DE102017102193A1

DE102017102193A1 - Schrägkugellager

Info

Publication number: DE102017102193A1
Application number: DE102017102193.0A
Authority: DE
Inventors: André Weber
Original assignee: Cerobear GmbH
Current assignee: Cerobear GmbH
Priority date: 2017-02-03
Filing date: 2017-02-03
Publication date: 2018-08-09

Abstract

Für ein Schrägkugellager, umfassend mindestens eine Kugelreihe mit Lagerkugeln (5) sowie mindestens zwei Lagerringe mit jeweils einem Laufbahn-Bord (9, 10, 11, 12) für jede Kugelreihe, wird vorgeschlagen, dass die Höhe des Laufbahn-Bords (9, 10, 11, 12) den Radius der zugehörigen Lagerkugeln (5) übersteigt. Damit der Bereich der möglichen Druckwinkel wesentlich erweitert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schrägkugellager gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2005 055 037 A1 ist ein Schrägkugellager der vorgenannten Art bekannt, welches eine einreihige radiale Bauweise mit Außenring und Innenring aufweist. Laufbahnen für die Lagerkugeln weisen sowohl auf dem Außenring als auch auf dem Innenring jeweils einen hohen Laufbahn-Bord auf, der es erlaubt, neben radialen Kräften im gewissen Maße auch axiale Kräfte aufzunehmen. Die in radialer Richtung gemessene Höhe des hohen Laufbahn-Bords ist jeweils geringer als der Radius der Laufkugeln.
Aus der US 2002/0186911 A1 ist ebenfalls ein Schrägkugellager der vorgenannten Art mit einreihiger radialer Bauweise bekannt, bei der die Höhe des hohen Laufbahn-Bords dem Radius der Laufkugeln entspricht.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Schrägkugellager der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit denen ein größerer Druckwinkelbereich ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Schrägkugellager der eingangs genannten Art durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schrägkugellagers ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Wenn die Höhe des hohen Laufbahn-Bords den Radius der zugehörigen Lagerkugeln übersteigt, ist bei einem Schrägkugellager mit radialer Bauweise ein größerer Druckwinkel möglich, der 45° übersteigen und 90° erreichen kann. Bevorzugt wird das Schrägkugellager mit radialer Bauweise so ausgebildet, dass der Druckwinkel im Bereich von 50° bis 80°, weiter bevorzugt im Bereich von 60° bis 70° ist. Damit wird das Schrägkugellager mit radialer Bauweise, d.h. mit einem Außenring und einem Innenring, zu einem Axialkugellager. Erfindungsgemäß übersteigt die Höhe mindestens eines der hohen Laufbahn-Borde den Radius der zugehörigen Lagerkugeln um mindestens 10%. Es kann vorteilhaft sein, wenn die Höhe mindestens eines der hohen Laufbahn-Borde den Radius der zugehörigen Lagerkugeln um mindestens 15%, vorzugsweise um mindestens 20%, weiter vorzugsweise um mindestens 30% übersteigt.
Die Höhe der Laufbahn-Borde wird radial, d.h. parallel zu der durch die Kugelmittelpunkte einer Kugelreihe gegebenen Mittelebene, gemessen und zwar ausgehend vom niedrigsten Punkt (beim inneren Ring) bzw. höchsten Punkt (beim äußeren Ring) der zugehörigen Laufbahn.
Das Schrägkugellager kann einreihig oder zweireihig aufgebaut sein oder auch mehr als zwei Kugelreihen aufweisen. Denkbar ist zudem, dass zusätzlich zu Laufbahnen mit erfindungsgemäß hohem Laufbahn-Bord mindestens eine Laufbahn mit niedrigerem Laufbahn-Bord vorgesehen ist. In einer Ausgestaltung des Schrägkugellagers, bei der mindestens zwei Kugellagerreihen vorgesehen sind, sind von einer zur axialen Längsachse des Schrägkugellagers senkrechten Mittelebene aus in axialer Richtung gesehen die hohen Laufbahn-Borde des Innenrings jeweils weiter außen angeordnet als die zugehörige Kugelreihe, während die hohen Laufbahn-Borde des Außenrings jeweils weiter innen angeordnet sind als die zugehörigen Kugelreihe. Mit anderen Worten umfassen die hohen Laufbahn-Borde der Innenringe die Kugeln an den axial außenliegenden Lagerenden teilweise, während die hohen Laufbahn-Borde des Außenrings die Kugeln an den axialen Innenseiten des Lagers teilweise umfassen. Das ist aber auch invers möglich, so dass die hohen Laufbahn-Borde des Außenrings jeweils weiter außen angeordnet als die zugehörige Kugelreihe, während die hohen Laufbahn-Borde des Innenrings jeweils weiter innen angeordnet sind als die zugehörigen Kugelreihe, d.h., dass die hohen Laufbahn-Borde der Außenringe die Kugeln an den axial außenliegenden Lagerenden teilweise umfassen und die hohen Laufbahn-Borde des Innenrings die Kugeln an den axialen Innenseiten des Lagers teilweise umfassen.
Bevorzugt ist der Außenring bei zweireihigem Schrägkugellager einteilig gestaltet. Es kann aber auch ein zwei- oder mehrteiliger Außenring vorgesehen werden. Ebenso kann der Innenring einteilig oder zweiteilig gestaltet sein. Der Käfig des Schrägkugellagers, der zur Führung der Kugeln verwendet wird, ist bevorzugt am Außenring geführt.
Die Laufbahn der Kugeln erstreckt sich am Innenring sowie am Außenring auf der dem hohen Laufbahn-Bord gegenüberliegenden Seite der Kugeln jeweils über eine radial innenliegende Kugelhälfte hinaus, welche an einer senkrecht zur Axialrichtung des Schrägkugellagers und durch den Kugelmittelpunkt hindurch laufende Schnittebene angrenzt. Ein von der Kugelmitte gemessener Winkel zwischen dieser Schnittebene und dem Ende der Laufbahn beträgt vorzugsweise mindestens 5° und höchstens 25°. Hierdurch ist gegenüber dem hohen Laufbahn-Bord ein niedriger Laufbahn-Bord gegeben.
Die Erfindung kann sowohl für Schrägkugellager mit Käfigen als auch in einer vollkugeligen Ausführung ohne Käfig angewendet werden. Das Material der Lagerringe kann Metall, insbesondere Stahl, und/oder Keramik und/oder ein geeignetes anderes Material umfassen.
Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schrägkugellagers anhand dreier Figuren dargestellt.
Es zeigt

