DE102010023206A1

DE102010023206A1 - Zweireihiges Kegelrollenlager

Info

Publication number: DE102010023206A1
Application number: DE102010023206A
Authority: DE
Inventors: Armin Necker; Holger Grieser
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-06-09
Filing date: 2010-06-09
Publication date: 2011-12-15

Abstract

Zweireihiges Kegelrollenlager, mit einem einteiligen inneren Lagerring (1) und zwei koaxialen, axial beabstandeten äußeren Lagerringen (6, 8), oder mit zwei axial beabstandeten inneren Lagerringen (19, 21) und einem einteiligen, koaxialen äußeren Lagerring (14), sowie mit einer Vielzahl in zwei parallelen Reihen in jeweils einem Käfig (11) geführten und zwischen den Lagerringen (1, 6, 8; 14, 19, 21) angeordneten Kegelrollen (10), die auf zugehörigen kegeligen Laufbahnen (2, 3, 7, 9; 15, 16, 20, 22) an den Lagerringen (1, 6, 8; 14, 19, 21) abrollen, wobei zwischen den beiden Reihen der Kegelrollen (10) ein axial verschiebbarer, radial durch den inneren bzw. äußeren einteiligen Lagerring (1; 14) geführter, schwimmender Bordring (12; 23) angeordnet ist, dass der einteilige innere bzw. äußere Lagerring (1; 14), an dem der schwimmende Bordring (12; 23) radial geführt ist, axial äußere kleine Borde (4, 5; 17, 18) aufweist, und dass die Summe der Abstände zwischen den kleinen Borden (4, 5; 17, 18) und dem schwimmenden Bordring (12; 23) größer ist als die Summe der Breite der beiden Reihen Kegelrollen (10).

