DE102019215496A1

DE102019215496A1 - Lagereinheit mit Haltekäfig

Info

Publication number: DE102019215496A1
Application number: DE102019215496.4A
Authority: DE
Inventors: Philip Engelen; William Finetti; Francesco Lamboglia; Giorgio Missiaggia
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2018-10-24
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2020-04-30
Also published as: CN111089118B; CN111089118A; US11035409B2; IT201800009709A1; US20200132119A1

Abstract

Lagereinheit (30), die mit zumindest einer Reihe von Wälzkörpern (32, 33) und zumindest einem Käfig (39, 40) zum Halten der Wälzkörper (32, 33) versehen ist, der zumindest einen Grundstab (44), mehrere Arme (43), die umfänglich verteilt sind und sich von einer Seite des Grundstabs (44) erstrecken, und mehrere teilweise kugelförmige Aushöhlungen (45) zum Halten der Wälzkörper (32, 33) aufweist, wobei Kontaktpunkte (41) zwischen den Wälzkörpern (32, 33) und den Käfigen (39, 40) in der Nähe eines Polarbereichs (332) jedes Wälzkörpers (32, 33) positioniert sind, so dass ein Winkelabstand (α) der Kontaktpunkte (41) mit Bezug auf einen Äquator der Wälzkörper (32, 33) zwischen 40° und 75° ist.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagereinheit, die mit einem Haltekäfig versehen ist. Der Haltekäfig hat innovative Eigenschaften und ist für Lagereinheiten, insbesondere Wälzlager, geeignet. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere, aber nicht ausschließlich, für Radnabenanordnungen von Kraftfahrzeugen geeignet, wobei die Anordnungen mit einer Lagereinheit versehen sind. Diese Anwendungen umfassen sowohl den Fall, bei dem der Außenring der Lagereinheit rotiert, während der Innenring der Lagereinheit feststeht, als auch den entgegengesetzten Fall, bei dem der Innenring rotiert und der Außenring feststeht. Diese Erfindung ist vorteilhafterweise, aber nicht ausschließlich, auf eine Lagereinheit anwendbar, die eine Doppelreihe von Kugeln hat.
Stand der Technik
Ein konventioneller Käfig für Wälzkörper, insbesondere Kugeln, einer Lagereinheit wird durch einen kreisförmigen Grundstab und mehreren Armen gebildet, die umfänglich verteilt sind und sich von einer Seite des Stabs erstrecken. Der Grundstab und die Arme haben teilweise kugelförmige konkave Flächen, die zusammen mehrere teilweise kugelförmige Taschen oder Aushöhlungen zum Halten entsprechender Kugeln definieren.
Der Stab ist ein durchgängiges Strukturelement, das sich umfänglich entlang des Käfigs erstreckt und eine feste Grundfläche bildet, um den Käfig insgesamt mit der notwendigen Steifheit zum Halten der Kugeln jeder Reihe zu versehen, die jeweils umfänglich entlang der Laufbahnen eines Lagers gleich verteilt sind.
Der Kontakt, der zwischen der Kugel und dem Käfig auftritt, ist gegenwärtig in dem Äquatorialbereich der Kugel vorgesehen, die im Kontakt mit geeigneten, an dem Käfig gebildeten Erhebungen ist. Als ein Ergebnis der Wälzbewegung der Kugeln bezüglich der Laufbahnen des inneren und äußeren Rings der Lagereinheit ist die relative Bewegung der Kugel und des Käfigs mehr oder weniger eine gleitende Bewegung, nämlich eine Verschiebung der Äquatorialzone der Kugel mit Bezug zu den Erhebungen an dem Käfig. Der Kontaktflächenbereich zwischen den zwei Komponenten, der in der Äquatorialzone der Kugel gebildet ist, ist der maximal geometrisch bildbare. Des Weiteren sind die Tangentialgeschwindigkeiten der Kontaktpunkte der Kugel ebenfalls in ihrer Eigenschaft maximal, da diese Punkte den maximalen Abstand (der praktisch gleich dem Radius der Kugel ist) mit Bezug auf die Rotationsachse der Kugel annehmen. Konsequenterweise führt solch eine Gleitbewegung zu einer sehr hohen Gleitreibung, die theoretisch das Maximum ist, das erzeugt werden kann. Eine hohe Gleitreibung zwischen dem Käfig und der Kugel führt offensichtlich zu einer größeren Abgabe von Energie in der Form eines Wärmeflusses.
