DE102006004728B4

DE102006004728B4 - Dünnringlager

Info

Publication number: DE102006004728B4
Application number: DE102006004728.1A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Oetjen Jürgen
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2016-01-21
Anticipated expiration: 2026-02-03
Also published as: WO2007088144A2; WO2007088144A3; DE102006004728A1

Abstract

Dünnringlager (1, 24) mit einem im Verhältnis zu einem Lagerdurchmesser sehr kleinen Querschnitt, bestehend aus zwei gegeneinander angestellten Schrägrollenlagern (3, 4), mit wenigstens einem Lagerinnenring (6, 28, 29) und wenigstens einem Lageraußenring (5, 25), deren Laufbahn unter einem Winkel (α) geneigt zu einer Lagerachse (12) angeordnet ist, wobei der Lageraußenring (5, 25) einstückig ist und in seinem Mittelteil einen V-förmig ausgebildeten, die Laufbahnen stellenden Vorsprung (17) aufweist, wobei der Lageraußenring (5, 25) zwischen einer Anschlusskonstruktionen und dem Außenring einen Freiraum (20) in Form eines Schmiermittelreservoirs ausbildet, sowie die Wälzkörper (10, 11) in voneinander getrennten Käfigen (8, 9) geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring mit wenigstens einer Schmiermitteldurchtrittsbohrung (21) versehen ist, die den Freiraum (20) mit dem wenigstens einen Lagerinnenring verbindet und die Käfige (8, 9) geschlitzt ausgebildet sind und an ihren Innenseiten eine Ausnehmung aufweisen, in die ein Stabilisierungselement (22, 23) eingesetzt ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Dünnringlager gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 5.
Hintergrund der Erfindung
Dünnringlager, bei denen im Gegensatz zu genormten Wälzlagermaßreihen der Querschnitt mit dem Lagerdurchmessern nicht bzw. nur unwesentlich zunimmt, gibt es als Vierpunktlager, Rillenkugellager und Schrägkugellager mit einem Lagerdurchmesserbereich zwischen 25 und 1000 mm. Hauptanwendungsgebiete sind Handhabungsgeräte wie Industrieroboter, Textil- und Druckmaschinen, medizinische, optische und optronische Geräte und die Luft- und Raumfahrt. Die Vorteile von solchen Dünnringlagern sind ihre geringen Masse, ein geringes Drehmoment und die Möglichkeit, raum- und gewichtsspanende Konstruktion zu erstellen, die eine hohe Steifigkeit und Laufgenauigkeit aufweisen. Derartige Dünnringlager sind beispielsweise auf Seite 10 des Fachbuches „Die Wälzlagerpraxis”, Handbuch für Berechnung und Gestaltung von Lagerungen, Vereinigte Fachverlage GmbH, Mainz 1995, beschrieben.
Ein gattungsgemäß ausgebildetes Dünnringlager ist aus der DE 103 42 132 A1 vorbekannt. Wie aus 2 und der zugehörigen Beschreibung ersichtlich, sind zwei Schrägrollenlager in O-Anordnung gegeneinander angestellt, wobei sowohl der Lageraußenring als auch der Lagerinnnenring aus zwei voneinander beabstandeten Laufscheiben bestehen, die von einer äußeren und einer inneren Anschlusskonstruktion aufgenommen sind. Diese sind so gestaltet, das die äußere Anschlusskonstruktion einen dreieckartigen Vorsprung und die innere Anschlusskonstruktion eine entsprechend dazu passende Ausnehmung aufweist, wobei zwischen beiden die Laufscheiben angeordnet sind. Nachteilig dabei ist, dass dieses Dünnringlager in seine Einzelbestandteile während des Transportes zerfallen kann. Es ist weiter von Nachteil, dass zwischen den beiden angeordneten Schrägrollenlagern kein ausreichender Schmiermittelvorratsraum vorhanden ist.
Ein Dünnringlager gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 5 ist aus DE 10 2004 020 851 A1 bekannt. Ferner beschreibt DE 199 37 660 A1 ein mehrreihiges Schräglager, wobei die Lageringe einstückig und ohne Borde ausgebildet sind. Der Käfig ist aus zwei Teilstücken gebildet, die an ihren einander zugewandten Enden formschlüssig miteinander verbunden sind. Der Lageraußenring weist in seinem Mittelteil einen V-förmig ausgebildeten, die Laufbahnen darstellenden Vorsprung auf, wobei der Lageraußenring weiterhin mit wenigstens einer Schmiermitteldurchtrittsbohrung versehen ist.
