DE102006059183A1

DE102006059183A1 - Mehrreihiges Radialwälzlager

Info

Publication number: DE102006059183A1
Application number: DE200610059183
Authority: DE
Inventors: Thorsten Dipl.-Ing. Biermann (FH)
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2008-06-19
Also published as: WO2008071503A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mehrreihiges Radialwälzlager (1), welches im Wesentlichen aus einem ein- oder mehrteiligen äußeren Lagerring (2) und einem ein- oder mehrteiligen inneren Lagerring (3) sowie aus einer Vielzahl zwischen den Lagerringen (2, 3) in mehreren Reihen (4, 5, 6) nebeneinander angeordneter Wälzkörper besteht, die durch zumindest einen Lagerkäfig (7) in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden und mit ihren Laufflächen auf mehreren nebeneinander an der Innenseite (8) des äußeren Lagerrings (2) und an der Außenseite (9) des inneren Lagerrings (3) angeordneten Laufbahnen (10, 11, 12) abrollen. Erfindungsgemäß werden die Wälzkörper der einzelnen Reihen (4, 5, 6) des Radialwälzlagers (1) durch eine reihen- oder kreuzweise Kombination aus Kalottenkugeln (13, 14) und Vollkugeln (15) oder ausschließlich durch Kalottenkugeln (13) gebildet und sind derart zueinander angeordnet, dass die mit zumindest einer Kalottenvertiefung (16) in ihrer Kugelkontur ausgebildeten Kalottenkugeln (13, 14) mit ihren Kalottenvertiefungen (16, 17) jeweils eine axiale Aufnahme für einen Teil der Kugelkontur eines als Vollkugel (15) oder als weitere Kalottenkugel (13) ausgebildeten Wälzkörpers einer benachbarten Reihe (4, 5, 6) bilden und die dadurch kugelgelenkartig aneinander anliegenden Wälzkörper aller Reihen (4, 5, 6) eine minimierte Gesamtaxialerstreckung aufweisen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein mehrreihiges Radialwälzlager nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, welches insbesondere vorteilhaft als Ersatz für mehrreihige Rillen- oder Schrägkugellager einsetzbar ist.
Hintergrund der Erfindung
Mehrreihige Radialwälzlager werden im Maschinen- oder Fahrzeugbau immer dort eingesetzt, wo zur Abstützung von Wellen oder Naben mit axialer und radialer Momentbelastung extrem hohe Kräfte zu übertragen sind. Erfolgt die Kraftübertragung zudem bei hohen Drehzahlen und/oder unter mehreren unterschiedlich wirkenden Druckwinkeln, werden zur Abstützung der Wellen oder Naben in aller Regel mehrreihige Rillen- oder Schrägkugellager eingesetzt. Solche mehrreihigen Rillen- oder Schrägkugellager sind beispielsweise aus der FR 647 182 und der DE 84 15 873 U1 sowie aus der FR 206 606 vorbekannt und bestehen im Wesentlichen aus einem ein- oder mehrteiligen äußeren Lagerring und einem ein- oder mehrteiligen inneren Lagerring sowie aus einer Vielzahl zwischen den Lagerringen in mehreren Reihen nebeneinander ange ordneter Lagerkugeln, die zumeist durch einen oder mehrere Lagerkäfige in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden und mit ihren Laufflächen auf mehreren nebeneinander an der Innenseite des äußeren Lagerrings und an der Außenseite des inneren Lagerrings angeordneten Laufbahnen abrollen.
Ein grundsätzlicher Nachteil solcher mehrreihigen Rillen- oder Schrägkugellager ist es jedoch, dass diese durch die Nebeneinanderanordnung der einzelnen Lagerkugelreihen sowie durch die zum Erreichen der erforderlichen Traglast großen Durchmesser der Lagerkugeln stets einen entsprechend großen axialen Einbauraum beanspruchen, der in vielen Anwendungsfällen nicht vorhanden ist. Prinzipiell würde hier zwar die Möglichkeit bestehen, die Lagerkugeln der einzelnen Reihen, ähnlich wie bei dem in der DE 10 2005 009 921 A1 offenbarten mehrreihigen Rillenkugellager, in Axialrichtung versetzt hintereinander anzuordnen und somit den axialen Einbauraum des Lagers zu verringern, jedoch geht eine solche Maßnahme immer zu Lasten der größtmöglichen Anzahl der Lagerkugeln in jeder Reihe und somit zu Lasten der Tragfähigkeit des Lagers.
