DE102007053168A1

DE102007053168A1 - Radialwälzlager, insbesondere einreihiges Kugelrollenlager

Info

Publication number: DE102007053168A1
Application number: DE200710053168
Authority: DE
Inventors: Eberhard Batz; Horst DÖPPLING; Heinrich Hofmann; Viktor Reis
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-11-08
Filing date: 2007-11-08
Publication date: 2009-05-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein als einreihiges Kugelrollenlager ausgebildetes Radialwälzlager (1), welches aus einem äußeren Lagerring (2) und einem inneren Lagerring (3) sowie aus einer Vielzahl zwischen diesen Lagerringen (2, 3) angeordneter Kugelrollen (4) besteht, die jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachte, parallel zueinander angeordnete Seitenflächen (5, 6) aufweisen und durch einen Lagerkäftig (7) in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden. Die zwischen ihren Seitenflächen (5, 6) eine Breite (bK) von etwa 70% des Durchmessers (dK) ihrer Kugelgrundform aufweisenden Kugelrollen (4) rollen dabei in zwei in die Innenseite (8) des äußeren Lagerrings (2) und in die Außenseite (9) des inneren Lagerrings (3) eingearbeiteten rillenförmigen Laufbahnen (10, 11) ab und sind durch axiales Einführen in den Abstand (aL) zwischen den Lagerringen (2, 3) und anschließendes Verkippen in ihre Laufbahnen (10, 11) in das Radialwälzlager (1) einfüllbar. Erfindungsgemäß beträgt die Breite (bL) der Laufbahnen (10, 11) der Kugelrollen (4) und der Abstand (aL) zwischen dem äußeren Lagerring (2) und dem inneren Lagerring (3) zumindest auf der für die Kugelrollen (4) vorgesehenen Einfüllseite (12) des Radialwälzlagers (1) ebenfalls etwa 70% des Durchmessers (dK) der Kugelgrundform der Kugelrollen (4) und zusätzlich sind die Kugelrollen (4) zum kollisionsfreien axialen Einführen in diesen Abstand (aL) zwischen den Lagerringen ...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Radialwälzlager nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, und sie ist insbesondere vorteilhaft an einreihigen Kugelrollenlagern realisierbar, die beispielsweise als Festlager für die An- und Abtriebswellen eines Kfz-Schaltgetriebes zur Anwendung kommen.
Hintergrund der Erfindung
Dem Fachmann in der Wälzlagertechnik ist es allgemein bekannt, dass einreihige Rillenkugellager starre, nicht zerlegbare Radialwälzlager sind, die sich vor allem dadurch auszeichnen, dass deren radiale und axiale Tragfähigkeit gleichermaßen hoch ist und dass diese wegen ihrer geringen Reibung die höchsten Drehzahlgrenzen aller Lagerarten aufweisen. Diese Rillenkugellager sind seit langem bekannt und bestehen im Wesentlichen aus einem äußeren Lagerring und einem inneren Lagerring sowie aus einer Anzahl zwischen den Lagerringen angeordneten Kugeln als Wälzkörpern. Dabei sind in die Innenseite des äußeren Lagerrings und in die Außenseite des inneren Lagerrings jeweils rillenförmige Kugellaufbahnen eingearbeitet in denen die Kugeln durch einen Lagerkäfig in gleichmäßigen Abständen zueinander geführt werden. Das Befüllen von Radialkugellagern mit den Kugeln erfolgt dabei durch das mit der DE 168 499 bekannt gewordene Exzentermontageverfahren, bei dem die beiden Lagerringe exzentrisch zueinander angeordnet werden und der dadurch entstehende freie Raum zwischen den Lagerringen mit den Kugeln befüllt wird. Größe und Anzahl der Kugeln sind entsprechend der Lagergröße jeweils so bemessen, dass der innere Lagerring zwischen erster und letzter Kugel unter Ausnutzung der Elastizität beider Lagerringe in die zum äußeren Lagerring konzentrische Stellung gebracht werden kann, so dass die Kugeln abschließend auf dem Teilkreis der beiden Kugellaufbahnen mit gleichmäßigem Abstand zueinander verteilt und der Lagerkäfig eingesetzt werden kann.
