DE102011076103B4 - Wälzlager und Lageranordnung mit einem solchen Wälzlager - Google Patents

Wälzlager und Lageranordnung mit einem solchen Wälzlager Download PDF

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Abstract

Wälzlager (1), umfassend mindestens einen Lagerinnenring (2) und mindestens einen Lageraußenring (3), wobei zwischen den Lagerringen (2, 3) Wälzkörper (4) angeordnet sind, die von einem Käfig (5) gehalten werden, wobei das Wälzlager (1) als Kegelrollenlager ausgebildet ist, wobei der Käfig (5) in mindestens einem axialen Endbereich einen sich in axiale Richtung (a) erstreckenden Hülsenabschnitt (6) aufweist, wobei der Hülsenabschnitt (6) an seinem von den Wälzkörpern (4) abgewandten Ende mit einem radial (r) verlaufenden Abschlussbereich (7) versehen ist, der sich unter Bildung eines Spalts (s) bis zum Lagerinnenring (2) erstreckt, dadurch, gekennzeichnet, dass der Käfig (5) einen konisch verlaufenden Abschnitt aufweist, in den Aufnahmetaschen (11) für die als Kegelrollen ausgeführten Wälzkörper (4) eingearbeitet sind, wobei sich der Hülsenabschnitt (6) an den mit Aufnahmetaschen (11) versehenen Abschnitt anschließt, wobei der Hülsenabschnitt (6) an seiner dem Lagerinnenring (2) zugewandten inneren Oberfläche (9) zumindest abschnittsweise konisch ausgebildet ist, wobei der Winkel...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, umfassend mindestens einen Lagerinnenring und mindestens einen Lageraußenring, wobei zwischen den Lageringen Wälzkörper angeordnet sind, die von einem Käfig gehalten werden, wobei das Wälzlager als Kegelrollenlager ausgebildet ist, wobei der Käfig in mindestens einem axialen Endbereich einen sich in axiale Richtung erstreckenden Hülsenabschnitt aufweist, wobei der Hülsenabschnitt an seinem von den Wälzkörpern abgewandten Ende mit einem radial verlaufenden Abschlussbereich versehen ist, der sich unter Bildung eines Spalts bis zum Lagerinnenring erstreckt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Lageranordnung mit zwei derartigen Wälzlagern.
  • Ein Wälzlager dieser Art ist beispielsweise in der JP 2008 121 767 A beschrieben. Ähnlich Lösungen zeigen die JP 2009 138 897 A , die US 2010/0086250 A1 , die JP 11 280 772 A , die JP 2007 170 526 A , die JP 2009 063 102 A , die US 5 642 945 A , die WO 2009/063802 A1 und die JP 2009 174 637 A .
  • Walzlager der gattungsgemäßen Art sind im Stand der Technik also hinlänglich bekannt. Die Wälzkörper des Lagers werden von einem Käfig gehalten und geführt. Wesentlich ist die Schmierung der Lagerung. Üblich ist es, den Raum zwischen Innen- und Außenring des Lagers zumindest teilweise mit Schmierfett zu füllen. Dies gilt beispielsweise auch dann, wenn zwei Lager benachbart in einer Lageranordnung verbaut werden. Beispielsweise sei eine Radlagerung eines Kraftfahrzeugs erwähnt, bei dem zwei zusammenwirkende Kegelrollenlager eingesetzt sind. Zwischen den beiden Reihen Wälzkörper wird zwischen den Innen- und den Außenringen ein Raum ausgebildet, in dem ein Fettreservoir gebildet wird.
  • Nachteilig ist es bei einer solchen Lösung, dass – obwohl hinreichend Fett im Fettreservoir zur Verfügung steht – der Transport des Fetts aus dem Reservoir in den Eingriffsbereich der Wälzkörper mit den Lagerringen mehr oder weniger zufällig erfolgt. Demgemäß ist das Schmierergebnis nicht immer zufriedenstellend.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager der gattungsgemäßen Art so fortzubilden, dass in einfacher und damit kostengünstiger Weise eine verbesserte Schmierung der Eingriffszone zwischen Lagerringen und Wälzkörpern gegeben ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig einen konisch verlaufenden Abschnitt aufweist, in den Aufnahmetaschen für die als Kegelrollen ausgeführten Wälzkörper eingearbeitet sind, wobei sich der Hülsenabschnitt an den mit Aufnahmetaschen versehenen Abschnitt anschließt, wobei der Hülsenabschnitt an seiner dem Lagerinnenring zugewandten inneren Oberfläche zumindest abschnittsweise konisch ausgebildet ist, wobei der Winkel des konisch ausgebildeten Abschnitts zwischen 5° und 25° beträgt und wobei die Konizität des mit Aufnahmetaschen versehenen Abschnitts und die Konizität der inneren Oberfläche des Hülsenabschnitts gleichsinnig ausgebildet sind.
  • Dies fördert die Zufuhr von Schmierfett an die Kontaktstelle zwischen Wälzkörpern und Lagerringen.
  • Bevorzugt erstreckt sich der Abschlussbereich bis zum Lagerinnenring und bildet zu einer zylindrischen Außenfläche desselben den Spalt.