Eine andere Möglichkeit zur Verringerung des axialen Einbauraums mehrreihiger Radialwälzlager wurde durch die zum Anmeldezeitpunkt der vorliegenden Patentanmeldung noch nicht veröffentlichte deutsche Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2005 014 556.6 vorgeschlagen. Bei dem in dieser Patentanmeldung vorgeschlagenen zweireihigen Schrägwälzlager sind die Wälzkörper jeder Reihe anstelle von Lagerkugeln als Kugelrollen mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen ausgebildet, wobei beide Reihen höhenversetzt nebeneinander angeordnet sind und die Kugelrollen mit ihren Laufflächen in jeweils zwei benachbarten rillenförmigen Laufbahnen im äußeren und im inneren Lagerring abrollen. Die Laufbahnen der Kugelrollen weisen dabei parallel zueinander verlaufende Druckwinkelachsen auf und sind derart aneinander angrenzend angeordnet, dass die jeweils benachbarten Kugelrollen jeder Reihe mit ihren zueinander weisenden Seitenflächen sich gegenseitig führen.
Durch die Verwendung direkt nebeneinander angeordneter Kugelrollen als Wälzkörper zeichnet sich ein solches Schrägwälzlager somit auch in Ausführungen mit mehr als zwei Wälzkörperreihen durch einen minimierten axialen und radialen Einbauraum bei gleicher oder erhöhter Tragfähigkeit und ähnlichen Herstellungskosten wie ein vergleichbares Schrägkugellager aus.
Als nachteilig hat es sich bei derartigen Schrägkugelrollenlagern jedoch erwiesen, dass die einzelnen Kugelrollenreihen konstruktionsbedingt nur mit einem identischen Druckwinkel ausgebildet werden können. In vielen Anwendungsfällen von mehrreihigen Schrägwälzlagern ist es jedoch vor allem wegen der unterschiedlich einwirkenden Radial- und Axialkräfte von Vorteil, die einzelnen Wälzkörperreihen auf deutlich voneinander abweichenden Druckwinkelachsen anzuordnen, um dem ansonsten eintretenden vorzeitigen Verschleiß an den Wälzkörpern und an deren Laufbahnen entgegen zu wirken und damit die Lebensdauer des Lagers zu erhöhen. Eine Anpassung der beschriebenen Schrägkugelrollenlager an unterschiedlich einwirkende Radial- und Axialkräfte ist somit entweder nur durch eine Kompromissauswahl des für alle Wälzkörperreihen günstigsten Druckwinkels oder durch eine wiederum zu Lasten des axialen Lagerbauraums gehende Konstruktionsänderung des Schrägkugelrollenlagers möglich.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein mehrreihiges Radialwälzlager zu konzipieren, welches wie vergleichbare Radialkugellager die Möglichkeit der Anpassung der Druckwinkelachsen der einzelnen Wälzkörperreihen an unterschiedlich einwirkende Radial- und Axialkräfte aufweist, sich jedoch bei gleicher oder erhöhter Tragfähigkeit durch einen verringerten axialen und radialen Einbauraum und durch eine verlängerte Lebensdauer auszeichnet.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem mehrreihigen Radialwälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass die Wälzkörper der einzelnen Reihen des Radialwälzlagers durch eine reihen- oder kreuzweise Kombination aus Kalottenkugeln und Vollkugeln oder ausschließlich durch Kalottenkugeln gebildet werden und derart zueinander angeordnet sind, dass die mit zumindest einer Kalottenvertiefung in ihrer Kugelkontur ausgebildeten Kalottenkugeln mit ihren Kalottenvertiefungen jeweils eine axiale Aufnahme für einen Teil der Kugelkontur eines als Vollkugel oder als weitere Kalottenkugel ausgebildeten Wälzkörpers einer benachbarten Reihe bilden und die dadurch kugelgelenkartig aneinander anliegenden Wälzkörper aller Reihen eine minimierte Gesamtaxialerstreckung aufweisen.
Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, dass es durch eine reihen- oder kreuzweise Kombination aus zueinander geometrisch angepassten Kalottenkugeln und Vollkugeln oder nur durch solche Kalottenkugeln als neuartige Wälzkörper möglich ist, die einzelnen Reihen des Radialwälzlagers auf axial engstem Bauraum direkt nebeneinander anzuordnen und somit ein mehrreihiges Radialwälzlager mit extrem verringerten axialen und radialen Einbauraum bereit zu stellen, das eine gleiche oder höhere Tragfähigkeit wie vergleichbare Radialkugellager aufweist und sich ebenso wie diese durch die Möglichkeit der Anpassung der Druckwinkelachsen der einzelnen Wälzkörperreihen an unterschiedlich einwirkende Radial- und Axialkräfte auszeichnet. Zusätzlich tritt dabei noch der positive Effekt ein, dass die kugelgelenkartig ineinander eingreifenden Wälzkörper sich in einer solchen Anordnung gegenseitig abstützen und somit selbst eine Teilfunktion des Lagerkäfigs übernehmen.
