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Die vorliegende Erfindung betrifft ein zweireihiges Wälzlager gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Zweireihige Wälzlager der gattungsgemäßen Art werden beispielsweise für den Drehtisch einer Werkzeugmaschine eingesetzt und weisen deswegen einen vergleichsweise großen Durchmesser auf. Die gattungsgemäßen Wälzlager sind, wie dies auch bei der vorliegenden Erfindung möglich ist, beispielsweise als Axialradiallager beziehungsweise Kippmomentlager ausgeführt, insbesondere als Axial-Radial-Zylinderrollenlager, Kreuzrollenlager oder Schrägrollenlager. Aufgrund der geringen Drehzahl in herkömmlichen Anwendungsbereichen wurden bisher geringe Anforderungen an die Laufruhe für hohe Drehzahlen gestellt.
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Aufgrund dessen, dass sowohl der Lageraußenring als auch der Lagerinnenring in Umfangsrichtung über der Lagerdrehachse ununterbrochen, das heißt einteilig geschlossen ausgeführt sind, müssen besondere Maßnahmen vorgesehen werden, um die Wälzkörper geeignet zwischen den Lageraußenring und den Lagerinnenring einzubringen. Herkömmlich erfolgt dies in der Regel über axiale Füllöffnungen oder radiale Füllöffnungen, die in dem die Wälzlager aufnehmenden Raum zwischen dem Lagerinnenring und dem Lageraußenring münden und durch Füllstopfen verschlossen werden. Wenn jedoch die Füllöffnungen in einer Laufbahn der Wälzkörper münden, so wird hierdurch die Lagerperformance, insbesondere die Laufruhe sowie die Verschleißfestigkeit gestört, da es in der Praxis nahezu unmöglich ist, die Mündung mit dem Füllstopfen ohne Beeinträchtigung der Laufbahn zu verschließen.
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DE 10 2011 005 725 A1 schlägt daher vor, anstelle solcher Füllstopfen eine gut zugängliche und gut einsehbare stirnseitige Aussparung in einem Lagerring einzubringen, über welche die Wälzkörper in das Wälzlager einfüllbar sind, und die stirnseitige Aussparung mit einem Verschlussstück reversibel zu verschließen. Die Einfüllöffnung mündet in einem Bord zum Führen wenigstens eines Wälzkörpers und somit bildet auch das Verschlussstück einen Bord zum Führen des Wälzkörpers. Damit wird eine Beeinträchtigung der Laufbahnen des Wälzlagers vermieden.
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Die aus der
DE 10 2011 005 725 A1 bekannten Merkmale sind im Oberbegriff des Anspruchs 1 zusammengefasst.
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US 3 948 578 A offenbart ebenfalls ein Wälzlager mit einem einteilig geschlossenen Lagerinnenring und einem einteilig geschlossenen Lageraußenring, bei welchem eine Unterbrechung der Laufbahnen durch Füllstopfen beziehungsweise Füllöffnungen vermieden wird. Gemäß einer Ausführungsform ist die Füllöffnung radial von innen in den Lagerinnenring eingebracht und wird durch einen Füllstopfen verschlossen, der jeweils einen Bord für Wälzkörper beider Lagerreihen ausbildet.
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US 5 026 177 A offenbart ein einreihiges Wälzlager mit einem radial von außen in den Lageraußenring eingesetzten Füllstopfen, der sowohl einen Bord wie auch eine Laufbahn für die Wälzkörper ausbildet.
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DE 10 2006 012 785 A1 offenbart ein Schrägrollenlager ebenfalls mit einteiligen Laufbahnen im Lagerinnenring und Lageraußenring, wobei ein Einfüllen der Wälzkörper dadurch ermöglich wird, dass der Lagerinnenring in Axialrichtung geteilt ausgeführt ist und für Borde ein getrennt ausgebildeter Führungsring radial innerhalb des Lageraußenringes vorgesehen wird.
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DE 10 2007 013 944 A1 offenbart ein zweireihiges Schrägrollenlager mit ununterbrochenem Lagerinnenring und Lageraußenring, wobei ein Einfüllen der Wälzkörper über herkömmliche Füllöffnungen ermöglicht wird, die durch Füllstopfen verschlossen sind.
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Wälzlager mit in Axialrichtung nur einer Lagerreihe und axial geteiltem Lagerinnenring offenbaren die Druckschriften
EP 2 963 309 A1 und
EP 2 955 403 A1 . Auch hier kann ein Einfüllen der Wälzkörper vor dem axialen Zusammensetzen des Lagerinnenringes erfolgen.