Um diese Nachteile zu überwinden, wurde versucht, die Kontaktzone zwischen der Kugel und dem Käfig zu optimieren. Beispielsweise zeigt das Dokument DE102008059571A1 die Zeichnung eines Käfigs, in welchem eine Trennwand eine optimierte Tragfläche für die äquatoriale Zone der Kugel bildet.
Ein anderes Beispiel ist in dem Dokument JP 2003004047(A ) gezeigt, bei dem der Kontaktbereich zwischen dem Käfig und den Kugeln reduziert ist, indem an dem Käfig mehrere Auskragungen im Kontakt mit den Kugeln gebildet sind.
Eine ähnliche Lösung ist in dem Dokument US4133588A gezeigt, bei dem die Innenfläche des Käfigs mit Auskragungen versehen ist, die unterschiedliche Konfigurationen haben, welche Eingriffsflächen für die Kugel definieren und welche einen effektiven Durchmesser haben, der leicht größer ist als der der Kugeln, um ein minimales Spiel mit den Kugeln bereitzustellen.
Die bekannten Lösungen lösen jedoch nicht das erwähnte technische Problem: da es dennoch Kontakt zwischen dem Käfig und der Kugel in der Äquatorialzone der Kugel gibt, sind die relativen Tangentialgeschwindigkeiten in jedem Fall höher, genau wie die folgende Wärmeabgabe.
Es gibt daher den Bedarf, einen Käfig für Wälzkörper (insbesondere Kugeln) von Lagereinheiten zu gestalten, der nicht die voranstehend genannten Nachteile hat. Insbesondere gibt es den Bedarf, die Gleitreibungskraft zu reduzieren, die zwischen dem Käfig und den Wälzkörpern auftritt, und konsequenterweise auch den abgeführten Wärmefluss zu reduzieren.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Reibung zwischen Wälzkörpern, beispielsweise Kugeln, und Käfigen von Lagereinheiten für Radnabenanordnungen zu reduzieren. Diese Aufgabe wird gelöst, indem die Kontaktpunkte zwischen Kugeln und Käfigen reduziert und versetzt werden, und insbesondere indem die Kontaktpunkte in Richtung des Polarbereichs der Kugel versetzt werden, wodurch die relative Gleitgeschwindigkeiten der Kontaktpunkte der Kugeln bezüglich des Käfigs reduziert werden und folglich die Gleitreibung reduziert wird.
Gemäß einer anderen Aufgabe wird die Kontaktzone zwischen Kugel und Käfig, welche idealerweise mit den Polen der die Kugel bildende Sphäre zusammenfällt, damit sie funktional wirksam ist, dass Halten der Kugeln sicherzustellen und industriell realisiert zu werden, innerhalb eines vorgegebenen Bereichs beschränkt, was beispielsweise durch den Bereich definiert werden kann, innerhalb dem ein Winkelabstand der Kontaktpunkte im Bezug zu dem Äquator der Wälzkörper liegt.
Ebenfalls sollten die Kontaktpunkte, die auf dem Käfig gebildet sind, die sog. „Erhebungen“ eine Geometrie haben, welche vollständig optimiert ist, um eine Kontaktfläche zu erlangen, die so klein wie möglich ist, aber die gleichzeitig die Kugeln wirksam hält und industriell realisiert werden kann.
Gemäß einer anderen Aufgabe soll die Gesamtgestaltung des Käfigs in der Form der Arme optimiert werden, so dass das Formen des Käfigs möglich ist und ökonomisch tragbar ist.
Daher wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein innovativer Käfig für Wälzkörper einer Lagereinheit, beispielsweise einer Radnabeneinheit, beschrieben, wobei der Käfig charakteristische Merkmale hat, die in dem unabhängigen Anspruch beschrieben sind, der an die vorliegende Beschreibung angehängt ist.
Weitere bevorzugte und/oder besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden in Übereinstimmung mit den charakteristischen Merkmalen beschrieben, die in den angehängten abhängigen Ansprüchen angegeben sind.
