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Title:
DEVICE FOR COMPENSATING AXIAL THERMAL EXPANSION OF A ROLLER BEARING ARRANGEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/040172
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for compensating axial thermal expansion of a roller bearing arrangement having a bearing ring (6) with a receptacle space for a thermal expansion element (10). In order to provide a compensation device which, while having a simple and cost-effective design, also permits the use of a thermal expansion element made of inexpensive material with relatively low durability and/or relatively low temperature coefficient, the bearing ring (6) is composed of two partial bearing rings (6a, 6b). In this context, the first partial bearing ring (6a) has a roller body running face (7), and the second partial bearing ring (6b) has an outer lateral face (13). The partial bearing rings (6a, 6b) bound the receptacle space (21) between them and can be displaced relatively to one another at least in the axial direction (A) owing to thermally induced changes in volume of the thermal expansion element (10).

Inventors:
OSTERLAENGER JUERGEN (DE)
RADINGER NORBERT (DE)
SMETANA TOMAS (DE)
STEMPLINGER JOHANN-PAUL (DE)
Application Number:
PCT/EP2008/060324
Publication Date:
April 02, 2009
Filing Date:
August 06, 2008
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER KG (DE)
OSTERLAENGER JUERGEN (DE)
RADINGER NORBERT (DE)
SMETANA TOMAS (DE)
STEMPLINGER JOHANN-PAUL (DE)
International Classes:
F16C25/08; F16C33/60
Foreign References:
US6273614B12001-08-14
US5028152A1991-07-02
Attorney, Agent or Firm:
SCHAEFFLER KG (Herzogenaurach, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Ausgleich axialer Wärmedehnungen einer Wälzlageranordnung

- mit einem Lagerring (6) mit einem Aufnahmeraum für ein Wärmedehnungselement (10),

dadurch gekennzeichnet, dass

- der Lagerring (6) aus zwei Lagerteilringen (6a, 6b) zusammengesetzt ist,

- wobei der erste Lagerteilring (6a) eine Wälzkörper-Lauffläche (7) aufweist und der zweite Lagerteilring (6b) eine äußere Mantelfläche (13) der Wälzlageranordnung bildet,

- wobei die Lagerteilringe (6a, 6b) den Aufnahmeraum (21 ) zwischen sich begrenzen und nach außen kapseln und

- wobei die Lagerteilringe (6a, 6b) aufgrund thermisch bedingter Volumenänderungen des Wärmedehnungselements (10) zumindest in axialer Richtung (A) relativ zueinander verschieblich sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass

- sich der eine Lagerteilring (6b) in axialer Richtung (A) über die gesamte

Länge des anderen Lagerteilringes (6a) erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass

- der eine Lagerteilring (6a) eine umlaufende Ausnehmung (8) aufweist, in der das Wärmedehnungselement (10) zumindest teilweise aufgenommen ist,

- und dass der andere Lagerteilring (6b) diese Ausnehmung (8) vollständig überdeckt.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Lagerteilringe (6a, 6b) zumindest an einer Stelle mit einander verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- der erste Lagerteilring (6a) eine separate Außenhülse ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Lagerteilringe (50a, 50b) einen konischen Aufnahmeraum (53) begrenzen.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass

- die Lagerteilringe (50a, 50b) annähernd L-förmigen Querschnitt aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Lagerteilringe (50a, 50b) Seitenwände (56, 57) aufweisen, die mit dem jeweils anderen Lagerteilring (50b, 50a) so kooperieren, dass sich die Lagerteilringe (50a, 50b) axial und radial relativ zueinander verschieben können, während der Aufnahmeraum (53) nach außen gekapselt bleibt.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass

- zwischen einem Lagerteilring (6a 1 ) und dem Aufnahmeraum (8) eine separate Zwischenhülse (42) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- zwischen einem Lagerteilring (6b) und dem Wärmedehnungselement (10) ein in axialer Richtung (A) kraftübertragender Kolben (22) angeord- net ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- zumindest ein Randbereich (18) eines Lagerteilringes (6b) umgebogen ist, um sich an einer Stirnseite (19) des anderen Lagerteilringes (6a) abzustützen.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass

- der Randbereich (32) eines Lagerteilringes (6b) axial gestuft ist, wobei ein im Wesentlichen radial verlaufender Stufenabschnitt (38) innenseitig in Kontakt mit dem Wärmedehnungselement (10) ist.