Bevorzugte Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäß ausgebildeten mehrreihigen Radialwälzlagers werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Danach ist es gemäß Anspruch 2 bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten mehrreihigen Radialwälzlager vorgesehen, dass die durch Kalottenkugeln gebildeten Wälzkörper als einseitige oder als zweiseitige Kalottenkugeln ausgebildet sind, die entweder eine von ihrer Kugelgrundform abgeflachten Seitenfläche oder zwei von ihrer Kugelgrundform abgeflachte, parallel zueinander angeordnete Seitenflächen mit jeweils einer darin eingeformten zentrischen Kalottenvertiefung aufweisen. Die einseitigen Kalottenkugeln stellen somit unsymmetrische Wälzkörper dar, die mit ihrer Kalottenvertiefung jeweils die Aufnahme für die Kugelkontur einer benachbarten Vollkugel oder einer benachbarten weiteren einseitigen Kalottenkugel bilden, während die zweiseitigen Kalottenkugeln symmetrische Wälzkörper darstellen, die mit ihren gegenüberliegenden Kalottenvertiefungen die Aufnahme für die Kugelkonturen zweier benachbarter Vollkugeln oder zweier benachbarter einseitiger Kalottenkugel bilden.
Ausgehend von der zuvor beschriebenen Ausbildung ist es nach Anspruch 3 ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäß ausgebildeten mehrreihigen Radialwälzlagers, dass die Kalottenvertiefungen in den Seitenflächen der Kalottenkugeln zumindest annähernd den gleichen Radius wie die Wälzkörper der jeweils benachbarten Reihe aufweisen und mit einer maximalen Tiefe von 10% bis 30% des Durchmessers ihrer Kugelgrundform ausgebildet sind. Die Ausbildung der Kalottenvertiefungen mit dem gleichen Radius wie die Wälzkörper der jeweils benachbarten Reihe hat sich dabei als vorteilhaft hinsichtlich der Vermeidung unnötiger Reibung zwischen den aneinander anliegenden Wälzkörpern erwiesen, wobei die Durchmesser der Wälzkörper der benachbarten Reihen zusätzlich jeweils so aufeinander abzustimmen sind, dass die Geschwindigkeit des Lagerkäfigs in allen Reihen annähernd gleich ist. Bei mehrreihigen Rillenwälzlagern der vorgeschlagenen Art ist es demnach von Vorteil, die Durchmesser der Wälzkörper aller Reihen gleich auszubilden, während bei mehrreihigen Schrägwälzlagern der vorgeschlagenen Art ein reihenweise zueinander unterschiedliche Auswahl de Wälzkörperdurchmesser zu bevorzugen ist. Die Tiefe der Kalottenvertiefungen von 10% bis 30% ihrer Kugelgrundform stellt dabei für beide genannte Lagerarten einen Optimalwert dar, mit dem ohne Beeinträchtigung der Tragfähigkeit der Kalottenkugeln eine ausreichende Führung des Wälzkörpers der jeweils benachbarten Reihe sichergestellt ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers ist es desweiteren, die Wälzkörper durch eine reihenweise Kombination aus Kalottenkugeln und Vollkugeln zu bilden. Als bevorzugte erste Ausführungsform wird daher gemäß den Ansprüchen 4 und 5 eine dreireihige Lagerausführung vorgeschlagen, bei der eine solche Kombination beispielsweise aus einer kompletten mittleren Reihe aus Vollkugeln sowie aus zwei kompletten äußeren Reihen aus einseitigen Kalottenkugeln besteht. Dabei sind die einander zugewandten Kalottenvertiefungen in den einseitigen Kalottenkugeln der äußeren Reihen jeweils als axiale Aufnahme für einen Teil der Kugelkontur der zwischen diesen angeordneten Vollkugeln der mittleren Reihe ausgebildet, so dass jeweils drei benachbarte Wälzkörper aus jeder Reihe in dieser Anordnung in einer Tasche eines gemeinsamen Lagerkäfigs angeordnet sind und zusätzlich zur Führung durch diesen Lagerkäfig sich gegenseitig führen. Für mehr als dreireihige Lagerausführungen ist die Anzahl der derart angeordneten Wälzkörperreihen darüber hinaus beliebig erweiterbar, indem sich an eine der durch einseitige Kalottenkugeln gebildeten äußeren Reihen zunächst eine weitere Reihe zweiseitiger Kalottenkugeln anschließt, der dann wieder eine Reihe einseitiger Kalottenkugeln oder auch Vollkugeln und so weiter folgt.