In der Praxis hat es sich jedoch erwiesen, dass derartigen Rillenkugellagern aufgrund der geringen maximal einbaubaren Anzahl von Kugeln, die von den Abmessungen des inneren und des äußeren Lagerrings sowie dem Kugeldurchmesser abhängig ist, in Bezug auf die Tragfähigkeit des Lagers dennoch Grenzen gesetzt sind. In der Vergangenheit wurden daher eine Vielzahl von Lösungen, wie beispielsweise eine in den sich gegenüberliegenden Borden des äußeren und des inneren Lagerrings angeordnete unverschlossene Einfüllöffnung gemäß DE 151 483 oder eine ähnlich ausgebildete verschließbare Einfüllöffnung gemäß DE 24 07 477 A1 , vorgeschlagen, mit denen durch eine Erhöhung der Anzahl der Kugeln eine Erhöhung der Tragfähigkeit von Rillenkugellagern erreicht werden sollte. Solche Einfüllöffnungen haben jedoch auch in der verschlossenen Ausführung den Nachteil, dass es durch deren keilförmige Einmündung in die Laufbahnen der Kugeln oder durch Grate zu einem „Hängen bleiben" oder Verklemmen der Wälzkörper an dieser Einfüllöffnung kommen kann, so dass sich derartige Lösungen in der Praxis nicht durchsetzen konnten.
Eine andere Möglichkeit, die Anzahl der Wälzkörper an einem Radialwälzlager zu erhöhen, ist darüber hinaus durch die DE 43 34 195 A1 bekannt geworden. Bei diesem, an sich als einreihiges Rillenkugellager ausgebildeten Radialwälzlager werden die Wälzkörper jedoch nicht durch Kugeln sondern durch so ge nannte Kugelrollen gebildet, die mit zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen ausgebildet sind. Die Breite dieser Kugelrollen zwischen deren Seitenflächen ist dabei kleiner als der Abstand zwischen der Innenseite des äußeren Lagerrings und Außenseite des inneren Lagerrings ausgebildet, so dass das Befüllen des Lagers mit den Kugelrollen im so genannten Axialmontageverfahren erfolgen kann, bei dem die Kugelrollen axial durch den Abstand zwischen Innenring und Außenring in das Lager eingeführt werden können. Wenn sich der Mittelpunkt der Kugelrollen dann auf der Höhe der Wälzkörperlaufbahnachse befindet, werden die Kugelscheiben um 90° gedreht, so dass sie mit ihren Kugellaufflächen in den Wälzkörperlaufbahnen abrollen können.
Trotz der Möglichkeit, diese speziell ausgebildeten Kugelrollen axial in das Lager einzusetzen und das Radialwälzlager damit nahezu vollständig mit einer hohen Anzahl an Wälzkörpern ausfüllen zu können, stellt ein solches Radialwälzlager im Hinblick auf die angestrebte Erhöhung der Tragfähigkeit des Lagers jedoch allenfalls nur einen Kompromiss dar. Dies ist in der Tatsache begründet, dass die Kugelrollen wegen ihrer axialen Einführbarkeit in das Lager nur entsprechend schmal bzw. mit einer entsprechend kleinen Breite zwischen ihren Seitenflächen ausgebildet werden können, um problemlos durch den Abstand zwischen Innenring und Außenring in das Lager eingeführt werden zu können. Ebenso können die Laufbahnen in den Lagerringen nur relativ flach und schmal ausgebildet werden, um das Drehen der Kugelrollen in ihre Betriebslage ermöglichen zu können, ohne dass in dieser Betriebslage ein zu hohes Radialspiel im gesamten Lager entsteht. Die relativ schmalen Kugelrollen und die schmalen Wälzkörperlaufbahnen bewirken jedoch eine relativ kleine Kontaktfläche der Kugelrollen zu ihren Wälzkörperlaufbahnen, so dass sich sowohl die axiale als auch die radiale Tragfähigkeit eines solchen Radiallagers wieder verringert und der ursprüngliche Vorteil der erhöhten Anzahl von Wälzkörpern nahezu kompensiert wird.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde es deshalb durch DE 10 2005 014 556 A1 vorgeschlagen, die Breite der Kugelrollen zwischen deren Seitenflächen auf mindestens 70% des Durchmessers ihrer Kugelgrundform zu vergrößern und die rillenförmigen Laufbahnen in den Lagerringen mit einer Breite zwischen 75% und 78% des Durchmessers der Kugelgrundform der Kugelrollen auszubilden, da damit eine Gesamtkontaktfläche der Kugelrollen zu ihren Laufbahnen von etwa 45% des Umfangs der Kugelgrundform der Kugelrollen entsteht, die auch die Kugeln herkömmlicher Rillenkugellager zu ihren Laufbahnen in den Lagerringen aufweisen. Da der Abstand zwischen den die Laufbahnen begrenzenden Borden des inneren und des äußeren Lagerrings dadurch jedoch kleiner als die Breite der Kugelrollen wird, ist deren Einsetzen in das Radialwälzlager nur noch im Exzentermontageverfahren möglich, bei dem die Kugelrollen mit ihren Seitenflächen aneinander anliegend in den freien Raum zwischen den beiden exzentrisch zueinander angeordneten Lagerringen quer in die Wälzkörperlaufbahnen eingelegt werden. Die abgeflachten Seitenflächen der Kugelrollen ermöglichen es dabei jedoch, dass auch mit dem Exzentermontageverfahren eine erhöhte Anzahl an Wälzkörpern gegenüber einreihigen Rillenkugellagern im Lager montierbar ist. Nach dem Befüllen des Lagers mit den Kugelrollen wird der innere Lagerring dann in die zum äußeren Lagerring konzentrische Stellung gebracht, so dass die Kugelrollen auf dem Teilkreis ihrer Laufbahnen mit gleichmäßigem Abstand zueinander verteilt und um 90° verschwenkt werden können sowie abschließend der Lagerkäfig in das Lager eingesetzt werden kann.
Mit einem derart ausgebildeten Kugelrollenlager wurde zwar erreicht, dass die Kugelrollen ähnlich wie die Kugeln eines Rillenkugellagers große Kontaktflächen zu ihren Laufbahnen in den Lagerringen aufweisen und dass das Lager mit einer höheren Anzahl an Wälzkörpern als herkömmliche einreihige Rillenkugellager bestückt werden kann, dennoch mussten bedingt durch das notwendige Exzentermontageverfahren hinsichtlich der Anzahl der Kugelrollen Abstriche gegenüber der im Axialmontageverfahren möglichen höheren Kugelrollenanzahl gemacht werden. Somit konnte gegenüber herkömmlichen Rillenkugellagern zwar der axiale Bauraum und das Gewicht des Lagers verringert werden, die Erhöhung der radialen Tragfähigkeit des Lagers fiel jedoch vergleichsweise gering aus.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen der Lösungen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Radialwälzlager, insbesondere einreihiges Kugelrollenlager, zu konzipieren, bei dem die Breite der Kugelrollen zwischen deren Seitenflächen mindestens 70% des Durchmessers ihrer Kugelgrundform beträgt und welches zur Erhöhung der Tragfähigkeit des Radialwälzlagers eine höhere als beim Exzentermontageverfahren mögliche Anzahl an Kugelrollen aufweist.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Radialwälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass die Breite der Laufbahnen der Kugelrollen und der Abstand zwischen der Innenseite des äußeren Lagerrings und der Außenseite des inneren Lagerrings zumindest auf der für die Kugelrollen vorgesehenen Einfüllseite des Radialwälzlagers ebenfalls etwa 70% des Durchmessers der Kugelgrundform der Kugelrollen beträgt und die Kugelrollen zum kollisionsfreien axialen Einführen in diesen Abstand zwischen den Lagerringen in erhöhter Anzahl an ihren Seitenflächen jeweils mit kalottenförmigen zentrischen Vertiefungen ausgebildet sind.
Unter einem Abstand zwischen der Innenseite des äußeren Lagerrings und der Außenseite des inneren Lagerrings von etwa 70% des Durchmessers der Kugelgrundform der Kugelrollen ist dabei zu verstehen, dass dieser Abstand ausgehend von der ebenfalls 70% des Durchmessers der Kugelgrundform der Kugelrollen betragenden Breite der Kugelrollen zwischen ihren Seitenflächen ein Mindestmaß von 70% des Durchmessers der Kugelgrundform der Kugelrollen aufweist, vorzugsweise jedoch geringfügig größer ausgebildet ist, um die axiale Montage der Kugelrollen durch diesen Abstand hindurch zu ermöglichen. Die Größe des Abstandes zwischen den Lagerringen steht dabei unmittelbar im Zusammenhang mit der Breite der Laufbahnen von 70% des Durchmessers der Kugelgrundform der Kugelrollen, da beide Abmessungen eine Optimierung darstellen und voneinander abhängig sind. Dies wird darin deutlich, dass es zur Erleichterung des axialen Einführens der Kugelrollen in den Abstand zwischen der Innenseite des äußeren Lagerrings und der Außenseite des inneren Lagerrings zwar wünschenswert wäre, diesen Abstand etwas größer auszubilden, dies jedoch zur Folge hätte, dass dadurch automatisch die Breite der Laufbahnen der Kugelrollen geringer wird und somit deren volle Tragfähigkeit nicht mehr nutzbar ist. Umgekehrt hätte eine ebenfalls wünschenswerte Vergrößerung der Laufbahnbreite zur Folge, dass der Abstand zwischen dem äußeren und dem inneren Lagerring automatisch kleiner wird und somit eine axiale Montage der Kugelrollen durch diesen Abstand hindurch nicht mehr möglich ist.
Ausgehend von dem schmalen Abstand zwischen der Innenseite des äußeren Lagerrings und der Außenseite des inneren Lagerrings zumindest auf der für die Kugelrollen vorgesehenen Einfüllseite des Radialwälzlagers macht es die Ausbildung der Kugelrollen mit zentrischen kalottenförmigen Vertiefungen dabei über-hauet erst möglich, dass diese durch axiales Einführen in den Abstand zwischen den Lagerringen im Radialwälzlager montierbar sind, da es ohne derartige Vertiefungen zur Kollision der Randkontur der Kugelrollen mit der bogenförmig verlaufenden axialen Randpartie des äußeren Lagerrings kommen würde.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Danach ist es gemäß Anspruch 2 bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlager vorgesehen, dass die kalottenförmigen zentrischen Vertiefungen in den Seitenflächen der Kugelrollen bevorzugt eine der Gesamtfläche der Seitenflächen entsprechende Größe aufweisen und mit einem dem Außenradius des inneren Lagerrings entsprechenden Radius ausgebildet sind. Die mit Größe der Gesamtfläche der Seitenflächen und dem Außenradius des inneren Lagerrings ausgebildeten kalottenartigen Vertiefungen in den Seitenflächen der Kugelrollen bewirken dabei, dass die Kugelrollen unter einem schräg angestellten Winkel auf der Außenseite des inneren Lagerrings aufliegend ohne Kollision mit dem äußeren Lagerring zunächst in den Abstand zwischen den Lagerringen eingeführt und dann durch eine wellenartige Axialbewegung, bei der die Kugelrollen mit ihrer Vertiefung in der innenringseitigen Seitenfläche auf dem inneren Lagerring entlang gleiten und sich dabei zwischenzeitlich radial absenken, in ihre Laufbahn eingeschoben werden können.
Nach Anspruch 3 ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers, dass die Laufbahnen für die Kugelrollen an der der Einfüllseite gegenüberliegenden Axialseite des Radialwälzlagers durch je eine Schulter verlängert ausgebildet sind. Diese Schultern weisen den gleichen Radius wie die angrenzenden Laufbahnen auf und sind vor allem zur Schwenkführung der Kugelrollen bei deren Verkippen in ihre Laufbahnen vorgesehen. Das bedeutet, dass die Schultern zunächst einen die axiale Einführbewegung der Kugelrollen begrenzenden Anschlag bilden und dann als Gleitrampen die Kugelrollen beim Verkippen um 90° in ihre Laufbahnen führen. Da sowohl die Laufbahn im äußeren Lagerring als auch die Laufbahn im inneren Lagerring mit einer solchen Schulter ausgebildet sind, ist dabei die Kipprichtung der Kugelrollen beliebig wählbar. Möglich ist es jedoch auch, nur eine der Laufbahnen durch eine solche Schulter zu begrenzen, so dass die Kipprichtung der Kugelrollen dann jeweils zu dieser Schulter hin zwingend ist. Die Schultern an den Laufbahnen der Kugelrollen haben sich vor allem deshalb als notwendig erwiesen, da es ohne diese bei der axialen Einführbewegung zu einem Durchrutschen der Kugelrollen in den gegenüberliegenden Abstand zwischen den Lagerringen bzw. zu einem Verkanten der Kugelrollen bei deren Verkippen in ihre Laufbahnen kommen kann.
Gemäß Anspruch 4 zeichnet sich das erfindungsgemäß ausgebildete Radialwälzlager schließlich noch dadurch aus, dass sämtliche Kugelrollen in einem Verfahrensschritt unter Zuhilfenahme einer entsprechenden Montagevorrichtung durch axiales Einführen in den Abstand zwischen den Lagerringen und anschließendes Verkippen in ihre Laufbahnen in das Radialwälzlager einfüllbar sind. Eine solche Montagevorrichtung kann dabei in einfacher Weise beispielsweise aus einem zentralen Positionierdorn bestehen, der von einem drehbar gelagerten äußeren Positionierring umschlossen wird, wobei auf den zentralen Positionierdorn der innere Lagerring aufgesteckt wird und der äußere Positionierring zur Aufnahme des äußeren Lagerrings vorgesehen ist. Auf den Positionierdorn wird dann ein auf dem inneren Lagerring aufliegender Innendorn aufgesetzt, während ein den Innendorn umschließender Außendorn auf dem äußeren Lagerring aufliegend angeordnet wird. Zwischen dem Innendorn und dem Außendorn entsteht dabei ein kreisringförmiger Spalt mit der Breite des Abstandes zwischen dem inneren und dem äußeren Lagerring, in den die Kugelrollen eingefüllt werden und über den die Kugelrollen dann mit Hilfe eines entsprechenden ringförmigen Druckstempels in das Lager eingeführt und in ihre Laufbahnen verkippt werden.
Zusammenfassend weist das erfindungsgemäß ausgebildete Radialwälzlager somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Radialwälzlagern den Vorteil auf, dass es bei einer Breite der Kugelrollen zwischen deren Seitenflächen von 70% des Durchmessers ihrer Kugelgrundform und bei gleicher Breite der Laufbahnen der Kugelrollen durch die Ausbildung der Kugelrollen mit kalottenförmigen Vertiefungen in ihren Seitenflächen mit einer höheren Anzahl an Kugelrollen befüllt werden kann, als dies bei der Exzentermontage oder auch bei der Axialmontage bisher möglich war und somit eine deutlich erhöhte Tragfähigkeit aufweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers;
2 den Schnitt A-A durch das erfindungsgemäß ausgebildete Radialwälzlager gemäß 1;
3 die vergrößerte Darstellung der Einzelheit Z gemäß 2 in der Montageendstellung der Kugelrollen;
4 die vergrößerte Darstellung der Einzelheit Z gemäß 2 in einer ersten Montagestellung der Kugelrollen;
4a den Schnitt D-D gemäß 4 in der ersten Montagestellung der Kugelrollen;
5 die vergrößerte Darstellung der Einzelheit Z gemäß 2 in einer zweiten Montagestellung der Kugelrollen;
5a den Schnitt D-D gemäß 5 in der zweiten Montagestellung der Kugelrollen;
6 die vergrößerte Darstellung der Einzelheit Z gemäß 2 in einer dritten Montagestellung der Kugelrollen;
6a den Schnitt D-D gemäß 6 in der dritten Montagestellung der Kugelrollen;
7 die vergrößerte Darstellung der Einzelheit Z gemäß 2 in einer vierten Montagestellung der Kugelrollen;
7a den Schnitt D-D gemäß 7 in der vierten Montagestellung der Kugelrollen;
8 die vergrößerte Darstellung der Einzelheit Z gemäß 2 in einer fünften Montagestellung der Kugelrollen;
8a den Schnitt D-D gemäß 8 in der fünften Montagestellung der Kugelrollen;
9 die vergrößerte Darstellung der Einzelheit Z gemäß 2 in einer sechsten Montagestellung der Kugelrollen;
9a den Schnitt D-D gemäß 9 in der sechsten Montagestellung der Kugelrollen;
10 die vergrößerte Darstellung der Einzelheit Z gemäß 2 in der Montagestellung vor dem Verdrehen der Kugelrollen;
10a den Schnitt D-D gemäß 10 in der Montagestellung vor dem Verdrehen der Kugelrollen.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Aus den 1 und 2 geht deutlich ein als einreihiges Kugelrollenlager ausgebildetes Radialwälzlager 1 hervor, welches im Wesentlichen aus einem äußeren Lagerring 2 und einem inneren Lagerring 3 sowie aus einer Vielzahl zwischen diesen Lagerringen 2, 3 angeordneter Kugelrollen 4 besteht, die jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachte, parallel zueinander angeordnete Seitenflächen 5, 6 aufweisen und durch einen Lagerkäfig 7 in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden. In den 2 und 3 ist desweiteren zu sehen, dass diese Kugelrollen 4 zwischen ihren Seitenflächen 5, 6 eine Breite b_K von etwa 70% des Durchmessers d_K ihrer Kugelgrundform aufweisen und in zwei in die Innenseite 8 des äußeren Lagerrings 2 und in die Außenseite 9 des inneren Lagerrings 3 eingearbeitete rillenförmigen Laufbahnen 10, 11 abrollen. Das Einfüllen dieser Kugelrollen 4 in das Radialwälzlager 1 erfolgt dabei in bekannter Weise durch axiales Einführen in den Abstand a_L zwischen den Lagerringen 2, 3 bis sich der Mittelpunkt der Kugelrollen 4 auf der Höhe der Laufbahnachse befindet sowie durch anschließendes Verkippen der Kugelrollen 4 um 90° in ihre Laufbahnen 10, 11.
Durch 3 wird darüber hinaus auch deutlich, dass bei dem dargestellten Radialwälzlager 1 erfindungsgemäß die Breite b_L der Laufbahnen 10, 11 der Kugelrollen 4 und der Abstand a_L zwischen der Innenseite 8 des äußeren Lagerrings 2 und der Außenseite 9 des inneren Lagerrings 3 zumindest auf der für die Kugelrollen 4 vorgesehenen Einfüllseite 12 des Radialwälzlagers 1 ebenfalls etwa 70% des Durchmessers d_K der Kugelgrundform der Kugelrollen 4 beträgt und die Kugelrollen 4 zum kollisionsfreien axialen Einführen in diesen Abstand a_L zwischen den Lagerringen 2, 3 in erhöhter Anzahl an ihren Seitenflächen 5, 6 jeweils mit kalottenförmigen zentrischen Vertiefungen 13, 14 ausgebildet sind. Deutlich sichtbar weisen diese kalottenförmigen zentrischen Vertiefungen 13, 14 in den Seitenflächen 5, 6 der Kugelrollen 4 eine der Gesamtfläche der Seitenflächen 5, 6 entsprechende Größe auf und sind mit einem dem Außenradius des inneren Lagerrings 3 entsprechenden Radius ausgebildet. Dadurch können die Kugelrollen 4 unter einem schräg angestellten Winkel auf der Außenseite 9 des inneren Lagerrings 3 aufliegend ohne Kollision mit dem äußeren Lagerring 2 zunächst in den Abstand a_L zwischen den Lagerringen 2, 3 eingeführt und dann durch eine wellenartige Axialbewegung, bei der die Kugelrollen 4 mit ihrer Vertiefung 14 in der innenringseitigen Seitenfläche 6 auf dem inneren Lagerring 3 entlang gleiten und sich dabei zwischenzeitlich radial absenken, in ihre Laufbahnen 10, 11 eingeschoben werden.
Schließlich ist aus 3 noch ersichtlich, dass die Laufbahnen 10, 11 für die Kugelrollen 4 an der der Einfüllseite 12 gegenüberliegenden Axialseite 15 des Radialwälzlagers 1 durch je eine Schulter 16, 17 verlängert ausgebildet sind. Diese Schultern 16, 17 weisen den gleichen Radius wie die angrenzenden Laufbahnen 10, 11 auf und sind vor allem zur Schwenkführung der Kugelrollen 4 bei deren Verkippen in ihre Laufbahnen 10, 11 vorgesehen. Dabei bilden die Schultern 16, 17 zunächst einen die axiale Einführbewegung der Kugelrollen 4 begrenzenden Anschlag und wirken dann als Gleitrampen für die Kugelrollen 4 bei deren Verkippen um 90° in ihre Laufbahnen 10, 11. Da bei dem abgebildeten Radialwälzlager 1 sowohl die Laufbahn 10 im äußeren Lagerring 2 als auch die Laufbahn 11 im inneren Lagerring 3 mit einer solchen Schulter 16, 17 aus gebildet sind, ist bei diesem Radialwälzlager 1 Kipprichtung der Kugelrollen 4 beliebig wählbar.
Die Art und Weise der axialen Montage der Kugelrollen 4 durch den Abstand a_L zwischen den Lagerringen 2, 3 hindurch in ihre Laufbahnen 10, 11 ist letztlich noch in den 4 bis 10 bzw. 4a bis 10a in mehreren aufeinander folgenden Schritten dargestellt. In den 4 bis 10 wird dabei durch geeignete Schnittdarstellungen gezeigt, wie die Kugelrollen von einem ersten, in 4 abgebildeten Montageschritt, bei dem diese in einem schräg angestellten Winkel zunächst mit ihrer Seitenfläche 6 bzw. mit ihrer Vertiefung 14 auf der Außenseite 9 des inneren Lagerrings 3 aufliegen, über den Montageweg s durch eine axiale Wellenbewegung, bei der die Kugelrollen mit der Vertiefung 14 in deren Seitenfläche 6 über die Außenseite 9 des inneren Lagerrings 3 gleiten und sich dabei zwischenzeitlich radial absenken, bis zu der in 10 abgebildeten letzten Montagestellung vor dem Verdrehen um 90° in das Radialwälzlager 1 eingefüllt werden. Der jeweils zugehörige Schnitt D-D in Höhe der sich gegenüberliegenden Innen- und Außenseite 8, 9 des inneren und äußeren Lagerrings 2, 3 in den 4a bis 10a veranschaulicht dabei, dass trotz der beschriebenen Dimensionierungen der Kugelrollen 4, ihrer Laufbahnen 10, 11 und des Abstandes a_L der Lagerringe 2, 3 zueinander in jeder der abgebildeten Montagestellungen, vor allem aber bei den in den 5a bis 9a dargestellten kritischen Montagestellungen, immer ein ausreichend großer Luftspalt x₁ bzw. x₂ zwischen den Seitenflächen 5, 6 bzw. den Vertiefungen 13, 14 der Kugelrollen 4 und der Innen- bzw. Außenseite 8, 9 des inneren und äußeren Lagerrings 2, 3 vorhanden ist.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers 1 ist es darüber hinaus noch, dass sämtliche Kugelrollen 4 in der beschriebenen Art in einem Verfahrensschritt unter Zuhilfenahme einer entsprechenden, nicht näher dargestellten Montagevorrichtung in das Radialwälzlager 1 einfüllbar sind.

