DE102004053125B4 - Wälzlageranordnung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Wälzlager und insbesondere auf eine Wälzlagerbaueinheit.
- Zunächst wird auf
1 Bezug genommen, die den Stand der Technik darstellt. Eine Wälzlageranordnung100 weist allgemein eine Mehrzahl von Rollen102 auf, die innerhalb eines Käfigs104 gehalten sind. Der Käfig104 weist eine Vielzahl von Taschen auf, in denen die Rollen102 angeordnet und gehaltert sind. Eine Abdeckung in Form eines Napfes106 ist um die Außenseite der Anordnung aus Käfig104 und Rollen102 herum vorgesehen, um eine äußere Lagerfläche für die Rollen102 zu schaffen. Alternativ kann die Abdeckung106 an der Innenseite der Anordnung aus Käfig104 und Rollen102 angebracht sein, um eine innere Lagerfläche zu bieten. Flansche108 und110 , die sich radial von der Abdeckung106 her erstrecken, halten die Anordnung zusammen und gestatten es dadurch der Abdeckung106 , eine radial nach außen gerichtete Bewegung der Rollen102 zu verhindern. Es wurden verschiedene Mittel verwendet, um die Taschen zu gestalten, zum Beispiel Laschen, die sich in die Taschen hinein erstrecken, um eine radiale Bewegung der Rollen102 in einer Richtung entgegengesetzt zu der Abdeckung106 zu verhindern. - Während die Abdeckung
106 ein adäquates Mittel ist, um die Anordnung zusammenzuhalten, hat sie doch einige Nachteile. Zum Beispiel wird während der Herstellung einer der Flansche108 oder110 im Allgemeinen nicht umgebördelt gelassen, so dass die Anordnung aus Käfig104 und Rollen102 innerhalb der Abdeckung106 eingesetzt werden kann. Danach ist ein zweiter Vorgang erforderlich, um den nicht umgebördelten Flansch108 oder110 umzubördeln. Darüber hinaus werden Lageranordnungen oft in beengten Umgebungen eingesetzt, zum Beispiel in einem Fahrzeuggetriebe, wo primär auf den Raumbedarf zu achten ist. Die axiale Dicke der Flansche108 und110 muss dann durch Verminderung der Länge des Käfigs104 und damit der Rollen102 untergebracht werden. - Ähnliche Lageranordnungen sind bekannt aus der
DE 21 30 953 A , derUS 4 323 289 A , derDE 1 801 999 U , derUS 5 584 583 A , und derDE 1 913 351 A . - Die oben beschriebenen Nachteile sollen durch die Erfindung vermieden werden.
- Die Erfindung schafft demnach eine Lageranordnung entsprechend Patentanspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Die Erfindung schafft somit eine Lageranordnung mit einem Käfig, einer Vielzahl von Rollen und einer Hälse. Der Käfig weist einen zentralen Abschnitt oder Taschenabschnitt auf, der sich zwischen einem Paar von radialen Flanschen erstreckt, die sich ihrerseits in einer ersten radialen Richtung erstrecken. Der zentrale Abschnitt weist eine Vielzahl von Rollenhaltetaschen auf. Jede Rollenhaltetasche ist so gestaltet, dass sie eine wesentliche radiale Bewegung der darin angeordneten Rolle in einer zweiten radialen Richtung, die der ersten radialen Richtung entgegengesetzt ist, verhindert. Die Hülse ist zwischen den radialen Flanschen angeordnet. Die radialen Flansche erstrecken sich über eine Entfernung in der ersten radialen Richtung derart, dass die Flansche radial die Hülse überlappen, wodurch die Hülse zwischen den Flanschen gehalten ist und wobei die Hülse eine wesentliche radiale Bewegung der Rollen in der ersten radialen Richtung verhindert. Die erfindungsgemäße Lageranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass jede Tasche eine allgemeine Breite W hat, die geringfügig größer ist als ein Durchmesser einer entsprechenden Rolle, sowie wenigstens einen Bereich von verminderter Breite R, kleiner als die Breite W; wobei der Taschenabschnitt durch eine Vielzahl von gegenseitig beabstandeten Querstegen gebildet ist, wobei jeder Quersteg einen mittleren Abschnitt aufweist, der sich zwischen einem Paar seitlich äußerer Abschnitte erstreckt, wobei der mittlere Abschnitt radial gegenüber den seitlich äußeren Abschnitten versetzt ist; und wobei die Rollenhaltetaschen keine Haltemittel für die Rollen in der ersten radialen Richtung aufweisen.
- Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen.