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Bei den zuvor dargestellten Ausführungsformen mit axial geteiltem Lagerinnenring ist eine passgenaue Montage des Lagers in der Praxis schwierig, weil die Wälzkörper eingefüllt werden müssen, bevor der axiale Innenring aus seinen beiden axialen Hälften zusammengefügt wird. Darüber hinaus besteht beim Zusammenfügen des axialen Innenringes die Gefahr, dass die beiden Teile nicht exakt aufeinandergesetzt werden, was mitunter nicht unmittelbar erfasst werden kann und erst beim Betrieb des Lagers zu einem frühzeitigen Verschleiß führt.
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Die Ausgestaltungen, die wie bisher auf vergleichsweise kleine Einfüllöffnungen zurückgreifen, ermöglichen zwar das unterbrechungsfreie Vorsehen der Lagerlaufbahnen und vermeiden damit die bisherigen Performanceprobleme wie Laufruhe und Verschleiß, jedoch ist das Einfüllen der Wälzkörper über die Einfüllöffnungen schwierig und zeitaufwändig. Darüber hinaus ist die Gestaltung der Wälzkörper sowie möglicher Lagerkäfige aufgrund der Geometrie der Einfüllöffnung beschränkt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zweireihiges Wälzlager der gattungsgemäßen Art derart weiterzuentwickeln, dass die Vorteile der nicht unterbrochenen Laufbahnen beibehalten werden, eine hohe Tragfähigkeit und Verschleißfestigkeit erzielt wird, das Lager für hohe Drehzahlen geeignet ist, eine hohe Laufruhe aufweist und gleichzeitig besonders montagefreundlich ist. Darüber hinaus soll sich das erfindungsgemäße Wälzlager dadurch auszeichnen, dass es leicht auf die gewünschten Einsatzzwecke anpassbar ist.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Wälzlager mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
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Das erfindungsgemäße Wälzlager weist einen Lagerinnenring und einen Lageraußenring auf, von denen wenigstens einer über eine Lagerdrehachse gegenüber dem anderen verdrehbar ist.
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Es ist eine Vielzahl von Wälzkörpern vorgesehen, die jeweils über einer Wälzkörperdrehachse verdrehbar sind und die in Umfangsrichtung über der Lagerdrehachse hintereinander zwischen dem Lagerinnenring und dem Lageraußenring positioniert sind.
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Insbesondere sind die Wälzkörper in einem torusförmigen Aufnahmeraum, der allseitig vom Lagerinnenring und vom Lageraußenring umschlossen wird, aufgenommen.
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Der Lagerinnenring und der Lageraußenring sind in Umfangsrichtung über der Lagerdrehachse ununterbrochen ausgeführt, das bedeutet, dass sie über ihrem Umfang jeweils einteilig geschlossen sind. Somit können der Lagerinnenring und der Lageraußenring einteilige Laufbahnen für die Wälzkörper ausbilden.
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Da das Wälzlager zweireihig ausgeführt ist, sind die Wälzkörper in zwei Lagerreihen vorgesehen, wobei die beiden Lagerreihen in Axialrichtung des Wälzlagers nebeneinander angeordnet sind. In jeder Lagerreihe sind die Wälzkörper in der Umfangsrichtung über Lagerdrehachse hintereinander angeordnet, insbesondere mit einem freien Abstand oder mit beispielsweise durch einen oder mehrere Lagerkäfige gebildeten Abstandshaltern. Dabei wird insbesondere ein Wälzlager mit O-Anstellung gebildet, das heißt die Kraftflusslinien durch die Wälzkörper weisen in einem Axialschnitt durch das Wälzlager annähernd die Form eines O auf, im Gegensatz zu einer X-Anstellung. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Wälzlager mit einer O-Anstellung beschränkt, sondern auch bei anderen Wälzlagerformen, beispielsweise bei reinen Radiallagern, anwendbar.
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Erfindungsgemäß weist der Lageraußenring zwei in Axialrichtung auf entgegengesetzten Seiten angeschlossene Bordringe auf, die sich in der Umfangsrichtung über jeweils einer Vielzahl von Wälzkörpern erstrecken und einen vorteilhaft ununterbrochenen Bord zur unmittelbaren oder mittelbaren Anlage der Wälzkörper bilden.
