DE102016205579A1

DE102016205579A1 - Wälzlager

Info

Publication number: DE102016205579A1
Application number: DE102016205579.8A
Authority: DE
Inventors: Rainer Schröder; Philipp Weippert
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2016-04-05
Publication date: 2017-10-05

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wälzlager (2) mit schräg zur Lagerlängsachse (7) angeordneten, an einem inneren Lagerring (4) und einem äußeren Lagerring (6) abrollenden Wälzkörpern (9). Um einen Bruch des äußeren Lagerrings (6) bei unvorhergesehenen radialen Belastungen auszuschließen, ist vorgesehen, dass der äußere Lagerring (6) als in Umfangsrichtung offener, einmal geschlitzter Lagerring ausgebildet ist. Der den äußeren Lagerring (6) durchsetzende Schlitz (8) ist bei einem Traglager, welches ein Gewicht abstützt, vorzugsweise in einem der Lastzone (10) gegenüberliegenden Umfangsbereich anzuordnen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit schräg zur Lagerlängsachse angeordneten, an einem inneren Lagerring und einem äußeren Lagerring abrollenden Wälzkörpern.
Zu den Wälzlagern der genannten Art gehören vor allem Pendelrollenlager (Tonnenlager), aber auch Kegelrollenlager. Derartige Wälzlager haben die Eigenschaft, dass durch eine radiale Komponente von auf das Lager wirkenden Axialkräften der äußere Lagerring stark belastet wird, was zu einem unkontrollierten Bruch des äußeren Lagerrings führen kann. Das gilt vor allem für Fälle, bei denen derartige, an sich nur für die Aufnahme von Radialbelastungen vorgesehene Wälzlager infolge ungünstiger Betriebs- und Einbaubedingungen unvorhergesehenen Axialbelastungen ausgesetzt sind, für die das Wälzlager nicht ausgelegt ist. Ein typischer Fall ist zum Beispiel ein Loslager für eine Wellenlagerung, welches durch ungünstige Betriebs- oder Einbaubedingungen einer Längswärmedehnung einer zu lagernden Welle nicht folgen kann und deshalb axial belastet wird. Bei derartigen Lagern sind bisher beide Lagerringe als geschlossene Lagerringe ausgebildet.
Ein Ausweg aus dem genannten Problem wäre es, derartige Lager vorsorglich so zu dimensionieren, dass sie derartigen unvorhersehbaren Belastungen in jedem Fall gewachsen sind. Damit wäre es jedoch für seine eigentlich vorgesehene Aufgabe völlig überdimensioniert, was beispielsweise aus Kostengründen, Gewichtsgründen, aus Gründen des vorhandenen Einbauraumes und so weiter unerwünscht ist.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager der beschriebenen Art zu schaffen, welches ohne Überdimensionierung auch unvorhergesehenen Belastungen ohne Bruch eines Lagerringes standhalten kann.
Die Lösung dieser Aufgabe wird mit einem Wälzlager erreicht, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Möglichkeit eines Bruches des äußeren Lagerringes schon bei der Konzeption der Lageranordnung berücksichtigt und durch geeignete Maßnahmen sozusagen vorweggenommen werden kann.
Demnach geht die Erfindung aus von einem Wälzlager mit schräg zur Lagerlängsachse angeordneten, an einem inneren Lagerring und einem äußeren Lagerring abrollenden Wälzkörpern, insbesondere Rollen. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist bei diesem Wälzlager vorgesehen, dass der äußere Lagerring als in Umfangsrichtung offener, einmal geschlitzter Lagerring ausgebildet ist.
Unter dem Begriff "offener Lagerring" wird im vorliegenden Fall ein Lagerring verstanden, welcher an einer Stelle seines Umfanges geschlitzt, also unterbrochen ist, im Gegensatz zu einem "geteilten Lagerring", der in zwei gleiche Hälften geteilt ist.
In der DE 101 57 968 A1 ist ein offener Lagerring sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung beschrieben, der durch "Wickeln" eines Metallstreifens gebildet wird. Ein derartiges Verfahren erlaubt es jedoch nicht, einen Lagerring für Rollenlager der oben beschriebenen Art mit schrägen Laufflächen herzustellen.
Durch die vorweggenommene Unterbrechung des äußeren Lagerringes wird sichergestellt, dass dieser bei einer unvorhergesehenen, über bei normalen Betriebsbedingungen zu erwartenden Belastungen liegenden Radialbelastung nicht unkontrolliert bricht. Vielmehr kann er sich in diesem Fall durch eine geringfügige Aufweitung an diese Belastung anpassen.
Der am äußeren Lagerring ausgebildete Schlitz kann unterschiedlichen Formen aufweisen, beispielsweise schräg zur Lagerlängsachse verlaufen, um Stoßbelastungen beim Überrollen des Schlitzes durch die Wälzkörper zu verringern. Eine konstruktiv und fertigungstechnisch besonders einfache Ausgestaltung der Erfindung sieht jedoch vor, dass der äußere Lagerring einen entlang einer axialen Mantellinie verlaufenden geradlinigen Schlitz aufweist.
Insbesondere bei Wälzlagern, die im Normalbetrieb eine in einem vorgegebenen Umfangsbereich des Lagers liegende Lastzone aufweisen, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der den äußeren Lagerring öffnende Schlitz in einem Umfangsbereich des Lagerringes angeordnet ist, in welchem zu erwartende radiale Belastungen des Wälzlagers am geringsten sind, also in einem Umfangsbereich, welcher der genannten Lastzone radial gegenüberliegt.
Als Wälzlager, bei denen die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Maßnahmen angewendet werden, sind insbesondere Pendelrollenlager (Tonnenlager) vorgesehen.
Die Erfindung lässt sich anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutern. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt
1 eine perspektivische Ansicht eines Pendelrollenlagers mit einem geradlinig geschlitzten äußeren Lagerring,
2 den geschlitzten Umfangsbereich des äußeren Lagerrings gemäß 1 in vergrößerter Darstellung, und
3 eine axiale Draufsicht auf ein Pendelrollenlager, wobei zusätzlich die Lastzone desselben und ein dieser Lastzone radial gegenüberliegender geschlitzter Umfangsbereich des äußeren Lagerringes dargestellt sind.
Das in 1 beispielhaft dargestellte Pendelrollenlager 2 besteht in an sich bekannter Weise aus einem inneren Lagerring 4, einem äußeren Lagerring 6 sowie zwei zwischen diesen beiden Lagerringen 4, 6 angeordneten Reihen von Wälzkörpern 9, wobei die Wälzkörper 9 als Tonnenrollen ausgebildet sind.
Um einen unkontrollierten Bruch des äußeren Lagerringes 6 bei unvorhergesehenen radialen Belastungen zu verhindern, ist der äußere Lagerring 6 vorsorglich als in Umfangsrichtung offener, geschlitzter Lagerring ausgebildet, wofür der äußere Lagerring 6 an einer Stelle seines Umfanges durch einen Schlitz 8 unterbrochen ist. Der Schlitz 8 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als ein gerader, entlang einer Mantellinie des äußeren Lagerringes 6 verlaufender Schlitz gebildet. Wie bereits weiter vorne ausgeführt wurde, kann der Schlitz auch eine andere geometrische Form aufweisen, oder beispielsweise schräg zur Lagerlängsachse 7 ausgerichtet sein.
2 zeigt den Umfangsbereich des äußeren Lagerrings 6, in welchem der Schlitz 8 ausgebildet ist, in vergrößerter Ansicht. Es ist hier deutlicher zu erkennen, dass der Schlitz 8 den äußeren Lagerring 6 vollständig axial und radial durchsetzt, also den Lagerring 6 vollständig öffnet, so dass er sich bei einer unvorhergesehenen Belastung radial ausdehnen kann.
3 zeigt das Pendelrollenlager 2 in einer axialen Draufsicht. Dabei ist ein üblicher Lastfall dargestellt, bei welchem das Pendelrollenlager 2 eine tragende Welle 11 abstützt. Eine konkrete Anwendung wäre beispielsweise die Traglagerung eines schweren Konvertergefäßes. Die Lastzone 10 eines derartig belasteten Pendelrollenlagers 2 überdeckt üblicherweise nicht mehr als 180°, und beschränkt sich demnach nur auf einen Teilbereich des Lagerumfanges. In diesem Fall ist der den äußeren Lagerring 6 durchsetzende Schlitz 8 in einem der Lastzone 10 im Wesentlichen radial gegenüberliegenden Bereich ausgebildet, wo die diesen Schlitz 8 überrollenden Wälzkörper 9 wenig belastet sind, so dass Stoßbelastungen in diesem Bereich nicht zu erwarten sind.
Bezugszeichenliste

2: Wälzlager, Pendelrollenlager
4: Innerer Lagerring
6: Äußerer Lagerring
7: Lagerlängsachse
8: Schlitz
9: Wälzkörper
10: Lastzone
11: Welle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10157968 A1 [0009]

Claims

Wälzlager (2) mit schräg zur Lagerlängsachse (7) angeordneten, an einem inneren Lagerring (4) und einem äußeren Lagerring (6) abrollenden Wälzkörpern (9), dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Lagerring (6) als in Umfangsrichtung offener, einmal geschlitzter Lagerring ausgebildet ist.
Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Lagerring (6) einen entlang einer axialen Mantellinie verlaufenden geradlinigen Schlitz (8) aufweist.
Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (8) im äußeren Lagerring (6) in einem Umfangsbereich desselben angeordnet ist, in welchem die zu erwartenden radiale Belastungen des Wälzlager (2) am geringsten sind.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (2) als Pendelrollenlager ausgebildet ist.