-
1 ist eine teilweise Querschnittsansicht einer Lageranordnung nach dem Stand der Technik. -
2 ist eine isometrische Ansicht einer Lageranordnung, die ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, wobei die Rollen insgesamt und die Hülse teilweise weggelassen sind. -
3 ist eine Querschnittsansicht der Lageranordnung von2 mit den eingesetzten Rollen. -
4 ist eine Querschnittsansicht ähnlich der3 und veranschaulicht ein erstes alternatives Ausführungsbeispiel. -
5 ist eine Querschnittsansicht ähnlich der3 und veranschaulicht ein zweites alternatives Ausführungsbeispiel. -
6 ist eine Querschnittsansicht ähnlich der3 und veranschaulicht ein drittes alternatives Ausführungsbeispiel. -
7 ist eine Querschnittsansicht ähnlich der3 und veranschaulicht ein viertes alternatives Ausführungsbeispiel. - In den
2 und3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Lageranordnung10 dargestellt. Diese weist allgemein einen Lagerkäfig20 , eine Vielzahl von Rollen40 und eine Hülse50 auf. Der Lagerkäfig20 hat radiale Flansche22 und24 , die durch Querstege26 miteinander verbunden sind. Die Querstege26 haben einen mittleren Abschnitt28 , der radial nach innen gegenüber den seitlich äußeren Abschnitten27 und29 versetzt ist. Der Käfig20 wird vorzugsweise aus einem ausgestanzten Blech hergestellt, das aufgewickelt wird, um einen Ring zu bilden, und der dann zum Beispiel an der Stelle36 in2 verschweißt wird. Andere Herstellungsverfahren können auch verwendet werden. - Benachbarte Querstege
26 sind von einander beabstandet, um eine Vielzahl von Rollenhalteschlitzen30 um den Käfig20 herum zu bilden. Jeder Schlitz30 ist in der Größe so bemessen, dass er darin eine Rolle40 zur Drehung haltert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die radial inneren mittleren Abschnitte28 eine Vielzahl von sich in Umfangsrichtung erstreckenden Laschen32 auf, die sich in die Rollenhalteschlitze30 hinein erstrecken. Gegenüberliegende Laschen32 definieren einen Bereich mit einer Breite R, die kleiner ist als die Breite W des Schlitzes30 , so dass die Laschen32 eine radial nach innen gerichtete Bewegung der Rollen40 verhindern. - Um eine radial nach außen gerichtete Bewegung der Rollen
40 zu verhindern, ist die Hülse50 um die Rollen40 herum zwischen den Käfigflanschen22 und24 angeordnet. Die Hülse50 ist ein Zylinder, der eine innere Oberfläche52 hat, die einen Durchmesser hat, der etwa gleich dem äußeren Durchmesser ist, der durch die Rollen40 definiert ist, so dass die innere Oberfläche52 eine äußere Lagerfläche für die Rollen40 bietet. Die Hülse50 kann hergestellt werden mittels eines Ziehvorgangs, indem man einen Abschnitt von einem zylindrischen Rohr abschneidet, indem man einen aufgewickelten Streifen verschweißt, oder mittels verschiedener anderer Herstellungstechniken. Um die Hülse50 um die Rollen40 herum zu halten, erstreckt sich jeder der Käfigflansche22 ,24 radial nach außen über den äußeren Durchmesser der Rollen40 hinaus. Somit überlappen die Flansche22 und24 radial die Hülse50 , um die Hülse50 zu halten und deren axiale Bewegung zu begrenzen, wie in3 gezeigt ist. Die Überlappung ist derart, dass die Flansche22 und24 sich nicht radial nach außen über die äußere Oberfläche der Hülse50 hinaus erstrecken, so dass die Flansche22 und24 nicht mit der Drehung des Lagers10 kollidieren. - Um das Anordnen der Hülse
50 zwischen den Flanschen22 und24 zu erleichtern, können eine oder beide äußere Kanten der Hülse50 eine abgeschrägte Fläche54 aufweisen, so dass die Hülse50 mittels Schnappsitz über einen der Flansche22 ,24 aufgebracht werden kann. Der Betrag der axialen Halterung der Hülse50 , der durch die Flansche22 und24 während des Betriebs erforderlich ist, ist minimal, und daher muss der Betrag der radialen Überlappung zwischen den Flanschen22 und24 und der Hülse50 nicht beträchtlich sein; er muss nur ausreichend sein, um die Anordnung10 unter minimalen Belastungen als Einheit zusammenzuhalten, die während des Transports oder sonst wie auftreten können. Somit kann die Hülse50 über einen der Flansche22 ,24 hinweg aufgeschnappt werden. Alternativ kann die Hülse50 ein flacher Streifen sein, der um den Käfig20 herum gewickelt und zusammen geschweißt wird, nachdem er zwischen den Flanschen22 und24 positioniert ist. Bei einer weiteren Alternative kann der Käfig20 innerhalb der Hülse50 vor dem Verschweißen des Käfigs20 angeordnet werden. Dies bedeutet, dass die freien Enden des aufgerollten Käfigs20 derart überlappt werden können, dass der Käfig20 im Durchmesser vermindert und innerhalb der Hülse50 eingesetzt werden kann. Wenn er innerhalb der Hülse50 eingesetzt ist, wobei die Flansche22 und24 die Hülse50 umgreifen, werden die freien Enden des Käfigs20 aneinander angestoßen, wodurch der Käfig20 zu seinem natürlichen Durchmesser zurückkehrt, und dann wird der Käfig20 verschweißt. Andere Arten des Einsetzens der Hülse50 zwischen die Flansche20 und24 können auch verwendet werden. - Die Erfindung ermöglicht eine zylindrische Hülse
