DE102016204188A1 - Rolling bearing and bearing arrangement for an axle with the rolling bearing - Google Patents
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- F16C2326/02—Wheel hubs or castors
Abstract
Radlager in Fahrzeugen dienen dazu eine Rotation der Fahrzeugräder relativ zum Fahrgestell zu ermöglichen und müssen dabei radiale und axiale auftretende Kräfte aufnehmen, die im Betrieb in radialer Richtung durch das Eigengewicht des Fahrzeuges und/ oder in axialer Richtung durch seitliche Kräfte, bei der Kurvenfahrt eines Fahrzeuges auftreten. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wälzlager sowie eine Lageranordnung für eine Achse vorzuschlagen, welche eine verbesserte konstruktive Ausgestaltung zeigt. Diese Aufgabe wird durch ein Wälzlager 1 mit einem Außenring 5, wobei der Außenring 5 eine Außenlaufbahn 7 bildet, mit einem Innenring 6, wobei der Innenring 6 eine Innenlaufbahn 8 bildet, wobei das Wälzlager 1 einen Satz Wälzkörper 10 umfasst, wobei der Satz Kugeln 11 und Rollen 12 als Wälzkörper umfasst, wobei die Wälzkörper des Satzes 10 zwischen der Außenlaufbahn 7 und der Innenlaufbahn 8 abwälzend angeordnet sind, sowie einer Lageranordnung 2 mit einer Achse 3, mit einer Radnabe 4 und mit einem Wälzlager 1, wobei die Radnabe 4 über das Wälzlager 1 an der Achse 3 gelagert ist gelöst.Wheel bearings in vehicles serve to allow a rotation of the vehicle wheels relative to the chassis and must absorb radial and axial forces occurring during operation in the radial direction by the weight of the vehicle and / or in the axial direction by lateral forces when cornering a vehicle occur. It is the object of the present invention to provide a rolling bearing and a bearing assembly for an axle, which shows an improved structural design. This object is achieved by a rolling bearing 1 with an outer ring 5, wherein the outer ring 5 forms an outer race 7, with an inner ring 6, wherein the inner ring 6 forms an inner race 8, wherein the rolling bearing 1 comprises a set of rolling elements 10, wherein the set of balls 11 and rollers 12 as rolling elements, wherein the rolling elements of the set 10 are arranged abrolling between the outer race 7 and the inner race 8, and a bearing assembly 2 with an axis 3, with a wheel hub 4 and a rolling bearing 1, wherein the wheel hub 4 via the Rolling 1 mounted on the axle 3 is solved.
Description
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einem Außenring, wobei der Außenring eine Außenlaufbahn bildet und mit einem Innenring, wobei der Innenring eine Innenlaufbahn bildet. Das Wälzlager umfasst einen Satz Wälzkörper, wobei der Satz Kugeln und Rollen als Wälzkörper umfasst, wobei die Wälzkörper des Satzes zwischen der Außenlaufbahn und der Innenlaufbahn abwälzend angeordnet sind. Die Erfindung betrifft auch eine Lageranordnung mit einer Achse, mit einer Radnabe und mit einem Wälzlager, wobei die Radnabe über das Wälzlager an der Achse gelagert ist.The invention relates to a rolling bearing with an outer ring, wherein the outer ring forms an outer race and with an inner ring, wherein the inner ring forms an inner race. The rolling bearing comprises a set of rolling elements, wherein the set comprises balls and rollers as rolling elements, wherein the rolling elements of the set are arranged to roll between the outer raceway and the inner raceway. The invention also relates to a bearing arrangement with an axle, with a wheel hub and with a roller bearing, wherein the wheel hub is mounted on the axle via the roller bearing.
Radlager in Fahrzeugen dienen dazu, eine Rotation der Fahrzeugräder relativ zum Fahrgestell zu ermöglichen und müssen dabei radiale und axiale, auftretende Kräfte aufnehmen. Die radialen Kräfte können dabei durch das Eigengewicht des Fahrzeuges entstehen und die axialen Kräfte können durch seitliche Kräfte, beispielsweise bei der Kurvenfahrt eines Fahrzeuges entstehen. Für die Aufnahme von radialen und axialen Kräften bei der Lagerung gibt es bereits eine Vielzahl an Wälzlagern.Wheel bearings in vehicles serve to allow rotation of the vehicle wheels relative to the chassis and thereby absorb radial and axial forces that occur. The radial forces can arise due to the weight of the vehicle and the axial forces can be caused by lateral forces, for example when cornering a vehicle. For the absorption of radial and axial forces during storage, there are already a variety of rolling bearings.
