DE102009017750B4

DE102009017750B4 - Taumellageranordnung

Info

Publication number: DE102009017750B4
Application number: DE200910017750
Authority: DE
Inventors: Mathias NÖTH
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2009-04-16
Filing date: 2009-04-16
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2029-04-17
Also published as: DE102009017750A1; WO2010118849A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Taumellageranordnung (1), umfassend eine um eine Achse (A) drehbare Welle (2), die ein Wälzlager (3) trägt, wobei das Wälzlager (3) mindestens einen Lagerinnenring (4) und mindestens einen Lageraußenring (5) aufweist, wobei sowohl der Lagerinnenring (4) als auch der Lageraußenring (5) mindestens eine Laufbahn (6, 7) für Wälzkörper (8) aufweisen, wobei zwischen den Lagerringen (4, 5) Wälzkörper (8) angeordnet sind und wobei die Drehachse (D) des Wälzlagers (3) um einen Winkel (α) zur Achse (A) der Welle (2) geschwenkt angeordnet ist. Um ein Taumellager mit höherer Tragfähigkeit zu schaffen, sieht die Erfindung vor, dass der Lageraußenring (5) und/oder der Lagerinnenring (4) an einer Stirnseite (9) eine Ausnehmung (10) aufweist, über die Wälzkörper (8) von der Stirnseite (9) aus in den Bereich der Laufbahnen (6, 7) eingeschoben werden können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Taumellageranordnung, umfassend eine um eine Achse drehbare Welle, die ein Wälzlager trägt, wobei das Wälzlager mindestens einen Lagerinnenring und mindestens einen Lageraußenring aufweist, wobei sowohl der Lagerinnenring als auch der Lageraußenring mindestens eine Laufbahn für Wälzkörper aufweisen, wobei zwischen den Lagerringen Wälzkörper angeordnet sind und wobei die Drehachse des Wälzlagers um einen Winkel zur Achse der Welle geschwenkt angeordnet ist.
Eine Taumellageranordnung der genannten Art ist beispielsweise aus der DE 10 2004 028 043 B4 bekannt. Eine solche Anordnung wird beispielsweise für eine Axialkolbenpumpe benötigt, wie sie in Werkzeugen oder in Hochdruckreinigern zum Einsatz kommt. Bei der Drehung der Welle ergibt sich an einer Umfangsstelle des Außenrings des Wälzlagers eine hin- und hergehende Bewegung, die zum Antrieb eines Axialkolbens genutzt werden kann. Ähnliche Lösungen sind aus der DE 10 2007 049 738 B3 , aus der DE 3910 385 A1 , aus der DE 34 27 342 A1 und aus der DE 10 2007 031 561 A1 bekannt, wo Taumellageranordnung offenbart werden. Wälzlager als solche offenbaren beispielsweise die DE 370 999 A , die DE 349 841 A , die DE 320 472 A , die US 927 937 A , die DE 1 036 705 B und die EP 2 143 835 A1 .
Es ist dabei im Sinne einer langen Lebensdauer der Taumellageranordnung wünschenswert, dass hohe Kräfte von der Anordnung, aufgenommen werden können. Hierfür wiederum sind hinreichend viele Wälzkörper zur Kraftübertragung erforderlich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Taumellageranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Möglichkeit bietet, für die Übertragung hoher Kräfte tauglich gemacht zu werden, so dass eine lange Gebrauchsdauer sichergestellt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring an einer Stirnseite eine Ausnehmung aufweist, über die Wälzkörper von der Stirnseite aus in den Bereich der Laufbahnen eingeschoben werden können, wobei nur der Lageraußenring die Ausnehmung aufweist, wobei am Außenumfang des Lageraußenrings ein Betätigungselement befestigt ist und die Ausnehmung am Umfang des Lageraußenrings dort angeordnet ist, wo er dem Betätigungselement am nächsten ist und wobei die Ausnehmung im Radialschnitt in ihrem radial äußeren Bereich eine gerade verlaufende Begrenzung aufweist, die unter einem spitzen Winkel zur Drehachse verläuft.
Der Lageraußenring kann in Richtung der Achse der Welle beweglich, jedoch nicht drehbar angeordnet sein. Das am Außenumfang des Lageraußenrings befestigte Betätigungselement dient zur oszillatorischen Bewegung eines Maschinenteils.