50 ohne die Notwendigkeit des Umbördelns der Enden der äußeren Laufbahn, wie es bei der Baueinheit nach dem Stand der Technik erforderlich war. Ferner wird auch die Dicke der umgebördelten Enden der Baueinheit nach dem Stand der Technik entfernt oder vermieden. Somit kann der Käfig20 länger gemacht werden (Abstand von einem Flansch22 zum anderen Flansch24 ), wodurch längere Rollen40 möglich sind, was eine erhöhte Kapazität der Lageranordnung10 zur Folge hat. - In
4 ist eine Lageranordnung10 als zweites Ausführungsbeispiel (bzw. als erstes alternatives Ausführungsbeispiel) gezeigt. Die Lageranordnung10' ist im wesentlichen die gleiche wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel und weist einen Käfig20' auf sowie eine Vielzahl von Rollen40 und eine Hülse50 , wobei die Rollen40 und die Hülse50 im Wesentlichen identisch wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel sind. Der wesentliche Unterschied gegenüber dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die mittleren Abschnitte28' des Käfigs20' eine vergrößerte axiale Länge oder Breite32' haben, um Bereiche von verminderter Breite R zu bilden, im Gegensatz zu den Laschen32 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels. Somit verhindern die mittleren Abschnitte28' eine radial nach innen gerichtete Bewegung der Rollen40 . Die radialen Flansche22 und24 überlappen wiederum in radialer Richtung die Hülse50 und halten diese dadurch, was eine radial nach außen gerichtete Bewegung der Rollen40 verhindert. -
5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel (bzw. ein zweites alternatives Ausführungsbeispiel) einer Lageranordnung10'' . Diese ist im Wesentlichen gleich wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen. Sie weist einen Käfig20'' , eine Vielzahl von Rollen40 und eine Hülse50 auf, wobei die Rollen40 und die Hülse50 im Wesentlichen identisch zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen sind. Die mittleren Abschnitte28'' des Käfigs20'' erstrecken sich radial nach außen gegenüber den seitlich äußeren Abschnitten27'' und29'' , die radial innerhalb angeordnet sind. Jeder seitlich äußere Abschnitt27'' und29'' bildet Laschen32'' , die sich in die Rollenhalteschlitze30 hinein erstrecken, um den Bereich verminderter Breite R zu bilden. Die Laschen32'' der seitlich äußeren Abschnitte27'' und29'' verhindern somit eine radial nach innen gerichtete Bewegung der Rollen40 . Die radialen Flansche22 und24 überlappen wieder radial die Hülse50 und halten diese dadurch, was eine radial nach außen gerichtete Bewegung der Rollen40 verhindert. Die mittleren Abschnitte28'' können in einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel auch mit radial äußeren Haltemitteln versehen sein, aber dieses ist nicht erforderlich, da die Hülse50 eine radial nach außen gerichtete Bewegung verhindert. - Diese verschiedenen Ausführungsbeispiele veranschaulichen, dass verschiedene Mittel gegenüber der Hülse
50 vorgesehen sein können, um eine radiale Bewegung der Rollen40 in einer Richtung entgegengesetzt zu der Hülse50 zu verhindern. Diese verschiedenen Mittel sind nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern können andere Gestaltungen aufweisen. -
6 zeigt eine Lageranordnung60 als viertes Ausführungsbeispiel (bzw. als drittes alternatives Ausführungsbeispiel). Die Lageranordnung60 ist eine umgekehrte Version der Lageranordnung10 des ersten Ausführungsbeispiels. Somit ist die Hülse100 innerhalb der Rollen20 angeordnet und hat eine äußere Oberfläche102 , die als innere Lagerfläche für die Rollen40 dient und eine radial nach innen gerichtete Bewegung der Rollen40 verhindert. Der Käfig70 weist eine Vielzahl von Querstegen76 auf, die sich zwischen radialen Flanschen72 und74 erstrecken. Bei diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Flansche72 und74 radial nach innen, so dass die Flansche72 und74 die Hülse100 radial überlappen. Jeder Quersteg76 weist einen radial äußeren mittleren Abschnitt78 auf, der sich zwischen seitlich äußeren Abschnitten77 und79 erstreckt. Ähnlich wie bei den beiden ersten Ausführungsbeispielen weist der mittlere Abschnitt78 Laschen, eine vergrößerte Dicke oder andere Mittel (nicht gezeigt) auf, um eine radial nach außen gerichtete Bewegung der Rollen40 zu verhindern. Die Lageranordnung60 kann auf verschiedene Weise hergestellt werden, einschließlich der oben mit Bezug auf die anderen Ausführungsbeispiele beschriebenen. Zum Beispiel kann die Hülse100 abgeschrägte Kanten104 aufweisen, um einen Schnappeingriff der Hülse100 innerhalb der Flansche72 und74 zu erleichtern. Alternativ kann der Käfig70 um die Hülse100 herum gewickelt und danach verschweißt werden. Andere Verfahren können auch verwendet werden. -
7 zeigt als fünftes Ausführungsbeispiel (bzw. als viertes alternatives Ausführungsbeispiel) eine Lageranordnung60'' . Diese ist eine umgekehrte Version der Lageranordnung10'' des dritten Ausführungsbeispiels. Wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist die Hülse100 innerhalb der Rollen40 angeordnet und hat eine äußere Oberfläche102 , die als innere Lagerfläche für die Rollen40 dient und eine radial nach innen gerichtete Bewegung der Rollen40 verhindert. Der Käfig70'' weist eine Vielzahl von Querstegen76 auf, die sich zwischen den Flanschen72 und74 erstrecken, wobei sich die Flansche72 und74 radial nach innen erstrecken, so dass sie die Hülse100 radial überlappen. Jeder Quersteg76 weist radial nach außen gerichtete, seitlich äußere Abschnitte77'' und79'' auf, wobei der mittlere Abschnitt78'' demgegenüber radial nach innen gerichtet ist. Ähnlich wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel weisen die seitlich äußeren Abschnitte77'' und79'' Laschen, eine vergrößerte Dicke oder andere Einrichtungen (nicht gezeigt) auf, um eine radial nach außen gerichtete Bewegung der Rollen40 zu verhindern.
Claims (19)
- Lageranordnung (
10 ;60 ) mit – einem Käfig (20 ;70 ), der einen Taschenabschnitt aufweist, der sich zwischen einem Paar von radialen Flanschen (22 ,24 ;72 ,74 ) erstreckt, die sich in einer ersten radialen Richtung erstrecken, wobei der Taschenabschnitt eine Vielzahl von Rollenhaltetaschen (30 ) aufweist, wobei jede Rollenhaltetasche (30 ) so gestaltet ist, dass sie eine wesentliche radiale Bewegung einer darin angeordneten Rolle (40 ) in einer zweiten radialen Richtung, entgegengesetzt zu der ersten radialen Richtung, verhindert, – einer Vielzahl von Rollen (40 ), die in entsprechenden Rollenhaltetaschen (30 ) angeordnet sind, – einer Hülse (50 ;100 ), die zwischen den radialen Flanschen (22 ,24 ;72 ,74 ) angeordnet ist, wobei die radialen Flansche sich über einen Abstand in der ersten radialen Richtung derart erstrecken, dass die Flansche radial die Hülse (50 ;100 ) überlappen, wodurch die Hülse zwischen den Flanschen gehalten ist und die Hülse eine wesentliche radiale Bewegung der Rollen (40 ) in der ersten radialen Richtung verhindert; dadurch gekennzeichnet, dass – jede Tasche (30 ) eine allgemeine Breite W hat, die geringfügig größer ist als ein Durchmesser einer entsprechenden Rolle (40 ), sowie wenigstens einen Bereich von verminderter Breite R, kleiner als die Breite W; dass – der Taschenabschnitt durch eine Vielzahl von gegenseitig beabstandeten Querstegen (26 ;76 ) gebildet ist, wobei jeder Quersteg einen mittleren Abschnitt (28 ;78 ) aufweist, der sich zwischen einem Paar seitlich äußerer Abschnitte (27 ,29 ;77 ,79 ) erstreckt, wobei der mittlere Abschnitt radial gegenüber den seitlich äußeren Abschnitten versetzt ist; und dass – die Rollenhaltetaschen (30 ) keine Haltemittel für die Rollen (40 ) in der ersten radialen Richtung aufweisen. - Lageranordnung nach Anspruch 1, bei der die mittleren Abschnitte (
28 ;78 ) in der zweiten radialen Richtung relativ zu den äußeren Abschnitten (27 ,29 ;77 ,79 ) versetzt sind und die mittleren Abschnitte wenigstens einen Bereich von vergrößerter Breite in Umfangsrichtung haben, um den wenigstens einen Bereich von verminderter Breite R zu bilden. - Lageranordnung nach Anspruch 2, bei der die erste radiale Richtung radial nach außen und die zweite radiale Richtung radial nach innen gerichtet ist.