Beispielsweise wird in der Druckschrift
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager und eine Lageranordnung für eine Achse vorzuschlagen, welche beide, nämlich radiale und axiale, auftretende Kräfte aufnehmen kann und eine verbesserte Bauweise aufweist. Diese Aufgabe wird durch das Wälzlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Lageranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.The invention has for its object to provide a rolling bearing and a bearing assembly for an axle, which can accommodate both, namely radial and axial, occurring forces and has an improved design. This object is achieved by the rolling bearing with the features of
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Wälzlager für eine Lageranordnung für eine Achse. The invention thus relates to a rolling bearing for a bearing assembly for an axle.
Das Wälzlager ist insbesondere als ein Radialwälzlager ausgebildet. Das Wälzlager umfasst einen Außenring. Der Außenring weist eine Außenfläche und eine Innenfläche auf, insbesondere eine Außenfläche, die geeignet oder ausgebildet ist, an einer weiteren Fläche angeordnet zu sein. Vorzugsweise kann die Außenfläche, durch eine Presspassung, mit der weiteren Flächen verbunden sein, beispielsweise mit ist die weitere Fläche durch eine Fahrzeugachse gebildet. Die Innenfläche des Außenrings ist der Außenfläche gegenübergestellt. In die Innenfläche des Außenrings sind eine oder mehrere Außenlaufbahnen eingearbeitet, insbesondere Außenlaufbahnen, die zum äußeren Abwälzen von einem oder mehreren Sätzen Wälzkörper geeignet sind. Im Speziellen ist der Außenring aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Stahl, gefertigt.The rolling bearing is designed in particular as a radial rolling bearing. The rolling bearing comprises an outer ring. The outer ring has an outer surface and an inner surface, in particular an outer surface, which is suitable or designed to be arranged on a further surface. Preferably, the outer surface, be connected by an interference fit with the other surfaces, for example, with the further surface is formed by a vehicle axle. The inner surface of the outer ring is opposed to the outer surface. In the inner surface of the outer ring one or more outer raceways are incorporated, in particular outer raceways, which are suitable for the outer rolling of one or more sets of rolling elements. In particular, the outer ring is made of a metallic material, in particular steel.
Der Gegenstand der Erfindung umfasst einen Innenring, welcher einen kleineren Durchmesser wie der Außenring aufweist, mit einer Außenfläche und einer Innenfläche. Die Innenfläche kann vorzugsweise an einer weiteren Fläche angeordnet und beispielsweise mit einer Radnabe eines Fahrzeuges verbunden sein. Der Innenfläche des Innenrings steht eine Außenfläche gegenüber. In die Außenfläche sind eine oder mehrere Innenlaufbahnen eingearbeitet, insbesondere Innenlaufbahnen, die zum inneren Abwälzen von ein oder mehreren Sätzen Wälzkörpern geeignet sind. Vorzugsweise sind die Außenlaufbahn des Außenrings und die Innenlaufbahn des Innenrings zum gemeinsamen Führen von nur einem Satz Wälzkörper ausgebildet. Im Speziellen ist der Innenring aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Stahl, gefertigt.The object of the invention comprises an inner ring having a smaller diameter than the outer ring, with an outer surface and an inner surface. The inner surface may preferably be arranged on a further surface and connected, for example, to a wheel hub of a vehicle. The inner surface of the inner ring faces an outer surface. In the outer surface one or more inner raceways are incorporated, in particular inner raceways, which are suitable for the inner rolling of one or more sets of rolling elements. Preferably, the outer race of the outer ring and the inner race of the inner ring are designed for the common guiding of only one set of rolling elements. In particular, the inner ring is made of a metallic material, in particular steel.
Der Außenring und der Innenring des Wälzlagers sind koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet. Durch die Anordnung des Außen- und Innenrings steht sich die Außenlaufbahn und Innenlaufbahn gegenüber, insbesondere wird dadurch ein Wälzkörperraum gebildet, der einen oder mehrere Sätze Wälzkörper zwischen den beiden Laufflächen aufnehmen kann. The outer ring and the inner ring of the rolling bearing are arranged coaxially and / or concentrically with each other. Due to the arrangement of the outer and inner ring, the outer raceway and inner raceway face each other, in particular a Wälzkörperraum is thereby formed, which can accommodate one or more sets of rolling elements between the two treads.
