DE102007011533A1

DE102007011533A1 - Mehrreihiges Rollenlager

Info

Publication number: DE102007011533A1
Application number: DE102007011533A
Authority: DE
Inventors: Holger Grieser
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2008-09-11
Also published as: WO2008110140A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein die Führungs- und Abrolleingenschaften der Wälzkörper (10a, 10b) verbesserndes mehrreihiges Rollenlager, mit zumindest einer Reihenpaarung der Wälzkörper (10a, 10b) in X-Anordnung, wobei die beiden Wälzkörperreihen (6, 7; 8, 9) der zumindest einen Reihenpaarung die gleiche Wälzkörperanzahl und gleiche Umlaufgeschwindigkeiten um die Längsachse des Rollenlagers aufweisen, bei dem die Wälzkörper (10a, 10b) der Reihenpaarung an einem bordlosen Lageraußenring (1, 2, 3) sowie einem bordlosen Lagerinnenring (4, 5) abrollen, bei dem zwischen zwei jeweils axial benachbarten Wälzkörpern (10a, 10b) ein rotationssymmetrisches Distanzelement (13) in Form einer zapfenförmigen Ausbuchtung mit in Achsrichtung konvex gekrümmter Kontaktfläche (14) angeordnet ist, bei dem das Distanzelement (13) stirnseitig an einem der beiden axial benachbarten Wälzkörper (10a, 10b) ausgebildet ist, bei dem sich das Distanzelement (13) in einer Ausnehmung (15) des anderen Wälzkörpers (10b, 10a) axial abstützt und bei dem jeweils ein gemeinsamer, einstückig ausgebildeter und beiden Wälzkörperreihen (6, 7; 8, 9) einer jeden Reihenpaarung aufnehmender Wälzkörper-Käfig (18a, 18b) vorhanden ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein mehrreihiges Rollenlager, mit zumindest einer Reihenpaarung der Wälzkörper in X-Anordnung gemäß der Merkmalskombination des Patentanspruchs 1.
Hintergrund der Erfindung
Aus der US 1,885,852 ist ein zwei- bzw. mehrreihiges Kegelrollenlager mit zwei Wälzkörperreihen in X-Anordnung bekannt, bei welchem die Wälzkörper an einem bordlosen Lageraußenring und einem bordlosen Lagerinnenring abrollen. Zwischen axial benachbarten Wälzkörpern ist jeweils ein rotationssymmetrisches Distanzelement mit in Achsrichtung endseitig konvex gekrümmter Kontaktfläche, vorliegend sphärisch respektive kugelförmig gekrümmten Kontaktfläche, angeordnet. Dieses Distanzelement ist an einem der axial benachbarten Wälzkörper als eine stirnseitige, zapfenförmige Ausbuchtung gebildet, die sich in einer Ausnehmung des anderen Wälzkörpers axial abstützt.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiter verbessertes mehrreihiges Rollenlager der vorbeschriebenen Art zu schaffen.
Zusammenfassung der Erfindung
Es wird ein mehrreihiges Rollenlager vorgeschlagen, mit zumindest einer Reihenpaarung der Wälzkörper in X-Anordnung, wobei die beiden Wälzkörperreihen der zumindest einen Reihenpaarung die gleiche Wälzkörperanzahl und gleiche Umlaufgeschwindigkeiten um die Längsachse des Rollenlagers aufweisen, bei dem die Wälzkörper der Reihenpaarung an einem bordlosen Lageraußenring sowie einem bordlosen Lagerinnenring abrollen, bei dem zwischen zwei jeweils axial benachbarten Wälzkörpern ein rotationssymmetrisches Distanzelement in Form einer zapfenförmigen Ausbuchtung mit in Achsrichtung konvex gekrümmter Kontaktfläche angeordnet ist, bei dem das Distanzelement stirnseitig an einem der beiden axial benachbarten Wälzkörper ausgebildet ist, bei dem sich das Distanzelement in einer Ausnehmung des anderen Wälzkörpers axial abstützt, und bei dem jeweils ein gemeinsamer, einstückig ausgebildeter und beide Wälzkörperreihen einer jeden Reihenpaarung aufnehmender Wälzkörper-Käfig vorhanden ist.