Figurenliste
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, welche eine Anzahl von nicht beschränkenden Beispielen einer Ausführungsform zeigen, in denen:

1 ein Teilquerschnitt durch eine Lagereinheit ist, die mit zwei Käfigen zum Aufnehmen und Halten von Kugeln versehen ist;
2 eine axonometrische Ansicht eines Käfigs für Wälzkörper gemäß dem Stand der Technik ist;
3 eine axonometrische Ansicht einer Kugel für eine Lagereinheit ist, an der die Kontaktpunkte mit einem Haltekäfig gemäß dem Stand der Technik (Äquatorialbereich) und gemäß der vorliegenden Erfindung (Polarbereich) gezeigt sind;
4 einen Teilquerschnitt des Ausschnitts der Kontaktpunkte zwischen Käfig und Kugel zeigt;
5 eine Frontansicht des Käfigs und seines Käfigstabs ist;
6 eine axonometrische Ansicht eines Käfigs für Wälzkörper gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist;
7 ein erster Ausschnitt einer Tasche des Käfigs gemäß 6 ist, der die Winkelposition der radial äußeren Kontaktpunkte (Erhebungen) zeigt;
8 ein zweiter Ausschnitt einer Tasche des Käfigs gemäß 6 ist, der die Winkelposition der radial inneren Kontaktpunkte (Erhebungen) zeigt;
9 ein dritter Ausschnitt einer Tasche des Käfigs gemäß 6 ist, der die Position der Kontaktpunkte bezüglich der Kanten der kugelförmigen Fläche des Käfigs zeigt;
10 ein vierter Ausschnitt der Tasche des Käfigs gemäß 6 ist, der die Dimensionen der kugelförmigen Fläche des Käfigs zeigt; und
11 ein fünfter Ausschnitt der Tasche des Käfigs gemäß 6 ist, der die Dimensionen der minimalen Einlasskanten zum Eintritt einer Kugel in die Tasche zeigt.

Ausführliche Beschreibung
Die vorliegende Erfindung wird nun rein als nicht beschränkendes Beispiel mit Bezug auf eine Radnabenanordnung für Kraftfahrzeuge beschrieben, die mit einem Wälzlager versehen ist.
Mit Bezug auf 1 wird eine Radnabenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung überall mit 10 bezeichnet. Die Figur zeigt einen Ausschnitt einer Konfiguration, die beispielhaft bereitgestellt wird.
Die Anordnung 10 hat eine zentrale Rotationsachse X und umfasst eine Nabe 20, die bevorzugt - aber nicht notwendigerweise - stationär ist, und eine Lagereinheit 30, die wiederum aufweist:

- einen radial äußeren Ring 31, der bevorzugt - aber nicht notwendigerweise - rotierbar ist;
- einen radial inneren Ring 20, der durch die Nabe 20 definiert ist;
- einen weiteren stationären radial inneren Ring 34, der an der Nabe 20 befestigt ist und einstückig mit ihr ist;
- zwei Reihen von Wälzkörpern 32, 33, in diesem Beispiel Kugeln, die zwischen dem radial äußeren Ring 31 und den radial inneren Ringen 20 und 34 angeordnet sind; und
- zwei Käfige 39 und 40, um die Wälzkörper der zwei Reihen von Wälzkörpern 32, 33 in Position zu halten.

In der gesamten vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen werden die Begriffe und Ausdrücke, die Positionen und Orientierungen, wie beispielsweise „radial“ und „axial“ angeben, verstanden, sich auf die Mittelachse der Rotation X der Lagereinheit 30 zu beziehen. Ausdrücke, wie beispielsweise „axial außen“ und „axial innen“ bezeichnen stattdessen den zusammengebauten Zustand der Radnabeneinheit und bezeichnen in speziellen Fällen bevorzugt eine Radseite bzw. eine Seite, die der Radseite gegenüberliegt.
Der radial äußere Ring 31 ist entsprechend mit zwei radial äußeren Laufbahnen 31' versehen, während die radial inneren Ringe 20, 34 mit entsprechenden radial inneren Laufbahnen 20', 34' versehen sind, um das Rollen der axial äußeren Reihe von Wälzkörpern 32, die zwischen dem radial äußeren Ring 31 und der Nabe 20 angeordnet sind, und der axial inneren Reihe von Wälzkörpern 33, die zwischen dem radial äußeren Ring 31 und dem radial inneren Ring 34 angeordnet sind, zu erlauben. Der Einfachheit halber sind die Bezugszeichen 32 und 33 sowohl einzelnen Kugeln als auch Reihen von Kugeln zugeordnet. Ebenfalls der Einfachheit halber kann der Ausdruck „Kugel“ in der vorliegenden Beschreibung und in den angehängten Zeichnungen beispielhaft anstelle des allgemeineren Begriffs „Wälzkörper“ verwendet werden (und das gleiche Bezugszeichen wird ebenfalls verwendet).
Um die nachstehende Beschreibung zu vereinfachen und weiter hervorzuheben, wie die Käfige 39 und 40 innovativ sind, wird nun Bezug auf 2 genommen, die einen Käfig 1 zeigt, der gemäß dem Stand der Technik ausgebildet ist, und einen kreisförmigen Grundstab 2 und mehrere Arme 3 umfasst, die umfänglich verteilt sind und sich von einer Seite des Stabs 2 erstrecken. Der Grundstab 2 und die Arme 3 haben teilweise kreisförmige konkave Flächen, die zusammen mehrere teilweise kugelförmige Taschen oder Ausfüllungen 4 zum Halten der jeweiligen Kugeln mittels Kontaktzonen 5 definieren.
3 zeigt schematisch eine Kugel 33 für eine Lagereinheit, beispielsweise die Lagereinheit 30 in 1. Sowohl die Kugel 33 als auch die Kugeln 33 der Lagereinheit 30 rollen als ein Ergebnis der relativen Drehbewegung des Innenrings und des Außenrings der Lagereinheit 30, und daher der jeweiligen Laufbahnen, um ihre eigene Rotationsachse Y in der Richtung, die mittels einer gepunkteten Linie in 3 und den Worten „Rotationsrichtung“ angegeben ist.
In dem Fall, bei dem die Kugel 33 in einem Käfig positioniert ist, wie in der 2 gezeigt ist, nämlich in einem Käfig gemäß dem Stand der Technik, kommt die Kugel 33 in Kontakt mit dem Käfig 1 mittels Kontaktpunkten 41, die entlang eines Äquatorialbereichs 331 positioniert sind, der um die Achse Y und senkrecht zu der Achse Y angeordnet ist. Andererseits kommt, wenn die Kugel 33, und gleichermaßen die Kugeln 33, der Lagereinheit 30 innerhalb eines Haltekäfigs 39, 40 (nicht in der Figur gezeigt) gemäß der vorliegenden Erfindung positioniert ist/sind, die Kugel 33 in Kontakt mit dem Käfig 39, 40 an Kontaktpunkten 41, die entlang eines Polarbereichs 332 positioniert sind, der um die Achse Y parallel zu dem Äquatorialbereich 331 angeordnet sind, aber näher an einem Pol 333 der Kugel 33.
Tatsächlich ist, wie zuvor erwähnt, die Idee, die die Basis der vorliegenden Erfindung bildet, die eines Reduzierens der Gleitreibung zwischen dem Käfig und der Kugel durch Positionieren der idealen Kontaktpunkte in dem Polarbereich 332 der Kugel 33, nämlich in der Nähe der Pole 333 der Sphäre, die die Kugel 33 bildet.
Um den potenziellen Vorteil der Lösung zu verstehen, ist es möglich, einen Winkel α zu definieren, der durch eine gerade Halblinie CA, die ihren Ursprung im Mittelpunkt C der Kugel 33 hat und durch einen Punkt A der äußeren Fläche der Kugel hindurchgeht und einen Teil des Äquatorialbereichs 331 bildet, und durch eine gerade Halblinie CB geschnitten wird, die ihren Ursprung im Mittelpunkt C der Kugel 33 hat und durch einen Punkt B der Außenfläche der Kugel hindurchgeht und einen Teil des Polarbereichs 332 bildet. Mit anderen Worten repräsentiert der Winkel α einen Winkelabstand α der Kontaktpunkte 41 hinsichtlich eines Äquators der Wälzkörper 32, 33.