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Insbesondere bilden die Bordringe jeweils einen Bord zur unmittelbaren Anlage an den Wälzkörpern oder zur Anlage an einem die Wälzkörper haltenden Käfig.
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Dadurch, dass die Bordringe nicht vergleichsweise kleine Einfüllöffnungen auf beiden Stirnseiten des Lageraußenrings verschließen, sondern sich entlang der Stirnseiten über eine Vielzahl von Wälzkörpern hinweg erstrecken, wird ein besonders montagefreundliches Befüllen des Wälzlagers mit den Wälzkörpern ermöglicht. Ferner ist es möglich, die Wälzkörper zusammen mit einem ungeteilten Käfig oder mit langen Käfigsegementen einzubringen, der/die sich in Umfangsrichtung über mehrere Wälzkörper hinweg erstreckt/erstrecken.
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Die Bordringe erstrecken sich gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gemeinsam nur über einen Sektor des Lageraußenrings, sodass der Aufnahmeraum für die Wälzkörper in zumindest einem weiteren Sektor des Lageraußenrings auf der Stirnseite des Lageraußenrings einteilig geschlossen ist. Das heißt, dass bei dieser Ausgestaltung in dem weiteren Sektor keine Einfüllöffnung für die Wälzkörper vorhanden ist.
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Vorteilhaft erstrecken sich die Bordringe jedoch einteilig oder mehrteilig über dem gesamten Umfang des Lageraußenrings, sind somit als einteilige oder mehrteilige Vollringe ausgeführt. Besonders vorteilhaft sind die Bordringe jeweils über dem Umfang einteilig geschlossen ausgeführt.
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Durch das Lösen der beiden Bordringe vom Mittelteil des Lageraußenrings ist es möglich, das Wälzlager montagefreundlich mit Wälzkörpern zu befüllen oder diese zu demontieren. Durch das anschließende Montieren der Bordringe entsteht wieder eine voll funktionsfähige Einheit, bei welcher die Wälzkörper insbesondere jeweils auf beiden Stirnseiten vorteilhaft ununterbrochen geführt werden.
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Günstig ist, dass das Wälzlager mittels eines Baukastensystems montiert werden kann. So können die Bordringe für verschiedene Einsatzzwecke in zueinander verschiedenen Ausführungsformen vorrätig gehalten werden, beispielsweise mit verschiedenen integrierten oder separaten Lagerdichtungen und/oder aus verschiedenen Materialien oder Materialverbunden, wie beispielsweise Stahl und/oder Kunststoff. Beispielsweise kann ein Standardbordring mit einer Spaltdichtung versehen werden, und eine andere Ausführungsform mit einer Labyrinthdichtung. Ferner können Verbundbordringe mit integrierter Lagerabdichtung vorrätig gehalten werden, sowie andere Bordringe ohne Lagerabdichtung oder mit separater Lagerabdichtung. Im Baukastensystem können auch Bordringe mit und ohne Schmiermittelzufuhr und/oder Schmiermittelabfuhr vorgehalten werden, was später noch erläutert wird. Auch ist es möglich, Bordringe im Baukastensystem mit und ohne integrierte Nuten zur Kühlung bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen vorzusehen.
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Besonders günstig wird bei diesem Baukastensystem der Mittelteil des Lageraußenrings gleich belassen oder nur in geringerer Vielfalt als die Bordringe zur Verfügung gestellt, was aufgrund der Losgröße zu einer Kosteneinsparung führt.
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Beim erfindungsgemäßen Wälzlager ist es ferner möglich, leichter eine Vorspannung über die Wälzlager im Lager zu erzeugen.
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Die erfindungsgemäße Lösung ist in und außerhalb von Werkzeugmaschinen anwendbar, insbesondere bei allen Dreh-/Schwenkachsen, und ermöglicht auch hohe Drehgeschwindigkeiten, beispielsweise bei einem Werkzeugmaschinentisch.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Bordringe seitlich nach innen versetzt gegenüber Stirnseiten des Lagerinnenringes und/oder des Lageraußenringes. Dies reduziert eine Stoßbelastung der Bordringe und damit der Wälzkörper, weil Kräfte aus einem möglichen seitlichen Anschlagen des Wälzlagers an den Wälzkörpern vorbei über das Mittelteil des Lageraußenrings und/oder den Lagerinnenring abgeführt werden.
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Trotz der zuvor dargestellten Möglichkeit der Montage im Baukastensystem ist es günstig, wenn jeweils die beiden Bordringe eines Wälzlagers als Gleichteile ausgeführt sind.
