-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehrreihiges Wälzlager, insbesondere ein zweireihiges Axialnadellager. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Lageranordnung, welche ein mehrreihiges Wälzlager, insbesondere ein zweireihiges Axialnadellager umfasst.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Aus der
JP 2007-224978 A ist ein zweireihiges Axialrollenlager bekannt, welches insbesondere in Automobilklimakompressoren zur Anwendung kommt.
-
In der
DE 10 2015 201 485 A1 wird ein zweireihiges Axialnadellager beschrieben. Das Axialnadellager umfasst zumindest eine Winkelscheibe und einen in diesen eingesetzten äußeren sowie einen inneren Axialnadelkranz. Die koaxial liegenden Axialnadelkränze weisen jeweils einen Axialnadelkäfig mit Lagernadeln auf, wobei der Axialnadelkäfig aus einer Ringscheibe besteht. Beide Axialnadelkäfige weisen Profilstege auf, die radial aneinander liegen und sich teilweise überdecken. Da die beiden Axialnadelkränze bei einer Rotation nicht immer mit exakt gleicher Drehzahl rotieren, kommt es zur Reibung zwischen den Axialnadelkäfigen, was insbesondere bei hohen Drehzahlen zu einer nicht unerheblichen Erwärmung führen kann. Mangels guter Zugänglichkeit der Berührungsbereiche der Axialnadelkäfige bestehen dort ungünstige Schmierverhältnisse.
-
Axialnadellager kommen beispielweise in Klimakompressoren sowie Bremsen an PKW und LKW zum Einsatz. Insbesondere werden Axialnadellager in Anwendungen mit hohen Lasten verwendet. Dabei herrschen regelmäßig ungünstige bzw. unzureichende Schmierungsverhältnisse, wodurch u.a. Verschleißerscheinungen an den Bauteilen auftreten.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, ein mehrreihiges Wälzlager zur Verfügung zu stellen, welches verbesserte Schmierverhältnisse und somit eine längere Lebensdauer aufweist bzw. längere Wartungszyklen ermöglicht. Weiterhin besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Lageranordnung mit einem solchen mehrreihigen Wälzlager bereit zu stellen.
-
Beschreibung der Erfindung
-
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch ein mehrreihiges Wälzlager gemäß dem beigefügten Anspruch 1 sowie einer Lageranordnung gemäß dem nebengeordneten Anspruch 10.
-
Das erfindungsgemäße mehrreihige Wälzlager umfasst mindestens eine Lagerscheibe, bevorzugt zwei Lagerscheiben. Weiterhin umfasst das Wälzlager einen radial innen liegenden Wälzkörperkranz sowie einen radial außen liegenden Wälzkörperkranz. In abgewandelten Ausführungen können zwischen diesen beiden Wälzkörperkränzen weitere Wälzkörperkränze angeordnet sein. Die Wälzkörperkränze besitzen eine gemeinsame Rotationsachse, zu der sie koaxial angeordnet sind. Weiterhin sind die Wälzkörperkränze radial benachbart auf der Lagerscheibe angeordnet, an der sie teilweise anliegen. Bevorzugt sind die Wälzkörperkränze scheibenförmig bzw. ringförmig und flach ausgebildet. Die Wälzkörperkränze sind zueinander verdrehbar. Sowohl der innere als auch der äußere Wälzkörperkranz umfassen jeweils einen Wälzkörperkäfig. Die Wälzkörperkäfige sind in ihrer radialen Ausdehnung mehrfach abgewinkelt. Sowohl der innere als auch der äußere Wälzkörperkäfig besitzt Käfigtaschen. Die Käfigtaschen sind Aussparungen, die umlaufend im Wälzkörperkäfig befindlich sind und in denen Wälzkörper eingebracht sind. Die Käfigtaschen sind bevorzugt regelmäßig auf dem Wälzkörperkäfig verteilt. Bevorzugt sind die Käfigtaschen rechteckförmig. Mit den Käfigtaschen sind die Wälzkörper bevorzugt regelmäßig umlaufend in den Wälzkörperkäfigen und somit auf den Wälzkörperkränzen angeordnet. Jeder Wälzkörperkranz umfasst demnach eine Wälzkörperreihe. Auf dem radial inneren Wälzkörperkranz ist eine innere Wälzkörperreihe und auf dem radial äußeren Wälzkörperkranz ist eine äußere Wälzkörperreihe ausgebildet, die gegeneinander verdrehbar sind. Beide Wälzkörperreihen sind radial beabstandet auf den benachbarten Wälzkörperkränzen angeordnet. Zwischen den Wälzkörperreihen ist ein Zwischenbereich aufgespannt. In der zweireihigen Ausführung ist der Zwischenbereich radial zwischen der äußeren und der inneren Wälzkörperreihe aufgespannt. Entlang der umlaufend ausgeführten Wälzlagerkäfige ist der Zwischenbereich umlaufend ausgebildet. In der mindestens einen Lagerscheibe des Wälzlagers ist eine Nut parallel zum Zwischenbereich ausgebildet. Die Nut dient der Schmierstoffaufnahme, sie bildet eine Schmierstofftasche. Vorteil der Nut ist, dass sie durch Schmierstoffaufnahme und -abgabe Reibung im Wälzlager vermindert und somit Verschleißerscheinungen verringert.