Desweiteren wird durch die Ansprüche 6 und 7 als zweite Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers eine weitere dreireihige Lagerausführung vorgeschlagen, bei der die reihenweise Kombination aus Kalottenkugeln und Vollkugeln beispielsweise aus einer kompletten mittleren Reihe aus zweiseitigen Kalottenkugeln sowie aus zwei kompletten äußeren Reihen aus Vollkugeln gebildet wird. Hierbei stellen die beiden Kalottenvertiefungen in den zweiseitigen Kalottenkugeln der mittleren Reihe jeweils die axiale Aufnahme für einen Teil der Kugelkontur der beidseitig neben diesen angeordneten Vollkugeln der äußeren Reihen dar, so dass wieder jeweils drei benachbarte Wälzkörper aus jeder Reihe in dieser Anordnung in einer Tasche eines gemeinsamen Lagerkäfigs angeordnet sind und zusätzlich zur Führung durch diesen Lagerkäfig sich ebenfalls gegenseitig führen. Auch diese Kombination der Wälzkörperreihen ist für mehr als dreireihige Lagerausführungen beliebig erweiterbar, indem sich an eine der durch Vollkugeln gebildeten äußeren Reihen zunächst eine weitere Reihe zweiseitiger oder einseitiger Kalottenkugeln anschließt, der dann wieder eine Reihe Vollkugeln oder weitere einseitige Kalottenkugeln und so weiter folgt.
Als dritte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers wird durch die Ansprüche 8 und 9 außerdem noch eine weitere dreireihige Lagerausführung vorgeschlagen, bei der die Wälzkörper ausschließlich durch Kalottenkugeln gebildet werden und beispielsweise aus drei kompletten Reihen einseitiger Kalottenkugeln bestehen, so dass auch hier jeweils drei benachbarte Kalottenkugeln aus jeder Reihe in einer Tasche eines gemeinsamen Lagerkäfigs angeordnet sind und zusätzlich zur Führung durch diesen Lagerkäfig sich gegenseitig führen. Dabei sind die Kalottenvertiefungen der Kalottenkugeln der ersten äußeren Reihe jeweils als axiale Aufnahme für einen Teil der Kugelkontur der neben diesen angeordneten Kalottenkugeln der mittleren Reihe ausgebildet, während die Kalottenvertiefungen der Kalottenkugeln der mittleren Reihe wiederum die axiale Aufnahme für einen Teil der Kugelkontur der neben diesen angeordneten Kalottenkugeln der zweiten äußeren Reihe darstellen. Für mehr als dreireihige Lagerausführungen ist die Anzahl der derart angeordneten Wälzkörperreihen darüber hinaus auch hierbei beliebig erweiterbar, indem sich an eine der durch einseitige Kalottenkugeln gebildeten äußeren Reihen eine oder mehrere weitere Reihen einseitiger Kalottenkugeln anschließen.
Durch die Ansprüche 10 und 11 wird schließlich noch eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers vorgeschlagen, bei der die Wälzkörper bevorzugt durch eine kreuzweise Kombination aus Kalottenkugeln und Vollkugeln gebildet werden. Eine solche Kombination kann bei einer dreireihigen Lagerausführung beispielsweise aus einer mittleren Reihe mit abwechselnd angeordneten zweiseitigen Kalottenkugeln und Vollkugeln bestehen, die beidseitig durch zwei äußeren Reihen mit abwechselnd angeordneten Vollkugeln und einseitigen Kalottenkugeln benachbart wird. Die Wälzkörper der einzelnen Reihen sind dabei mit ihren Kalottenvertiefungen derart zueinander angeordnet, dass abwechselnd eine zweiseitige Kalottenkugel mit zwei Vollkugeln und eine Vollkugel mit zwei einseitigen Kalottenkugeln axial nebeneinander in jeweils aufeinander folgenden Taschen eines gemeinsamen Lagerkäfigs angeordnet sind und zusätzlich zur Führung durch diesen Lagerkäfig sich gegenseitig führen. Für mehr als dreireihige Lagerausführungen besteht auch bei dieser Kombination die Möglichkeit die Anzahl der derart ausgebildeten Wälzkörperreihen beliebig zu erweitern, indem sich an jeden Wälzkörper einer der äußeren Reihen ein jeweils geometrisch passender Wälzkörper einer weiteren Reihe anschließt.