Das Wälzlager ist bevorzugt als Rillenkugellager ausgebildet. Es ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vollrollig mit Wälzkörpern bestückt. Damit kann eine größtmögliche Kraftübertragung infolge eines verstärkten Wälzkörpersatzes sichergestellt werden.
Die Ausnehmung hat vorzugsweise – in Richtung der Drehachse des Wälzlagers betrachtet – eine bogenförmige, insbesondere eine kreisbogenförmige Kontur.
Der Winkel zwischen der Drehachse des Wälzlagers und der Achse der Welle beträgt zumeist zwischen 5° und 40°.
Die vorgeschlagene Taumellageranordnung zeichnet sich also dadurch aus, dass eine Einfüllnut für die Wälzkörper für das Wälzlager, insbesondere eine Kugeleinfüllnut, an mindestens einem der Lagerringe des Wälzlagers angeordnet ist, über die das Wälzlager mit Wälzkörpern befüllt werden kann. Hiermit ergibt sich in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, eine vollrollige Befüllung des Wälzlagers mit Wälzkörpern vorzunehmen, so dass entsprechend hohe Kräfte langfristig stabil durch die Anordnung übertragen werden können.
Die Einfüllnut für die Wälzkörper wird dabei bevorzugt an der Umfangsstelle des Wälzlagers angeordnet, an der die maximale Belastung auf das Lager wirkt. Sie kann dann beispielsweise rückseitig an dem sich nicht drehenden Außenring des Wälzlagers angeordnet werden.
Grundsätzlich ist es auch möglich, dass sich die Einfüllnut am Innenring des Wälzlagers befindet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 einen Radialschnitt durch eine Taumellageranordnung mit einer Welle und einem Wälzlager und
2 einem Umfangsabschnitt des Wälzlagers der Taumellageranordnung, gesehen in Richtung B gemäß 1.
In 1 ist eine Taumellageranordnung 1 dargestellt. Diese umfasst eine Welle 2, die um eine Achse A rotieren kann. Auf der Welle ist ein Wälzlager 3 in Form eines Rillenkugellagers angeordnet. Das Wälzlager 3 hat eine Drehachse D, die unter einem spitzen Winkel α zur Achse A ausgerichtet ist. Der Winkel α beträgt vorliegend zwischen 10° und 35°.
Das Wälzlager 3 weist einen Lagerinnenring 4 mit einer Laufbahn 6 für Kugeln 8 auf. Ferner hat das Wälzlager 3 einen Lageraußenring 5 mit einer Laufbahn 7 für die Kugeln 8. Die Kugeln 8 sind in bekannter Weise zwischen den beiden Ringen 4, 5 angeordnet.
Am Lageraußenring 5 ist im radial äußeren Bereich an einer Umfangsstelle ein Betätigungselement 11 angeordnet, z. B. festgeschweißt. Der Lageraußenring 5 ist im Betrieb der Taumellageranordnung 1 rotatorisch fixiert, d. h. er dreht sich nicht. Indes treibt die Welle 2 den Lagerinnenring 4 an, was zur Folge hat, dass der Lageraußenring 5 eine Taumelbewegung ausführt und das Betätigungselement 11 oszillierend sich in Richtung der Achse A bewegend hin und her bewegt. Diese Oszillationsbewegung wird genutzt, um beispielsweise einen Axialkolben einer Axialkolbenpumpe hin und her zu bewegen.
In 2 ist das Wälzlager 3 abschnittsweise dargestellt, und zwar gesehen aus Richtung B gemäß 1. Wie gesehen werden kann, ist das Wälzlager 3 vollrollig ausgeführt, d. h. es sind so viele Kugeln 8 wie möglich zwischen den Lagerringen 4, 5 angeordnet. Demgemäß ist der Einsatz eines Käfigs nicht vorgesehen.
Damit die Kugeln 8 zwischen Innen- und Außenring 4, 5 eingebracht werden können, ist vorgesehen, dass im Ausführungsbeispiel der Lageraußenring 5 an einer Stirnseite 9 (s. 1) eine Ausnehmung 10 aufweist, über die Wälzkörper 8 von der Stirnseite 9 aus in den Bereich der Laufbahnen 6, 7 eingeschoben werden können. Die Ausnehmung 10 weist dabei – wie aus 2 gesehen werden kann – eine kreisbogenförmige Kontur auf, die im Wesentlichen der Hüllkurve der Kugeln 8 entspricht. Demgemäß ist es möglich, die Kugeln gemäß der Darstellung oben links in 1 unter einem Winkel über die Ausnehmung 10 zwischen die Laufbahnen 6, 7 in Pfeilrichtung einzuschieben.
Die vollrollige Bestückung des Wälzlagers mit Kugeln 8 ist so möglich. Folglich können maximale Kräfte zwischen den Lagerringen übertragen werden.
Bezugszeichenliste