-
Bevorzugt ist die Nut umlaufend ausgebildet. Weiterhin entspricht die Nut in ihrer radialen Ausdehnung bevorzugt der Breite des Zwischenbereichs. Die Nutbreite ist demnach durch die Breite des Zwischenbereichs bestimmt. Besonderes bevorzugt nimmt die Nut in ihrer radialen Ausdehnung maximal zwei Drittel der Breite des Zwischenbereichs ein.
-
Bevorzugt weist die Nut umlaufend Zwischenstege auf, wodurch die Nut umlaufend in mehrere Nutabschnitte aufgeteilt ist. Damit wird gerade bei dünnen Lagerscheiben eine zu starke Schwächung der Lagerscheibe vermieden, was andernfalls zu Verformungen oder gar zum Bruch der Lagerscheibe führen könnte. Entlang des Lagerscheibenradius sind die Stege bevorzugt parallel ausgebildet. Alternativ bevorzugt sind die Stege entlang des Lagerscheibenumfangs winklig ausgebildet, wobei der zwischen dem Lagerscheibenumfang und dem jeweiligen Steg aufgespannte Winkel bevorzugt kleiner 90°, besonders bevorzugt etwa 45° ist. Durch die winklig angeordneten Stege entlang der Nut entsteht auf der Lagerscheibe eine Propellerkontur, die der besseren Förderung des Schmierstoffes bei schnell laufenden Anwendungen dient.
-
Die Querschnittsform der Nut ist frei wählbar. Bevorzugt weist die Nut einen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Alternativ bevorzugt weist die Nut einen rechteckförmigen Querschnitt auf.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Wälzlager zwei axial gegenüberliegende Lagerscheiben auf. Zwischen den beiden Lagerscheiben liegen die Wälzkörperkränze mit den Wälzkörperkäfigen und den Wälzkörpern. Die erste Lagerscheibe ist bevorzugt als Winkelscheibe ausgebildet. Die zweite Lagerscheibe ist bevorzugt als Abdeckscheibe ausgebildet und fungiert gleichzeitig als Gehäuse. Bevorzugt weisen beide Lagerscheiben eine umlaufende Nut der zuvor beschriebenen Art auf. Alternativ bevorzugt weist nur eine der beiden Lagerscheiben eine Nut auf. Beide Nuten können mit oder ohne Stege ausgebildet sein.
-
In einer Ausführungsform ist das Wälzlager als ein zweireihiges Wälzlager ausgebildet, dass den radial innen liegenden Wälzkörperkranz und den radial außen liegenden Wälzkörperkranz umfasst. Alternativ ist das Wälzlager als ein dreireihiges Wälzlager ausgebildet, dass einen radial innen liegenden, einen radial außen liegenden Wälzkörperkranz sowie einen zwischen den beiden Wälzkörperkränzen radial mittig liegenden Wälzkörperkranz umfasst.
-
Bevorzugt ist das mehrreihige Wälzlager als ein Axialnadellager ausgebildet, wobei die Wälzkörper zylindrisch geformte Nadelrollen sind.
-
In einer Ausführungsform umfasst das mehrreihige Wälzlager mindestens ein Axialnadellager sowie ein oder mehrere andersartige Wälzlager.
-
Bevorzugt weisen ein oder mehrere Wälzkörperkäfige einen W-förmigen Profilquerschnitt auf. Alternativ bevorzugt weisen ein oder mehrere der Wälzkörperkäfige einen M-förmigen Profilquerschnitt auf. Bevorzugt weisen ein oder mehrere Wälzkörperkäfige im Querschnitt mindestens eine Senke und/oder eine Erhebung auf.
-
Bevorzugt sind die Wälzkörperkäfige im Zwischenbereich zueinander beabstandet. Alternativ bevorzugt liegen die Wälzkörperkäfige im Zwischenbereich zumindest teilweise aneinander an. Eine Anlagefläche ist durch die mehrfach abgewinkelte Form der Wälzkörperkäfige gegeben, wobei an den Wälzkörperkäfigkanten Stege oder Borde ausgebildet sind. Bevorzugt überlappen sich die Wälzkörperkäfige im Zwischenbereich zumindest teilweise, wobei eine oder keine Anlagefläche besteht. Besonders bevorzugt liegen die Wälzkörperkäfige im Zwischenbereich teilweise aneinander an und überlappen sich teilweise. Durch den erfindungsgemäßen Wälzkörperaufbau mit einer Nut in der Lagerscheibe, die parallel zu den Anlage- bzw. Überlappungsbereichen verläuft, ist die Reibung durch eingebrachtes Schmiermittel verringert. Hierdurch wird die Funktion des Wälzlagers verbessert und die Lebensdauer desselben erhöht.