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Wie dargestellt, können die Bordringe eine Dichtung aufweisen oder ausbilden, insbesondere zusammen mit dem Lagerinnenring, wobei sich die Dichtung vorteilhaft als Radialspaltdichtung, Axialspaltdichtung oder Radialaxialspaltdichtung über dem Umfang des Wälzlagers beziehungsweise des Lagerinnenrings/Bordrings erstreckt. Eine Axialspaltdichtung wird erreicht, wenn der Bordring den Lagerinnenring stirnseitig abdeckt. Eine Radialspaltdichtung wird erreicht, wenn der Bordring in Radialrichtung an den Lagerinnenring angrenzt. Bei einer Radialaxialspaltdichtung ist beides der Fall.
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Die Lagerdichtung kann integral mit dem jeweiligen Bordring aus demselben Werkstoff ausgeführt sein. Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst die Lagerdichtung wenigstens einen separaten Dichtring.
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Die Bordringe sind vorteilhaft aneinander und/oder am Lageraußenring verschraubt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Bordringe als Schnappringe ausgeführt, die formschlüssig im Lageraußenring einrasten. Solche Ausgestaltungen können ohne Verschraubung auskommen. Sie können jedoch auch mit einer Verschraubung oder anderen Befestigungsmitteln kombiniert werden.
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Insbesondere weist der Lageraußenring, das heißt dessen Mittelteil, in Axialrichtung verlaufende Bohrungen, beispielsweise in Form von Durchgangsbohrungen, auf, in welche Schrauben zum Anschrauben der Bordringe eingreifen oder durch welche Schrauben zum Anschrauben der Bordringe durchgreifen. Die Bohrungen können teilweise als Gewindebohrungen ausgeführt sein, insbesondere sind sie jedoch mit einem Durchgangsgewinde ausgeführt, sodass es möglich ist, von beiden Seiten Schrauben einzuschrauben, um die Bordringe auf beiden axialen Stirnseiten des Lageraußenrings anzuschrauben. In eine einzige Bohrung können gemäß einer Ausführungsform von beiden axialen Stirnseiten aus Schrauben eingeschraubt werden. Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass trotz Ausführung der Bohrungen mit einem Durchgangsgewinde jeweils eine Bohrung nur zum Einbringen einer einzigen Schraube von einer Seite vorgesehen ist, sodass der jeweils andere Bordring in anderen Bohrungen verschraubt werden muss. Beispielsweise werden über dem Umfang die beiden Bordringe wechselseitig in den Bohrungen verschraubt.
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Selbstverständlich ist es auch möglich, die Bohrungen als Blindbohrungen auszuführen.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Bohrungen gewindefrei und die beiden einander gegenüberstehenden Bordringe werden mit Durchgangsschrauben und Muttern gesichert, am Mittelteil und/oder aneinander.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Bordringe in stirnseitige Axialnuten des Lageraußenrings beziehungsweise dessen Mittelteils eingesetzt. Die Axialnuten können dabei radial innen und radial außen durch den Lageraußenring begrenzt werden. Alternativ werden sie nur radial innen durch den Lageraußenring begrenzt und sind radial außen offen gestaltet. Besonders bevorzugt fällt jedoch die radial innere Begrenzung weg, sodass die Axialnuten nur radial außen durch den Lageraußenring begrenzt werden oder die Bordringe stirnseitig auf ein im Wesentlichen ebenes Mittelteil des Lageraußenrings aufgeschraubt werden.
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Der Lageraußenring und/oder der Lagerinnenring können ferner Montagebohrungen zum Montieren des Lagerinnenringes und/oder des Lageraußenringes an ein zu lagerndes Bauteil, beispielsweise einen Werkzeugmaschinentisch, aufweisen. Auch die Montagebohrungen können als Blindbohrung oder Durchgangsbohrung ausgeführt sein, mit oder ohne Gewinde. Die Montagebohrungen im Lageraußenring sind vorteilhaft zusätzlich zu den genannten Bohrungen zur Montage der Bordringe und bevorzugt auf einem anderen Durchmesser als diese angeordnet.
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Die Bohrungen zur Montage der Bordringe sind vorteilhaft zumindest angrenzend an die Axialnuten oder zumindest teilweise in den Axialnuten positioniert. Besonders günstig ist jedoch, wenn die Bordringe selbst keine Bohrung, zumindest zu ihrer Befestigung am Mittelteil, aufweisen, sondern die Schrauben zur Montage ausschließlich in den Mittelteil eingeschraubt werden oder durch diesen hindurch geschraubt werden.
