DE102017207505A1 - Radial bearing arrangement, in particular for a balance shaft - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Radiallageranordnung (1) mit einem äußeren Teil (3) und einem inneren Teil (4), wobei die Teile hinsichtlich einander um eine gemeinsame Längsachse X1 drehbar sind. Die Radiallageranordnung weist weiterhin Wälzkörper (5) auf, die radial zwischen dem äußeren Teil (3) und dem inneren Teil (4) angeordnet sind. Ein Lagersitz (8) ist an einer äußeren Fläche des inneren Teils (4) ausgebildet, wobei die Wälzkörper (5) mit Linienkontakt an dem Lagersitz (8) abrollen, der eine Breite hat, die über den Lagersitzumfang variiert, wobei ein Lagersitzabschnitt (15a, 15b; 19) mit kleinerer Breite außerhalb einer Lastzone des Lagersitzes, in der eine transversale Last auf die Wälzkörper (5) wirkt, statt innerhalb in der Lastzone, angeordnet ist. Die Radiallageranordnung ist dazu ausgebildet, die Passage von zwei Wälzkörpern an zwei Unterbrechungskanten des Lagersitzes zur gleichen Zeit zu verhindern. The invention relates to a radial bearing assembly (1) having an outer part (3) and an inner part (4), wherein the parts are rotatable with respect to each other about a common longitudinal axis X1. The radial bearing assembly further comprises rolling elements (5), which are arranged radially between the outer part (3) and the inner part (4). A bearing seat (8) is formed on an outer surface of the inner member (4), wherein the rolling elements (5) roll with line contact on the bearing seat (8) having a width that varies over the bearing seat circumference, wherein a bearing seat portion (15a 19) of smaller width outside a load zone of the bearing seat in which a transverse load acts on the rolling elements (5), rather than being located in the load zone. The radial bearing arrangement is designed to prevent the passage of two rolling elements at two interrupting edges of the bearing seat at the same time.
Description
TECHNISCHES UMFELD DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radiallageranordnung zum Lagern eines äußeren Teils hinsichtlich eines inneren Teils, insbesondere zum Lagern einer Ausgleichswelle in einem Gehäuse, die dazu gedacht ist, in einem Motorfahrzeug verwendet zu werden. Die Erfindung betrifft auch eine Ausgleichswelle, die durch eine derartige Radiallageranordnung gelagert ist.The present invention relates to a radial bearing assembly for supporting an outer part with respect to an inner part, in particular for supporting a balance shaft in a housing which is intended to be used in a motor vehicle. The invention also relates to a balance shaft which is supported by such a radial bearing arrangement.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Eine Radiallageranordnung zum Lagern eines äußeren Teils hinsichtlich eines inneren Teils ist aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der
Es wurde erkannt, dass in konventionellen Radlagern der Lagersitz einer signifikanten geringeren Last oder überhaupt keiner mechanischen Last außerhalb der Lastzone ausgesetzt ist. Es wurde deshalb vorgeschlagen einen Lagersitz bereitzustellen mit einer Breite, die über ihren Umfang variiert, wobei der Lagersitz außerhalb der Lastzone signifikant verjüngt ist. Ein Radialnadellager dieser Art ist beispielsweise aus der
Die variable Breite des Lagersitzes impliziert einen zurückgesetzten Abschnitt an den Seiten der Abrollflächen für die Wälzkörper, und damit unterbrochene Kanten. Ein Nachteil dieser Anordnung ist, dass die Wälzkörper, hier Nadeln, umfänglich an den Unterbrechungskanten des Lagersitzes abrollen und eine Schwingung induzieren, während der Verwendung der Anordnung.The variable width of the bearing seat implies a recessed portion on the sides of the rolling surfaces for the rolling elements, and thus broken edges. A disadvantage of this arrangement is that the rolling elements, here needles, circumferentially roll on the interrupt edges of the bearing seat and induce a vibration during use of the assembly.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genannten Schwierigkeiten zu lösen. Es wird eine Radiallageranordnung vorgeschlagen, die insbesondere geeignet ist zum Lagern einer Ausgleichswelle in einem Gehäuse, die reduziert ist in ihrem Gewicht, und die eine reduzierte Schwingung für die Anordnung im Gebrauch ermöglich.The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems. It is proposed a radial bearing assembly, which is particularly suitable for supporting a balance shaft in a housing, which is reduced in weight, and which allows a reduced vibration for the arrangement in use.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Radiallageranordnung mit einem äußeren Teil und einem inneren Teil, wobei die Teile hinsichtlich einander um eine gemeinsame Längsachse rotierbar sind, und Wälzkörper, die radial zwischen dem äußeren Teil und dem inneren Teil angeordnet sind. Die Wälzkörper sind umfänglich in Taschen eines Käfigs angeordnet, wobei jede Tasche eine Länge
Genauer gesagt sind die Breiten hinsichtlich der Längsachse definiert, während die Längen umfänglich definiert sind, wobei die Längen
Gemäß der Erfindung ist die Radiallageranordnung entsprechend der folgenden Formel ausgebildet:
Der Wert von N hängt von mehreren Parametern ab, wie beispielsweise der Gesamtanzahl der Rollen, der Länge der Rollen, dem Lagersitzdurchmesser, den Längen
Der Lagersitz außerhalb der Lagerzone liegt axial neben einer Aussparung, und zwei Unterbrechungskanten sind umfänglich zwischen der Aussparung und dem Lagersitzabschnitt mit größerer Breite an der Lastzone definiert. The bearing seat outside the bearing zone lies axially adjacent a recess, and two interrupt edges are defined circumferentially between the recess and the bearing seat portion of greater width at the load zone.
Wenn ein Wälzkörper umfänglich an der Abrollfläche des Lagersitzes abrollt, rollt er von einem Abschnitt des Lagersitzes an der Lastzone zu einem Abschnitt des Lagersitzes mit reduzierter Breite außerhalb der Lastzone. Die Wälzkörper rollen dann durch eine Unterbrechungskante. Dank der Erfindung liegt zur gleichen Zeit ein Abschnitt des Käfigs, der zwei Taschen radial separiert, der anderen Unterbrechungskante gegenüber. Dann ist die Passage von zwei Wälzkörpern an zwei Unterbrechungskanten des Lagersitzes zur gleichen Zeit verhindert.When a rolling element rolls circumferentially on the rolling surface of the bearing seat, it rolls from a portion of the bearing seat on the load zone to a portion of the bearing seat of reduced width outside the load zone. The rolling elements then roll through an interruption edge. Thanks to the invention, at the same time a portion of the cage, which radially separates two pockets, faces the other interrupting edge. Then the passage of two rolling elements is prevented at two interrupting edges of the bearing seat at the same time.
Die Schwingung der Radiallageranordnung gemäß vorliegender Erfindung wird dann beim Gebrauch reduziert, verglichen mit einer Anordnung, in der zwei Wälzkörper zur gleichen Zeit durch zwei Unterbrechungskanten rollen.The vibration of the radial bearing assembly of the present invention is then reduced in use as compared to an arrangement in which two rolling elements roll at the same time through two discontinuous edges.
Ein anderer Vorteil ist, dass der innere Teil, der die Lagersitzbreite lagert, über seinem Umfang variiert, wobei die Lagersitzseiten zurückgesetzt sind, um so das Gewicht des Teils zu reduzieren.Another advantage is that the inner part that supports the bearing seat width varies over its circumference with the bearing seat sides recessed so as to reduce the weight of the part.
Die Wälzkörper werden effizient von dem Lagersitz unterstützt, sogar an Abschnitten mit reduzierter axialer Länge.The rolling elements are efficiently supported by the bearing seat, even at sections of reduced axial length.
Die Wälzkörper werden von dem Lagersitz über den gesamten Umfang der Radiallageranordnung gelagert, so dass die Wälzkörper daran gehindert werden, herauszufallen oder sich während eines Anhalte- oder Loslaufprozesses zu verschieben.The rolling elements are supported by the bearing seat over the entire circumference of the radial bearing arrangement, so that the rolling elements are prevented from falling out or from shifting during a stopping or releasing process.
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist eine verbesserte Schmierung der Wälzkörper mittels der Aussparung des inneren Teils. Die Kontaktlinie zwischen den Wälzkörpern und dem Lager wird effizient und leicht mit Schmiermittel versorgt. Dies reduziert den Verschleiß der Teile der Radiallageranordnung und ermöglicht eine verlängerte Lebensdauer.Another advantage of the present invention is improved lubrication of the rolling elements by means of the recess of the inner part. The contact line between the rolling elements and the bearing is efficiently and easily supplied with lubricant. This reduces the wear of the parts of the radial bearing assembly and allows for a longer life.