-
Für die in der Lagerscheibe eingebrachte Nut wird kein weiterer Bauraum benötigt, da diese im vorhandenen Zwischenbereich des bekannten Wälzlagers vorgesehen ist, was einen weiteren Vorteil darstellt. Als Schmiermittel oder Schmierstoff dient bevorzugt Schmierfett oder Schmieröl.
-
Die mindestens eine Lagerscheibe, die Wälzkörper und der Wälzkörperkäfig sind bevorzugt aus Stahl gefertigt.
-
Die genannten bevorzugten Ausführungsformen gelten im Einzelnen oder lassen sich beliebig kombinieren.
-
Das Wälzlager wird bevorzugt in der Automobilindustrie in einem Klimakompressor oder in Bremsen verwendet. Insbesondere kommt das mehrreihige Wälzlager bei Anwendungen mit hohen Lasten und/oder unzureichenden Schmierungsverhältnissen zum Einsatz.
-
Die erfindungsgemäße Lageranordnung umfasst mindestens ein erstes Maschinenteil, ein zu diesem rotierendes zweites Maschinenteil und ein mehrreihiges Wälzlager gemäß den oben aufgeführten Ausführungsformen. Das Wälzlager dient der rotativen Lagerung der beiden Maschinenteile.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:
-
1 eine Schnittansicht eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen Wälzlagers in Form eines zweireihigen Axialnadellagers;
-
2 eine Draufsicht sowie eine seitliche Schnittansicht eines zweireihigen Axialnadellagers gemäß dem Stand der Technik;
-
3 eine Draufsicht sowie eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Lagerscheibe des zweireihigen Axialnadellagers gemäß 1;
-
4 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Lagerscheibe des zweireihigen Axialnadellagers gemäß 1; und
-
5 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform der Lagerscheibe des zweireihigen Axialnadellagers gemäß 1.
-
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt eine radiale Schnittansicht eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen zweireihigen Axialnadellagers 01. Das Axialnadellager 01 umfasst eine erste Lagerscheibe 02, die als Winkelscheibe ausgebildet ist, und eine zweite Lagerscheibe 03, die als Abdeckscheibe ausgebildet ist. Die beiden Lagerscheiben 02, 03 sind axial parallel zueinander angeordnet. Zwischen den beiden Lagerscheiben 02, 03 sind ein radial innen liegender Wälzkörperkranz 04 und ein radial außen liegender Wälzkörperkranz 06 um eine gemeinsame Rotationsachse 07 (vgl. 2) koaxial angeordnet. Die Wälzkörperkränze 04, 06 sind gegeneinander um die Rotationsachse 07 verdrehbar. Der radial innen liegende Wälzkörperkranz 04 umfasst einen inneren Wälzkörperkäfig 08, der Käfigtaschen bildet, in denen Wälzkörper 09, insbesondere Lagernadeln, positioniert sind. Ebenso umfasst der radial außen liegende Wälzkörperkranz 06 einen äußeren Wälzkörperkäfig 11 mit rechteckigen Käfigtaschen, in denen sich ebenso Wälzkörper 09 befinden. Die Wälzkörper 09 sind der Teil der Wälzkörperkränze 04, 06, der an den beiden Lagerscheiben 02, 03 zum anliegen kommt und auf diesen abrollt. Die Wälzkörper 09 sind umlaufend gleichmäßig beabstandet auf den Wälzkörperkäfigen 08, 11 angeordnet und bilden auf dem radial innen liegenden Wälzkörperkranz 04 eine innere Wälzkörperreihe 12 und auf dem radial außen liegenden Wälzkörperkranz 06 eine äußere Wälzkörperreihe 13. Die Wälzkörperreihen 12, 13 sind radial beabstandet zueinander und spannen einen Zwischenbereich 14 auf.
