DE102013203981B4 - Double row angular contact ball bearing - Google Patents
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Abstract
Zweireihiges Schrägkugellager (1), bei dem zwischen mindestens einem Lagerinnenring (2) und mindestens einem Lageraußenring (3) zwei Reihen Kugeln (4, 5) angeordnet sind, wobei die beiden Reihen Kugeln (4, 5) jeweils unter einem Kontaktwinkel (α, β) zur radialen Richtung (R) angeordnet sind, wobei die Kontaktwinkel (α, β) der beiden Reihen Kugeln (4, 5) unterschiedlich groß sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (3) in seinen beiden axialen Endbereichen durch je eine konische Innenfläche (6, 7) begrenzt wird, wobei sich der Durchmesser der konischen Innenfläche (6, 7) in Richtung auf das axiale Ende des Lageraußenrings (3) verkleinert.Two-row angular contact ball bearing (1) in which two rows of balls (4, 5) are arranged between at least one bearing inner ring (2) and at least one bearing outer ring (3), the two rows of balls (4, 5) each having a contact angle (α, β) to the radial direction (R) are arranged, wherein the contact angle (α, β) of the two rows of balls (4, 5) are different in size, characterized in that the bearing outer ring (3) in its two axial end portions by a respective conical Inner surface (6, 7) is limited, wherein the diameter of the conical inner surface (6, 7) decreases in the direction of the axial end of the bearing outer ring (3).
Description
Die Erfindung betrifft ein zweireihiges Schrägkugellager, bei dem zwischen mindestens einem Lagerinnenring und mindestens einem Lageraußenring zwei Reihen Kugeln angeordnet sind, wobei die beiden Reihen Kugeln jeweils unter einem Kontaktwinkel zur radialen Richtung angeordnet sind und wobei die Kontaktwinkel der beiden Reihen Kugeln unterschiedlich groß sind.The invention relates to a double-row angular contact ball bearing in which two rows of balls are arranged between at least one bearing inner ring and at least one bearing outer ring, wherein the two rows of balls are each arranged at a contact angle to the radial direction and wherein the contact angle of the two rows of balls are different.
Gattungsgemäße Schrägkugellager eignen sich gut für die Übertragung sowohl radialer als auch axialer Kräfte. Dabei ist das Lager ausgelegt, in beiden Achsrichtungen axiale Lasten zu übertragen. Die Kontaktwinkel der beiden Kugelreihen sind dabei gegeneinander gerichtet, so dass besagte axiale Kraftübertragung in beiden Achsrichtungen sichergestellt ist. Als Kontaktwinkel wird häufig ein Wert von ca. 30° zur radialen Richtung gewählt.Generic angular contact ball bearings are well suited for the transmission of both radial and axial forces. The bearing is designed to transmit axial loads in both axial directions. The contact angle of the two rows of balls are directed towards each other, so that said axial force transmission is ensured in both axial directions. As a contact angle, a value of about 30 ° to the radial direction is often chosen.
Nachteilig ist dabei, dass infolge der Beaufschlagung der Kugeln unter dem genannten Kontaktwinkel im Vergleich zu reinen Radiallagern eine höhere Reibung vorliegt. Dies hat auch entsprechende nachteilige Konsequenzen bezüglich der Temperaturentwicklung im Lager und hinsichtlich der Lebensdauer des zum Einsatz kommenden Schmiermittels.The disadvantage here is that as a result of the application of the balls under said contact angle in comparison to pure radial bearings a higher friction is present. This also has corresponding adverse consequences with respect to the temperature development in the bearing and in terms of the life of the lubricant used.
Ein gattungsgemäßes Lager ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes zweireihiges Schrägkugellager vorzuschlagen, das ein diesbezüglich verbessertes Laufverhalten aufweist. Damit soll es zunächst möglich sein, bei sonst unveränderten Bedingungen höhere Lasten aufzunehmen. Weiterhin soll das Lager für höhere Drehzahlen bei geringerer Temperaturentwicklung geeignet sein. Dann soll die Lebensdauer des zum Einsatz kommenden Schmiermittels, insbesondere von Lagerfett, erhöht werden. Schließlich wird angestrebt, eine höhere Gebrauchsdauer des Lagers auch zu erreichen, wenn es unter besonders rauen Umgebungsbedingungen eingesetzt wird; hier ist insbesondere an einen Einsatz unter Kavitationswirkung und hohen Vibrationen gedacht. Damit soll insbesondere bei einseitiger axialer Lastbeaufschlagung ein günstigeres Laufverhalten des Lagers erreicht werden.The invention has for its object to propose a generic double-row angular contact ball bearings, which has a related improved running behavior. This should initially be possible to absorb higher loads under otherwise unchanged conditions. Furthermore, the camp should be suitable for higher speeds with less temperature development. Then the life of the lubricant used, in particular bearing grease should be increased. Finally, the aim is to achieve a longer service life of the bearing even when it is used under particularly harsh environmental conditions; This is especially intended for use under cavitation effect and high vibrations. This should be achieved in particular in one-sided axial load application a more favorable running behavior of the bearing.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring in seinen beiden axialen Endbereichen durch je eine konische Innenfläche begrenzt wird, wobei sich der Durchmesser der konischen Innenfläche in Richtung auf das axiale Ende des Lageraußenrings verkleinert.The solution of this object by the invention is characterized in that the bearing outer ring is limited in its two axial end regions by a respective conical inner surface, wherein the diameter of the conical inner surface decreases in the direction of the axial end of the bearing outer ring.