Durch diese Konstruktion ist ein Rollenlager mit weiter verbesserten Führungs- und Abrolleigenschaften der Wälzkörper geschaffen, welches obendrein einfach sowie kostengünstig herstellbar und montierbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontaktfläche der Ausnehmung des anderen Wälzkörpers weitestgehend komplementär zu der Kontaktfläche des Distanzelementes ausgebildet ist, zumindest jedoch derart ausgebildet ist, dass zwischen dem einen Wälzkörper samt Distanzelement und dem anderen Wälzkörper eine axiale Kraftübertragung und eine gegenseitige Führung derselben möglich ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann das Distanzelement durch ein separates Element, insbesondere eine separate Kugel, eine Tonne oder ein sonstiges separates Distanzelement, mit rotationssymmetrischen und in Achsrichtung konvex gekrümmten Kontaktflächen gebildet sein, welches sich in der Ausnehmung der benachbarten Wälzkörper axial abstützt.
Auch kann das Distanzelement durch eine einstückig mit einem der beiden axial benachbarten Wälzkörper ausgebildete stirnseitige zapfenförmige Ausbuchtung mit rotationssymmetrischer Außenkontur und mit in Achsrichtung konvex gekrümmter Kontaktfläche gebildet sein, welche sich dann in der Ausnehmung des anderen Wälzkörpers axial abstützt.
Wie die Erfindung weiter besonders bevorzugt vorsieht, kann die besagte einstückige zapfenförmige Ausbuchtung eine halbkugelförmige, kugelkalottenförmige oder jegliche andere geeignete rotationssymmetrische Außenkontur mit in Achsrichtung konvex gekrümmter Kontaktfläche aufweisen.
Ferner ist vorgesehen, dass der Wälzkörper-Käfig als Blechkäfig ausgebildet ist, welcher vorteilhaft aus einem Blechstreifen hergestellt, mit Ausstanzungen für die Wälzkörper versehen und schließlich rohrförmig geschweißt, gebördelt oder auf andere an sich bekannte Art und Weise gefügt sein kann.
Auch kann der Wälzkörper-Käfig als Tiefziehteil ausgebildet sein, welcher weiterhin durch anschließende Umformung weiterbearbeitet sein kann.
Schließlich kann ein Rollenlager der zumindest einen gepaarten Reihenpaarung des mehrreihigen Rollenlagers als ein Kegelrollen-, Zylinderrollen-, Tonnen- oder sonstiges Lager zur Aufnahme von zumindest axialen Wälzlagerkräften ausgebildet sein.
Das andere gepaarte Rollenlager kann baugleich, durchaus aber auch mit unterschiedlichem Druckwinkel, oder auch in unterschiedlicher Bauform, z. B. Kegelrolle gepaart mit Pendelrolle, ausgebildet sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Darin zeigt
1 eine perspektivische Gesamtansicht eines vierreihigen Rollenlagers der erfindungsgemäßen Art,
2 das Rollenlager gemäß 1 in einem Teillängsschnitt,
3 die Einzelheit „Z" gemäß 2, und
4 eine perspektivische Einzelteilansicht eines Wälzkörper-Käfigs des erfindungsgemäßem Rollenlagers.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Das in den 1 und 2 gezeigte vierreihige Rollenlager ist im Wesentlichen aus zwei einreihigen und axial außen liegenden Lageraußenringen 1 und 2, einem mittleren zweireihigen Lageraußenring 3, zwei zweireihigen Lagerinnenringen 4, 5 und einer Mehrzahl dazwischen in vier Wälzkörperreihen 6, 7; 8, 9 abrollenden Wälzkörpern 10a, 10b gebildet. Zwischen den Lageraußenringen 1, 2, 3 sind ferner an sich bekannte äußere Zwischenringe 11 angeordnet, während zwischen den Lagerinnenringen 4, 5 ein einziger innerer Zwischenring 12 angeordnet ist.
Vorliegend sind die Wälzkörper 10a, 10b als Kegelrollen ausgebildet, wobei benachbarte Wälzkörperreihen 6, 7; 8, 9 jeweils eine Reihenpaarung mit Wälzkörpern 10a, 10b in X-Anordnung bilden, bei der sich die Drucklinien der einzelnen Wälzkörperreihen 6, 7; 8, 9 einer jeden Reihenpaarung schneiden.
Des Weiteren sind die Lageraußenringe 1, 2, 3 und Lagerinnenringe 4, 5 bordlos ausgebildet, wodurch bei gegebenen Außenmaßen durch die erzielbare größere Rollenlänge gegenüber bordbehafteten Lagerringen eine erhöhte Tragzahl des Rollenlagers zu verzeichnen ist. Demgegenüber können bei vorgegebenen Tragzahlen die Baugröße und das Gewicht des Rollenlagers verringert werden. Des Weiteren ist die Herstellung der Lageraußen- und Lagerinnenringe 1, 2, 3, 4, 5 vereinfacht; das Rollenlager ist somit kostengünstig herstellbar.
Um im Hinblick auf herkömmliche Rollenlager weiter verbesserte Führungs- und Abrolleigenschaften der Wälzkörper 10a, 10b zu erzielen, ist zwischen den beiden axial benachbarten Wälzkörpern 10a, 10b einer jeden Reihenpaarung ein rotationssymmetrisches Distanzelement 13 angeordnet (2 und 3).
Dieses Distanzelement 13 ist einstückig als stirnseitige zapfenförmige Ausbuchtung an einem der beiden axial benachbarten Wälzkörper 10a bzw. 10b, vorliegend an dem jeweils innen liegenden Wälzkörper 10a bzw. 10b einer jeden Reihenpaarung des vierreihigen Rollenlagers ausgebildet.
Das Distanzelement 13 weist zudem jeweils eine in Achsrichtung konvex gekrümmte Kontaktfläche 14 auf, die sich in einer Ausnehmung 15 der Stirnfläche 16 des jeweils anderen Wälzkörpers 10b, 10a der betreffenden Reihenpaarung derart axial abstützt, dass eine axiale Kraftübertragung und eine gegenseitige Führung der jeweils benachbarten Wälzkörper 10a, 10b samt Distanzelement 13 einer jeden Reihenpaarung möglich ist.
Das Distanzelement 13 in Form einer zapfenförmigen Ausbuchtung eines der beiden Wälzkörper 10a, 10b einer jeden Reihenpaarung kann beispielsweise eine halbkugelförmige, kugelkalottenförmige oder auch eine sonstige rotationssymmetrische Außenkontur mit in Achsrichtung konvex gekrümmter Kontaktfläche 14 aufweisen. Vorliegend ist das Distanzelement 13 mit einer halbkugelförmigen Außenkontur versehen, deren Kontaktfläche 14 an vorzugsweise einer weitestgehend komplementär dazu ausgebildeten, also kugelförmig profilierten Kontaktfläche 17 der Ausnehmung 15 anliegt (siehe 3). Jedoch sind auch andere Profilierungen der Ausnehmung 15 denkbar, wie beispielsweise kegelförmige Profilierungen (nicht näher dargestellt).
In jedem Fall sind jedoch solche zueinander korrespondierenden Kontaktflächen 14, 17 vorzusehen, die eine axiale Kraftübertragung und eine gegenseitige Führung der jeweils benachbarten Wälzkörper 10a, 10b samt Distanzelement 13 einer jeden Reihenpaarung gewährleisten. Je nach dem, welche Konturenpaarung der Kontaktflächen 14, 17 gewählt wird, ist eine flächen- oder linienförmige Belastung der zueinander korrespondierenden Kontaktflächen 14, 17 zu verzeichnen.
Für den Fachmann versteht es sich in Kenntnis der Erfindung von selbst, dass bei vorstehender Anordnung der Wälzkörper 10a, 10b, die Wälzkörperanzahl der Wälzkörperreihen 6, 7; 8, 9 und die Umlaufgeschwindigkeiten derselben um die Lagerachse je Reihenpaarung gleich sind.
Wie insbesondere 2 weiter zeigt, ist je Reihenpaarung ein einstückig ausgebildeter und beide Wälzkörperreihen 6, 7; 8, 9 aufnehmender Wälzkörper-Käfig 18a, 18b vorgesehen.
Gemäß 4 ist der Wälzkörper-Käfig 18a, 18b als Blechkäfig ausgebildet, welcher einfach und kostengünstig aus einem Blechstreifen hergestellt, mit Ausstanzungen 19 für die Wälzkörper 10a, 10b versehen und schließlich rohrförmig verschweißt, gebördelt oder auf andere an sich bekannte Art und Weise gefügt ist.
Zur Montage werden je Reihenpaarung die Lagerinnenring 4 bzw. 5, Wälzkörperkäfige 18a bzw. 18b und zugehörige Wälzkörper 10a, 10b so miteinander verpresst, dass die Wälzkörper 10a, 10b, vorliegend Kegelrollen, durch den Wälzkörperkäfig 18a bzw. 18b gehalten werden. Die erstellte Baueinheit ist nach der Montage nicht mehr zerlegbar und kann wie üblich weiter behandelt werden, also mit den Lageraußenringen 1, 2, 3 sowie mit den äußeren Zwischenringen 11 und dem inneren Zwischenring 12 zu einem vierreihigen Rollenlager gemäß dem Ausführungsbeispiel komplettiert und schließlich verbaut werden.
Vorstehendes Ausführungsbeispiel stellt ersichtlich auf ein vierreihiges Kegelrollenlager ab. Durch die Erfindung ebenfalls mit erfasst sind jedoch sowohl jegliche mehrreihigen Kegelrollenlager als auch mehrreihige Zylinderrollen-, Tonnen- oder sonstige Lager zur Aufnahme von zumindest axialen Wälzkörperkräften, wobei diese Rollenlager symmetrisch oder unsymmetrisch aufgebaut sein können, sofern Reihenpaarungen der gattungsgemäßen Art ausgebildet sind.

1: Lageraußenring
2: Lageraußenring
3: Lageraußenring
4: Lagerinnenring
5: Lagerinnenring
6: Wälzkörperreihe
7: Wälzkörperreihe
8: Wälzkörperreihe
9: Wälzkörperreihe
10a: Wälzkörper
10b: Wälzkörper
11: Äußere Zwischenringe
12: Innerer Zwischenring
13: Distanzelement
14: Kontaktfläche am Distanzelement 13
15: Ausnehmung am Wälzkörper 10a bzw. 10b
16: Stirnfläche am Wälzkörper 10a bzw. 10b
17: Kontaktfläche an der Ausnehmung 15
18a: Wälzkörper-Käfig
18b: Wälzkörper-Käfig
19: Ausstanzungen

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

- US 1885852 [0002]

Claims

Mehrreihiges Rollenlager mit zumindest einer Reihenpaarung der Wälzkörper (10a, 10b) in X-Anordnung, wobei die beiden Wälzkörperreihen (6, 7; 8, 9) der zumindest einen Reihenpaarung die gleiche Wälzkörperanzahl und gleiche Umlaufgeschwindigkeiten um die Längsachse des Rollenlagers aufweisen, bei dem die Wälzkörper (10a, 10b) der Reihenpaarung an einem bordlosen Lageraußenring (1, 2, 3) sowie einem bordlosen Lagerinnenring (4, 5) abrollen, bei dem zwischen zwei jeweils axial benachbarten Wälzkörpern (10a, 10b) ein rotationssymmetrisches Distanzelement (13) in Form einer zapfenförmigen Ausbuchtung mit in Achsrichtung konvex gekrümmter Kontaktfläche (14) angeordnet ist, bei dem das Distanzelement (13) stirnseitig an einem der beiden axial benachbarten Wälzkörper (10a, 10b) ausgebildet ist, bei dem sich das Distanzelement (13) in einer Ausnehmung (15) des anderen Wälzkörpers (10b, 10a) axial abstützt, und bei dem jeweils ein gemeinsamer, einstückig ausgebildeter und beide Wälzkörperreihen (6, 7; 8, 9) einer jeden Reihenpaarung aufnehmender Wälzkörper-Käfig (18a, 18b) vorhanden ist.
Mehrreihiges Rollenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (17) der Ausnehmung (15) des anderen Wälzkörpers (10b, 10a) weitestgehend komplementär zu der Kontaktfläche (14) des Distanzelementes (13) ausgebildet ist, zumindest jedoch derart ausgebildet ist, dass zwischen dem einen Wälzkörper (10a, 10b) samt Distanzelement (13) und dem anderen Wälzkörper (10b, 10a) eine axiale Kraftübertragung und eine gegenseitige Führung derselben möglich ist.
Mehrreihiges Rollenlager nach zumindest einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement (13) durch ein separates Element, insbesondere eine separate Kugel, eine Tonne oder ein sonstiges separates Distanzelement (13), mit rotationssymmetrischen und in Achsrichtung konvex gekrümmten Kontaktflächen gebildet ist, welches sich in der Ausnehmung (15) der benachbarten Wälzkörper (10a, 10b) axial abstützt.
Mehrreihiges Rollenlager nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement (13) durch eine einstückig mit einem der beiden axial benachbarten Wälzkörper (10a, 10b) ausgebildete stirnseitige zapfenförmige Ausbuchtung mit rotationssymmetrischer Außenkontur und mit in Achsrichtung konvex gekrümmter Kontaktfläche gebildet ist, welche sich in der Ausnehmung (15) des anderen Wälzkörpers (10b, 10a) axial abstützt.
Mehrreihiges Rollenlager nach mindestens dem voranstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement (13) in Form der einstückigen, zapfenförmigen Ausbuchtung eine halbkugelförmige, kugelkalottenförmige oder jegliche andere geeignete rotationssymmetrische Außenkontur mit in Achsrichtung konvex gekrümmter Kontaktfläche (17) aufweist.
Mehrreihiges Rollenlager nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper-Käfig (18a, 18b) einstückig als Blechkäfig ausgebildet ist.
Mehrreihiges Rollenlager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper-Käfig (18a, 18b) in Form eines Blechkäfigs aus einem Blechstreifen hergestellt, mit Ausstanzungen (19) für die Wälzkörper (10a, 10b) versehen und schließlich rohrförmig geschweißt, gebördelt oder auf andere an sich bekannte Art und Weise gefügt ist.
Mehrreihiges Rollenlager nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rollenlager ein Kegelrollen-, Zylinderrollen-, Tonnen- oder sonstiges Lager zur Aufnahme von zumindest axialen Wälzlagerkräften ist.