1: ein zweireihiges Schrägkugellager mit einteiligem Außenring im Querschnitt,
1A: einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Schrägkugellager nach 1 und
2: ein zweireihiges Schrägkugellager mit einteiligem Innenring im Querschnitt.

1 zeigt im Querschnitt ein zweireihiges Schrägkugellager mit einem einteiligen Außenring 1 und einem zweiteiligen Innenring 2. Der Außenring 1 weist zwei Laufbahnen 3 und 4 und der Innenring 2 zwei Laufbahnen 6 und 7 für die Lagerkugeln 5 auf. In jeder Kugelreihe hält jeweils ein Kä8 die Lagerkugeln 5.
Der Außenring 1 und der Innenring 2 weisen für jede der Laufbahnen 3, 4, 6 und 7 jeweils einen hohen Laufbahn-Bord 9, 10, 11 bzw. 12 auf, wobei die Höhen H der hohen Laufbahn-Borde 9 bis 12 jeweils den Radius R der Lagerkugeln 5 übersteigen. D.h., der Durchmesser der hohen Laufbahn-Borde 11 und 12 des Innenrings 2 übersteigt jeweils den durch die Mittelpunkte der Lagerkugeln 5 definierten Teilkreisdurchmesser der Kugelreihen, während der Innendurchmesser der hohen Laufbahn-Borde 9 und 10 des Außenrings 1 jeweils kleiner ist als der besagte Teilkreisdurchmesser. Die hohen Laufbahn-Borde 11, 12 des Innenrings 2 umfassen teilweise die Kugeln 5 an den axial außenliegenden Lagerenden, während die hohen Laufbahn-Borde 9, 10 des Außenrings 1 die Kugeln 5 an den axialen Innenseiten des Lagers teilweise umfassen. Dies ist auch invers möglich und so in der 2 dargestellt. In der Ausführungsform nach 2 umfassen die hohen Laufbahn-Borde 11, 12 des Außenrings 1 die Kugeln 5 an den axial außenliegenden Lagerenden teilweise und die hohen Laufbahn-Borde 9, 10 des Innenrings 2 umfassen die Kugeln 5 an den axialen Innenseiten des Lagers teilweise. In der 2 ist der Außenring 1 zweigeteilt ausgeführt und der Innenring 2 ist einteilig ausgeführt.
Wie in den 1 und 2 sowie der Detailzeichnung 1A dargestellt, erstreckt sich am Innenring 2 sowie am Außenring 1 die Laufbahn 3, 4, 6 bzw. 7 der Kugeln 5 jeweils vom hohen Laufbahn-Bord über eine zur axialen Mittellängsachse 13 senkrechte, durch den Kugelmittelpunkt hindurch gedachte Schnittebene 14 hinaus. Das heißt die Laufbahn 3, 4, 6 bzw. 7 umfasst die jeweilige Kugel 5 auch über die Schnittebene 14 hinaus bis zu einem Punkt, der auf der dem hohen Laufbahn-Bord (9, 10, 11, 12) abgewandten Seite der Kugel 5 liegt, wobei von der Kugelmitte aus gemessene Winkel β₁ und β₂ zwischen der Schnittebene 14 und dem Laufbahnende mindestens 5° und höchsten 25° betragen.
Das Schrägkugellager in 1 weist eine O-Anordnung für die Kugelreihen auf, d.h. die hohen Laufbahn-Borde 9 und 10 des Außenrings 1 sind in der Zeichnungsebene der 1 innen und die hohen Laufbahn-Borde 11 und 12 des Innenrings 2 außen angeordnet. Das Schrägkugellager nach 2 stellt eine X-Anordnung für die Kugelreihen dar. Die Erfindung kann auch für weitere Anordnungen, z.B. bei mindestens drei Kugelreihen für eine Tandem-O-Anordnung, eingesetzt werden.
In den beispielhaften Anordnungen der 1 bis 2 beträgt der Druckwinkel α 60°.
Bezugszeichenliste

1: Außenring
2: Innenring
3: Laufbahn
4: Laufbahn
5: Lagerkugel
6: Laufbahn
7: Laufbahn
8: Käfig
9: Hohe Laufbahn-Borde
10: Hohe Laufbahn-Borde
11: Hohe Laufbahn-Borde
12: Hohe Laufbahn-Borde
13: Längsmittelachse
α: Druckwinkel
H: Höhe Bord
R: Kugelradius
β₁,: Winkel
β₂: Winkel
14: Schnittebene

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005055037 A1 [0002]
US 2002/0186911 A1 [0003]

Claims

Schrägkugellager, umfassend mindestens eine Kugelreihe mit Lagerkugeln (5) sowie mindestens zwei Lagerringe mit jeweils einem hohen Laufbahn-Bord (9, 10, 11, 12) für jede Kugelreihe, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des hohen Laufbahn-Bords (9, 10, 11, 12) den Radius der zugehörigen Lagerkugeln (5) übersteigt.
Schrägkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe mindestens eines der hohen Laufbahn-Borde (9, 10, 11, 12) den Radius der zugehörigen Lagerkugeln (5) um mindestens 10% übersteigt.
Schrägkugellager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrägkugellager eine radiale Bauweise mit Außenring (1) und Innenring (2) aufweist.
Schrägkugellager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrägkugellager mindestens zwei Kugelreihen aufweist.
Schrägkugellager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (1) einteilig ist und der Innenring (2) mindestens zweiteilig ist.
Schrägkugellager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (1) mindestens zweiteilig ist und der Innenring (2) einteilig ist.
Schrägkugellager nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass von einer zur axialen Längsachse des Schrägkugellagers senkrechten Mittelebene aus in axialer Richtung gesehen die hohen Laufbahn-Borde (11, 12) des Innenrings (2) jeweils weiter außen angeordnet sind als die zugehörige Kugelreihe und die hohen Laufbahn-Borde (9, 10) des Außenrings (1) jeweils weiter innen angeordnet sind als die zugehörigen Kugelreihe.
Schrägkugellager nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass von einer zur axialen Längsachse des Schrägkugellagers senkrechten Mittelebene aus in axialer Richtung gesehen die hohen Laufbahn-Borde (11, 12) des Außenrings (1) jeweils weiter außen angeordnet sind als die zugehörige Kugelreihe und die hohen Laufbahn-Borde (9, 10) des Innenrings (2) jeweils weiter innen angeordnet sind als die zugehörigen Kugelreihe.
Schrägkugellager nach einem der Ansprüche 3 bis 8, gekennzeichnet durch einen Druckwinkel α mit 50° ≤ α ≤ 80°.
Schrägkugellager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahn (3, 4, 6, 7) im Innenring (2) sowie im Außenring (1) auf der dem hohen Laufbahn-Bord abgewandten Seite der Kugel (5) jeweils um einen Winkel (β₁, β₂) über die senkrecht zur Axialrichtung des Schrägkugellagers geschnittene radial innenliegende Kugelhälfte hinausgeht, wobei die Winkel (β₁, β₂) jeweils mindestens 5° und höchstens 25° betragen und jeweils zur Kugelmitte gemessen werden.