  • Der vom Hülsenabschnitt und dem Abschlussbereich gebildete Aufnahmeraum ist dabei bevorzugt zumindest teilweise mit Schmierfett gefüllt.
  • Der Käfig kann aus Kunststoff oder auch aus Blech bestehen.
  • Der Spalt liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,05 und 1,0 mm.
  • Die vorgeschlagene Lageranordnung umfasst zwei Wälzlager der genannten Art, bei der die beiden Wälzlager spiegelsymmetrisch angeordnet sind, wobei die Hülsenabschnitte der beiden Wälzlager einander zugewandt sind.
  • Bevorzugt ist die Lageranordnung dabei Bestandteil einer Fahrzeug-Radlagerung.
  • Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung eines Wälzlagers wird es in einfacher Weise möglich, eine optimalen Versorgung der Kontaktstelle zwischen Wälzkörpern und Lagerringen sicherzustellen, so dass das im Fettreservoir platzierte Fett bestmöglich genutzt wird.
  • In der Zeichnung ist eine vorbekannte Lösung sowie ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
  • 1 den Radialschnitt durch eine Lageranordnung mit zwei Wälzlagern gemäß dem Stand der Technik und
  • 2 im Radialschnitt den Käfig eines der Wälzlager in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung.
  • In 1 ist eine Lageranordnung 10 dargestellt, die vorliegend die Radlagerung eines Kraftfahrzeugs ist. Die Lageranordnung 10 umfasst zwei Wälzlager 1, die als Kegelrollenlager ausgebildet gespiegelt zueinander angeordnet sind, um sowohl axiale als auch radiale Kräfte übertragen zu können.
  • Jedes Wälzlager 1 hat einen separaten Lagerinnenring 2. Indes ist – was aber keinesfalls zwingend ist – der Lageraußenring 3 für beide Lager 1 einteilig ausgebildet. Zwischen dem Lagerinnenring 2 und dem Lageraußenring 3 sind jeweils eine Reihe Wälzkörper 4 in Form von Kegelrollen angeordnet. Die Wälzkörper 4 werden dabei von einem Käfig 5 gehalten und geführt.
  • Wesentlich ist die Ausgestaltung der Käfige 5. Vorgesehen ist nämlich, dass sich die Käfige 5 in einer axialen Richtung a (möglich ist es, dass dies auch für beide axiale Richtungen gilt) weiter erstrecken, als dies für die eigentliche Funktion der Käfige 5 nötig wäre. Namentlich setzt an dem einen Ringabschnitt des Käfigs 5, d. h. rechts neben den Wälzkörpern 4 des linken Wälzlagers 1 bzw. links neben den Wälzkörpern 4 des rechten Wälzlagers 1 in 1, ein Hülsenabschnitt 6 an, der sich über eine gewisse Länge in axialer Richtung erstreckt.
  • Der Hülsenabschnitt kann nach dem Stand der Technik eine hohlzylindrische Form aufweisen, wie es 1 zeigt. Möglich ist es aber auch, dass eine erfindungsgemäße konische Struktur vorgesehen wird. Generell sind beliebige Ausgestaltungen des Hülsenabschnitts 6 vorstellbar, die sich jedenfalls auch in axiale Richtung erstrecken.
  • Im axialen Endbereich des Hülsenabschnitts 6 ist ein Abschlussbereich 7 vorgesehen, der auch als Deckelteil angesprochen werden kann. Dieser Abschlussbereich 7 erstreckt sich in radiale Richtung r nach innen bis zur äußeren zylindrischen Oberfläche des Lagerinnenrings 2, wobei allerdings – was am besten in 2 gesehen werden kann – zum Lagerinnenring 2 ein Spalt s verbleibt. Der Hülsenabschnitt 6 samt angeformtem Abschlussbereich 7 bildet somit einen ringförmigen Aufnahmeraum 8 für Schmierfett.
  • Das Schmierfett im Aufnahmeraum 8 kann somit in unmittelbarer Nähe der Stelle platziert werden, wo es benötigt wird.
  • In 2 ist in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zu sehen, wie sich der Hülsenabschnitt 6 seitlich neben der Aufnahmetasche 11 für eine Kegelrolle 4 in axiale Richtung erstreckt. Hier ist der Hülsenabschnitt 6 im Unterschied zur Lösung nach 1 nicht hohlzylindrisch ausgebildet. Vielmehr hat der Hülsenabschnitt 6 eine äußere zylindrische Oberfläche, während die innere Oberfläche 9 nicht zylindrisch, sondern konisch ausgebildet ist.
  • Der Winkel α der Konizität ist eingetragen und liegt bevorzugt im Bereich zwischen 10° und 20°. Damit wird erreicht, dass infolge der Zentrifugalkräfte während des Betriebs des Wälzlagers 1 ein Fett-Fördereffekt hin in den Kontaktbereiche zwischen Wälzkörper 4 und Lagerringen 2, 3 erfolgt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wälzlager
    2
    Lagerinnenring
    3
    Lageraußenring
    4
    Wälzkörper
    5
    Käfig
    6
    Hülsenabschnitt (hohlzylindrischer Abschnitt)
    7
    Abschlussbereich (Deckelteil)
    8
    Aufnahmeraum
    9
    innere Oberfläche
    10
    Lageranordnung
    11
    Aufnahmetasche
    a
    axiale Richtung
    r
    radiale Richtung
    s
    Spalt
    α
    Winkel