Zusammenfassend weist das erfindungsgemäß ausgebildete Radialwälzlager in allen beschriebenen Ausführungsformen somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten mehrreihigen Radialwälzlagern den Vorteil auf, dass es durch die Verwendung neuartiger, als ein- und zweiseitige Kalottenkugeln ausgebildeter Wälzkörper gegebenenfalls in Kombination mit bekannten Vollkugeln wie vergleichbare Radialkugellager die Möglichkeit der Anpassung der Druckwinkelachsen der einzelnen Wälzkörperreihen an unterschiedlich einwirkende Radial- und Axialkräfte aufweist, sich jedoch bei gleicher oder erhöhter Tragfähigkeit durch einen deutlich verringerten axialen und radialen Einbauraum und durch eine verlängerte Lebensdauer auszeichnet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Das erfindungsgemäß ausgebildete mehrreihige Radialwälzlager wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen in mehreren bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine vergrößerte Teilansicht eines Querschnittes durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten mehrreihigen Radialwälzlagers;
1a eine vergrößerte Teilansicht der Draufsicht auf die im Lagerkäfig angeordneten Wälzkörper des erfindungsgemäß ausgebildeten mehrreihigen Radialwälzlagers gemäß 1;
2 eine vergrößerte Teilansicht eines Querschnittes durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten mehrreihigen Radialwälzlagers;
2a eine vergrößerte Teilansicht der Draufsicht auf die im Lagerkäfig angeordneten Wälzkörper des erfindungsgemäß ausgebildeten mehrreihigen Radialwälzlagers gemäß 2;
3 eine vergrößerte Teilansicht eines Querschnittes durch eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten mehrreihigen Radialwälzlagers;
3a eine vergrößerte Teilansicht der Draufsicht auf die im Lagerkäfig angeordneten Wälzkörper des erfindungsgemäß ausgebildeten mehrreihigen Radialwälzlagers gemäß 3;
4 eine vergrößerte Teilansicht eines Querschnittes durch eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten mehrreihigen Radialwälzlagers;
4a eine vergrößerte Teilansicht der Draufsicht auf die im Lagerkäfig angeordneten Wälzkörper des erfindungsgemäß ausgebildeten mehrreihigen Radialwälzlagers gemäß 4.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Aus den 1 bis 4 geht jeweils ein als dreireihiges Schrägwälzlager ausgebildetes Radialwälzlager 1 hervor, welches im Wesentlichen aus einem einteiligen äußeren Lagerring 2 und einem einteiligen inneren Lagerring 3 sowie aus einer Vielzahl zwischen den Lagerringen 2, 3 in drei Reihen 4, 5, 6 nebeneinander angeordneter Wälzkörper besteht. Die Wälzkörper aller drei Reihen 4, 5, 6 weisen dabei andeutungsweise zueinander geringfügig unterschiedliche Durchmesser auf und sind deutlich sichtbar auf unterschiedlich großen Teilkreisen sowie auf in den Zeichnungen nicht näher dargestellten unterschiedlichen Druckwinkelachsen angeordnet. Im Lagerbetrieb rollen die Wälzkörper aller Reihen 4, 5, 6, mit ihren Laufflächen dann auf drei nebeneinander an der Innenseite 8 des äußeren Lagerrings 2 und an der Außenseite 9 des inneren Lagerrings 3 angeordneten Laufbahnen 10, 11, 12 ab und werden durch einen gemeinsamen Lagerkäfig 7 in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten.
Aus den 1a bis 4a wird darüber hinaus deutlich, dass die Wälzkörper der einzelnen Reihen 4, 5, 6 des Radialwälzlagers 1 erfindungsgemäß durch eine reihen- oder kreuzweise Kombination aus Kalottenkugeln 13, 14 und Vollkugeln 15 oder ausschließlich durch Kalottenkugeln 13 gebildet werden und derart zueinander angeordnet sind, dass die mit zumindest einer Kalottenvertiefung 16 in ihrer Kugelkontur ausgebildeten Kalottenkugeln 13, 14 mit ihren Kalottenvertiefungen 16, 17 jeweils eine axiale Aufnahme für einen Teil der Kugelkontur eines als Vollkugel 15 oder als weitere Kalottenkugel 13 ausgebildeten Wälzkörpers einer benachbarten Reihe 4, 5, 6 bilden und die dadurch kugelgelenkartig aneinander anliegenden Wälzkörper aller Reihen 4, 5, 6 eine minimierte Gesamtaxialerstreckung aufweisen.