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Wenn die Schrauben zur Montage der Bordringe Schraubenköpfe aufweisen, so können sich diese Schraubenköpfe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung nur mit einem Teil ihres Umfangs in und/oder über den Bordringen erstrecken, um eine einseitige Klemmung zu erreichen. Das bedeutet, dass der Bordring nur von einem Teil der jeweiligen Schraubenklemmfläche beziehungsweise Schraubenkopfauflagefläche unter dem Schraubenkopf unmittelbar oder mittelbar gehalten wird. Mit einem anderen Teil ihres Umfangs können sich die Schraubenköpfe beispielsweise außerhalb der Bordringe erstrecken und gegen den Mittelteil des Lageraußenringes festgezogen werden, wobei eine Verspannung der Schraubenköpfe mit den Bordringen insbesondere jedoch größer ist als eine Verspannung mit dem Mittelteil. Damit wird ein sicheres Verspannen der Bordringe erreicht, auch bei thermischen Dehnungen.
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Eine solche stärkere Verspannung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, wenn der jeweilige Bordring im Bereich der Schraubenkopfauflagefläche nach dem Anfügen an den Mittelteil gegenüber der Schraubenkopfauflagefläche des Mittelteils, auf welchem die entsprechende Schraube mit ihrem Schraubenkopf ebenfalls aufliegt, mehr oder minder hervorsteht, in der Regel nur minimal hervorsteht.
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Wie dargestellt, kann in wenigstens einem Bordring eine Schmiermittelzufuhr und/oder eine Schmiermittelabfuhr zum Schmieren der Wälzkörper vorgesehen sein. Die Schmiermittelzufuhr und/oder Schmiermittelabfuhr kann zugleich auch zum Kühlen der Wälzkörper vorgesehen sein. Selbstverständlich ist es möglich, zusätzlich eine Kühlmittelzufuhr und/oder Kühlmittelabfuhr in wenigstens einem Bordring vorzusehen.
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Auch im Lageraußenring kann zusätzlich oder alternativ eine zumindest teilweise oder vollständig in Radialrichtung verlaufende Schmiermittelbohrung vorgesehen sein, die vorteilhaft in Axialrichtung zwischen den Lagerreihen außerhalb der Laufbahnen mündet. Somit kann Schmiermittel radial von außen in den Radialspalt zwischen Lagerinnenring und Lageraußenring geführt werden, ohne die Laufbahn zu unterbrechen. Dadurch ist gewährleistet, dass das Schmiermittel von dem Radialspalt aus in Axialrichtung zu den Wälzkörpern strömt und über eine gegebenenfalls vorgesehene Schmiermittelabfuhr axial und/oder radial aus dem Lager ausströmt. Dem Schmiermittel bleiben so nur zwei Fließmöglichkeiten, entweder direkt in die Außenringlaufbahn oder zuerst in den Bordfreistich des Innenrings und dann nach außen durch die Laufbahn des Innenrings. Durch die Umfangsbewegung der einzelnen Zylinderrollen ist es zwangsläufig gegeben, dass immer beide Laufbahnen von Innen- und Außenring mit dem Schmiermittel in Verbindung kommen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass man nur eine Schmierbohrung für zwei Lagerreihen benötigt. Bei Anwendungen mit hohen Drehzahlen, wo in der Regel Öl-Luft-Schmierungen verwendet werden, können auch mehrere zentrale Schmierbohrungen angebracht werden. Bei einer Öl-Luft-Schmierung ist ebenfalls sichergestellt, dass die obere Laufbahn geschmiert wird, falls das Lager horizontal eingebaut wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Gestaltung ist es möglich, jedoch nicht zwingend, die Wälzkörper in einem oder mehreren Käfigen zu halten. Auch kann beispielsweise ein sogenannter Kammkäfig nach oder bei dem Einbringen der Wälzkörper in das Wälzlager zum Halten der Wälzkörper eingesetzt werden, bevor der jeweilige Bordring montiert wird. Ein solcher Kammkäfig erstreckt sich mit einem Umfangssteg in der Umfangsrichtung des Wälzlagers, wobei der Umfangssteg in Form von Ringsegmenten oder als Vollring ausgeführt ist.