Gemäß weiteren Aspekten der Erfindung, die vorteilhaft aber nicht zwangsläufig sind, kann eine derartige Radiallageranordnung einen oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweisen:
- - Die Wälzkörper sind Nadelrollen.
- - Die Wälzkörper sind umfänglich von einem Käfig gehalten.
- - Der Breitenübergang zwischen den Lagersitzabschnitten unterschiedlicher Breite ist graduell. Alternativ ist der Breitenübergang stufenweise.
- - Zumindest einer der Lagersitzabschnitte erstreckt sich quer und senkrecht zu der Längsachse.
- - Zumindest einer der Lagersitzabschnitte erstreckt sich quer und winkelig, wobei er einen Winkel mit einer Ebene senkrecht zu der Längsachse bildet.
- - Der Lagersitzabschnitt ist gerade, gewellt oder gekrümmt.
- - Der Lagersitz ist mit zumindest zwei Lagersitzabschnitten ausgestattet, die sich quer erstrecken, und die längs voneinander durch eine durchgängige Aussparung voneinander getrennt sind, wobei die Wälzkörper in Linienkontakt mit jedem der Lagersitzabschnitte sind.
- - Der innere Teil ist hohl, um so eine Mittelöffnung zu definieren, die nur von dem Lagersitz umgeben ist, wobei die Aussparung durch die Dicke des inneren Teils bereitgestellt ist.
- - Der innere Teil ist ein Abschnitt einer rotierenden Welle, wobei der Lagersitz an einer äußeren Fläche der Welle ausgebildet ist.
- - Die Wälzanordnung ist vorzugsweise gemäß folgender Formel ausgebildet:
- - The rolling elements are needle rollers.
- - The rolling elements are circumferentially held by a cage.
- The width transition between the bearing seat portions of different widths is gradual. Alternatively, the width transition is gradual.
- - At least one of the bearing seat portions extends transversely and perpendicular to the longitudinal axis.
- - At least one of the bearing seat portions extends transversely and angularly, wherein it forms an angle with a plane perpendicular to the longitudinal axis.
- - The bearing seat portion is straight, wavy or curved.
- - The bearing seat is provided with at least two bearing seat portions which extend transversely, and which are separated from each other by a continuous recess from each other, wherein the rolling elements are in line contact with each of the bearing seat portions.
- The inner part is hollow so as to define a central opening which is surrounded only by the bearing seat, the recess being provided by the thickness of the inner part.
- - The inner part is a portion of a rotating shaft, wherein the bearing seat is formed on an outer surface of the shaft.
- The rolling arrangement is preferably designed according to the following formula:
Figurenlistelist of figures
Die Erfindung wird nun in Zusammenhang mit den angehängten Figuren als illustrative Beispiele erklärt, ohne den Gegenstand der Erfindung einzuschränken. In den angehängten Figuren:
- -
1 ist eine schematische Seitenansicht eines Teils einer Radiallageranordnung gemäß einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung, - -
2 und3 sind schematische perspektivische Ansichten von inneren Teilen der Radiallageranordnung gemäß zwei alternativen Ausführungsformen, - -
4 ist eine schematische Draufsicht auf einen inneren Teil einer Radiallageranordnung an einer Radialebene gemäß einem Teilkreisdurchmesser der Radiallageranordnung; und - -
5 und6 sind schematische Draufsichten auf innere Teile einer Radiallageranordnung gemäß alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- -
1 is a schematic side view of a portion of a radial bearing assembly according to a first exemplary embodiment of the invention, - -
2 and3 13 are schematic perspective views of inner parts of the radial bearing assembly according to two alternative embodiments, - -
4 is a schematic plan view of an inner part of a radial bearing assembly at a radial plane according to a pitch circle diameter of the radial bearing assembly; and - -
5 and6 FIG. 13 are schematic plan views of inner parts of a radial bearing assembly according to an alternative embodiment of the invention. FIG.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON EINIGEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DETAILED DESCRIPTION OF SOME EMBODIMENTS
Eine Radiallageranordnung
Die Anordnung
Im Nachfolgenden werden, um die spezifischen Identifikationen der Anordnung
Der äußere Teil
Die Wälzkörper
Die Wälzkörper sind umfänglich gleich voneinander beabstandet und von einem Käfig
Die Taschen
Die Taschen
Mit weiterführender Referenz auf
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Figure
Die Breite der Abschnitte
Die Abschnitte
Die Abschnitte
Die Aussparung
Die Aussparung
Die zwei Lagersitzabschnitte
Der Lagersitz
Die Abschnitte
Gemäß einer ersten alternativen Ausbildung, wie in
Eine derartige Aussparung ermöglicht es, das Gewicht des inneren Teils zu reduzieren, und bildet auch ein Schmiermittelreservoire für die Wälzkörper.Such a recess makes it possible to reduce the weight of the inner part, and also forms a lubricant reservoir for the rolling elements.
