DE102012213318A1

DE102012213318A1 - Wälzlager

Info

Publication number: DE102012213318A1
Application number: DE201210213318
Authority: DE
Inventors: Florian Wilm
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2014-01-30

Abstract

Wälzlager mit einem Lagerkäfig (8) und mit im Lagerkäfig (8) drehbar gelagerten, rollenartigen Wälzkörpern (1) und zwei einander gegenüberliegenden Stirnseiten (3) und mit einer die Stirnseiten (3) verbindenden Mantelfläche (2) als Wälzfläche, wobei die Wälzkörper (1) jeweils an einem Punkt ihrer Stirnseiten (3) konzentrisch zu ihrer Drehachse (6) im Lagerkäfig (8) gelagert sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wälzlager mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Derartige Wälzlager bestehen im Wesentlichen aus zwei gegeneinander verdrehbaren Lagerringen, aus zwischen den Lagerringen angeordneten Wälzkörpern und aus einem Lagerkäfig zur Führung der Wälzkörper im Lager. Die Wälzkörper können als Nadeln oder Kugeln oder rollenartig ausgestaltet sein. Die rollenartigen Wälzkörper können zylinderförmig, tonnenförmig, kegelförmig oder in einer anderen Rollengeometrie einschließlich einer Kugelgeometrie mit einander gegenüberliegenden abgeflachten Bereichen ausgestaltet sein. Die vorliegende Erfindung betrifft die letztgenannten rollenartigen Wälzkörper.
Hintergrund der Erfindung
Die Lagerkäfige bestehen üblicherweise aus zwei die Wälzkörper zwischen sich aufnehmenden Käfigwänden und die Käfigwände miteinander verbindenden Käfigstegen. Die Käfigstegen sind zwischen den einzelnen Wälzkörpern angeordnet, um die Wälzkörper so gegeneinander auf Abstand zu halten. Da die Wälzkörper und die Käfigstege einander berühren, entsteht Reibung. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Stege in gewissen Bereichen hinsichtlich ihrer Eigenbreite zu reduzieren, so dass die Wälzkörper nur noch an den Bereichen mit nicht reduzierter Eigenbreite der Stege anliegen. Auf diese Weise wird die Reibung zwischen den Wälzkörpern und den Stegen minimiert.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Reibung zwischen den Wälzkörpern und den Lagerkäfigen weiter zu reduzieren.
Lösung der Aufgabe
Die Lösung der Aufgabe besteht in der Merkmalskombination des Anspruchs 1. Die rückbezogenen Ansprüche betreffen teilweise vorteilhafte und teilweise für sich selbst erfinderische Weiterbildungen dieser Erfindung.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, die Wälzkörper zur Reduktion der Reibung nur noch punktuell am Lagerkäfig zu führen, um so die Reibung gegenüber dem Lagerkäfig weiter zu reduzieren. Um die Rotation der Wälzkörper weiterhin zu gewährleisten, erfolgt die Führung an zwei vorzugsweise diametral einander gegenüberliegenden Punkten der die Wälzkörper begrenzenden Stirnseiten. Die Lagerpunkte sind hierbei konzentrisch zur Drehachse der Wälzkörper oder an deren Endpunkten im Lagerkäfig angeordnet. Zylinderförmige oder kugelförmige oder tonnenförmige oder kegelförmige Wälzkörper sind hierfür gleichermaßen geeignet.
In vorteilhafter Ausgestaltung sind die Wälzkörper an Lagerstiften gelagert. Die Lagerstifte sind hierbei nach Art von Zentrierspitzen ausgestaltet. Weiterhin ist es möglich, in die jeweiligen Stirnseiten der Wälzkörper Ausnehmungen einzuformen, in welche die jeweiligen Zentrierspitzen vorzugsweise formschlüssig eingreifen können. Die Zentrierspitzen werden nach dem Verbringen der Wälzkörper in ihre Endposition gegenüber dem Lagerkäfig gefügt. Alternativ können sie auch als biegeweiche Teile am Käfig ausgestaltet sein und durch Umformen oder Einschnappen montiert werden. Die Zentrierspitzen der Lagerstifte und der Käfig können auch einstückig gefertigt sein.
Theoretisch ist auch die kinematische Umkehrung denkbar, nämlich ein am Wälzkörper angeordneter Stift, welcher an einer Ausnehmung am Lagerkäfig angreift. Im Zusammenhang mit der Erfindung ist es wichtig, dass der Angriffspunkt des Lagerstifts und die Zentrierspitze auf der Wälzkörperachse oder konzentrisch zur Wälzkörperachse verlaufen.
Die rollenartigen Wälzkörper können vorzugsweise zylinderförmig, tonnenförmig, kegelförmig oder kugelförmig mit Abflachungen im Bereich der Angriffspunkte für den Lagerstift oder die Zentrierspitze ausgestaltet sein. Es ist auch jede andere Geometrie profilierter Wälzkörper mit einander gegenüberliegenden Stirnseiten denkbar.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Lagerkäfig als Überlastsicherung wirksam. Hierfür ist zwischen dem Wälzkörper, den beiden ihn flankierenden Käfigwänden und den die Käfigwände miteinander verbindenden Käfigstegen, von denen zwei den Wälzkörper flankieren, ein Abstand freigelassen. In Folge des Abstands berührt der Wälzkörper im Normalbetrieb weder die Käfigstege noch die Seitenwände des Lagerkäfigs. Findet jedoch eine tangentiale Verschiebung des Wälzkörpers in Richtung auf einen der Käfigstege statt, beispielsweise durch eine Verdrehung der Lagerstifte, sind an den Käfigstegen Gleitflächen angeformt, welche als Hilfsführungen für die Wälzkörper wirksam sind und die Wälzkörper so wieder in Richtung ihrer Ausgangsstellung führen. Auf diese Weise kann eine Verdrehung bzw. Biegung der Lagerstifte auf ein vordefiniertes Maß begrenzt werden.
Schließlich ist es vorteilhaft, die Käfigstege möglichst weit außerhalb des Teilkreises des Wälzlagers anzuordnen. Auf diese Weise können der Abstand zweier benachbarter Wälzkörper minimiert und die Wälzkörper platzsparend nebeneinander angeordnet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Anhand des in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Darstellung eines zwischen zwei Lagerstiften drehgelagerten, zylinderförmigen Wälzkörpers,
2 das Prinzip des Überlastschutzes mit an den Käfigstegen angeformten Gleitflächen sowie
3 eine Prinzipdarstellung außerhalb des Teilkreises des Wälzlagers angeordneter Käfigstege.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Der Wälzkörper 1 ist im Ausführungsbeispiel zylinderförmig ausgestaltet. In die die Mantelfläche 2 des Wälzkörpers 1 zwischen sich begrenzenden Stirnseiten 3 sind Ausnehmungen 4 eingebracht. In die Ausnehmungen 4 greifen die Zentrierspitzen zweier einander gegenüberliegend angeordneter Lagerstifte 5 ein. Die Zentrierspitzen der Lagerstifte 5 fluchten mit der Drehachse 6 des Wälzkörpers 1. Aus der Anschauung der 1 ist gut erkennbar, dass der Wälzkörper 1 zwischen den Zentrierspitzen der Lagerstifte 5 gleichsam punktuell gelagert ist.
2 zeigt die Wälzkörperanordnung aus 1. Die Lagerstifte 5 sind ihrerseits in den Seitenwänden 7 des Lagerkäfig 8 gelagert. Die Seitenwände 7 sind jeweils verbunden durch die Käfigstege 9. Zwischen den Käfigstegen 9 und dem Wälzkörper 1 ist ein Luftspalt 10 freigelassen. Verdrehen oder verformen sich die Lagerstifte 5, nähert sich der Wälzkörper 1 an einen der Käfigstege 9 an und kann diesen Käfigsteg 9 an seinen Gleitflächen 11 berühren. Die Gleitflächen 11 sind hierbei nach Art von Gleitkufen ausgebildet und führen den Wälzkörper 1 zusätzlich im Lagerkäfig 8. Diese Führung der nach Art von Gleitkufen ausgebildeten Gleitflächen 11 bildet einen Überlastschutz für das gesamte Wälzlager bei zu hohen tangentialen Trägheitskräften.
Die Zentrierspitzen der Lagerstifte 5 können entweder nach dem Einsetzen der Wälzkörper 1 in den Käfig 8 gefügt werden oder durch Biegeumformen oder Umformen oder Einschnappen mit dem Wälzkörper 1 verbunden werden. Es ist weiterhin möglich, die Zentrierspitzen der Lagerstifte 5 und den Käfig 8 einstückig auszuführen.
3 zeigt das Prinzip der außerhalb des Teilkreises 10 des Wälzlagers angeordneten Käfigstege 9 zum Zwecke der Verringerung des Abstandes der jeweils einander benachbarten Wälzkörper 1.
Bezugszeichenliste