Erfindungsgemäß umfasst das Wälzlager mindestens oder genau einen Satz Wälzkörper, wobei eine Mehrzahl von Kugeln und eine Mehrzahl von Rollen den Satz Wälzlager bilden. Vorzugsweise bilden mindestens zwei Kugeln und mindestens zwei Rollen einen Satz Wälzkörper. Der Satz Wälzkörper ist zwischen der Außenlaufbahn und der Innenlaufbahn abwälzend angeordnet. Insbesondere können die Rollen und die Kugeln unterschiedliche Größen in Bezug auf die radiale und/oder axiale Ausdehnung aufweisen. Vorzugsweise ist dabei der Durchmesser der Kugeln größer als der mittige Durchmesser der Rolle. Alternativ oder ergänzend weisen die Rollen eine größere Rollenlänge als der Durchmesser der Kugeln auf.According to the invention, the roller bearing comprises at least or exactly one set of rolling elements, wherein a plurality of balls and a plurality of rollers form the set of rolling bearings. Preferably, at least two balls and at least two rollers form a set of rolling elements. The set of rolling elements is arranged rolling off between the outer raceway and the inner raceway. In particular, the rollers and the balls may have different sizes with respect to the radial and / or axial extent. Preferably, the diameter of the balls is greater than the central diameter of the roller. Alternatively or additionally, the rollers have a greater roller length than the diameter of the balls.
Erfindungsgemäß ist der Satz Wälzkörper in einer Reihe wälzend zwischen dem Außen- und Innenring angeordnet. Beim einreihigen Abwälzen umlaufen beide Kugeln und Rollen des Satzes Wälzkörper das Wälzlager in einer gemeinsamen Reihe zwischen der Außenlaufbahn und Innenlaufbahn. According to the invention, the set of rolling elements is arranged in a row in a rolling manner between the outer and inner rings. In single-row rolling, both balls and rollers of the rolling element set circulate the rolling bearing in a common row between the outer raceway and the inner raceway.
Insbesondere teilen sich die im Satz befindlichen Kugeln und Rollen eine Außen- und Innenlaufbahn, vorzugsweise sind die Kugeln durch eine Vierpunkt-Kontaktfläche und die Rollen durch eine Rollenkontaktfläche auf der Außen- und Innenlaufbahn einreihig geführt. Die Kontaktflächen auf der Außen- und Innenlaufbahn können dabei unterschiedliche Kräfte aufnehmen, insbesondere können radiale Kräfte über die Rollenkontaktfläche und die im Wälzkörper Satz befindlichen Rollen aufgenommen werden, beispielsweise entstehen radiale Kräfte durch das Eigengewicht eines Fahrzeuges, welches auf der Fahrzeugachse lastet. Axiale auftretende Kräfte können über die Vierpunkt-Kontaktflachen und die im Wälzkörper Satz befindlichen Kugeln aufgenommen werden, welche beispielsweise durch seitliche Kräfte bei der Kurvenfahrt eines Fahrzeuges entsteht. Dadurch eignet sich das Wälzlager im Speziellen für den Betrieb in einem Fahrzeug, insbesondere als Radlager in einer Fahrzeugachse. In particular, the balls and rollers in the set share an outer and inner raceway, preferably the balls are guided by a four-point contact surface and the rollers through a roller contact surface on the outer and inner race single row. The contact surfaces on the outer and inner raceways can absorb different forces, in particular radial forces can be absorbed via the roller contact surface and the rollers located in the rolling element set, for example, radial forces arise due to the weight of a vehicle, which rests on the vehicle axle. Axial forces can be absorbed via the four-point contact surfaces and the balls located in the rolling element set, which arises, for example, by lateral forces when cornering a vehicle. As a result, the rolling bearing is particularly suitable for operation in a vehicle, in particular as a wheel bearing in a vehicle axle.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die im Satz befindlichen Kugeln und Rollen beim Umlaufen in Umlaufrichtung in einer abwechselnden Reihenfolge angeordnet sind. Es wird eine Reihenfolge der Wälzkörper bevorzugt, bei welcher eine Kugel gefolgt von einer Rolle umlaufend abwechselnd angeordnet ist. Alternativ nehmen die Kugeln und Rollen z.B. eine paarweise abwechselnde Reihenfolge mit ein oder mehreren Kugeln und/ oder Rollen in einem Paar mit unterschiedlich großen Paaren an, beispielsweise folgen auf zwei Kugeln zwei Rollen abwechselnd in Umlaufrichtung.