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Ferner erstrecken sich insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht auf dem Umfangssteg vorstehende Axialstege zumindest auch in der Axialrichtung des Wälzlagers. Die Axialstege können sich selbstverständlich auch zumindest teilweise in der Radialrichtung erstrecken. Ferner ist es möglich, dass die Axialstege wiederum in Umfangsrichtung beziehungsweise zu den Wälzkörpern ausgerichtete Fortsätze aufweisen, beispielsweise um eine Punktanlage zu erreichen.
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Die Bordringe können eine hinsichtlich der Anlage der Wälzkörper im Hinblick auf Schmierung und/oder Reibung optimierte Kontur aufweisen. Eine solche optimierte Kontur kann beispielsweise ein Radius oder eine angestellte Kante sein. Es wären aber auch andere optimierte Konturen denkbar. Gemäß einer Ausführungsform sind die Bordringe im Bereich ihrer Anlagebereiche an die Wälzkörper gerundet ausgeführt, gemäß einer anderen Ausführungsform winklig mit einer Spitze. In beiden Fällen ist es günstig, wenn eine Anlage nur entlang einer Kreisbogenlinie oder jeweils eines Punktes an jedem der Wälzkörper erfolgt, um die Reibung und den Wärmeeintrag zu minimieren.
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Die Bordanlageflächen des Lagerinnenringes können, müssen jedoch nicht, entsprechend gestaltet sein.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Wälzkörper als Zylinderrollen ausgeführt. Andere Ausführungsformen kommen jedoch in Betracht. Insbesondere sind die Wälzkörper käfiglos im Wälzlager gehalten. Jedoch ist es auch hierbei möglich, in Umfangsrichtung zwischen die einzelnen Wälzkörper Abstandsstücke einzufügen, um ein aneinander Anlaufen der Wälzkörper zu vermeiden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Lageraußenring bei der Montage erwärmt, sodass er vorübergehend in seinem Durchmesser größer wird. Anschließend können die Wälzkörper eingefüllt werden. Ein nachfolgendes Abkühlen führt zu einer Verspannung der Wälzkörper zwischen den Laufbahnen, an welchen sie im Lageraußenring und im Lagerinnenring anliegen. Dasselbe Ergebnis kann dadurch erreicht oder verstärkt werden, wenn der Lagerinnenring vor der Montage vorübergehend gekühlt wird und sich dadurch im Durchmesser vorübergehend verkleinert. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird der Innenring festgehalten und der Außenring konzentrisch zum Innenring verschoben, insbesondere nach unten gepresst. So kann ebenfalls ein Spiel für die Befüllung erzeugt werden, anstelle des Erwärmens oder Kühlens oder zusätzlich hierzu. Durch den Einsatz der Bordringe ist es möglich, die gesamte Laufbahn mit Wälzkörpern zu befüllen, das heißt den gesamten Umfang gleichzeitig für die Befüllung frei zu geben.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.
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Es zeigen:
- 1 eine stirnseitige Draufsicht auf ein erfindungsgemäß gestaltetes Lager;
- 2 eine Einzelheit aus der 1 mit der Bohrung zur Verschraubung des Bordrings;
- 3 eine dreidimensionale Draufsicht auf das Lager aus der 1;
- 4 einen Schnitt entlang der Linie A - A in der 1;
- 5 einen Schnitt entlang der Linie B - B in der 1;
- 6 eine mögliche Gestaltung der Bordkontur der Bordringe;
- 7 eine gegenüber der 6 abweichende Gestaltung der Bordkontur der Bordringe;
- 8 einen Axialschnitt durch das Wälzlager der 1 im Bereich einer Schmiermittelbohrung;
- 9 eine schematische Darstellung eines Kammkäfigs, wie er bei der vorliegenden Erfindung zur Abstützung der Wälzkörper verwendet werden kann.
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In der 1 ist eine stirnseitige Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Wälzlager gezeigt. Besonders vorteilhaft können beide Stirnseiten im Wesentlichen identisch gestaltet sein.
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Das Wälzlager weist einen Lagerinnenring 1 und einen Lageraußenring 2 auf, wobei sich beide konzentrisch zur Lagerdrehachse 3 erstrecken. Der Lagerinnenring 1 weist Montagebohrungen 21 auf und der Lageraußenring 2 weist Montagebohrungen 22 auf, mittels welchem der jeweilige Ring an dem zu lagernden Bauteil beziehungsweise an einem Träger für das zu lagernde Bauteil montierbar sind.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind im Lagerinnenring 1 und im Lageraußenring 2 ferner jeweils diametral gegenüberliegende Abdrückgewinde 23 vorgesehen.