Vorteilhafterweise ist der innere Teil an einer äußeren Fläche der rotierenden Welle, beispielsweise einer Ausgleichswelle, ausgebildet.Advantageously, the inner part is formed on an outer surface of the rotating shaft, for example a balance shaft.
Gemäß einer zweiten alternativen Ausgestaltung, wie in
Der Lagersitz
Darüber hinaus ist eine durchgängige Aussparung
Vorzugsweise ist der innere Teil
Der innere Teil
Ein anderer Vorteil ist, dass Schmiermittel durch die Aussparung den Wälzkörpern zugeführt werden kann.Another advantage is that lubricant can be fed through the recess to the rolling elements.
Vorzugsweise kann der Lagersitz
Gemäß der Erfindung ist die Radiallageranordnung
Der Term [(N + ½) ×
Gemäß dieser Formel ist die Gesamtlänge
Zur gleichen Zeit ist eine gegebene Anzahl N von Wälzkörpern
Wenn ein einzelner Wälzkörper
Bei einer Radiallageranordnung
Vorteilhafterweise ist die Radiallageranordnung
Alternative Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den
In
Die Lagersitzabschnitte
Die Aussparung
In
Diese Konfiguration verhilft auch zu einer besonders guten Zuführung von Schmiermittel an die Wälzkörper.This configuration also helps to provide a particularly good supply of lubricant to the rolling elements.
Gemäß einer anderen Alternative, die nicht gezeigt ist, kann ein Abschnitt des Lagersitzes
Repräsentative, nicht begrenzende Beispiele der Erfindung wurden oben im Detail mit Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben. Diese Detailbeschreibung ist lediglich dazu gedacht, einem Fachmann weitere Details zu lehren, um bevorzugte Aspekte der vorliegenden Lehre zu praktizieren, und ist nicht dazu gedacht, den Schutzbereich der Erfindung zu limitieren. Darüber hinaus kann jede der zusätzlichen Eigenschaften und Lehren, die oben offenbart sind, separat oder in Zusammenhang mit anderen Eigenschaften und Lehren verwendet werden, um verbesserte Radiallageranordnungen bereitzustellen.Representative, non-limiting examples of the invention have been described above in detail with reference to the attached drawings. This detailed description is merely intended to teach one skilled in the art further details in order to practice preferred aspects of the present teachings and is not intended to limit the scope of the invention. Moreover, each of the additional features and teachings disclosed above may be used separately or in conjunction with other features and teachings to provide improved radial bearing arrangements.
Darüber hinaus können verschiedene Eigenschaften der oben beschriebenen, repräsentativen Beispiele, genauso wie die verschiedenen unabhängigen und abhängigen Ansprüche weiter unten, auf Weisen kombiniert werden, die nicht speziell und explizit aufgelistet sind, um zusätzliche sinnvolle Ausführungsbeispiele der vorliegenden Lehren bereitzustellen.In addition, various features of the representative examples described above, as well as the various independent and dependent claims below, may be combined in ways that are not specifically and explicitly listed to provide additional useful embodiments of the present teachings.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2014935 A1 [0002]EP 2014935 A1 [0002]
- EP 1775484 A1 [0003]EP 1775484 A1 [0003]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: SCHONECKE, MITJA, DIPL.-PHYS. DR. RER. NAT., DE |
|
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