1: Wälzkörper
2: Mantelfläche
3: Stirnseite
4: Ausnehmung
5: Lagerstift
6: Drehachse
7: Seitenwand
8: Lagerkäfig
9: Käfigsteg
10: Luftspalt
11: Gleitfläche

Claims

Wälzlager mit einem Lagerkäfig (5) und mit im Lagerkäfig (5) drehbar gelagerten, rollenartigen Wälzkörpern (1) mit zwei einander gegenüberliegenden Stirnseiten (3) und mit einer die Stirnseiten (3) verbindenden Mantelfläche (2) als Wälzfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (1) jeweils an einem Punkt ihrer Stirnseiten (3) konzentrisch zu ihrer Drehachse im Lagerkäfig (8) gelagert sind.
Wälzlager nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch, jeweils einen nach Art einer Zentrierspitze an die zugeordnete Stirnseite angreifenden Lagerstift (5).
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch, einen Lagerkäfig (8) bestehend aus seitlichen, die Wälzkörper (1) zwischen sich aufnehmenden Käfigwänden (7) und aus die Käfigwände (7) miteinander verbindenden, jeweils einen Wälzkörper (1) zwischen sich aufnehmenden Käfigstegen (9) derart, dass die Käfigwände (7) und die Käfigstege (9) unter Freilassung eines Abstandes zu den Wälzkörpern (1) angeordnet sind mit vorzugsweise an den Käfigstegen (9) angeformten Gleitflächen (11) als Überlastschutz für das Wälzlager.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigstege (9) derart außerhalb des Teilkreises des Wälzlagers angeordnet sind, dass einander benachbarte Wälzkörper (1) einen möglichst geringen Abstand zueinander aufweisen.