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Unmittelbar radial außerhalb des Lagerinnenrings 1 ist stirnseitig auf dem Lageraußenring 2 beziehungsweise dessen Mittelteil 24 (siehe auch die 4 bis 8) ein Bordring 10 aufgeschraubt. Der auf der entgegengesetzten Stirnseite aufgeschraubte Bordring 11 ist wiederum nur in den 4 bis 8 zu erkennen. Der Bordring 11 ist insbesondere identisch zum Bordring 10 gestaltet und in der Regel deckungsgleich mit diesem beziehungsweise koaxial zu diesem montiert.
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Aus den 4 bis 11 ist ferner ersichtlich, dass jeder Bordring 10, 11 einen Bord für die Wälzkörper 4 der beiden Lagerreihen 8, 9 ausbildet. Die Wälzkörper 4 sind dabei jeweils drehbar über einer Wälzkörperdrehachse 5, wobei im gezeigten Axialschnitt die beiden Wälzkörperdrehachsen 5 der beiden Lagerreihen 8, 9 winklig zueinander angestellt sind.
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Die Bordringe 10, 11 sind vollständig vom Mittelteil 24 das Lageraußenringes 2 abnehmbar und werden im montierten Zustand mittels den Schrauben 14 dort gehalten. Die Schrauben 14 sind über dem Umfang der Bordringe 10, 11 verteilt angeordnet und weisen jeweils einen Schraubenkopf 14.1 auf, der sich nur teilweise über dem entsprechenden Bordring 10, 11 erstreckt, um diesen festzuklemmen. Ein anderer Teil des Schraubenkopfes 14.1 erstreckt sich über einem Absatz im Mittelteil 24 des Lageraußenrings 2. Der vom Schraubenkopf 14.1 übergriffene Teil des Bordrings 10, 11 kann etwas höher beziehungsweise dichter zum Schraubenkopf 14.1 liegen als der gegenüberliegende Teil des Mittelteils 24, um eine sichere Verspannung zu erreichen.
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Besonders aus der 2 ist ersichtlich, dass die Montagebohrungen 22 einen größeren Durchmesser als die Bohrungen 13 zur Aufnahme der Schrauben 14 zum Verschrauben der Bordringe 10, 11 aufweisen. Dies ist jedoch nicht zwingend.
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Bei Verwendung vergleichsweise kürzerer Schrauben 14, können zwei Schrauben 14 von verschiedenen Seiten aus in jeweils dieselbe Bohrung 13 eingeschraubt werden. Bei längeren Schrauben 14 werden diese vorteilhaft in Umfangsrichtung wechselseitig von der einen und der anderen Seite in die entsprechende Bohrungen 13 eingeschraubt.
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Wie sich aus den 4 bis 8 ergibt, wälzen die Wälzkörper 4 jeweils zum einen auf einer Laufbahn 6 im Lagerinnenring 1 und zum anderen auf einer Laufbahn 7 im Lageraußenring 2 beziehungsweise in dessen Mittelteil 24 ab. Alle Laufbahnen 6, 7 sind ununterbrochen einteilig ausgeführt.
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Durch die gezeigte Schrägstellung der Laufbahnen 6, 7 im Axialschnitt durch das Wälzlager wird ein Lager mit O-Anordnung erreicht.
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Stirnseitig werden die Wälzkörper 4 einerseits jeweils durch einen Bord im Lagerinnenring abgestützt und andererseits durch die Bordringe 10, 11. Die Wälzlagerborde sind in der 4 mit 25 bezeichnet.
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In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Bordringe 10, 11 in Axialnuten 15, 16 im Lageraußenring 2 beziehungsweise in dessen Mitteteil 24 eingesetzt, wobei die Axialnuten 15, 16 hier radial außen durch das Mittelteil 24 begrenzt werden.
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Wie besonders aus den 6 und 7 ersichtlich ist, ist es günstig, wenn die Bohrungen 13 vollumfänglich im Mittelteil 24 ausgeführt sind, somit außerhalb der Bordringe 10, 11, vorteilhaft radial außerhalb. Durch die Erstreckung der Schraubenköpfe 14.1 seitlich über die Bohrung 13 hinaus bis über einen Rand der Bordringe 10, 11 kann trotzdem ein sicheres Einklemmen der Bordringe 10, 11 gegen das Mittelteil 24 erreicht werden.