Bei dieser Lösung ist die relative Tangentialgleitgeschwindigkeit des Käfigs und der Kugel durch einen Faktor reduziert, der dem Kosinus des Winkels α entspricht, wie voranstehend definiert. Im gleichen Verhältnis wird folglich die Gleitreibung zwischen der Kugel und dem Käfig reduziert.
Um den maximalen Nutzen hinsichtlich der Reduktion der Reibung zu erhalten und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Kugelhaltefähigkeit stimmt, sollte der Käfig 40 einige spezifische charakteristische Merkmale haben.
Erstens sollte der Kontaktpunkt zwischen Kugel und Käfig so nah wie möglich zu einem der zwei Pole 333 der Kugel sein. Jedoch müssen, um zu ermöglichen, dass die Kräfte in der Richtung der Rotation des Lagers absorbiert werden, und der Abstand zwischen jeder Kugel während des Betriebs aufrechterhalten wird, die Kontaktpunkte und folglich der Polarbereich 332 leicht unterhalb der Pole 333 positioniert sein. Eine bevorzugte Positionsanordnung, wie sie aus durchgeführten experimentellen Tests erlangt wurde, die den „Reibungsreduktion/Leistungsgarantie“-Kompromiss optimiert, kann durch einen Bereich von möglichen Werten für den voranstehend definierten Winkel α definiert werden, der zwischen 40° und 75° liegt, nämlich $40 ° < α < 75 ° .$
Mit Bezug auf die 4 und 5 sollten die Kontaktpunkte 41 auf die kleinstmögliche Zahl reduziert werden, um sicherzustellen, dass Kontakt nur in den zuvor definierten Polarbereichen 332 auftritt. Die minimale Anzahl der Punkte zum Halten der Kugel in der Richtung der Rotation des Lagers und zum Sicherstellen, dass nur Kontakt in dem Polarbereich auftritt, ist vier pro Kugel, nämlich zwei auf jeder Halbkugel, wie in den 4 und 5 gesehen werden kann. Für jede Halbkugel sind vorteilhafterweise die Kontaktpunkte 41 hinsichtlich der Rotationsachse der Kugel symmetrisch. Alle anderen geometrischen Eigenschaften sind ausgestaltet, um sicherzustellen, dass ein maximaler Raum zwischen Käfig und Kugel existiert.
6 zeigt eine dreidimensionale Ansicht des gesamten Käfigs 40 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Käfig umfasst einen Grundstab 44 und mehrere Arme 43, die umfänglich verteilt sind und sich von einer Seite des Stabs erstrecken. Der Grundstab und die Arme haben teilweise kugelförmige konkave Flächen, die zusammen mehrere teilweise kugelförmige Taschen oder Aushöhlungen 45 zum Halten jeweiliger Kugeln mittels Kontaktpunkten 41 definieren.
Um die maximale Anzahl von Kugeln zu halten, wird das Material des Käfigs um den minimalen Abstand zwischen zwei benachbarten Kugeln entfernt und auf diese Weise wird die Geometrie der Arme 43 eine C-förmige Form haben.
Um die Arme 43 des Käfigs 40 zu verbinden, wird ein Stab 44, der umfänglich angeordnet ist, verwendet. Um die Herstellung zu erleichtern und das Gewicht zu reduzieren, ist der Stab an dem inneren Umfang des Käfigs positioniert, wie in der 6 gesehen werden kann. Vorteilhafterweise ist der Käfig auch mit einem äußeren Stab für strukturelle Stärkeanforderungen versehen.
Die folgenden Figuren, welche Ausschnitte der voranstehenden 6 sind, zeigen Beispiele von bevorzugten Abmessungen des neuen Käfigs gemäß der Erfindung.
Die idealen Kontaktpunkte 41 zwischen Kugel und Käfig werden in der Realität durch Erhebungen 42 gebildet, welche sich radial in Richtung der Innenseite der teilweise kugelförmigen Aushöhlung 45 erstrecken. Mit Bezug auf das Voranstehende kann ein Paar von radial äußeren Erhebungen 42' und ein Paar von radial inneren Erhebungen 42" vorliegen. Die Erhebungen sind, wie in der 9 gesehen werden kann, auf kugelförmigen Flächen 46 gebildet, welche die teilweise kugelförmige Aushöhlung 45 des Käfigs 39, 40 begrenzt. Bevorzugt haben die Erhebungen 42, die an dem Käfig gebildet sind, einen Flächenbereich, der so klein wie möglich ist. Die Erhebungen 42 haben eine kurvenförmige Form, um die Kontaktfläche zu reduzieren, und haben eine genauere Kontaktzone in dem Polarbereich 332 der Kugeln 33 (wie in der 4 gesehen werden kann).