Description:

Bezeichnung der Erfindung

Vorrichtung zum Ausgleich axialer Wärmedehnungen einer Wälzlageranordnung

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleich axialer Wärmedehnungen einer Wälzlageranordnung mit einem Lagerring mit einem Aufnahmeraum für ein Wärmedehnungselement.

Hintergrund der Erfindung

Bei Maschinenelementen, die aus Werkstoffen mit unterschiedlicher Wärmeausdehnung bzw. mit unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten bestehen, treten bei sich ändernden Betriebstemperaturen unterschiedliche relative Längenänderung (axiale Wärmedehnung) und damit Abstandsänderungen auf. Diese Erscheinung ist insbesondere bei schnell laufenden Anordnungen, bei denen eine präzise Lagerung erforderlich ist - wie beispielsweise Kraftfahrzeugdifferentialen oder Verteilergetrieben - unerwünscht. In der Regel bestehen bei einem Kraftfahrzeuggetriebe das Getriebegehäuse aus Aluminium- druckguss; die aus Stahl gefertigt Getriebewellen sind mittels angestellter Ke- gelrollenlager gelagert. Hier macht sich die etwa doppelt so starke Wärmeausdehnung des Aluminiumgehäuses im Vergleich zu den Stahlwellen signifikant bemerkbar und verändert die eingestellte Vorspannung bzw. das eingestellte Lagerspiel der Wälzlager. Dies führt zu verringerter Lagerlebensdauer, un- günstigstenfalls zu einem axialen Wellenschlag zu nicht idealem Zahneingriff und Geräuschbildung.

Zur Kompensation dieser Effekte sind aus dem US-Patent 5,028,152 Vorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt, bei denen in einem Lagerring

eine umlaufende Ausnehmung gebildet ist, in die ein Wärmedehnungselement in Form eines Dehnungshngs eingesetzt ist, das sich andererseits an einer Schulter eines Getriebegehäuses abstützt.

Der Dehnungsring muss dabei aus hochwertigem Material bestehen, das einen möglichst hohen Temperaturkoeffizienten und eine hohe Beständigkeit gegen aggressive äußere Betriebsbedingungen - insbesondere eine hohe ölresistenz - aufweist. Die Dehnungsringe der bekannten Vorrichtung bestehen deshalb bevorzugt aus einem unter dem Handelnamen VITON ® von der Firma DuPont vertriebenen Elastomer. Dieses Material ist allerdings relativ teuer.

Aufgabe der Erfindung

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Kompensationsvorrichtung, die bei einfachem und kostengünstigem Aufbau auch die Verwendung eines Wärmedehnungselements aus preiswertem Material mit geringerer Beständigkeit und/oder geringerem Temperaturkoeffizienten ermöglicht.

Beschreibung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Demgemäß ist der Lagerring aus zwei Lagerteilringen zusammengesetzt, wobei der erste Lagerteilring eine Wälzkörper-Lauffläche aufweist und der zweite Lagerteilring eine äußere Mantelfläche der Wälzlageranordnung bildet, wobei die Lagerteilringe den Aufnahmeraum zwischen sich begrenzen und nach außen kapseln und wobei die Lagerteilringe aufgrund thermisch bedingter VoIu- menänderung des Wärmedehnungselements zumindest in axialer Richtung relativ zueinander verschieblich sind.