1: Radialwälzlager
2: äußerer Lagerring
3: innerer Lagerring
4: Kugelrollen
5: Seitenfläche von 5
6: Seitenfläche von 5
7: Lagerkäfig
8: Innenseite von 2
9: Außenseite von 3
10: Laufbahn in 8
11: Laufbahn in 9
12: Einfüllseite von 1
13: Vertiefung in 5
14: Vertiefung in 6
15: Axialseite von 1
16: Schulter an 10
17: Schulter an 11
b_K: Breite von 4 zwischen 5 und 6
b_L: Breite von 10 und 11
d_K: Durchmesser der Kugelgrundform von 4
a_L: Abstand zwischen 8 und 9 an 12
s: Montageweg
x₁: Luftspalt zu 8
x₂: Luftspalt zu 9

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 168499 [0002]
- DE 151483 [0003]
- DE 2407477 A1 [0003]
- DE 4334195 A1 [0004]
- DE 102005014556 A1 [0006]

Claims

Radialwälzlager (1), insbesondere einreihiges Kugelrollenlager, welches im Wesentlichen aus einem äußeren Lagerring (2) und einem inneren Lagerring (3) sowie aus einer Vielzahl zwischen diesen Lagerringen (2, 3) angeordneter Kugelrollen (4) besteht, die jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachte, parallel zueinander angeordnete Seitenflächen (5, 6) aufweisen und durch einen Lagerkäfig (7) in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden, wobei die zwischen ihren Seitenflächen (5, 6) eine Breite (b_K) von etwa 70% des Durchmessers (d_K) ihrer Kugelgrundform aufweisenden Kugelrollen (4) in zwei in die Innenseite (8) des äußeren Lagerrings (2) und in die Außenseite (9) des inneren Lagerrings (3) eingearbeitete rillenförmigen Laufbahnen (10, 11) abrollen und durch axiales Einführen in den Abstand (a_L) zwischen den Lagerringen (2, 3) und anschließendes Verkippen in ihre Laufbahnen (10, 11) in das Radialwälzlager (1) einfüllbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (b_L) der Laufbahnen (10, 11) der Kugelrollen (4) und der Abstand (a_L) zwischen der Innenseite (8) des äußeren Lagerrings (2) und der Außenseite (9) des inneren Lagerrings (3) zumindest auf der für die Kugelrollen (4) vorgesehenen Einfüllseite (12) des Radialwälzlagers (1) ebenfalls etwa 70% des Durchmessers (d_K) der Kugelgrundform der Kugelrollen (4) beträgt und die Kugelrollen (4) zum kollisionsfreien axialen Einführen in diesen Abstand (a_L) zwischen den Lagerringen (2, 3) in erhöhter Anzahl an ihren Seitenflächen (5, 6) jeweils mit kalottenförmigen zentrischen Vertiefungen (13, 14) ausgebildet sind.
Radialwälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kalottenförmigen zentrischen Vertiefungen (13, 14) in den Seitenflächen (5, 6) der Kugelrollen (4) bevorzugt eine der Gesamtfläche der Seitenflächen (5, 6) entsprechende Größe aufweisen und mit einem dem Außenradius des inneren Lagerrings (3) entsprechenden Radius ausgebildet sind.
Radialwälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahnen (10, 11) für die Kugelrollen (4) an der der Einfüllseite (12) gegenüberliegenden Axialseite (15) des Radialwälzlagers (1) durch je eine Schulter (16, 17) verlängert ausgebildet sind, die zur Schwenkführung der Kugelrollen (5) bei deren Verkippen in ihre Laufbahnen (10, 11) vorgesehen sind.
Radialwälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Kugelrollen (4) in einem Verfahrensschritt unter Zuhilfenahme einer entsprechenden Montagevorrichtung durch axiales Einführen in den Abstand zwischen den Lagerringen (2, 4) und anschließendes Verkippen in ihre Laufbahnen (13, 14) in das Radialwälzlager (1) einfüllbar sind.