Der Kontaktwinkel der einen Kugelreihe liegt bevorzugt zwischen 25° und 35°, also im üblichen Bereich. Indes liegt der Kontaktwinkel der anderen Kugelreihe bevorzugt zwischen 10° und 25°, wobei ein besonders bevorzugter Bereich zwischen 14° und 16° liegt.The contact angle of a ball row is preferably between 25 ° and 35 °, ie in the usual range. However, the contact angle of the other ball row is preferably between 10 ° and 25 °, with a particularly preferred range being between 14 ° and 16 °.
Die Durchmesser der Kugeln der beiden Kugelreihen können gleich groß sein. Es ist aber auch möglich, dass deren Durchmesser unterschiedlich groß sind.The diameter of the balls of the two rows of balls can be the same size. But it is also possible that their diameters are different.
Der Winkel der Konizität liegt dabei bevorzugt zwischen 2° und 10°, besonders vorzugsweise zwischen 3° und 7°.The angle of taper is preferably between 2 ° and 10 °, more preferably between 3 ° and 7 °.
Der Lagerinnenring ist gemäß einer Fortbildung in seinem zwischen den Kugeln liegenden Bereich im Radialschnitt wannenförmig ausgebildet.The bearing inner ring is formed trough-shaped in radial section according to a training in its lying between the balls area.
Das vorgeschlagene Lager kommt bevorzugt zum Einsatz, wenn eine Anwendung gegeben ist, bei der die axialen Lasten zwar in beiden Achsrichtungen auftreten, allerdings stark unterschiedlich sind. Für die Übertragung der höheren Axiallast wird das Schrägkugellager herangezogen, das den größeren Kontaktwinkel zur radialen Richtung aufweist. Indes wird für die Übertragung der geringeren Axiallast das Schrägkugellager mit dem kleineren Kontaktwinkel eingesetzt.The proposed bearing is preferably used when an application is given, in which the axial loads occur in both axial directions, however, are very different. For the transmission of the higher axial load, the angular contact ball bearing is used, which has the larger contact angle to the radial direction. Meanwhile, the angular contact ball bearing with the smaller contact angle is used for the transmission of the lower axial load.
Um dies bei der Montage entsprechend sicher berücksichtigen zu können, sieht eine Weiterbildung vor, dass sich in zumindest einem Seitenbereich des Lagers eine Markierung befindet, die darauf aufmerksam macht, dass von dieser Lagerseite aus die größere axiale Belastung aufgebracht werden muss. Besagte Markierung kann als Identifikationsnut ausgeführt sein; genauso ist eine Markierung an einer Stirnseite des Lagers denkbar, die im Klartext angibt, dass hier die Axialkraft aufgebracht werden soll.In order to be able to take this safely into account during assembly, a further development provides that a marking is located in at least one side region of the bearing which makes it clear that the greater axial load must be applied from this bearing side. Said mark can be designed as identification groove; Similarly, a mark on an end face of the bearing is conceivable, indicating in plain text, that here the axial force is to be applied.
Demgemäß zielt der erfindungsgemäße Vorschlag gezielt auf eine unsymmetrische Ausbildung der Kontaktwinkel der beiden Kugelreihen ab. Die eine Kugelreihe wird somit zur bevorzugten Wälzkörperreihe, die axiale Lasten verbessert übertragen kann.Accordingly, the proposal according to the invention specifically aims at an asymmetrical design of the contact angle of the two rows of balls. The one row of balls thus becomes the preferred row of rolling elements, which can transmit axial loads improved.
Das vorgeschlagene Lager erlaubt eine höhere statische und dynamische radiale Lastaufnahme, da das Lager mit dem geringeren Kontaktwinkel die radiale Lastübertragung bei geringer Reibung begünstigt. Es hat sich gezeigt, dass hier eine Lasterhöhung von bis zu 15% möglich ist.The proposed bearing allows a higher static and dynamic radial load bearing, since the bearing with the lower contact angle favors the radial load transfer with low friction. It has been shown that a load increase of up to 15% is possible here.
Gleichermaßen kann die Maximaldrehzahl des Lagers erhöht werden, wobei eine Steigerung von ca. 10% gegenüber herkömmlichen Lager möglich ist.Similarly, the maximum speed of the bearing can be increased, with an increase of about 10% compared to conventional bearings is possible.