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the balls and rollers contained in the set are arranged in an alternating sequence when circulating in the direction of rotation. An order of the rolling elements is preferred in which a ball is alternately arranged in a circle followed by a roller. Alternatively, the balls and rollers take e.g. a paired alternating order with one or more balls and / or rollers in a pair of different sized pairs, for example, two balls follow two rollers alternately in the direction of rotation.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die im Satz befindlichen Kugeln beim Abwälzen mittig zur Länge der Rollen angeordnet. Insbesondere sind dafür in die Außenlaufbahn und die Innenlaufbahn eine Vierpunkt-Kontaktfläche für die Kugeln und eine Rollenkontaktfläche eingearbeitet, wobei die Vierpunkt-Kontaktfläche mittig zur Rollenkontaktfläche eingearbeitet ist. Im Speziellen soll beim einreihigen Abwälzen des Satzes Wälzkörper eine Umlauflinie gebildet werden, auf dem die Mitte der Kugeln und Querachse der Rollen zusammen verlaufen. In a preferred embodiment of the invention, the balls in the set are arranged during rolling centrally to the length of the rollers. In particular, a four-point contact surface for the balls and a roller contact surface are incorporated into the outer race and the inner race, wherein the four-point contact surface is incorporated centrally to the roller contact surface. Specifically, in the single-row rolling of the set of rolling elements, a circulation line is to be formed on which the center of the balls and the transverse axis of the rollers run together.
Eine bevorzugte Umsetzung der Erfindung sieht vor, dass der Innenring des Wälzlagers einteilig gefertigt ist. Insbesondere kann der Innenring aus einem durchgängigen einteiligen Material gefertigt werden, wodurch beispielsweise weniger Arbeitsschritte bei der Herstellung nötig sind. Ein einteilig gefertigter Innenring hat zudem den Vorteil gegenüber mehrteiligen Innenringen, dass beispielsweise beim Anbringen einer Radnabe am Wälzlager mittels einer Mutter, bei mehrteiligen Innenringen die Mutter mit einem bestimmten Drehmoment befestigt werden muss, wobei bei der Montage Spezialwerkzeuge und ein erhöhter Arbeitsaufwand nötig sind. Ferner können bei einem einteiligen Innenring keine Schwierigkeiten durch eine Verstellung oder Falscheinstellung von axialen Vorspannkräften auftreten.A preferred implementation of the invention provides that the inner ring of the rolling bearing is made in one piece. In particular, the inner ring can be made of a continuous one-piece material, which, for example, fewer steps in the production are necessary. A one-piece manufactured inner ring also has the advantage over multi-part inner rings that, for example when attaching a hub to the bearing by means of a nut in multi-part inner rings nut must be fixed with a certain torque, with special tools and an increased workload are required. Furthermore, in a one-piece inner ring no difficulties can occur by an adjustment or misalignment of axial biasing forces.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Wälzlager einen Käfig aufweist, wobei der Käfig die Wälzkörper führt. Insbesondere kann der Käfig den Satz Wälzkörper mit Kugeln und Rollen führen. Im Speziellen ist der Käfig so ausgebildet, dass die Kugeln und Rollen voneinander beabstandet werden, damit beispielsweise die Reibung und Wärmeentwicklung der Wälzkörper möglichst gering gehalten wird. Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass beispielsweise die Kugeln und Rollen einen festen Abstand beim Abwälzen zueinander einhalten, wodurch eine gleichmäßige Lastverteilung erzielt werden kann. Im Speziellen führt nur ein Käfig den Satz Wälzkörper einreihig im Wälzkörperraum.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the rolling bearing has a cage, wherein the cage guides the rolling elements. In particular, the cage can lead the set of rolling elements with balls and rollers. In particular, the cage is designed so that the balls and rollers are spaced apart, so that, for example, the friction and heat development of the rolling elements is minimized. Another advantage of this embodiment is that, for example, the balls and rollers maintain a fixed distance when rolling to each other, whereby a uniform load distribution can be achieved. In particular, only one cage leads the set of rolling elements in a single row in Wälzkörperraum.