-
Die erste Lagerscheibe 02 ist an einem äußeren radialen Rand 16 in axialer Richtung hin zur zweiten Lagerscheibe 03 abgewinkelt. Weiterhin weißt die erste Lagerscheibe 02 an ihrem abgewinkelten Rand 16 mehrere zueinander beabstandete zur Rotationsachse 07 gerichtete Nasen 15 auf. Mittels der Nasen 15 werden die Wälzkörperkäfige 08, 11 in ihrer Position im Axialnadellager 01 gehalten. Die Wälzkörperkäfige 08, 11 bestehen aus einer dünnwandigen profilierten Ringscheibe und besitzen einen mehrfach abgewinkelten Profilquerschnitt. Der äußere Wälzkörperkäfig 11 weist umlaufend auf seiner radial außen liegenden Seite einen äußeren Bord 17 auf, der umlaufend beabstandet zum Rand 16 der ersten Lagerscheibe 02 ist. Weiterhin umfasst der äußere Wälzkörperkäfig 11 einen radial innen liegenden Bord 18 der umlaufend ausgebildet und im Zwischenbereich 14 befindlich ist. Der innen liegende Bord 18 erstreckt sich axial teilweise im Zwischenbereich 14 von der zweiten Lagerscheibe 03 hin zur ersten Lagerscheibe 02. Der innen liegende Bord 18 liegt mittelbar an einem radial außen liegenden Bord 19 des inneren Wälzkörperkäfigs 08 an. Der radial außen liegende Bord 19 des inneren Wälzkörperkäfigs 08 erstreckt sich im Zwischenbereich 14 von der zweiten Lagerscheibe 03 hin zur ersten Lagerscheibe 02 und geht in einen radial verlaufenden Steg 21 über. Der Steg 21 liegt im Zwischenbereich 14 beabstandet und parallel zur ersten Lagerscheibe 02. Der innere Wälzkörperkäfig 08 umfasst ebenso an seiner achsnahen Seite ein innen liegendes Bord 20, welches sich von der zweiten Lagerscheibe 03 hin zur ersten Lagerscheibe 02 erstreckt.
-
Im Zwischenbereich 14 weist die erste Lagerscheibe 02 eine erste umlaufende Nut 22 auf. Die erste Nut 22 ist im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet. Ebenso weist die zweite Lagerscheibe 03 im Zwischenbereich 14 eine zweite umlaufende Nut 23 auf. Die zweite Nut 23 ist im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet. Beide Nuten 22, 23 dienen der Schmierstoffaufnahme.
-
2 zeigt zum besseren Verständnis eine Draufsicht sowie eine seitliche Schnittansicht eines in seinem Grundaufbau aus dem Stand der Technik bekannten zweireihigen Axialnadellagers 26. Das Axialnadellager 26 gleicht zunächst dem in 1 beschriebenen erfindungsgemäßen zweireihigen Axialnadellager 01 mit zwei Lagerscheiben 27. Abweichend zu diesem sind in den Lagerscheiben 27 keine Nuten vorgesehen.
-
3 zeigt eine Draufsicht sowie eine perspektivische Ansicht der Lagerscheibe 03 des in 1 gezeigten zweireihigen Axialnadellagers 01. Die Lagerscheibe 03 weist die umlaufende Nut 23 auf.
-
4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Lagerscheibe 03a. Abweichend zu 3 weist die Lagerscheibe 03a eine umlaufende Nut 23a auf, die durch Zwischenstege 29 in einzelne Nutabschnitte 30 untergliedert ist. Die Zwischenstege 29 sind parallel zum Radius der Lagerscheibe 03 ausgerichtet.
-
5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform der Lagerscheibe 03b. Abweichend zu 4 weist die umlaufende Nut 23b Zwischenstege 29b auf, die in einem 45° Winkel zum Umfang der Lagerscheibe 03b ausgerichtet sind und die Nut 23b in Nutabschnitte 30b untergliedert. Dadurch entsteht eine Propellerkontur, die der besseren Förderung des Schmierstoffes bei schnell laufenden Anwendungen dient.
-
Bezugszeichenliste
-
- 01
- zweireihiges Axialnadellager
- 02
- erste Lagerscheibe
- 03
- zweite Lagerscheibe
- 04
- radial innen liegender Wälzkörperkranz
- 05
-
- 06
- radial außen liegender Wälzkörperkranz
- 07
- Rotationsachse
- 08
- innerer Wälzkörperkäfig
- 09
- Wälzkörper
- 10
-
- 11
- äußerer Wälzkörperkäfig
- 12
- innere Wälzkörperreihe
- 13
- äußere Wälzkörperreihe
- 14
- Zwischenbereich
- 15
- Nasen
- 16
- Rand der ersten Lagerscheibe 02
- 17
- äußerer Bord des äußeren Wälzkörperkäfigs 11
- 18
- innerer Bord des äußeren Wälzkörperkäfigs 11
- 19
- äußerer Bord des inneren Wälzkörperkäfigs 08
- 20
- innerer Bord des inneren Wälzkörperkäfigs 08
- 21
- Steg
- 22
- erste Nut
- 23
- zweite Nut
- 24
-
- 25
-
- 26
- Axialnadellager
- 27
- Lagerscheibe
- 28
-
- 29
- Zwischensteg
- 30
- Nutabschnitt
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2007-224978 A [0002]
- DE 102015201485 A1 [0003]