Claims (7)

  1. Wälzlager (1), umfassend mindestens einen Lagerinnenring (2) und mindestens einen Lageraußenring (3), wobei zwischen den Lagerringen (2, 3) Wälzkörper (4) angeordnet sind, die von einem Käfig (5) gehalten werden, wobei das Wälzlager (1) als Kegelrollenlager ausgebildet ist, wobei der Käfig (5) in mindestens einem axialen Endbereich einen sich in axiale Richtung (a) erstreckenden Hülsenabschnitt (6) aufweist, wobei der Hülsenabschnitt (6) an seinem von den Wälzkörpern (4) abgewandten Ende mit einem radial (r) verlaufenden Abschlussbereich (7) versehen ist, der sich unter Bildung eines Spalts (s) bis zum Lagerinnenring (2) erstreckt, dadurch, gekennzeichnet, dass der Käfig (5) einen konisch verlaufenden Abschnitt aufweist, in den Aufnahmetaschen (11) für die als Kegelrollen ausgeführten Wälzkörper (4) eingearbeitet sind, wobei sich der Hülsenabschnitt (6) an den mit Aufnahmetaschen (11) versehenen Abschnitt anschließt, wobei der Hülsenabschnitt (6) an seiner dem Lagerinnenring (2) zugewandten inneren Oberfläche (9) zumindest abschnittsweise konisch ausgebildet ist, wobei der Winkel (α) des konisch ausgebildeten Abschnitts zwischen 5° und 25° beträgt und wobei die Konizität des mit Aufnahmetaschen (11) versehenen Abschnitts und die Konizität der inneren Oberfläche (9) des Hülsenabschnits (6) gleichsinnig ausgebildet sind.
  2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschlussbereich (7) zu einer zylindrischen Außenfläche des Lagerinnenrings (2) den Spalt (s) bildet.
  3. Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Hülsenabschnitt (6) und dem Abschlussbereich (7) gebildete Aufnahmeraum (8) zumindest teilweise mit Schmierfett gefüllt ist.
  4. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (5) aus Kunststoff besteht.
  5. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (5) aus Blech besteht.
  6. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (s) zwischen 0,05 und 1,0 mm beträgt.
  7. Lageranordnung (10) mit zwei Wälzlagern (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die beiden Wälzlager (1) spiegelsymmetrisch angeordnet sind, wobei die Hülsenabschnitte (6) der beiden Wälzlager (1) einander zugewandt sind, wobei die Lageranordnung vorzugsweise Bestandteil einer Fahrzeug-Radlagerung ist.
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