Unter äußerer Mantelfläche der Wälzlageranordnung ist im Rahmen der Erfin-

dung die in Kontakt mit den zu lagernden Maschinenelementen stehende Fläche zu verstehen, also üblicherweise die zylindrische Außenmantelfläche, mit der das Lager z.B. in einer Lagerbohrung sitzt, bzw. die zylindrische Mantelfläche der Lagerinnenringbohrung, in der z.B. eine zu lagernde Welle aufgenom- men ist.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht damit darin, dass die Lagerteilringe einen gekapselten Aufnahmeraum bilden, in dem das Wärmedehnungselement gegen Außeneinflüsse weitestgehend geschützt und abgeschottet beherbergt ist. Damit kann für die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Wärmedehnungselement aus einem wesentlich kostengünstigeren Werkstoff, beispielsweise thermoplastisches Elastomer, mit deutlich niedrigerer Beständigkeit gegen Außeneinflüsse, insbesondere niedriger ölbeständigkeit, verwendet werden.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass eine vormontierbare und transportfähige Montageeinheit geschaffen ist, die bei der Endmontage einfach gehandhabt werden kann.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung erlaubt zudem, die Ausnehmung und damit die Axialerstreckung des Wärmedehnungselementes hinsichtlich der axialen Wärmedehnung zu optimieren. Mit anderen Worten: Als Wärmedehnungselement kann ein Ring oder eine Hülse mit einer vergleichsweise geringen Wanddicke bzw. geringen radiale Erstreckung und entspre- chend lang ausgestalteter axialer Erstreckung verwendet werden. Dies führt zu dem zusätzlichen Vorteil, dass als Material für das Wärmedehnungselement beispielsweise thermoplastische Elastomere verwendet werden können, die eine geringere Wärmeausdehnung aufweisen. Beispielsweise können unter den Handelsnamen Hytrel, Elastollan, TPSiV oder Zeotherm bekannte Materia- I ien verwendet werden.

Durch die Abmaße des ersten bzw. zweiten Lagerteilrings kann die Passung bzw. der Sitz des zweiten Lagerteilrings auf dem ersten Lagerteilring ausgelegt

werden. Zudem kann ein leichtes radiales übermaß des Wärmedehnungselements vorgesehen sein, so dass bei der Montage der Wälzlageranordnung ein zusätzlicher radialer Druck z.B. von dem äußeren Lagerteilring auf den inneren Lagerteilring ausgeübt wird. In der montierten Einbaulage sind die beiden La- gerteilringe dann z.B. durch eine entsprechende Presspassung fixiert.

Eine einbautechnisch bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sich der eine Lagerteilring in axialer Richtung über die gesamte Länge des anderen Lagerteilringes erstreckt.

Eine hinsichtlich des Kompensations-Wirkungsgrades bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der eine Lagerteilring eine umlaufende Ausnehmung aufweist, in der das Wärmedehnungselement zumindest teilweise aufgenommen ist, und dass der andere Lagerteilring diese Ausnehmung voll- ständig überdeckt.

Die Lagerteilringe können bevorzugt zumindest an einer Stelle mit einander verbunden sein. Fertigungstechnisch bevorzugt ist der erste Lagerteilring eine separate Außenhülse.

Eine weitere Optimierung des Kompensations-Wirkungsgrades lässt sich nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erreichen, indem die Lagerteilringe einen konischen Aufnahmeraum begrenzen.

Vorteilhafterweise können die Lagerteilringe einen annähernd L-förmigen Querschnitt haben.

Konstruktiv bevorzugt weisen die Lagerteilringe Seitenwände auf, die so mit dem jeweils anderen Lagerteilring verbunden sind, dass sich die Lagerteilringe axial und radial relativ zueinander verschieben können, während der Aufnahmeraum nach außen gekapselt bleibt.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen einem La-

gerteilring und dem Aufnahmeraum eine separate Zwischenhülse angeordnet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass serienmäßige Lager verwendet werden können und die Kompensationsvorrichtung für sich eine separate Einheit bildet. Zudem ist bei dieser Ausgestaltung keine Schwächung des eigentlichen Lagerringes hinzunehmen. Diese Ausgestaltung eignet sich insbesondere für hoch beanspruchte Lageranordnungen oder für das nachträgliche Nachrüsten von Wälzlagern.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist innerhalb der Kapse- lung ein Kolben zwischen einem Lagerteilring und dem Wärmedehnungselement angeordnet, der Druckkräfte in axialer Richtung überträgt. Dadurch sind thermisches Fließen und unerwünschtes Setzen des Wärmedehnungselements besonders gut verhindert. Zudem kann der Kolben zusätzlich abdichtend wirken, so dass verhindert ist, dass Material des Wärmedehnungselementes in etwaige Spalte zwischen der Außenhülse und dem lagerseitigen Ring ausweichen bzw. fließen kann.

