorgesehen, wobei der jeweilige Innenring eine an der jeweiligen Ringnut angrenzende Kante aufweist, die als Hebelpunkt für das Werkzeug vorgesehen ist. Mit anderen Worten wird das Werkzeug bei der Demontage des Sicherungsrings an der Kante der Ringnut abgestützt und rotiert um einen Hebelpunkt, um den Sicherungsring aus der Ringnut zu lösen.

Ferner bevorzugt ist eine sich im nicht eingebauten Zustand einstellende Trennfuge zwischen den beiden Ringenden des Sicherungsrings größer als eine sich einstellende Trennfuge in der Endlage des Sicherungsrings am Innenring. Mithin weist der Sicherungsring im Einbauzustand am Innenring eine Vorspannung auf.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Hierbei zeigt

Figur 1 eine schematische Halbschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen

Wälzlagereinheit,

Figur 2a eine schematische Detailschnittdarstellung eines in einer Ringnut ange- ordneten, halb dargestellten Sicherungsrings der Wälzlagereinheit gemäß Figur 1 , Figur 2b eine schematische Detailschnittdarstellung des in der Ringnut angeordneten, halb dargestellten Sicherungsrings der Wälzlagereinheit gemäß Figur 1 während einer Demontage des Sicherungsrings,

Figur 3 eine schematische Halbschnittdarstellung des Sicherungsrings gemäß

Figur 1 ,

Figur 4 eine schematische radiale Detaildraufsicht auf den teilweise dargestellten Sicherungsring gemäß Figur 1 , und Figur 5 eine schematische stirnseitige Detaildraufsicht auf den Sicherungsring gemäß Figur 1 .

Gemäß Figur 1 weist eine erfindungsgemäße Wälzlagereinheit, die beispielsweise für eine Radlagerung von einem - hier nicht dargestellten - Kraftfahrzeug vorgesehen ist, zwei spiegelbildlich zusammengefügte, als Kegelrollenlager ausgebildete Wälzlager mit jeweils einem Außenring 1 a, 1 b, mit jeweils einem Innenring 2a, 2b und dazwischen angeordneten Kegelrollen als Wälzkörper 3a, 3b auf, die jeweils in einem Wälzkörperkäfig 15a, 15b geführt sind. Die Innenringe 2a, 2b sind auf den zugewandten Seiten jeweils über Stirnseiten 4a, 4b gegeneinander abgestützt. Ferner weist der jeweilige Innenring 2a, 2b eine jeweilige Ringnut 5a, 5b an einer jeweiligen Innenum- fangsfläche auf, wobei zur Sicherung einer Axialposition der beiden Innenringe 2a, 2b ein in den Ringnuten 5a, 5b der Innenringe 2a, 2b eingreifender elastischer Sicherungsring 6 angeordnet ist. Der Sicherungsring 6 sitzt im vorliegend dargestellten ein- gebauten Zustand zwischen den beiden Innenringen 2a, 2b, die durch den Sicherungsring 6 zusammengehalten werden. Das vorliegend dargestellte zweireihige Kegelrollenlager in O-Anordnung wird vorzugsweise als Radlager in einem LKW eingesetzt. Der Sicherungsring 6 wird vorgespannt in die Lagerung eingeschoben, bis dieser in den dafür vorgesehenen Ringnuten 5a, 5b der Innenringe 2a, 2b aufspringt und mit seinem Profil, nämlich den beiden Flanken die Innenringe 2a, 2b kraftschlüssig verbindet. Der Sicherungsring 6 ist in Figur 3 vergrößert dargestellt.

Gemäß Figur 3 weist der Sicherungsring 6 ein im Wesentlichen U-förmiges Querschnittsprofil mit zwei im Wesentlichen radial ausgebildeten Flanken 7a, 7b auf. Die beiden Flanken 7a, 7b sind dazu vorgesehen, in den Ringnuten 5a, 5b an den Innenringen 2a, 2b der Wälzlagereinheit einzugreifen und somit die Innenringe 2a, 2b axial zu fixieren.

In Figur 5 ist der Sicherungsring 6 vollständig dargestellt. Der Sicherungsring 6 ist aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Federstahl ausgebildet. Aus Figur 5 geht hervor, dass der Sicherungsring 6 ein erstes und ein zweites Ringende 8a, 8b aufweist, wobei in Umfangsrichtung zwischen den beiden Ringenden 8a, 8b eine Trennfuge 9 ausgebildet ist. Die beiden Ringenden 8a, 8b sind asymmetrisch zueinander ausgebildet. An dem ersten Ringende 8a ist ein Ansatz 10 zur vereinfachten Montage des Sicherungsringes 6 ausgebildet. Ferner ist an dem zweiten Ringende 8b eine im Wesentlichen ebene Hebelzunge 1 1 zur vereinfachten Demontage des Sicherungsrings 6 ausgebildet. Die beiden Ringenden 8a, 8b des Sicherungsrings 6 sind in Figur 4 vergrößert dargestellt.

Gemäß Figur 4 ist die Hebelzunge 1 1 rechteckig ausgebildet. Demgegenüber ist der Ansatz 10 zumindest teilweise spitz zulaufend ausgebildet. Die Flanken 7a, 7b erstrecken sich umlaufend von dem ersten Ringende 8a bis zum zweiten Ringende 8b, jedoch nicht entlang des Ansatzes 10 und der Hebelzunge 1 1 . Mithin sind der Ansatz 10 und die Hebelzunge 1 1 frei von den Flanken 7a, 7b. Die Formgebung der Hebelzunge 1 1 ist wird durch ein geeignetes Stanzwerkzeug realisiert. Hierbei ist die Länge der Hebelzunge 1 1 , bei der die beiden Flanken 7a, 7b, also das Profil zum Einrasten entfernt wird, so gewählt, dass beide Ringenden 8a, 8b, einschließlich der Trennfuge 9 dazwischen, durch eine optimierte Stanzmatrize in einem Produktionsschritt ausgebil- det werden kann.

Gemäß den Figuren 2a und 2b ist der Sicherungsring 6 in der Ringnut 5b am Innenring 2b dargestellt. Der Sicherungsring 6 befindet sich auch in der - hier nicht dargestellten - Ringnut 5a am Innenring 2a, um die beiden Innenringe 2a, 2b in formschlüs- siger Weise axial miteinander zu verbinden. Aus den Figuren 2a und 2b wird ersichtlich, dass die Hebelzunge 1 1 einen axialen Überstand 12 aufweist. Mithin ist die Hebelzunge 1 1 axial größer ausgebildet als ein axialer Mindestabstand zwischen den beiden Ringnuten 5a, 5b. Der axiale Überstand 12 ist zur Betätigung bei der Demontage des Sicherungsrings 6 vorgesehen.

In Figur 2b ist die Demontage des Sicherungsrings 6 aus der Ringnut 5b dargestellt. Der axialer Überstand 12 dient zur Aufnahme eines Werkzeugs 13, wobei der Innenring 2b eine an der Ringnut 5b angrenzende Kante 14 aufweist, die als Hebelpunkt für das Werkzeug 13 vorgesehen ist. Somit wird das Werkzeug 13 in die Ringnut 5b am Innenring 2b eingeschoben und an dem axialen Überstand 12 an der Hebelzunge 1 1 des Sicherungsrings 6 abgestützt. Bei der Demontage des Sicherungsrings 6 rotiert das Werkzeug 13 um den Hebelpunkt an der Kante 14 und löst dadurch das erste Ringende 8a des Sicherungsring 6 aus der Ringnut 5b. Ist das erste Ringende 8a des Sicherungsrings 6 nicht mehr in den Ringnuten 5a, 5b eingeschnappt, lässt sich der komplette Sicherungsring 6 einfach entfernen.

Bezuqszeichenliste

1 a, 1 b Außenring

2a, 2b Innenring

3a, 3b Wälzkörper

4a, 4b Stirnseite

5a, 5b Ringnut

6 Sicherungsring

7a, 7b Flanken

8a, 8b Ringende

9 Trennfuge

10 Ansatz

1 1 Hebelzunge

12 axialer Überstand

13 Werkzeug

14 Kante

15a, 15b Wälzkörperkäfig