Die durch Kalottenkugeln 13, 14 gebildeten Wälzkörper sind dabei, wie insbesondere den 1a und 2a entnehmbar ist, entweder als einseitige Kalottenkugeln 13 oder als zweiseitige Kalottenkugeln 14 ausgebildet, die entweder eine von ihrer Kugelgrundform abgeflachte Seitenfläche 18 oder zwei von ihrer Kugelgrundform abgeflachte, parallel zueinander angeordnete Seitenflächen 18, 19 mit jeweils einer darin eingeformten zentrischen Kalottenvertiefung 16, 17 aufweisen. Die Kalottenvertiefungen 16, 17 in den Seitenflächen 18, 19 der Kalottenkugeln 13, 14 weisen dabei, wie in den Zeichnungen angedeutet, den gleichen Radius r wie die Wälzkörper der jeweils benachbarten Reihe 4, 5, 6 auf und sind mit einer maximalen Tiefe t ausgebildet, die etwa 10% bis 30% des Durchmessers ihrer Kugelgrundform entspricht.
Eine bevorzugte Ausbildung des erfindungsgemäßen Radialwälzlagers 1 ist es, die Wälzkörper durch eine reihenweise Kombination aus Kalottenkugeln 13, 14 und Vollkugeln 15 zu bilden. In den 1 und 1a ist deshalb eine erste Ausführungsform des Radialwälzlagers 1 gezeigt, bei der diese Kombination aus einer kompletten mittleren Reihe 5 aus Vollkugeln 15 sowie aus zwei kompletten äußeren Reihen 4, 6 aus einseitigen Kalottenkugeln 13 besteht. Die einander zugewandten Kalottenvertiefungen 16 in den einseitigen Kalottenkugeln 13 der äußeren Reihen 4, 6 sind dabei jeweils als axiale Aufnahme für einen Teil der Kugelkontur der zwischen diesen angeordneten Vollkugeln 15 der mittleren Reihe 5 ausgebildet, so dass jeweils drei benachbarte Wälzkörper aus jeder Reihe 4, 5, 6 in dieser Anordnung, wie in 1a gezeigt, in einer Tasche 20 des gemeinsamen Lagerkäfigs 7 sich gegenseitig führend angeordnet sind.
Bei der in den 2 und 2a dargestellten zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radiallagers 1 wird die reihenweise Kombination aus Kalottenkugeln 14 und Vollkugeln 15 dagegen durch eine komplette mittlere Reihe 5 aus zweiseitigen Kalottenkugeln 14 sowie aus zwei kompletten äußeren Reihen 4, 6 aus Vollkugeln 15 gebildet. Die beiden Kalottenvertiefungen 16, 17 in den zweiseitigen Kalottenkugeln 14 der mittleren Reihe 5 sind dabei wieder deutlich sichtbar jeweils als axiale Aufnahme für einen Teil der Kugelkontur der neben diesen angeordneten Vollkugeln 15 der äußeren Reihen 4, 6 ausgebildet, so dass jeweils drei benachbarte Wälzkörper aus jeder Reihe 4, 5, 6 in dieser Anordnung, wie in 2a gezeigt, in einer Tasche 20 eines gemeinsamen Lagerkäfigs 7 sich gegenseitig führend angeordnet sind.
Die in den 3 und 3a abgebildete dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radiallagers 1 zeigt demgegenüber eine ausschließlich durch Kalottenkugeln 13 gebildete Wälzkörperanordnung, bei der alle drei Reihen 4, 5, 6 komplett aus einseitigen Kalottenkugeln 13 bestehen und wieder jeweils drei benachbarte Kalottenkugeln 13 aus jeder Reihe 4, 5, 6 in einer Tasche 20 des gemeinsamen Lagerkäfigs 7 sich gegenseitig führend angeordnet sind. Die Kalottenvertiefungen 16 der Kalottenkugeln 13 der ersten äußeren Reihe 4 bilden hier jeweils die axiale Aufnahme für einen Teil der Kugelkontur der neben diesen angeordneten Kalottenkugeln 13 der mittleren Reihe 5, während die Kalottenvertiefungen 16 der Kalottenkugeln 13 der mittleren Reihe 5 wiederum als axiale Aufnahme für einen Teil der Kugelkontur der neben diesen angeordneten Kalottenkugeln 13 der zweiten äußeren Reihe 6 ausgebildet sind.