- Lageranordnung nach Anspruch 2, bei der die erste radiale Richtung radial nach innen und die zweite radiale Richtung radial nach außen gerichtet ist.
- Lageranordnung nach Anspruch 1, bei der die mittleren Abschnitte in der ersten radialen Richtung relativ zu den äußeren Abschnitten versetzt sind und die außeren Abschnitte wenigstens einen Bereich von vergrößerter Breite in Umfangsrichtung haben, um den wenigstens einen Bereich von verminderter Breite R zu bilden.
- Lageranordnung nach Anspruch 5, bei der die erste radiale Richtung radial nach außen und die zweite radiale Richtung radial nach innen gerichtet ist.
- Lageranordnung nach Anspruch 5, bei der die erste radiale Richtung radial nach innen und die zweite radiale Richtung radial nach außen gerichtet ist.
- Lageranordnung nach Anspruch 1, die eine zentrale Achse hat, wobei die Hülse einen inneren Radius und einen äußeren Radius relativ zu der zentralen Achse hat und jeder Flansch an einer Endoberfläche endet, die einen Radius relativ zu der zentralen Achse hat, der zwischen den inneren und äußeren Radien der Hülse liegt.
- Lageranordnung nach Anspruch 1, bei der die Hülse wenigstens eine abgeschrägte seitliche Kante hat.
- Lageranordnung nach Anspruch 1, bei der die erste radiale Richtung radial nach außen und die zweite radiale Richtung radial nach innen gerichtet ist.
- Lageranordnung nach Anspruch 10, bei der die Rollen einen äußeren Durchmesser definieren und die Hülse einen inneren Durchmesser hat, der im Wesentlichen gleich dem durch die Rollen definierten äußeren Durchmesser ist, so dass die Hülse eine äußere Lagerfläche für die Rollen bietet.
- Lageranordnung nach Anspruch 11, bei der jeder Flansch an einer Endoberfläche endet und die Endoberfläche jedes Flansches einen Durchmesser hat, der größer ist als der innere Durchmesser der Hülse.
- Lageranordnung nach Anspruch 12, bei der die Hülse einen äußeren Durchmesser hat, der größer ist als der Durchmesser der Endoberfläche jedes Flansches.
- Lageranordnung nach Anspruch 10, bei der die Hülse an einer inneren Oberfläche längs wenigstens einer ihrer seitlichen Kanten abgeschrägt ist.
- Lageranordnung nach Anspruch 1, bei der die erste radiale Richtung radial nach innen und die zweite radiale Richtung radial nach außen gerichtet ist.
- Lageranordnung nach Anspruch 15, bei der die Rollen einen inneren Durchmesser definieren und die Hülse einen äußeren Durchmesser hat, der im Wesentlichen gleich dem durch die Rollen definierten inneren Durchmesser ist, so dass die Hülse eine innere Lagerfläche für die Rollen bietet.
- Lageranordnung nach Anspruch 16, bei der jeder Flansch an einer Endoberfläche endet und die Endoberfläche jedes Flansches einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der äußere Durchmesser der Hülse.
- Lageranordnung nach Anspruch 17, bei der die Hülse einen inneren Durchmesser hat, der kleiner ist als der Durchmesser der Endoberfläche jedes Flansches.
- Lageranordnung nach Anspruch 15, bei der die Hülse an einer äußeren Oberfläche längs wenigstens einer ihrer seitlichen Kanten abgeschrägt ist.
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