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DE102017111044A1 - Wälzlagereinheit mit einem Sicherungsring und Verfahren zur Demontage eines Sicherungsrings - Google Patents

Wälzlagereinheit mit einem Sicherungsring und Verfahren zur Demontage eines Sicherungsrings Download PDF

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DE102017111044A1
DE102017111044A1 DE102017111044.5A DE102017111044A DE102017111044A1 DE 102017111044 A1 DE102017111044 A1 DE 102017111044A1 DE 102017111044 A DE102017111044 A DE 102017111044A DE 102017111044 A1 DE102017111044 A1 DE 102017111044A1
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DE
Germany
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ring
annular grooves
rolling bearing
bearing unit
circlip
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DE102017111044.5A
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English (en)
Inventor
Bernd Barthel
Lukas Schraut
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
SAF Holland GmbH
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Publication date
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Priority to CN201880025262.XA priority patent/CN110520643B/zh
Priority to PCT/DE2018/100285 priority patent/WO2018192614A1/de
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wälzlagereinheit, ausgeführt als ein mehrreihiges Wälzlager mit zumindest einem Außenring (1a, 1b) 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) eingreifenden 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, 8b) ein zumindest teilweise spitz zulaufender Ansatz (10) zur vereinfachten Montage des Sicherungsringes (6) ausgebildet ist, wobei an dem zweiten Ringende (8b) eine im Wesentlichen ebene Hebelzunge (11) zur vereinfachten Demontage des Sicherungsrings (6) ausgebildet ist, wobei die Hebelzunge (11) 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 (11) zur Betätigung bei der Demontage des Sicherungsrings (11) vorgesehen ist.

Description

  • 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 verrasten 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 Axialposition 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 Umfangsrichtung 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 angeordnet 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 Ringenden 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 Innenumfangsfläche des Innenrings wodurch der Sicherungsring radial vorgespannt wird. Mithin erfolgt eine kraftschlüssige Abstützung des Sicherungsrings an der Innenumfangsfläche des Innenrings. Diese Abstützung bewirkt eine spiralförmige Anordnung der Ringenden zur Bildung einer lokalen Überlappung. Der spitz zulaufende Ansatz verhindert 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 verrasten 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 Sicherungsring 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 auszuhebeln.
  • 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
    • 1 eine schematische Halbschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Wälzlagereinheit,
    • 2a eine schematische Detailschnittdarstellung eines in einer Ringnut angeordneten, halb dargestellten Sicherungsrings der Wälzlagereinheit gemäß 1,
    • 2b eine schematische Detailschnittdarstellung des in der Ringnut angeordneten, halb dargestellten Sicherungsrings der Wälzlagereinheit gemäß 1 während einer Demontage des Sicherungsrings,
    • 3 eine schematische Halbschnittdarstellung des Sicherungsrings gemäß 1,
    • 4 eine schematische radiale Detaildraufsicht auf den teilweise dargestellten Sicherungsring gemäß 1, und
    • 5 eine schematische stirnseitige Detaildraufsicht auf den Sicherungsring gemäß 1.
  • Gemäß 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 1a, 1b, 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 Innenumfangsfläche 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 eingebauten 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 3 vergrößert dargestellt.
  • Gemäß 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 5 ist der Sicherungsring 6 vollständig dargestellt. Der Sicherungsring 6 ist aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Federstahl ausgebildet. Aus 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 11 zur vereinfachten Demontage des Sicherungsrings 6 ausgebildet. Die beiden Ringenden 8a, 8b des Sicherungsrings 6 sind in 4 vergrößert dargestellt.
  • Gemäß 4 ist die Hebelzunge 11 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 11. Mithin sind der Ansatz 10 und die Hebelzunge 11 frei von den Flanken 7a, 7b. Die Formgebung der Hebelzunge 11 ist wird durch ein geeignetes Stanzwerkzeug realisiert. Hierbei ist die Länge der Hebelzunge 11, 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 ausgebildet werden kann.
  • Gemäß den 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 formschlüssiger Weise axial miteinander zu verbinden. Aus den 2a und 2b wird ersichtlich, dass die Hebelzunge 11 einen axialen Überstand 12 aufweist. Mithin ist die Hebelzunge 11 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 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 11 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.
  • Bezugszeichenliste
    • 1a, 1b
    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
    11
    Hebelzunge
    12
    axialer Überstand
    13
    Werkzeug
    14
    Kante
    15a, 15b
    Wälzkörperkäfig
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013220702 A1 [0002, 0006]

Claims (7)

  1. Wälzlagereinheit, ausgeführt als ein mehrreihiges Wälzlager mit zumindest einem Außenring (1a, 1b) 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) eingreifenden 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 (11) zur vereinfachten Demontage des Sicherungsrings (6) ausgebildet ist, wobei die Hebelzunge (11) 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 (11) zur Betätigung bei der Demontage des Sicherungsrings (11) vorgesehen ist.
  2. Wälzlagereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelzunge (11) 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) größer 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 vorgesehen 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 (11) zur vereinfachten Demontage des Sicherungsrings (6) ausgebildet ist, wobei die Hebelzunge (11) einen axialen Überstand (12) aufweist, wobei die Hebelzunge (11) 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 (11) des Sicherungsrings (6) zur Anlage kommt, um den Sicherungsring (6) durch eine Hebelwirkung des Werkzeugs (13) aus der Ringnut (5a, 5b) zu entfernen.
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