1: Taumellageranordnung
2: Welle
3: Wälzlager
4: Lagerinnenring
5: Lageraußenring
6: Laufbahn
7: Laufbahn
8: Wälzkörper (Kugel)
9: Stirnseite
10: Ausnehmung
11: Betätigungselement
A: Achse
D: Drehachse Winkel

Claims

Taumellageranordnung (1), umfassend eine um eine Achse (A) drehbare Welle (2), die ein Wälzlager (3) trägt, wobei das Wälzlager (3) mindestens einen Lagerinnenring (4) und mindestens einen Lageraußenring (5) aufweist, wobei sowohl der Lagerinnenring (4) als auch der Lageraußenring (5) mindestens eine Laufbahn (6, 7) für Wälzkörper (8) aufweisen, wobei zwischen den Lagerringen (4, 5) Wälzkörper (8) angeordnet sind und wobei die Drehachse (D) des Wälzlagers (3) um einen Winkel (a) zur Achse (A) der Welle (2) geschwenkt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (5) an einer Stirnseite (9) eine Ausnehmung (10) aufweist, über die Wälzkörper (8) von der Stirnseite (9) aus in den Bereich der Laufbahnen (6, 7) eingeschoben werden können, wobei nur der Lageraußenring (5) die Ausnehmung (10) aufweist, wobei am Außenumfang des Lageraußenrings (5) ein Betätigungselement (11) befestigt ist und die Ausnehmung (10) am Umfang des Lageraußenrings (5) dort angeordnet ist, wo er dem Betätigungselement (11) am nächsten ist und wobei die Ausnehmung (10) im Radialschnitt in ihrem radial äußeren Bereich eine gerade verlaufende Begrenzung aufweist, die unter einem spitzen Winkel zur Drehachse (D) verläuft.
Taumellageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (5) in Richtung der Achse (A) der Welle (2) beweglich, jedoch nicht drehbar angeordnet ist.
Taumellageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (3) als Rillenkugellager ausgebildet ist.
Taumellageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (3) vollrollig mit Wälzkörpern (8) bestückt ist.
Taumellageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (10) in Richtung der Drehachse (B) des Wälzlagers (3) betrachtet eine bogenförmige Kontur aufweist.
Taumellageranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (10) in Richtung der Drehachse (B) des Wälzlagers (3) betrachtet eine kreisbogenförmige Kontur aufweist.
Taumellageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) zwischen der Drehachse (D) des Wälzlagers (3) und der Achse (A) der Welle (2) zwischen 5° und 40° beträgt.