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Vorteilhaft stoßen die Bordringe 10, 11 hierfür, wie in den 6 und 7 besonders ersichtlich ist, mit ihrem radial äußeren Umfang an axialen Vorsprüngen 26 im Mittelteil 24 an und werden dadurch sicher radial von außen geführt. Die axialen Vorsprünge 26 sind vorteilhaft wiederum axial innerhalb von Einsenkungen 27 im Mittelteil 24 aufgenommen, wobei die Einsenkungen 27 dimensioniert sind, um die Schraubenköpfe 14.1 vollständig aufzunehmen.
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Aus den 6 und 7 ist auch ersichtlich, dass die Bordringe 10, 11 radial innen mit einer Lagerdichtung 12 versehen sind, um gemeinsam mit dem Lagerinnenring 1 den Radialspalt zwischen dem Lagerinnenring 1 und den Bordringen 10, 11 abzudichten. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Lagerdichtungen 12 dabei integral mit den Bordringen 10, 11 ausgeführt, was jedoch nicht zwingend ist. Zudem sind aus den 6 und 7 die optimierten Konturen der Bordringe 10, 11 zu sehen. Dabei handelt es sich bei der 6 um eine Rundung. In 7 ist die Kontur des Bordrings 10, 11 auf der Seite der Wälzkörper 4 eine angestellte Kante.
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In der 1 und der 8 ist eine Möglichkeit dargestellt, Schmiermittel für die Wälzkörper 4 über eine in Radialrichtung verlaufende Schmiermittelbohrung 19 in den Bereich zwischen die Wälzkörper 4 zuzuführen. Insbesondere erfolgt die Abfuhr dieses zugeführten Schmiermittels beidseitig in Axialrichtung über die Lagerdichtung 12 zwischen Bordringen 10, 11 und Lagerinnenring 1. Die Lagerdichtung 12 kann demgemäß nur annähernd dicht gestaltet sein, falls eine gezielte Abfuhr des Schmiermittels hier erfolgen soll.
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In der 8 ist ferner schematisch angedeutet, dass zusätzlich oder alternativ eine Schmiermittelzufuhr 17 und/oder Schmiermittelabfuhr 18 auch durch die Bordringe 10, 11 erfolgen kann. Dies hat den Vorteil, dass die Schmiermittelzufuhr und/oder -abfuhr leicht durch Modifizieren der Bordringe 10, 11 an den jeweiligen Einsatzzweck angepasst werden kann.
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In der 9 ist schematisch gezeigt, wie ein Kammkä20 gestaltet sein könnte, der aufgrund der demontierbaren Bordringe 10, 11 zur Abstützung der Wälzkörper 4 in Umfangsrichtung verwendet werden kann. Der Kammkä20 weist insbesondere einen Umfangssteg 20.1 und hiervon herausragende Axialstege 20.2 auf. Die Axialstege 20.2 sind gestaltet, um in Umfangsrichtung zwischen jeweils zwei Wälzkörper 4 einzugreifen. Bei Bedarf, um eine punktförmige Anlage an den Wälzkörpern 4 zu erzielen, können die Axialstege 20.2 in Umfangsrichtung gerichtete Fortsätze 20.3 aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lagerinnenring
- 2
- Lageraußenring
- 3
- Lagerdrehachse
- 4
- Wälzkörper
- 5
- Wälzkörperdrehachse
- 6
- Laufbahn
- 7
- Laufbahn
- 8
- Lagerreihe
- 9
- Lagerreihe
- 10
- Bordring
- 11
- Bordring
- 12
- Lagerdichtung
- 13
- Bohrung
- 14
- Schraube
- 14.1
- Schraubenkopf
- 15
- Axialnut
- 16
- Axialnut
- 17
- Schmiermittelzufuhr
- 18
- Schmiermittelabfuhr
- 19
- Schmiermittelbohrung
- 20
- Kammkäfig
- 20.1
- Umfangssteg
- 20.2
- Axialsteg
- 20.3
- Vorsprung
- 21
- Montagebohrung
- 22
- Montagebohrung
- 23
- Abdrückgewinde
- 24
- Mittelteil
- 25
- Wälzlagerbord
- 26
- axialer Vorsprung
- 27
- Einsenkung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011005725 A1 [0004, 0005]
- US 3948578 A [0006]
- US 5026177 A [0007]
- DE 102006012785 A1 [0008]
- DE 102007013944 A1 [0009]
- DE 102007006707 A1 [0010]
- EP 2963309 A1 [0011]
- EP 2955403 A1 [0011]