In den 4 und 4a ist schließlich noch eine alternative vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radiallagers 1 dargestellt, bei der die Wälzkörper durch eine kreuzweise Kombination aus Kalottenkugeln 13, 14 und Vollkugeln 15 gebildet werden. Dabei besteht die mittlere Reihe 5 aus abwechselnd angeordneten zweiseitigen Kalottenkugeln 14 und Vollkugeln 15 und die zwei äußeren Reihen 4, 6 aus abwechselnd angeordneten Vollkugeln 15 und einseitigen Kalottenkugeln 13. Aus 4a wird dabei deutlich, dass die Wälzkörper der einzelnen Reihen 4, 5, 6 mit ihren Kalottenvertiefungen 16, 17 derart zueinander angeordnet sind, dass abwechselnd eine zweiseitige Kalottenkugel 14 mit zwei Vollkugeln 15 und eine Vollkugel 15 mit zwei einseitigen Kalottenkugeln 13 axial nebeneinander in jeweils aufeinander folgenden Taschen 20, 21 des gemeinsamen Lagerkäfigs 7 angeordnet sind und sich gegenseitig führen.

1: Radialwälzlager
2: äußerer Lagerring
3: innerer Lagerring
4: Wälzkörperreihe
5: Wälzkörperreihe
6: Wälzkörperreihe
7: Lagerkäfig
8: Innenseite von 2
9: Außenseite von 3
10: Laufbahn für 4
11: Laufbahn für 5
12: Laufbahn für 6
13: einseitige Kalottenkugel
14: zweiseitige Kalottenkugel
15: Vollkugel
16: Kalottenvertiefung in 13 bzw. 14
17: Kalottenvertiefung in 14
18: Seitenfläche an 13 bzw. 14
19: Seitenfläche an 14
20: Käfigtasche in 7
21: Käfigtasche in 7
r: Radius von 16 und 17
t: Tiefe von 16 und 17

Claims

Mehrreihiges Radialwälzlager, im Wesentlichen bestehend aus einem ein- oder mehrteiligen äußeren Lagerring (2) und einem ein- oder mehrteiligen inneren Lagerring (3) sowie aus einer Vielzahl zwischen den Lagerringen (2, 3) in mehreren Reihen (4, 5, 6) nebeneinander angeordneter Wälzkörper, die durch zumindest einen Lagerkäfig (7) in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden und mit ihren Laufflächen auf mehreren nebeneinander an der Innenseite (8) des äußeren Lagerrings (2) und an der Außenseite (9) des inneren Lagerrings (3) angeordneten Laufbahnen (10, 11, 12) abrollen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper der einzelnen Reihen (4, 5, 6) des Radialwälzlagers (1) durch eine reihen- oder kreuzweise Kombination aus Kalottenkugeln (13, 14) und Vollkugeln (15) oder ausschließlich durch Kalottenkugeln (13) gebildet werden und derart zueinander angeordnet sind, dass die mit zumindest einer Kalottenvertiefung (16) in ihrer Kugelkontur ausgebildeten Kalottenkugeln (13, 14) mit ihren Kalottenvertiefungen (16, 17) jeweils eine axiale Aufnahme für einen Teil der Kugelkontur eines als Vollkugel (15) oder als weitere Kalottenkugel (13) ausgebildeten Wälzkörpers einer benachbarten Reihe (4, 5, 6) bilden und die dadurch kugelgelenkartig aneinander anliegenden Wälzkörper aller Reihen (4, 5, 6) eine minimierte Gesamtaxialerstreckung aufweisen.
Mehrreihiges Radialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Kalottenkugeln (13, 14) gebildeten Wälzkörper als einseitige Kalottenkugeln (13) oder als zweiseitige Kalottenkugeln (14) ausgebildet sind, die entweder eine von ihrer Kugelgrundform abgeflachte Seitenfläche (18) oder zwei von ihrer Kugelgrundform abgeflachte, parallel zueinander angeordnete Seitenflächen (18, 19) mit jeweils einer darin eingeformten zentrischen Kalottenvertiefung (16, 17) aufweisen.