Fertigungstechnisch bevorzugt ist nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zumindest ein Randbereich des einen Lagerteilringes um- gebogen, um sich an einer Stirnseite des anderen Lagerteilringes abzustützen. Der andere, in axialer Richtung gegenüberliegende Randbereich des einen Lagerteilringes kann zur Transport- oder Montageerleichterung verstemmt sein.

Eine vorteilhafte Fortbildung der Erfindung sieht vor, dass der Randbereich des einen Lagerteilringes axial gestuft ist, wobei die Stufe mit einem im Wesentlichen radial verlaufenden Stufenabschnitt innenseitig in Kontakt mit dem Wärmedehnungselement ist. Die stufenartige Ausbildung des Randbereichs bildet eine definierte Anlagefläche, auf die das Wärmedehnungselement die Kompensationskräfte, die durch dessen thermische Ausdehnung entstehen, unmit- telbar übertragen kann. Diese Gestaltung bietet sich besonders für die Fälle an, in denen auf einen Kolben verzichtet wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich auch oder ergänzend aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. Dabei zeigen:

Figur 1 in perspektivischer Ansicht einen teilweisen Längsschnitt eines Kegelrollenlagers mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Figur 2 perspektivisch eine Explosionsdarstellung von Komponenten der Anordnung nach Figur 1 ;

Figur 3 in perspektivischer Ansicht einen teilweisen Längsschnitt eines Kegelrollenlagers mit einer weiteren erfindungsgemäßen Vor- richtung;

Figur 4 perspektivisch eine Explosionsdarstellung von Komponenten der Anordnung nach Figur 3;

Figur 5 in perspektivischer Ansicht einen teilweisen Längsschnitt eines

Kegelrollenlagers mit einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Figur 6 perspektivisch eine Explosionsdarstellung von Komponenten der Anordnung nach Figur 5;

Figur 7 in perspektivischer Ansicht einen teilweisen Längsschnitt eines Kegelrollenlagers mit einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Figur 8 im Längsschnitt verschiedene Betriebssituationen der Vorrichtung nach Figur 7;

Figur 9 eine vergleichende Darstellung des Axialkraftflusses der Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1 bis 6.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.

Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte erste Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsgemäßen Vorrichtung zeigt ein als Kegelrollenlager ausgebildetes an sich bekanntes Wälzlager 1 mit einem Lagerinnenring 2 mit einer Lauffläche 3. Auf der Lauffläche rollen die als Kegelrollen ausgebildeten Wälzkörper 4 ab, die in einem Lagerkäfig 5 gehalten sind. Ein Lageraußenring 6 besteht aus zwei Lagerringteilen, einem ersten Lagerringteil 6a und einem zweiten Lager- ringteil 6b. Der Lagerringteil 6a weist eine auch als äußere Lauffläche bezeichnete Lauffläche 7 auf, auf der die Wälzkörper 4 abrollen. Im in radialer Richtung gesehen äußeren Mantel des Lagerringteils 6a ist eine auch als Nut bezeichnete umlaufende radiale Ausnehmung 8 vorgesehen. In die Ausnehmung 8 ist ein aus einem Elastomer 9 bestehendes Wärmedehnungselement 10 zu- mindest teilweise eingebracht. Das Wärmedehnungselement 10 ist (vergleiche auch Figur 2) von einem dünnwandigen Ring oder einer Hülse gebildet. Dabei ist deren Radialerstreckung im Vergleich zur Axialerstreckung sehr gering bemessen.

Die Anordnung von erstem Lagerringteil 6a und Wärmedehnungselement 10 ist von dem zweiten Lagerringteil 6b vollständig in axialer Richtung A umgeben. Der zweite Lageringteil 6b erstreckt sich axial vollständig über die Länge des ersten Lagerringteils 6a und umgreift ihn zumindest soweit, dass die Ausnehmung 8 vollständig unter ihm liegt und vollständig überdeckt ist. Der Lagering- teil 6b bildet mit seiner äußeren Fläche die äußere Mantelfläche 13 des Lagerringes 6 und ist mit seinem rückwärtigen Ende oder Randbereich 14 mit dem hinteren Rand oder Steg 15 des Lagerringteils 6a verbunden. Im vorderen, getriebeseitigen Bereich stützt sich der Lageringteil 6b mit seinem umgeboge-

nen oder gebördelten Rand 18 an der Stirnseite 19 eines Lagerbords 20 des Ringes 6a ab. Die Lagerringteile 6a, 6b bilden damit im Zusammenwirken mit der Ausnehmung 8 einen abgeschlossenen Aufnahmeraum 21 der sich axial erstreckt.

Die beiden Lagerringteile 6a, 6b sind in ihren Außenabmessungen so ausgelegt, dass zwischen ihnen eine Passung besteht, die bei festem Sitz eine ausreichende Axialverschieblichkeit erlaubt. Das Wärmedehnungselement 10 hat ein geringes radiales übermaß, so dass dieses im montierten Zustand eine zusätzliche radiale Andruckkraft erzeugt. Dadurch ist das äußere Lagerringteil 6b straff auf dem inneren Lagerringteil 6a gehalten. Im in einer Lageranordnung montierten Zustand kann eine die Lagerringteile 6a, 6b in ihrer Funktionsposition haltende Presspassung vorgesehen sein. Separate Befestigungsoder Halteteile zwischen den Lagerringteilen sind damit im Betrieb nicht erfor- derlich, sie können allenfalls in Form von übergreifenden Sicken, Umbördelun- gen, Rastnasen oder Haken ausgestaltet sein, um die Lagerringteile während des Transports relativ zueinander zu sichern.

Zur Führung der Lagerringteile in axialer Richtung relativ zueinander dienen ihre jeweiligen Auflauf- oder Berührungsflächen.

Um die bei einer Temperaturerhöhung gewünschte Ausdehnung in axialer Richtung A und die dadurch erzeugte Axialkraft möglichst verschleißfrei für das Material des Wärmedehnungselementes 10 auf den Rand 18 und damit auf die nicht näher gezeigte Andruckfläche zum Beispiel eines Getriebes zu übertragen, ist ein Ringkolben 22 vorgesehen, an dem sich das vordere Ende 23 des Wärmedehnungselementes 10 abstützt. Mit seinem rückwärtigen Ende 24 stützt sich das Wärmedehnungselement an der innenseitigen Vertikalwand des Steges 15 ab. Aufgrund der erheblichen Axialerstreckung der Ausnehmung 8 und der durch die Außenhülse 12 im Zusammenspiel mit der Ausnehmung 8 gebildete Kapselung - deren Abschirmfähigkeit durch den Kolben 22 erheblich erhöht ist - kann als Material für das Wärmedehnungselement 10 vergleichsweise preis-

werter Werkstoff gewählt werden, weil der Werkstoff dabei nicht über sehr hohe mechanische Beständigkeit und einen hohen Temperaturkoeffizienten verfügen muss. Dies wirkt sich insgesamt kostenmindernd aus.

In den Figuren 3 und 4 ist eine zweite, gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel modifizierte Ausführungsform einer Vorrichtung gezeigt. Dabei ist der grundsätzliche Aufbau des Lagers 1 unverändert und wird deshalb nicht erneut beschrieben. Jedoch ist der Lagerteilring 30 dadurch modifiziert, dass sein vorderer Randbereich 32 eine zweifache Stufung 33 aufweist. Dabei stützt sich die Stufe mit ihrem unteren Endbereich 34 an dem stirnseitigen Lagerbord 20 des Ringes 6a ab. Der im Wesentlichen horizontal verlaufende Stufenabsatz 35 liegt auf der Mantelfläche 36 des Ringes 6 axial verschieblich auf. Ein sich rückwärtig an den Stufenabsatz 35 anschließender, im Wesentlichen radial verlaufender Stufenabschnitt 38 fungiert als Gegenanschlag für das Wärme- dehnungselement 10, indem das Ende 23 an der Innenseite 40 des Stufenabschnitts 38 anliegt. Bei einer thermisch bedingten Ausdehnung des Wärmedehnungselementes 10 in dem von den Ringen 6a und 6b begrenzten Aufnahmeraum 21 in axialer Richtung A bewirkt dies unmittelbar eine axiale Verschiebung des Endbereichs 34, der sich zur Temperaturkompensation in an sich bekannter Weise an einer nicht dargestellten getriebegehäuseseitigen Anschlagfläche abstützen kann.

Die Figuren 5 und 6 zeigen schließlich eine weitere Modifikation einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der ein erster Lagerteilring 6a' eines Lagerau- ßenringes 6' mit einer konstant konzentrischen, d.h. absatzfreien äußeren Mantelfläche 41 verwendet wird. Dies hat den Vorteil, dass die Mantelfläche nicht zusätzlich bearbeitet werden muss. Auf den Ring 6a' ist eine separate (lnnen-)Hülse 42 aufgeschoben, die im rückwärtigen Bereich einen Flansch 44 für das rückwärtige Ende 24 des Wärmedehnungselementes 10 aufweist. Die Hülse 42 hat eine Umbiegung 46, mit der sie sich an einer Ausnehmung 47 am Bord 48 des Ringes 6a' abstützt. Ansonsten findet der im Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4 ausführlich beschriebene Lagerteilring 30 Verwendung und dient mit seinem vertikalen, radial verlaufenden Stufenabschnitt 38 innen-

seitig als Anschlag 39 für das andere Ende 23 des Wärmedehnungselementes 10.

Die Figur 7 zeigt in in perspektivischer Ansicht einen teilweisen Längsschnitt eines Kegelrollenlagers mit einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Lageraußenring 50 als geteilter Außenring ausgeführt ist, indem zwei als Metallhülsen ausgebildete Lagerteilringe 50a, 50b ineinander greifen. Die Teilringe sind in ihrem jeweiligen Querschnitt 51 , 52 L-förmig ausgebildet. Sie sind so ineinander verschachtelt, dass sie einen Aufnahmeraum 53 zwi- sehen sich ausbilden und nach außen abschließen. Dieser hat in Längsrichtung zulaufende Wände 56, 57, die von den axialen Innenwänden der Teilringe 50a, 50b gebildet sind. Dadurch ergibt sich ein Aufnahmeraum 53, der eine konische Form aufweist. Der Aufnahmeraum ist mit einem Werkstoff, beispielsweise einem Elastomer, (Wärmedehnungselement) 58, gefüllt, der einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten (z.B. VITON ® mit α = 1 ,5 x 10 "4 x 1/K) aufweist. Bei temperaturabhängiger Ausdehnung des Werkstoffs bewegen sich die Ringe 50a, 50b relativ zueinander, wobei deren Wände wie nur schematisch angedeutet durch kooperierende Formelemente (z.B. Nuten und Stege) für einen bleibenden und dichtenden Kontakt sorgen.

Figur 8 zeigt (hinsichtlich der Ausdehnung in übertriebner Darstellung) im Längsschnitt zwei Betriebssituationen der Vorrichtung nach Figur 7 bei einer Temperatur von 20° C bzw. von 120° C. Bei einer Temperatur von 20° C (vgl. linker Teil der Figur 8) sitzt ein Lager 60 mit einer erfindungsgemäßen Vorrich- tung fest mit seinem Lagerinnenring 61 auf einem Ende 62 einer zu lagernden Welle 63. Der Lageraußenring 50 ist wie zuvor beschrieben von zweit Lagerteilringen 50a, 50b gebildet, wobei der zweite, äußere Teilring 50b im Festsitz in einer Bohrung 64 eines Aluminiumgehäuses 66 aufgenommen ist. Zwischen den Teilringen ist das Wärmedehnungselement 58 in dem Aufnahmeraum 53 erkennbar.

Bei einer Erhöhung der Temperatur auf 120° C ist das Gehäuse 66 axial und radial wesentlich stärker ausgedehnt als die Welle 63. Daher ergibt sich die im rechten Teil der Figur 8 - stark übertrieben dargestellte - Weitung der Bohrung

64 mit der Folge, dass die Lageranordnung ohne Temperaturkompensation nur noch mit Spiel aufgenommen wäre und damit auch eine etwaige ursprüngliche Lagervorspannung verändert wäre. Die Ausdehnung des Wärmedehnungselements 58 führt zu einer Druckerhöhung im Aufnahmeraum 53. aufgrund derer die relativ zueinander beweglichen Lagerteilringe 50a, 50b wie angedeutet in axialer A und radialer Richtung R sich entfernen, so dass eine resultierende Verschiebung (Pfeil V) des Teilringes 50a zu einer Kompensation dieser Effekte führt.