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein zweireihiges Kegelrollenlager, mit einem einteiligen inneren Lagerring und zwei koaxialen, axial beabstandeten äußeren Lagerringen, oder mit zwei axial beabstandeten inneren Lagerringen und einem einteiligen, koaxialen äußeren Lagerring, sowie mit einer Vielzahl in zwei parallelen Reihen in jeweils einem Käfig geführten und zwischen den Lagerringen angeordneten Kegelrollen, die auf zugehörigen kegeligen Laufbahnen an den Lagerringen abrollen.
Hintergrund der Erfindung
Zweireihige Kegelrollenlager sind gängige Maschinenbauelemente, die in O-Anordnung und in X-Anordnung hergestellt werden. Die zweireihigen Kegelrollenlager in O-Anordnung bestehen aus einem einteiligen äußeren Lagerring und zwei inneren Lagerringen sowie zwei zwischen dem äußeren Lagerring und den inneren Lagerringen auf zugehörigen, kegeligen Laufbahnen an den Lagerringen abrollende Kegelrollen. Die beiden Kegelrollenreihen werden durch Borde an den inneren Lagerringen geführt. Normalerweise haben diese Lager einen zwischen den inneren Lagerringen angeordneten Zwischenring, der das Axialspiel bzw. die Vorspannung bestimmt. Zweireihige Kegelrollenlager in O-Anordnung werden üblicherweise als Festlager eingesetzt.
Zweireihige Kegelrollenlager in X-Anordnung bestehen aus zwei äußeren Lagerringen, zwischen denen normalerweise ein Zwischenring angeordnet ist, und einem einteiligen inneren Lagerring. Die beiden Kegelrollenreihen werden am inneren Lagerring durch einen mittigen großen Bord und zwei kleine Außenborde geführt. Zweireihige Kegelrollenlager in X-Anordnung werden ebenfalls üblicherweise für die Festlagerung verwendet.
Aufgabe der Erfindung
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein zweireihiges Kegelrollenlager vorzuschlagen, das als Loslager, vorzugsweise als einstellbares Loslager verwendbar ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch ein Kegelrollenlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.
Die Erfindung geht daher aus von einem zweireihigem Kegelrollenlager, mit einem einteiligen inneren Lagerring und zwei koaxialen, axial beabstandeten äußeren Lagerringen, oder mit zwei axial beabstandeten inneren Lagerringen und einem einteiligen, koaxialen äußeren Lagerring, sowie mit einer Vielzahl in zwei parallelen Reihen in jeweils einem Käfig geführten und zwischen den Lagerringen angeordneten Kegelrollen, die auf zugehörigen kegeligen Laufbahnen an den Lagerringen abrollen.
Außerdem ist bei diesem Kegelrollenlager gemäß der Erfindung vorgesehen, dass zwischen den beiden Reihen der Kegelrollen ein axial verschiebbarer, radial durch den inneren bzw. äußeren einteiligen Lagerring geführter, schwimmender Bordring angeordnet ist, dass der einteilige innere bzw. äußere Lagerring, an dem der schwimmende Bordring radial geführt ist, axial äußere kleine Borde aufweist, und dass die Summe der Abstände zwischen den kleinen Borden und dem schwimmenden Bordring größer ist als die Summe der Breite der beiden Reihen Kegelrollen.
Durch den axial beweglichen, großen Bordring können sich die Kegelrollen im Rahmen des vergrößerten Spiels zwischen den kleinen Borden axial bewegen und gestatten einen axialen Versatz des einteiligen inneren Lagerrings bzw. äußeren Lagerrings. Bei einem Versatz des einteiligen inneren Lagerrings bzw. äußeren Lagerrings bei sich drehendem Kegelrollenlager wandern die Kegelrollen zwischen den kegeligen Laufbahnen in Richtung der größer werdenden Lagerluft und werden dabei durch den axial verschiebbaren, schwimmenden Bordring weiterhin geführt.
Zwar ist der dadurch mögliche axiale Versatz des einteiligen inneren Lagerrings bzw. äußeren Lagerrings nicht sehr groß, wenn ein Verkanten und Klemmen der Kegelrollen vermieden werden soll, jedoch ist dieser mögliche axiale Versatz dann ausreichend, wenn das so geschaffene Loslager nur verhältnismäßig kleine axiale Längenänderungen, wenn sie beispielsweise thermisch bedingt sind, ausgleichen soll.
Das erfindungsgemäße zweireihige Kegelrollenlager in X-Anordnung weist eine genauso geringe Reibung bei drehendem Lager wie ein übliches zweireihiges Kegelrollenlager in X-Anordnung auf, da die Kegelspitzen der Rollen wie bei einem üblichen Kegelrollenlager auf der Drehachse des Kegelrollenlagers liegen. Bei dem erfindungsgemäßen zweireihigen Kegelrollenlager in O-Anordnung ist dies nicht der Fall, so dass die Reibung größer ist und für eine ausreichende Schmierung gesorgt werden muss.
Bei Stillstand des Kegelrollenlagers ist ein axialer Versatz des einteiligen inneren Lagerrings bzw. des einteiligen äußeren Lagerrings wegen der hohen Selbsthemmung des Lagers gegen eine Verschiebung nicht möglich. Da die Kegelrollen nicht durch die kleinen Borde geführt werden, kann außerhalb der Lastzone eine stärkere Bewegung der Kegelrollen auftreten.
Zur Erleichterung des axialen Versatzes des einteiligen inneren Lagerrings bzw. äußeren Lagerrings können die Käfige für die Kegelrollen gegenüber einem üblichen Kegelrollenlager ein vergrößertes Radialspiel aufweisen.
Die Lagerluft und/oder die Lagervorspannung lassen sich durch gegenseitiges axiales Anstellen der axial beabstandeten äußeren bzw. inneren Lagerringe einstellen, gegebenenfalls durch die Wahl von mit entsprechender Breite hergestellter Zwischenringe, die auch elastisch, eine Abstandsänderung der äußeren bzw. inneren Lagerringe zulassend, ausgeführt sein können. Der Zwischenring kann auch ganz entfallen, wenn die äußeren bzw. inneren Lagerringe mittels Gewinde miteinander verbunden sind und sich dadurch die Lagerluft bzw. die Lagervorspannung durch gegenseitiges Verdrehen der Lagerringe einstellen lässt.