FR 2 549 174 A1 offenbart ein vorgespanntes Wälzlager mit einem Innenring, einem Außenring und zwei Reihen von Wälzkörpern in schräg zueinander angeordneten Käfigen, die zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet sind. Ein elastisches Bauteil drückt zwei Laufbahnscheiben gegen die Wälzkörper.
Aus DE 100 17 401 A1 ist ein Spannlager mit einem Außenring und zwei Laufscheiben sowie einem Innenring mit Adapterringen und Laufscheiben bekannt, wobei zwischen den Laufscheiben zwei einander entgegen gerichtete Axial-Schrägnadellager abrollen. Der Außenring weist in seinem Mittelteil einen V-förmig ausgebildeten Vorsprung auf.
Ferner ist aus US 3 948 578 A ein Schrägrollenlager mit einem einstückigen Lageraußenring und einem Lagerinnenring bekannt, welche die Wälzkörperlaufflächen bilden. Der Lageraußenring weist in seinem Mittelteil einen V-förmig ausgebildeten, die Laufbahnen stellenden Vorsprung auf. Der Lagerinnenring ist mit einer Schmiermitteldurchtrittsbohrung versehen.
Schließlich ist aus DE 28 50 400 A1 ein Wälzlager mit einem Innenring und zwei im Querschnitt dreieckförmigen Außenringen bekannt, die von einer Ringhülse umgriffen sind, die an dem Außenring festgeschraubt ist. Die Ringhülse ist mit einer Durchtrittsbohrung versehen.
Zusammenfassung der Erfindung
Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemäßes Dünnringlager bereitzustellen, das sich unkompliziert und damit kostengünstig herstellen lässt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Dünnringlager gemäß Patentanspruch 1 oder Patentanspruch 5 gelöst.
Durch die V-förmige Ausbildung des Lageraußenringes ergeben sich im wesentlichen zwei Vorteile. Zum einen werden bei einem Presssitz in einer Anschlusskonstruktion die Laufbahnen weniger beeinflusst, da die Zentrierung außerhalb des Laufbahnbereiches erfolgt. Dies bedeutet, dass der Lageraußenring in der Anschlußkonstruktion nur mit einem Teil seiner axialen Ausdehnung aufgenommen ist. Zum anderen ist durch den Zwischenraum zwischen Anschlusskonstruktion und Außenring ein zusätzlicher Freiraum geschaffen, der als Schmiermittelreservoir nutzbar ist. Die einstückige Ausbildung sorgt außerdem für eine vereinfachte Handhabung des Dünnringlagers, da ein Lagerteil weniger herzustellen und zu handhaben ist. Der Lagerring kann sowohl spanend als auch spanlos hergestellt sein, wobei zur Schmierung des Dünnringlagers der Lageraußenring mit einer Schmiermitteldurchtrittsbohrung versehen ist. Diese ist in seinem Mittelbereich angeordnet, d. h., in dem Bereich, der nicht mit der Anschlusskonstruktion unmittelbar in Verbindung steht. Von Vorteil ist außerdem, dass durch die beidseitige Anordnung von radial nach innen gerichteten Borden der Lageraußenring beide Wälzkörperkränze formschlüssig umgreifen kann und so zusammen hält. Die zugehörigen Innenringe sind dreieckförmig gestaltet und können entweder spangebend oder aus einem Profildraht gefertigt sein, der entsprechend den gewünschten späteren Durchmesser abgelängt und anschließend rundgebogen wird. Zweckmäßiger Weise sind die zylindrischen Wälzkörper der gegeneinander angestellten Schrägrollenlager in je einem Käfig geführt, der gegebenenfalls zur Erhöhung seiner Stabilität an seiner Innenseite eine Ausnehmung aufweist, in die ein Stabilisierungselement eingesetzt ist. In vorteilhafter Weise wird dies ein Draht sein.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen zwei Ausführungsbeispiele in vereinfachter Form dargestellt sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Dünnringlager mit spanend hergestelltem Lageraußenring und
2 einen Längssschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Dünnringlager mit spanlos gefertigtem Lageraußenring
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Das in 1 dargestellte Dünnringlager 1 ist mittels Presssitz in einer nicht näher bezeichneten Aufnahmebohrung einer Anschlusskonstruktion 2 angeordnet und besteht aus zwei gegeneinander angestellten Schrägrollenlagern 3, 4, welche den gemeinsamen Lageraußenring 5 und die Lagerinnenringe 6, 7 aufweisen. Zwischen den Lagerringen 5, 6, 7 wälzen auf zugehörigen nicht näher bezeichneten Laufbahnen in einem Käfig 8, 9 geführte zylindrische Wälzkörper 10, 11 ab, wobei die Laufbahnen unter einem Winkel α geneigt gegenüber der Lagerachse 12 angeordnet sind. Der Neigungswinkel α bewegt sich je nach Anwendungsfall in einem Bereich zwischen 45 und 65°. Die Schrägrollenlager 3, 4 sind zueinander in O-Anordnung angestellt, d. h., die Drucklinien 13, 14 der Wälzkörper 10, 11 verlaufen in Richtung der Lagerachse 12 schräg von innen nach außen und schneiden sich mit dieser in den Punkten 15, 16. Der V-förmig gestaltete einstückige Lageraußenring 5 weist einen in Richtung der Lagerachse 12 zeigenden Vorsprung 17 auf, der beidseitig von je einem paralell zur Lagerachse 12 verlaufenden Flansch 18, 19 fortgesetzt ist. Wie erkennbar, wird die Fixierung des Lageraußenringes 5 in der Anschlusskonstruktion 2 mittels der Flansche 18, 19 realisiert, so dass die Laufbahnen der Wälzkörper 10, 11 durch den Presssitz nur mittelbar beeinflusst sind. Oder anders ausgedrückt, das Dünnringlager 1 wird mit Hilfe der Flansche 18, 19 des Lageraußenringes 5 in der Aufnahmebohrung der Anschlusskonstruktion 2 zentriert. Durch die V-förmige Ausbildung des Lageraußenringes 5 ist zwischen diesem und der Anschlusskonstruktion 2 ein Freiraum 20 gebildet, welcher in vorteilhafter Weise als Schmiermittelreservoir verwendbar ist. Die Verbindung dieses Freiraum 20 mit dem Lagerinnenring 5 erfolgt durch wenigstens eine radial durchgehende Schmiermitteldurchtrittsbohrung 21. Der Lageraußenring 5 ist im Ausführungsbeispiel 1 spangebend hergestellt, wobei es zweckmäßig erscheint, sowohl die Laufbahnen der Wälzkörper 10, 11 als auch die Mantelfläche der Flansche 18, 19 zur Erhöhung der Passgenauigkeit zu überschleifen. Es ist aber genauso gut möglich, den V-förmigen Lageraußenring 5 aus einem gleichstarken Profilband herzustellen, wobei zunächst das Band in die gewünschte Profilform gebracht wird, anschließend ein Bandstück entsprechend dem späteren Lagerdurchmesser abgelängt wird, dieses rundgebogen und an seinen Enden miteinander verschweißt wird. Dabei ist es von Vorteil, wenn das Verschweißen der Bandenden nicht im Bereich der Laufbahnen der Wälzkörper 10, 11 erfolgt, sondern im Bereich der Flansche 18, 19. Die dreieckförmig ausgebildeten Lagerinnenringe 6, 7 sind ebenfalls spangebend hergestellt, gegebenenfalls zur Härtesteigerung wärmebehandelt und im Laufbahnbereich überschliffen. Die beiden Lagerkäfige 8, 9 sind an ihrem inneren Ende mit einer nicht bezeichneten Ausnehmung versehen, in der zur Stabilisierung ein im Querschnitt gesehen runder Draht 22, 23 eingesetzt ist.
Das in 2 gezeigte Dünnringlager 24 zeichnet sich dadurch aus, dass der Lageraußenring 25 spanlos hergestellt ist und an seinen beiden axialen Enden je einen radial nach innen gerichteten Bördelbord 27, 26, aufweist. Diese weisen eine Wandstärke auf die geringer ist, als die übrigen Teile des Lageraußenringes 25 und lassen sich daher leicht umlegen. Auf diese Weise ist eine aus Lageraußenring 25 und den beiden Schrägrollenlagern 3, 4 zusammenhängende Baueinheit gebildet. Die zugehörigen Lagerinnenringe 28, 29 sind aus gezogenen Profildrähten hergestellt und demnach nach der Art eines Drahtwälzlagers geschlitzt, wobei in vorteilhafter Weise die Trennstelle zu den Wälzkörpern 10, 11 in schrägverlaufend angeordnet ist. Wie der Fachmann weiß, werden die aus hochwertigen Federstahldrähten bestehenden Laufdrähte in passende Ausnehmungen eingelegt, wobei durch den Schlitz Spannungen ausgeglichen werden bzw. sich die Laufdrähte bei Temperaturschwankungen ungehindert ausdehnen können.

Claims

Dünnringlager (1, 24) mit einem im Verhältnis zu einem Lagerdurchmesser sehr kleinen Querschnitt, bestehend aus zwei gegeneinander angestellten Schrägrollenlagern (3, 4), mit wenigstens einem Lagerinnenring (6, 28, 29) und wenigstens einem Lageraußenring (5, 25), deren Laufbahn unter einem Winkel (α) geneigt zu einer Lagerachse (12) angeordnet ist, wobei der Lageraußenring (5, 25) einstückig ist und in seinem Mittelteil einen V-förmig ausgebildeten, die Laufbahnen stellenden Vorsprung (17) aufweist, wobei der Lageraußenring (5, 25) zwischen einer Anschlusskonstruktionen und dem Außenring einen Freiraum (20) in Form eines Schmiermittelreservoirs ausbildet, sowie die Wälzkörper (10, 11) in voneinander getrennten Käfigen (8, 9) geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring mit wenigstens einer Schmiermitteldurchtrittsbohrung (21) versehen ist, die den Freiraum (20) mit dem wenigstens einen Lagerinnenring verbindet und die Käfige (8, 9) geschlitzt ausgebildet sind und an ihren Innenseiten eine Ausnehmung aufweisen, in die ein Stabilisierungselement (22, 23) eingesetzt ist.
Dünnringlager (24) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (25) an seiner Außenseite mit je einem die Wälzkörper (10, 11) umgreifenden, radial nach innen gerichteten Bord (26, 27) versehen ist.
Dünnringlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenring (6, 7) dreieckförmig ausgebildet und spangebend hergestellt ist.
Dünnringlager (24) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenring (28, 29) dreieckförmig und als Profildraht ausgebildet ist, dessen beide Enden durch einen Schlitz voneinander beabstandet sind.
Dünnringlager (1, 24) mit einem im Verhältnis zu einem Lagerdurchmesser sehr kleinen Querschnitt, bestehend aus zwei gegeneinander angestellten Schrägrollenlagern (3, 4), mit wenigstens einem Lagerinnenring (6, 28, 29) und wenigstens einem Lageraußenring (5, 25), deren Laufbahn unter einem Winkel (α) geneigt zu einer Lagerachse (12) angeordnet sind, wobei der Lageraußenring (5, 25) einstückig ist und in seinem Mittelteil einen V-förmig ausgebildeten, die Laufbahnen stellenden Vorsprung (17) aufweist, wobei der Lageraußenring (5, 25) zwischen einer Anschlusskonstruktionen und dem Außenring einen Freiraum (20) in Form eines Schmiermittelreservoirs ausbildet, sowie die Wälzkörper (10, 11) in voneinander getrennten Käfigen (8, 9) geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (25) an seiner Außenseite mit je einem die Wälzkörper (10, 11) umgreifenden, radial nach innen gerichteten Bord (26, 27) versehen ist und der Lagerinnenring (28, 29) dreieckförmig und als Profildraht ausgebildet ist, dessen beide Enden durch einen Schlitz voneinander beabstandet sind.
Dünnringlager (1, 24) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (5, 25) mit wenigstens einer Schmiermitteldurchtrittsbohrung (21) versehen ist.
Dünnringlager (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfige (8, 9) geschlitzt ausgebildet sind und an ihren Innenseiten eine Ausnehmung aufweisen, in die ein Stabilisierungselement (22, 23) eingesetzt ist.
Dünnringlager (24) nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (25) eine unterschiedliche radiale Querschnittshöhe aufweist.
Dünnringlager (1) nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (5) spangebend hergestellt ist.
Dünnringlager (24) nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (25) spanlos hergestellt ist.