In Figur 9 sind die drei zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele in Zusammenschau im Längsschnitt gezeigt, wobei der Pfeil F jeweils den Kraftfluss bei axialer Belastung symbolisiert.

Im linken Teil der Figur 9 (Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2) ist schematisch der Kraftfluss über den Lagerinnenring 2, die Wälzkörper 4, den Lageraußenring 6, das Wärmedehnungselement 10 und den Ringkolben 22 dargestellt, wobei sich dieser über Lagerteilring 6b beziehungsweise dessen Umbiegung 18 außenseitig an einem nicht dargestellten Gehäuseabschnitt abstützt.

Figur 9 zeigt im mittleren Bereich (gemäß den Ausführungsbeispielen nach Figur 3 und 4) den prinzipiell gleichen Kraftfluss über den Lagerinnenring 2, die Wälzkörper 4, den Lageraußenring 6, das Wärmedehnungselement 10, der allerdings über die Stufung 33 des Randes 32 des Teilringes 30 verläuft.

In Figur 9 rechts ist der zunächst über den Lagerinnenring 2, die Wälzkörper 4, den Lageraußenring 6', das Wärmedehnungselement 10, die separate Hülse 42 und die Stufung 33 verlaufende Kraftfluss ersichtlich.

Man erkennt, dass aufgrund der relativ großen axialen Erstreckung des Aufnahmeraumes 21 für das Wärmedehnungselement 10 auch bei kostengünstigen Materialien eine betragsmäßig relativ große Längenausdehnung und damit Temperaturkompensationsmöglichkeit besteht. Dagegen ist der erforderliche

zusätzliche radiale Bauraum der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehr gering. Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen zeichnen sich zudem dadurch aus, dass sie keinen zusätzlichen axialen Bauraum beanspruchen.

Die separaten Lagerteilringe bilden in konstruktiv und fertigungstechnisch einfacher Weise einen zuverlässig gekapselten Aufnahmeraum 21 , so dass an das Material des Wärmedehnungselements 10 keine hohen Beständigkeitsanforderungen hinsichtlich äußerer Medien gestellt werden müssen.

Die Abdichtung erfolgt im Wesentlichen über einen Stahl/Stahl-Kontakt zwischen den Teilringen. Teilring 6b bzw. 30 kann zusammen mit dem Kegelrollenlager leicht in eine z.B. gehäuseseitig vorgesehene Aufnahmebohrung ein- gepresst sein.

Obwohl im Rahmen der Ausführungsbeispiele Konfigurationen mit am Lageraußenring angeordneten Temperaturkompensationsvorrichtungen dargestellt sind, ist in gleicher weise auch eine Realisierung am Lagerinnenring denkbar.

Bezugszahlenliste

Wälzlager

Lagerinnenring

Lauffläche

Wälzkörper

Lagerkäfig , 6' Lageraußenring a, 6a 1 Lagerteilring b Lagerteilring

Lauffläche

Ausnehmung

Elastomer 0 Wärmedehnungselement 2 Außenhülse 3 äußere Mantelfläche 4 Randbereich v. 6b 5 Hinterer Rand / Steg v. 6a 8 umgebogener Rand 9 Stirnseite 0 Lagerbord 1 Aufnahmeraum 2 Ringkolben 3 vorderes Ende v. 10 4 rückwärtiges Ende 0 Lagerteilring 2 Randbereich 3 Stufe 4 Endbereich 5 Stufenabsatz 6 Mantel v. 6 8 Stufenabschnitt 9 Anschlag innen in 38

40 Innenseite v. 38

41 Mantelfläche v. 6a'

42 Hülse

44 Flansch

46 Umbiegung

47 Ausnehmung

48 Lagerbord v. 6a'

50 Lageraußenring

50a, 50b Lagerteilringe

51 , 52 Querschnitt

53 Aufnahmeraum

56, 57 Wände v. 53

58 Wärmedehnungselement

60 Lager

61 Lagerinnenring

62 Ende

63 Welle

64 Bohrung

66 Aluminiumgehäuses

A axiale Richtung

F Pfeil = Kraftfluss

R radiale Richtung

V Pfeil