Auch wurde festgestellt, dass sich die Lebensdauer des Schmierfetts um ca. 20% steigern lässt. Dies ergibt sich durch die verminderte Reibung des Lagers mit dem geringeren Kontaktwinkel.It has also been found that the life of the grease can be increased by about 20%. This is due to the reduced friction of the bearing with the lower contact angle.
Sofern das Lager für eine Anwendung eingesetzt wird, beispielsweise in einer Pumpe, in der eine Beaufschlagung mit Kavitation vorliegt, ergaben sich erhöhte Werte für die Gebrauchsdauer des Lagers, wobei Steigerungen von 20% beobachtet wurden. Demgemäß verbessert sich die Notlaufeigenschaft wesentlich.If the bearing is used for an application, for example, in a cavitation-type pump, increased service life of the bearing resulted, with increases of 20% observed. Accordingly, the runflat property substantially improves.
Durch die genannte Ausgestaltung der Seitenbereiche des Außenrings und des Raums zwischen den Kugelreihen ist das freie Volumen vergrößert, so dass mehr Raum für Schmiermittel zur Verfügung steht. Weiterhin erlaubt die genannte konische Ausbildung der Lageraußenringe ein verbessertes Halten des Schmiermittels im Bereich, wo es benötigt wird; das Schmierfett oder Schmieröl wird so verbessert in den Wälzkontaktbereich gefördert.By said configuration of the side portions of the outer ring and the space between the rows of balls, the free volume is increased, so that more space for lubricant is available. Furthermore, said conical configuration of the bearing outer rings allows for improved retention of the lubricant in the area where it is needed; the lubricating grease or lubricating oil is conveyed so improved in the rolling contact area.
Die vorgeschlagene Ausgestaltung hat in konkreten Anwendungen bereits eine Verminderung der Temperatur im Lager um ca. 3°C ergeben. Demgemäß verbessern sich die Schmierbedingungen und die Haltbarkeit des Schmiermittels.The proposed embodiment has already resulted in a reduction of the temperature in the warehouse by about 3 ° C in concrete applications. Accordingly, the lubrication conditions and the durability of the lubricant improve.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt schematisch den Radialschnitt durch ein zweireihiges Schrägkugellager.In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The single figure shows schematically the radial section through a double-row angular contact ball bearings.
In der Figur ist das zweireihige Schrägkugellager mit der Bezugsziffer
Die beiden Lagerreihen und namentlich die beiden Kugelreihen
Mit α ist der Kontaktwinkel des linken Teil-Lagers bezeichnet, es ist dies der Winkel, den die ausgelegte Druckrichtung der Kraftübertragung zwischen Lagerinnenring und Lageraußenring zur radialen Richtung R einnimmt. Der Kontaktwinkel α liegt vorliegend bei 30°.With α, the contact angle of the left part bearing is designated, this is the angle that takes the designed pressure direction of the power transmission between the bearing inner ring and bearing outer ring to the radial direction R. The contact angle α is present at 30 °.
Mit β ist der Kontaktwinkel des rechten Teil-Lagers bezeichnet. Der Kontaktwinkel β liegt hier im Ausführungsbeispiel bei 15°.With β the contact angle of the right part bearing is designated. The contact angle β is here in the embodiment at 15 °.
Demgemäß ist das linke Teil-Lager für relativ hohe Axialkräfte geeignet, d. h. es können hohe Axiallasten über den Lagerinnenring
Indes gilt dies nicht für das rechte Teil-Lager, das infolge des geringeren Kontaktwinkels nur geringere Axiallasten übertragen kann, jedoch ein günstigeres Lastverhalten bezüglich radialer Lasten aufweist.However, this does not apply to the right-hand part-bearing, which can transmit only lower axial loads due to the lower contact angle, but has a more favorable load behavior with respect to radial loads.
Um Schmierstoff verbessert im Wälzeingriff zwischen den Kugeln und den Lagerringen bzw. deren Laufbahnen zu halten, weist der Lageraußenring
Der Winkel der Konizität ist mit γ angegeben; dieser beträgt im Ausführungsbeispiel ca. 4°.The angle of conicity is indicated by γ; this is about 4 ° in the embodiment.
Gleichermaßen dient es auch der verbesserten Versorgung mit Schmiermittel, dass im Innenringbereich zwischen den beiden Kugelreihen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- zweireihiges Schrägkugellagerdouble-row angular contact ball bearings
- 22
- LagerinnenringBearing inner ring
- 33
- LageraußenringBearing outer ring
- 44
- KugelBullet
- 55
- KugelBullet
- 66
- konische Innenflächeconical inner surface
- 77
- konische Innenflächeconical inner surface
- 88th
- wannenförmige Strukturtrough-shaped structure
- αα
- Kontaktwinkelcontact angle
- ββ
- Kontaktwinkelcontact angle
- γγ
- Winkel der KonizitätAngle of conicity
- RR
- radiale Richtungradial direction
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