Mehrreihiges Radialwälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalottenvertiefungen (16, 17) in den Seitenflächen (18, 19) der Kalottenkugeln (13, 14) zumindest annähernd den gleichen Radius (r) wie die Wälzkörper der jeweils benachbarten Reihe (4, 5, 6) aufweisen und mit einer maximalen Tiefe (t) von 10% bis 30% des Durchmessers ihrer Kugelgrundform ausgebildet sind.
Mehrreihiges Radialwälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper bevorzugt durch eine reihenweise Kombination aus Kalottenkugeln (13) und Vollkugeln (15) gebildet werden, die bei einer dreireihigen Lagerausführung beispielsweise aus einer kompletten mittleren Reihe (5) aus Vollkugeln (15) sowie aus zwei kompletten äußeren Reihen (4, 6) aus einseitigen Kalottenkugeln (13) besteht.
Mehrreihiges Radialwälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten Kalottenvertiefungen (16) in den einseitigen Kalottenkugeln (13) der äußeren Reihen (4, 6) jeweils als axiale Aufnahme für einen Teil der Kugelkontur der zwischen diesen angeordneten Vollkugeln (15) der mittleren Reihe (5) ausgebildet und jeweils drei benachbarte Wälzkörper aus jeder Reihe (4, 5, 6) in dieser Anordnung in einer Tasche (20) eines gemeinsamen Lagerkäfigs (7) sich gegenseitig führend angeordnet sind.
Mehrreihiges Radialwälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper bevorzugt durch eine reihenweise Kombination aus Kalottenkugeln (14) und Vollkugeln (15) gebildet werden, die bei einer dreireihigen Lagerausführung beispielsweise aus einer kompletten mittleren Reihe (5) aus zweiseitigen Kalottenkugeln (14) sowie aus zwei kompletten äußeren Reihen (4, 6) aus Vollkugeln (15) besteht.
Mehrreihiges Radialwälzlager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kalottenvertiefungen (16, 17) in den zweiseitigen Kalottenkugeln (14) der mittleren Reihe (5) jeweils als axiale Aufnahme für einen Teil der Kugelkontur der neben diesen angeordneten Vollkugeln (15) der äußeren Reihen (4, 6) ausgebildet und jeweils drei benachbarte Wälzkörper aus jeder Reihe (4, 5, 6) in dieser Anordnung in einer Tasche (20) eines gemeinsamen Lagerkäfigs (7) sich gegenseitig führend angeordnet sind.
Mehrreihiges Radialwälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei ausschließlich durch Kalottenkugeln (13) gebildeten Wälzkörpern diese bei einer dreireihigen Lagerausführung beispielsweise aus drei kompletten Reihen (4, 5, 6) einseitiger Kalottenkugeln (13) bestehen und jeweils drei benachbarte Kalottenkugeln (13) aus jeder Reihe (4, 5, 6) in einer Tasche (20) eines gemeinsamen Lagerkäfigs (7) sich gegenseitig führend angeordnet sind.
Mehrreihiges Radialwälzlager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalottenvertiefungen (16) der Kalottenkugeln (13) der ersten äußeren Reihe (4) jeweils als axiale Aufnahme für einen Teil der Kugelkontur der neben diesen angeordneten Kalottenkugeln (13) der mittleren Reihe (5) und deren Kalottenvertiefungen (16) wiederum als axiale Aufnahme für einen Teil der Kugelkontur der neben diesen angeordneten Kalottenkugeln (13) der zweiten äußeren Reihe (6) ausgebildet sind.
Mehrreihiges Radialwälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper bevorzugt durch eine kreuzweise Kombination aus Kalottenkugeln (13, 14) und Vollkugeln (15) gebildet werden, die bei einer dreireihigen Lagerausführung beispielsweise aus einer mittleren Reihe (5) mit abwechselnd angeordneten zweiseitigen Kalottenkugeln (14) und Vollkugeln (15) sowie aus zwei äußeren Reihen (4, 6) mit abwechselnd angeordneten Vollkugeln (15) und einseitigen Kalottenkugeln (13) besteht.
Mehrreihiges Radialwälzlager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper der einzelnen Reihen (4, 5, 6) mit ihren Kalottenvertiefungen (16, 17) derart zueinander angeordnet sind, dass abwechselnd eine zweiseitige Kalottenkugel (14) mit zwei Vollkugeln (15) und eine Vollkugel (15) mit zwei einseitigen Kalottenkugeln (13) axial nebeneinander in jeweils aufeinander folgenden Taschen (20, 21) eines gemeinsamen Lagerkäfigs (7) sich gegenseitig führend angeordnet sind.