Besonders bevorzugt umfasst das Wälzlager mindestens einen Dichtungsring zur vorzugsweise axialen Abdichtung des Wälzkörperraums. Vorzugsweise ist auf jeder axialen Seite des Wälzkörperraums ein Dichtungsring angeordnet, sodass das Wälzlager beidseitig abgedichtet ist. Insbesondere wird dadurch erreicht, dass der Eintritt von Verunreinigungen in das Wälzlager verhindert und/oder der Austritt von Schmierstoff aus dem Wälzkörperraum unterbunden ist. Dadurch wird beispielsweise die Gebrauchsdauer des Wälzlagers deutlich verlängert.Particularly preferably, the rolling bearing comprises at least one sealing ring for preferably axial sealing of the rolling body space. Preferably, a sealing ring is arranged on each axial side of the Wälzkörperraums, so that the rolling bearing is sealed on both sides. In particular, it is achieved that the entry of contaminants into the rolling bearing prevents and / or the escape of lubricant from the Wälzkörperraum is prevented. As a result, for example, the service life of the bearing is significantly extended.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Lageranordnung für eine Achse umfassend einer Achse, einer Radnabe und einem Wälzlager. Bei der Lageranordnung ist die Radnabe über das Wälzlager an der Achse gelagert. Diese Anordnung ermöglicht beispielsweise eine radiale Bewegung von einem Fahrzeugrad. Durch das in der Lageranordnung verwendete erfindungsgemäße Wälzlager werden radiale und axiale Kräfte aufgenommen, welche insbesondere von der Achse und/ oder der Radnabe auf das Wälzlager einwirken. Insbesondere eignet sich das Wälzlager für die Lageranordnung für eine Achse durch beispielsweise eine geringe Einbautiefe sowie einer dadurch erleichterten Montage der Radnabe und/oder an der Achse.Another object of the invention relates to a bearing assembly for an axle comprising an axle, a hub and a rolling bearing. In the bearing assembly, the wheel hub is mounted on the axle via the roller bearing. This arrangement allows, for example, a radial movement of a vehicle wheel. By the rolling bearing used in the bearing assembly according to the invention radial and axial forces are absorbed, which act in particular from the axis and / or the hub on the rolling bearing. In particular, the rolling bearing for the bearing assembly for an axle by, for example, a small installation depth and thereby facilitated mounting of the wheel hub and / or on the axis.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:Further features, advantages and effects of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments of the invention. Showing:
Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding or identical parts are each provided with the same reference numerals in the figures.
Die
Die Lageranordnung
Die
Der Außenring
Das Wälzlager
Der Innenring
Das Wälzlager
Die im Satz Wälzkörper
Der Innenring
Das Wälzlager
Das Wälzlager
Die Kugeln
Die
Die Fensterkäfigabschnitte
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Wälzlager roller bearing
- 22
- Lageranordnung bearing arrangement
- 33
- Achse axis
- 44
- Radnabe wheel hub
- 55
- Außenring outer ring
- 66
- Innenring inner ring
- 77
- Außenlaufbahn Outer race
- 88th
- Innenlaufbahn Inner raceway
- 99
- Wälzkörperraum anti-friction
- 1010
- Satz Wälzkörper Set of rolling elements
- 1111
- Kugeln roll
- 1212
- Rollen roll
- 1313
- Käfig Cage
- 13a13a
- Schnappkäfigabschnitt Snap cage section
- 13b13b
- Fensterkäfigabschnitt Window cage section
- 1414
- Dichtungsring sealing ring
- 1515
- Außenringdichtscheibe Outer ring gasket
- 1616
- Innenringdichtscheibe Inner ring gasket
- 1717
- Dichtung poetry
- 17a17a
- Dichtlippen sealing lips
- 1818
- Vierpunkt-Kontaktfläche Four-point contact area
- 1919
- Rollenkontaktfläche Roller contact surface
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 968432 B [0003] DE 968432 B [0003]
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DE102018109011A1 (en) | 2018-04-17 | 2019-10-17 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | roller bearing |
Citations (1)
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---|---|---|---|---|
DE968432C (en) | 1953-04-25 | 1958-02-13 | Ind Schaeffler O H G | United radial needle and angular ball bearings |
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2016
- 2016-03-15 DE DE102016204188.6A patent/DE102016204188A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |