DE102006039365A1 - Radial tensioned roller bearing for use as e.g. pinion bearing in steering gear, has bearing outer ring and rolling body axial parallelly guided in cage, where convexity radius of rolling body is larger than convexity radius of outer path - Google Patents
Radial tensioned roller bearing for use as e.g. pinion bearing in steering gear, has bearing outer ring and rolling body axial parallelly guided in cage, where convexity radius of rolling body is larger than convexity radius of outer path Download PDFInfo
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein radial vorgespanntes Wälzlager, insbesondere Nadellager, bestehend aus wenigstens einem Lageraußenring und in einem Käfig achsparallel geführten Wälzkörpern, die auf einer zugehörigen Außenlaufbahn und einer zugehörigen Innenlaufbahn abwälzen, wobei der Lageraußenring eine konkav gewölbte Laufbahn aufweist und die Wälzkörper im elastischen Bereich verformbar sind.The The invention relates to a radially preloaded roller bearing, in particular a needle roller bearing, consisting of at least one bearing outer ring and in a cage axially parallel out Rolling elements, the on an associated Outer race and an associated one Roll off the inner race, the bearing outer ring a concave arched Running track and the rolling elements in the elastic range are deformable.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Wälzlager mit elastischen Wälzkörpern in irgendeiner Form sind seit langer Zeit bekannt und werden immer dann eingesetzt, wenn ein Radialspielausgleich erforderlich ist.roller bearing with elastic rolling elements in some form have been known for a long time and always will used when a radial play compensation is required.
So
ist bereits im deutschen Reichspatent Nr.
Alle
diese auf diese Art vorgespannten Wälzlager weisen jedoch den gleichen
Nachteil auf:
Treten bei der Fertigung solcher Lager Ungenauigkeiten
derart auf, dass keine Achsparallelität zwischen einer gelagerten
Welle und einem Außenring gewährleistet
ist, so wird ein konisch verlaufender Raum zwischen Außenring
und Welle gebildet. Die elastisch vorgespannten Wälzkörper neigen
zum Schrauben im konischen Raum, d. h., sie streben in dem engsten
Raum, der zwischen beiden Teilen gebildet ist. Irgendwann stößt dann
der vorgespannte Wälzkörper an
den Käfig
an und erhöht
auf unnötige Weise
das Reibmoment. Bei nicht vorgespannten Wälzkörpern tritt dieses Problem
nicht auf, da sich diese im lastfreien Zustand wieder ausrichten
können,
ein vorgespannter Wälzkörper aber
nicht. Darüberhinaus
ist bei derartigen Wälzlagern
von Nachteil, dass immer zwei Arten von Wälzkörpern herzustellen und zu montieren
sind, einmal die federnden, im Durchmesser größeren Wälzkörper und einmal die im Durchmesser
abfallenden, die Last aufnehmende Wälzkörper.However, all these preloaded in this way rolling bearing have the same disadvantage:
Occur in the manufacture of such bearings inaccuracies such that no axis parallelism between a mounted shaft and an outer ring is guaranteed, so a conical space between the outer ring and shaft is formed. The elastically preloaded rolling elements tend to screw in the conical space, that is, they strive in the narrowest space formed between the two parts. At some point then the preloaded rolling element abuts the cage and unnecessarily increases the friction torque. For non-preloaded rolling elements, this problem does not occur because they can align again in the load-free state, but a prestressed rolling elements not. Moreover, it is disadvantageous in such bearings that always two types of rolling elements are to produce and assemble, once the resilient, larger diameter rolling elements and once the diameter decreasing, the load receiving rolling elements.
Ein
gattungsgemäßes Wälzlager
mit einer konkav gewölbten
Außenlaufbahn
und elastischen Wälzkörpern ist
aus der
Nachteilig dabei ist, dass auch der Lagerinnenring eine ballige Laufbahn aufweist, was mit einem erhöhten Fertigungsaufwand verbunden ist. Es ist weiter von Nachteil, dass die Vorspannung über die stark gekrümmten Lagernadeln realisiert ist. Dies führt einerseits zu einer schwierigen Montage des Lagers und andererseits ist aufgrund der hohen Biegevorspannung der Lagernadeln deren Lebensdauer begrenzt. Es besteht die Möglichkeit, dass diese vorzeitig zu Bruch gehen.adversely It is that also the bearing inner ring has a spherical career, what with an increased Manufacturing effort is connected. It is further disadvantageous that the bias over the strongly curved Needles is realized. On the one hand, this leads to a difficult one Mounting the bearing and on the other hand is due to the high bending prestress the bearing needles limited their life. There is a possibility that they break prematurely.
Ein
weiteres gattungsgemäßes Wälzlager
ist aus der
Auch hier ist von Nachteil, dass die zugehörige Lauffläche des Innenringes ballig ausgebildet sein muss, was, wie bereits vorstehend ausgeführt, den Herstellungsaufwand einer solchen Lageranordnung erschwert. Außerdem sind die Wälzkörper ebenfalls schwierig herzustellen, da sie einen zylindrischen Mittelteil und gewölbte kegelige Seitenteile aufweisen.Again, it is disadvantageous that the associated running surface of the inner ring must be formed spherical, which, as already stated above, the production cost of such a bearing arrangement difficult. In addition, the rolling elements also difficult to produce, since they have a cylindrical central part and curved conical side parts.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemäßes Wälzlager bereit zu stellen, das die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist.outgoing from the disadvantages of the known prior art is the invention Therefore, the object of providing a generic rolling bearing, which does not have the aforementioned disadvantages.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass die Wälzkörper im Längsschnitt gesehen eine konvex gewölbte Mantelfläche aufweisen und die Innenlaufbahn zylindrisch ausgebildet ist, wobei der Balligkeitsradius R1 der Wälzkörper größer als der Balligkeitsradius R2 der Außenlaufbahn ist.According to the invention this Task according to the characterizing part of claim 1 in conjunction solved with the preamble by the fact that the rolling elements in longitudinal section seen a convex arched lateral surface and the inner race is cylindrical, wherein the crown radius R1 of the rolling elements is greater than the crowning radius R2 of the outer raceway is.
Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, dass die Innenlaufbahn eines solchen Lagers nicht in aufwendiger Weise in eine ballige Form gebracht werden muss. Durch die konvex gewölbte Mantelfläche der Wälzkörper und durch die konkav gewölbte Laufbahn des Lageraußenringes ist sichergestellt, dass sich Wälzkörper und Laufbahnen nur an drei Punkten berühren, was eine geringe Reibung realisiert. Zum einen ergibt sich ein Berührungspunkt zwischen Wälzkörper und Innenlaufbahn und zum anderen zwei Berührungspunkte zwischen Wälzkörper und Außenlaufbahn. Die unterschiedliche Ausbildung zwischen Balligkeitsradius R1 der Wälzkörper und Balligkeitsradius R2 der Außenlaufbahn sorgt dafür, dass zwischen der Außenlaufbahn und den Wälzkörpern ein sichelförmiger Spalt gebildet ist, der mit zunehmender Radiallast verkleinert wird, weil dieser Spalt durch die elastische Verformung des Wälzkörpers gefüllt wird. Ist der Spalt vollständig mit einem Teil des Wälzkörpers gefüllt, hat das Lager seine höchste Traglast erreicht. Wird die Last wieder rückläufig, federt der Wälzkörper in seine Ausgangslage zurück und der Spalt zwischen Wälzkörper und Außenlaufbahn wird sich wieder ein stellen. Dies hat den Vorteil, dass eine größere Toleranz zwischen den Lagerbestandteilen ausgleichbar ist, so kann beispielsweise eine aufzunehmende Welle ein gewisses Übermaß aufweisen und dennoch einwandfrei gelagert sein. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass auch eine Schiefstellung des zu lagernden Teils in einfacher Weise ausgleichbar ist, indem sich der Berührungspunkt zwischen balliger Mantelfläche des Wälzkörpers und der Innenlaufbahn je nach Neigung entweder in axialer Richtung nach rechts oder in axialer Richtung nach links verschiebt. Schließlich ist auch von Vorteil, dass innerhalb des Lagers nur baugleiche Wälzkörper verwendet sind, das gleichbedeutend mit einer vereinfachten Montage ist.Of the decisive advantage of the solution according to the invention is that the Inner race of such a camp not in a complex manner in a spherical shape must be brought. Due to the convex curved surface of the Rolling elements and through the concave arched Track of the bearing outer ring is ensured that rolling elements and Contact tracks only at three points, resulting in low friction realized. On the one hand results in a point of contact between rolling elements and Inner raceway and on the other two points of contact between rolling elements and Outer track. The different training between crown radius R1 of the rolling elements and Radius of curvature R2 of the outer raceway makes sure that between the outer raceway and the rolling elements crescent Gap is formed, which is reduced with increasing radial load, because this gap is filled by the elastic deformation of the rolling element. is the gap completely filled with a part of the rolling element has the camp its highest Load capacity reached. If the load decreases again, the rolling element springs in his starting position back and the gap between rolling elements and Outer race will come again. This has the advantage of having a greater tolerance can be compensated between the bearing components, so for example a male shaft to have a certain excess and yet impeccable be stored. Another advantage is that, too a misalignment of the part to be stored in a simple manner compensated is by adding the touch point between spherical surface of the rolling element and the inner race depending on the inclination either in the axial direction on the right or in the axial direction to the left. Finally is also advantageous that used within the camp only identical rolling elements which is synonymous with a simplified assembly.
Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprüchen 2 und 3 beschrieben.Further advantageous embodiments of the inventive solution in the subclaims 2 and 3 described.
So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass die Innenlaufbahn entweder durch ein gelagertes Teil, beispielsweise eine gelagerte Welle, oder durch einen Lagerinnenring gebildet ist.So is provided according to claim 2, that the inner raceway either by a stored part, for example a mounted shaft, or is formed by a bearing inner ring.
Schließlich ist nach einem letzten Merkmal der Erfindung nach Anspruch 3 vorgesehen, dass der Lageraußenring als eine spanlos geformte Hülse ausgebildet ist, die beidseitig mit radial nach innen gerichteten Borden versehen ist. Durch den spanlosen Formgebungsvorgang lassen sich in einfacher Weise unterschiedlich dimensionierte Hülsen realisieren, wobei die Borde dafür sorgen, dass der Nadelkranz weder links- noch rechtsseitig aus der Hülse herauswandern kann.Finally is provided according to a last feature of the invention according to claim 3, that the bearing outer ring designed as a non-cutting shaped sleeve is that provided on both sides with radially inwardly directed ribs is. The chipless forming process can be in a simple manner differently sized sleeves realize, with the shelves for it ensure that the needle ring neither left nor right side of the Outrun the pod can.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter Form dargestellt ist.Further Features of the invention will become apparent from the following description and from the drawing, in which an embodiment of the invention is shown in simplified form.
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
In
der einzigen Figur ist in einer axialen Teildarstellung ein mit
Wie
weiter erkennbar, ist die Hülse
Bei
Auftreten von starken radialen Kräften wird eine Verformung der
Wälzkörper
Besonders geeignet ist eine derart erfindungsgemäß ausgebildete Nadellageranordnung bei Vorliegen geringer Drehzahlen oder Schwenkbewegungen unter hoher Last, wie beispielsweise Ritzellagerungen in Lenkgetrieben oder Achsschenkellagerungen bei LKW-Achsen.Especially suitable is a needle bearing arrangement designed in accordance with the invention in the presence of low speeds or swivel movements under high Load, such as pinion bearings in steering gears or Achsschenkellagerungen in truck axles.
- 11
- Nadellagerneedle roller bearings
- 22
- Hülseshell
- 33
- Bordshelf
- 44
- Bordshelf
- 55
- KäfigCage
- 66
- Wälzkörperrolling elements
- 77
- Wellewave
- 88th
- Achseaxis
- 99
- konvex gewölbte Mantelflächeconvex domed lateral surface
- 1010
- konkav gewölbte Außenlaufbahnconcave domed Outer race
- 1111
- zylindrische Innenlaufbahncylindrical Inner raceway
- 1212
- innerer Berührungspunktinternal point of contact
- 1313
- äußerer Berührungspunktouter point of contact
- 1414
- äußerer Berührungspunktouter point of contact
- 1515
- sichelförmiger Spaltsickle-shaped gap
- R1R1
- Balligkeitsradiuscurvature radius
- R2R2
- Balligkeitsradiuscurvature radius
- αα
- Neigungswinkeltilt angle
Claims (3)
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