7 zeigt die Kontaktzone zwischen Käfig und Kugel, die durch radial äußere Erhebungen 42' gebildet sind, die symmetrisch miteinander relativ zu der Rotationsachse Y der Kugel (nicht in der Figur gezeigt) in die jeweilige Tasche 45 eingesetzt sind. 7 zeigt ebenfalls die Winkelposition der Erhebung 42', die durch den Winkel α' zwischen der Rotationsachse Y und der distalen Kante D' der Erhebung 42' in Bezug auf die Achse Y gemessen wird. Der Winkel α' kann bevorzugt zwischen 15° und 50° variieren, wobei die Winkelerweiterung der Erhebung 42' ungefähr 15° ist.
8 zeigt stattdessen die Kontaktzone zwischen Käfig und Kugel, die durch die radial inneren Erhebungen 42" gebildet werden, welche ebenfalls symmetrisch mit Bezug auf die Rotationsachse Y der Kugel sind. Die Winkelposition der Erhebung 42" wird durch den Winkel α" zwischen der Rotationsachse Y und der distalen Kante D" der Erhebung 42" mit Bezug auf die Achse Y gemessen. Der Winkel α" kann bevorzugt zwischen 15° und 45° variieren, wobei die Winkelerweiterung der Erhebung 42" auch ungefähr 15° sein kann.
Die Erhebungen 42 können beispielsweise mittels des gleichen Verfahrens zum Formen des Käfigs 40 geformt werden. Insbesondere werden die Erhebungen durch Formen mittels einer elektrischen Endladebearbeitung gebildet, die ihre negative Form innerhalb der Form bildet. Mit Bezug auf die 9 sollte, um die funktionalen und technologischen Voraussetzungen zu erfüllen, der Abstand „d“ der Erhebungen 42 von den Kanten der kugelförmigen Fläche 46, die die Tasche 45 begrenzt, zwischen 0,15 mm und 3 mm liegen und sollte bevorzugt einen Wert von ungefähr 0,5 mm haben. Die Höhe der Erhebung 42 mit Bezug auf die kugelförmige Fläche 46, mit anderen Worten die Dicke der Erhebung, kann Werte zwischen 0,05 mm und 0,5 mm haben. Mit Bezug auf die 10 wird der Durchmesser Ds der kugelförmigen Fläche 46 bis zu einem Maximalwert von 2,5 mm größer sein als der Durchmesser der jeweiligen Kugel 33, die in die Tasche 45 eingesetzt ist.
Schließlich und mit Bezug auf 11 hat die Tasche 45 Sehnen 47, die die Einlasskanten des unteren Endes bilden, das nützlich für das Halten der Kugel ist. Die Sehnen 47 haben eine Länge, die nicht größer ist als der Durchmesser der entsprechenden Kugel und nicht um mehr als 3 mm kleiner ist als der Durchmesser der Kugel.
Zusätzlich zu den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sollte verstanden werden, dass verschiedene weitere Varianten möglich sind. Es sollte auch verstanden werden, dass die Ausführungsformen nur Beispiele sind und weder den Gegenstand der Erfindung noch ihre Anwendungen noch mögliche Konfigurationen beschränken. Hingegen sollte verstanden werden, obwohl die voranstehend gegebene Beschreibung den Fachmann ermöglicht, die vorliegende Erfindung zumindest in einem ihrer Konfigurationsbeispiele zu implementieren, dass verschiedene Variationen der beschriebenen Komponenten möglich sind, ohne dadurch vom Umfang der Erfindung, wie er durch die angefügten Ansprüche, wörtlich interpretiert und/oder in Übereinstimmung mit ihren rechtlichen Äquivalenten definiert ist, abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008059571 A1 [0005]
JP 2003004047 A [0006]
US 4133588 A [0007]

Claims

Lagereinheit (30), die zumindest eine Reihe von Wälzkörpern (32, 33) und zumindest einen Käfig (39, 40) zum Halten der Wälzkörper (32, 33) umfasst, der wiederum umfasst: - zumindest einen Grundstab (44); - mehrere Arme (43), die umfänglich verteilt sind und sich von einer Seite des Grundstabs (44) erstrecken; und - mehrere teilweise kugelförmige Aushöhlungen (45) zum Halten der Wälzkörper (32, 33); wobei die Lagereinheit (30) dadurch gekennzeichnet ist, dass die Wälzkörper (32, 33) und die Käfige (39, 40) entlang von Kontaktpunkten (41) in Kontakt miteinander sind, die in der Nähe eines Polarbereichs (332) der Wälzkörper (32, 33) positioniert sind, so dass ein Winkelabstand (α) der Kontaktpunkte (41) mit Bezug auf einen Äquator der Wälzkörper (32, 33) zwischen 40° und 75° ist.