Das erfindungsgemäße Kegelrollenlager lässt sich vorzugsweise für Spindeln von Werkzeugmaschinen oder Kalander in der Papierproduktion verwenden, da sich die Lagerluft bzw. die Lagervorspannung des erfindungsgemäßen Kegelrollenlagers sogar im Betrieb verändern lässt, indem die gegenseitige axiale Anstellung der axial beabstandeten äußeren bzw. inneren Lagerringe entsprechend eingestellt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein erfindungsgemäßes zweireihiges Kegelrollenlager in X-Anordnung und ein solches in O-Anordnung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In dieser Zeichnung zeigt
1 einen axialen Teilschnitt durch ein zweireihiges Kegelrollenlager gemäß einer ersten Ausführungsform, und
2 einen axialen Teilschnitt durch ein zweireihiges Kegelrollenlager gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kegelrollenlager handelt es sich um ein zweireihiges Kegelrollenlager in X-Anordnung mit einem einteiligen inneren Lagerring 1 mit entgegengesetzt gerichteten, kegeligen Laufbahnen 2, 3 und kleinen, axial äußeren Borden 4, 5. Zwischen einem ersten äußeren Lagerring 6 mit einer kegeligen Laufbahn 7 und einem dazu axial beabstandeten zweiten äußeren Lagerring 8 mit einer entgegengesetzt gerichteten kegeligen Laufbahn 9 sind zwei parallele Reihen Kegelrollen 17 angeordnet, die einerseits durch jeweils einen Käfig 11 und andererseits durch einen schwimmenden Bordring 12 geführt sind.
Der Bordring 8 ist auf einem zylindrischen Bereich 25 zwischen den konischen Laufbahnen 2, 3 des inneren, einteiligen Lagerrings 1 radial geführt und ist axial verschiebbar angeordnet. Zwischen den axial äußeren Borden 4, 5 am einteiligen inneren Lagerring 1 und den Kegelrollen 10 ist ein kleiner Abstand axialer vorhanden, so dass die Summe der Abstände zwischen den kleinen Borden 4, 5 und dem schwimmenden Bordring 12 stets größer ist, als die Summe der Breite der beiden Reihen Kegelrollen 10.
Zwischen den äußeren Lagerringen 6, 8 ist ein Zwischenring 13 angeordnet, der den Abstand zwischen den äußeren Lagerringen 6, 8 und damit die Lagerluft und/oder die Lagervorspannung des zweireihigen Kegelrollenlagers bestimmt, wenn dieser Zwischenring 13 starr ausgebildet ist und mit einer solchen Breite hergestellt ist, dass eine gewünschte Lagerluft und/oder eine gewünschte Lagervorspannung erreicht werden, wenn die äußeren Lagerringen 6, 8 beim Einbau in axialer Richtung festgesetzt werden.
Die Lagerluft und/oder die Lagervorspannung lassen sich auch in der Weise einstellen, dass der Zwischenring 13 axial elastisch ausgeführt ist oder ganz entfällt und die äußeren Lagerringe 6, 8 in geeigneter Weise axial gegeneinander angestellt werden. Ebenso ist es möglich, die äußeren Lagerringe 6, 8 mittels Gewinde miteinander zu verbinden und die Lagerluft und/oder die Lagerverspannung durch gegenseitiges Verdrehen der äußeren Lagerringe 6, 8 einzustellen. Sind die Lagerluft und/oder die Lagerverspannung auf diese Weise einstellbar, so ist dies auch im Betrieb des Wälzlagers möglich, wodurch eine genaue Führung durch das erfindungsgemäße Kegelrollenlager bei allen Betriebszuständen erreichbar ist.
Die Möglichkeit eines axialen Versatzes des einteiligen inneren Lagerrings 1 gegenüber den beiden äußeren Lagerringen 6, 8 ergibt sich auf folgende Weise:
Wenn beispielsweise bei sich drehendem Lager auf den einteiligen Lagerring 1 eine einen axialen Versatz hervorrufende axiale Kraft von links auf den einteiligen inneren Lagerring 1 wirkt, vergrößert sich die Lagerluft der linken Reihe der Kegelrollen 10, während sich die Lagerluft der rechten Reihe der Kegelrollen 10 verkleinert. Die rechte Reihe der Kegelrollen 10 hat dementsprechend das Bestreben in Richtung zur Lagermitte auszuweichen. Dabei verschiebt die rechte Reihe der Kegelrollen 10 den schwimmenden Bordring 12 und daraus folgend die linke Reihe der Kegelrollen 10 ebenfalls nach links, so dass sich bei gleich bleibender Lagerluft bzw. Lagervorspannung ein Versatz des inneren, einteiligen Lagerrings 1 gegenüber den äußeren Lagerringen 6, 8 ergibt, der durch die kleinen Borde 4, 5 in beiden Richtungen begrenzt ist. Da sich der Rollkreisdurchmesser der linken Reihe der Kegelrollen 10 bei einem Versatz des inneren, einteiligen Lagerrings 1 nach rechts verkleinert und sich der Rollkreisdurchmesser der rechten Reihe der Kegelrollen 10 vergrößert, sind die Käfige 11 vorzugsweise mit einem vergrößerten Radialspiel versehen, um diese Radialbewegung nicht zu behindern.
Die Ausführungsform gemäß 2 zeigt ein erfindungsgemäßes zweireihiges Kegelrollenlager in O-Anordnung, mit einem äußeren, einteiligen Lagerring 14 mit entgegengesetzt gerichteten kegeligen Laufbahnen 15, 16 sowie mit einem kleinen rechten Bord 17 und einem kleinen linken Bord 18, mit einem rechten inneren Lagerring 19 mit einer kegeligen Laufbahn 20 und einem linken inneren Lagerring 21 mit einer kegeligen, entgegengesetzt gerichteten Laufbahn 22, mit zwischen den Lagerringen 14, 19, 21 angeordneten, auf den Laufbahnen 15, 16, 20, 22 abrollenden Kegelrollen 10, die in Käfigen 11 geführt sind, mit einem schwimmenden Bordring 23, der radial an einem zylindrischem Bereich 25 des äußeren, einteiligen Lagerrings 14 geführt ist, und mit einem Zwischenring 24.
Auch bei diesen Kegelrollenlager in O-Anordnung ist die Summe der Abstände zwischen den kleinen Borden 17, 18 und dem schwimmenden Bordring 23 größer als die Summe der Breite der beiden Reihen Kegelrollen 10, wodurch der axiale Versatz des äußeren einteiligen Lagerrings 14 gegenüber den inneren Lagerringen 19, 21 im Rahmen des Axialspiels zwischen den Kegelrollen 10 und den äußeren Borden 17, 18 möglich ist.
Bei dieser in 2 gezeigten Ausführungsform liegen die theoretischen Kegelspitzen der Kegelrollen 10 nicht auf der Rotationsachse des Lagers, so dass die Reibung bei drehendem Lager zwar größer als bei der Ausführungsform gemäß 1 ist, jedoch ist dies bei ausreichender Schmierung kein wesentlicher Nachteil. Die vergleichsweise große Selbsthemmung vor dem Drehen dieses Kegelrollenlagers kann bei bestimmten Anwendungsfällen von Vorteil sein.
Bezugszeichenliste

1: Innerer einteiliger Lagerring
2: Kegelige Laufbahn
3: Entgegengesetzt gerichtete, kegelige Laufbahn
4: Rechter kleiner Bord
5: Linker kleiner Bord
6: Äußerer Lagerring
7: Kegelige Laufbahn
8: Äußerer Lagerring
9: Entgegengesetzt gerichtete kegelige Laufbahn
10: Kegelrollen
11: Käfig
12: Schwimmender Bordring
13: Zwischenring
14: Äußerer einteiliger Lagerring
15: Kegelige Laufbahn
16: Entgegengesetzt gerichtete kegelige Laufbahn
17: Rechter kleiner Bord
18: Linker kleiner Bord
19: Rechter innerer Lagerring
20: Kegelige Laufbahn
21: Linker innerer Lagerring
22: Entgegengesetzt gerichtete kegelige Laufbahn
23: Schwimmender Bordring
24: Zwischenring
25: Zylindrischer Bereich am Lagerring

Claims

Zweireihiges Kegelrollenlager, mit einem einteiligen inneren Lagerring (1) und zwei koaxialen, axial beabstandeten äußeren Lagerringen (6, 8), oder mit zwei axial beabstandeten inneren Lagerringen (19, 21) und einem einteiligen, koaxialen äußeren Lagerring (14), sowie mit einer Vielzahl in zwei parallelen Reihen in jeweils einem Käfig (11) geführten und zwischen den Lagerringen (1, 6, 8; 14, 19, 21) angeordneten Kegelrollen (10), die auf zugehörigen kegeligen Laufbahnen (2, 3, 7, 9; 15, 16, 20, 22) an den Lagerringen (1, 6, 8; 14, 19, 21) abrollen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Reihen der Kegelrollen (10) ein axial verschiebbarer, radial durch den inneren bzw. äußeren einteiligen Lagerring (1; 14) geführter, schwimmender Bordring (12; 23) angeordnet ist, dass der einteilige innere bzw. äußere Lagerring (1; 14), an dem der schwimmende Bordring (12; 23) radial geführt ist, axial äußere kleine Borde (4, 5; 17, 18) aufweist, und dass die Summe der Abstände zwischen den kleinen Borden (4, 5; 17, 18) und dem schwimmenden Bordring (12; 23) größer ist als die Summe der Breite der beiden Reihen Kegelrollen (10).
Kegelrollenlager nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Käfige (11) gegenüber einem üblichen, zweireihigen Kegelrollenlager ein vergrößertes Radialspiel aufweisen.
Kegelrollenlager Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerluft und/oder die Lagervorspannung durch gegenseitiges, axiales Anstellen der axial beabstandeten äußeren bzw. inneren Lagerringe (6, 8; 19, 21) einstellbar ist.
Kegelrollenlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den axial beabstandeten äußeren bzw. inneren Lagerringen (6, 8; 19, 21) ein elastischer, eine Abstandsänderung der äußeren bzw. inneren Lagerringe (6, 8; 19, 21) zulassender Zwischenring (13; 24) angeordnet ist.