Lagereinheit (30) gemäß Anspruch 1, wobei die Kontaktpunkte (41) zwischen den Wälzkörpern (32, 33) und den Käfigen (39, 40) aus Erhebungen (42) bestehen, das heißt aus radial äußeren Erhebungen (42') und radial inneren Erhebungen (42"), die in den teilweise kugelförmigen Aushöhlungen (45) des Käfigs (39, 40) gebildet sind, und sich radial in Richtung der Innenseite der teilweise kugelförmigen Aushöhlungen (45) erstrecken.
Lagereinheit (30) gemäß Anspruch 2, wobei die radial äußeren Erhebungen (42') mit Bezug auf eine Rotationsachse (Y) des Wälzkörpers (32, 33) symmetrisch ist und eine Winkelposition hat, die mittels eines Winkels (α') zwischen der Rotationsachse (Y) und einer distalen Kante (D') der Erhebung (42') mit Bezug auf die Rotationsachse (Y) gemessen ist, welche in einem Bereich zwischen 15° und 50° liegt.
Lagereinheit (30) gemäß Anspruch 2, wobei die radial inneren Erhebungen (42")mit Bezug auf die Rotationsachse (Y) des Wälzkörpers (32, 33) symmetrisch ist und eine Winkelposition hat, die mittels eines Winkels (α") zwischen der Rotationsachse (Y) und der distalen Kante (D") der Erhebung (42") mit Bezug auf die Rotationsachse (Y) gemessen ist, der in dem Bereich zwischen 15° und 45° liegt.
Lagereinheit (30) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei eine Winkelerstreckung der Erhebungen (42', 42") gleich 15° ist.
Lagereinheit (30) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Abstand (d) der Erhebungen (42) von den Kanten einer kugelförmigen Fläche (46), die die teilweise kugelförmige Aushöhlung (45) begrenzt, einen Wert hat, der im Bereich zwischen 0,15 mm und 3 mm liegt.
Lagereinheit (30) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Dicke der Erhebungen (42) im Relief mit Bezug auf die kugelförmige Fläche (46) einen Wert zwischen 0,05 mm und 0,5 mm hat.
Lagereinheit (30) gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei der Unterschied zwischen dem Durchmesser (Ds) der kugelförmigen Fläche (46) und dem Durchmesser des jeweiligen Wälzkörpers (32, 33), der in die teilweise kugelförmige Aushöhlung (45) eingesetzt ist, weniger als 2,5 mm ist.
Lagereinheit (30) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die teilweise kugelförmige Aushöhlung (45) Sehnen (47), welche die Einlasskanten des unteren Endes bilden, zum Halten der Wälzkörper hat, wobei die Sehnen eine Länge haben, die zwischen dem Durchmesser des jeweiligen Wälzkörpers und dem um 3 mm reduzierten Durchmesser liegt.
Radnabenanordnung (20) für Kraftfahrzeuge, die eine Nabe (20) und eine Lagereinheit (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist, die wiederum aufweist: einen radial äußeren Ring (31), der mit einer jeweiligen radial äußeren Laufbahn (31') versehen ist, zumindest einen radial inneren Ring (20, 34), der mit entsprechenden radial inneren Laufbahnen (20', 34') versehen ist, zumindest eine Reihe von Wälzkörpern (32, 33) zwischen dem radial äußeren Ring (31) und dem radial inneren Ring (34), und zumindest einen Käfig (39, 40) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.