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Die vorliegende Erfindung betrifft ein zweireihiges Pendelrollenlager mit einem eine einheitlich sphärische Außenringlaufbahn aufweisenden Außenring und mit einem zwei separate Innenringlaufbahnen umfassenden Innenring, der koaxial vom Außenring umgeben ist, mit in zwei Rollenreihen angeordneten, tonnenförmigen Wälzkörpern, wobei diejenigen Wälzkörper die in einer Rollenreihe zusammengefasst sind, in einer der beiden separaten Innenringlaufbahnen des Innenrings und in der einheitlich sphärischen Außenringlaufbahn des Außenrings abrollen.
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Zweireihige Pendelrollenlager gehören schon lange zum Stand der Technik und weisen, wie alle Wälzlager auch, einen inneren Lagerring, einen äußeren, koaxial zum inneren Lagerring angeordneten und zu diesem einen radialen Abstand einhaltenden Lagerring und Wälzkörper auf, die auf von den Lagerringen bereitgestellten Laufbahnen abrollen. Dabei ist die Laufbahn im äußeren Lagerring einheitlich sphärisch ausgebildet, während im inneren Lagerring zwei separate Laufbahnen vorgesehen sind, die nach axial außen von je einem Bord begrenzt sind. Die tonnenförmigen Wälzkörper sind in zwei Rollenreihen angeordnet, wobei die Wälzkörper der einen Rollenreihe in der einen Laufbahn am inneren Lagerring und die Wälzkörper der anderen Rollenreihe in der anderen Laufbahn am inneren Lagerring und die Wälzkörper von beiden Rollenreihen in der gemeinsamen, sphärischen Laufbahn des äußeren Lagerrings abrollen. Eine solche Anordnung ist etwa
DD 213 980 A1 entnehmbar.
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Es kann bei einigen Anwendungen eine besonders große Ausschwenkbarkeit derartiger Pendelrollenlager gefordert sein, wie bei einem Katalogpendelrollenlager Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wird in der Regel eine neue Innenkonstruktion festgelegt, d.h. die Rollenlänge und der Druckwinkel des Lagers werden so berechnet, dass die geforderte Ausschwenkbarkeit gewährleistet wird. Das hat aber zur Folge, dass üblicherweise keine Standardteile mehr verwendet werden können. Es müssen somit regelmäßig eigens für diese geschilderten Anforderungen neue Sonderlager definiert werden, welche den geforderten Anforderungen entsprechen.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher ein zweireihiges Pendelrollenlager bereitzustellen, welches eine besonders große Ausschwenkbarkeit bei möglichst geringer von vorhandenen Standardbauteilen abweichender Konstruktion aufweist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein zweireihiges Pendelrollenlager mit einem eine einheitlich sphärische Außenringlaufbahn aufweisenden Außenring und mit einem zwei separate Innenringlaufbahnen umfassenden Innenring, der koaxial vom Außenring umgeben ist, mit in zwei Rollenreihen angeordneten, tonnenförmigen Wälzkörpern, wobei diejenigen Wälzkörper die in einer Rollenreihe zusammengefasst sind, in einer der beiden separaten Innenringlaufbahnen des Innenrings und in der einheitlich sphärischen Außenringlaufbahn des Außenrings abrollen, wobei die tonnenförmigen Wälzkörper jeweils an ihren axial aus dem Pendelrollenlager hinaus gerichteten ersten Stirnseiten eine radial zur Rotationsachse des Wälzkörpers hin gerichtete, von einer Mantelfläche des Wälzkörpers ausgehende erste Rollenkante aufweisen, die größer ist als eine radial zur Rotationsachse des Wälzkörpers hin gerichteten, von der Mantelfläche des Wälzkörpers ausgehenden zweiten Rollenkante, welche jeweils an einer axial in das Pendelrollenlager hinein gerichteten zweiten Stirnseite der Wälzkörper ausgebildet ist.
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Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass mit unveränderten Innenkonstruktionselementen des Pendelrollenlagers wie Laufbahnen, Lagerringen oder Käfig die Ausschwenkbarkeit alleinig durch eine konstruktive Anpassung einer Rollenkante der Wälzkörper vergrößert werden kann. So können eine Vielzahl von Standardbauteile des Lagers konstruktiv unverändert wiederverwendet werden.
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Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
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Wälzlager können insbesondere dazu verwendet werden, Drehbewegungen mit möglichst geringen Reibungsverlusten zu ermöglichen. Wälzlager können insbesondere zur Fixierung und/oder Lagerung von Achsen und Wellen eingesetzt werden, wobei sie, je nach Bauform, radiale und/oder axiale Kräfte aufnehmen und gleichzeitig die Rotation der Welle oder der so auf einer Achse gelagerten Bauteile ermöglichen.
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Hierzu sind zwischen einem Innenring und einem Außenring des Wälzlagers abrollende Wälzkörper angeordnet. Zwischen diesen drei Hauptkomponenten Innenring, Außenring und den Wälzkörpern tritt innerhalb des Wälzlagers in der Regel hauptsächlich Rollreibung auf. Da die Wälzkörper im Innen- und Außenring bevorzugt auf gehärteten Stahlflächen mit optimierter Schmierung abrollen können, ist die Rollreibung derartiger Lager relativ gering.
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Der Innenring kann insbesondere die Wälzlager aufnehmende Welle mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Welle mit der der Welle zugewandten Seite der Mantelfläche des Innenrings verbunden sein, wobei auf der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Innenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen. Der Innenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Innenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.
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Der Innenring kann einen Innenringeinstich aufweisen. In einem Innenringeinstich kann insbesondere eine Abdeckscheibe, Dichtscheibe und/oder Dichtung insbesondere kraft- und/oder formschlüssig angeordnet sein. Bevorzugt ist der Innenringeinstich als eine umlaufende Nut in dem Innenring ausgebildet.
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Der Außenring kann insbesondere die Wälzlager aufnehmende Lagerung mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Lagerung mit der der Lagerung zugewandten Seite der Mantelfläche des Außenrings verbunden sein, wobei der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Außenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen. Der Außenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Außenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.
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Der Außenring kann einen Außenringeinstich aufweisen. In einem Außenringeinstich kann insbesondere eine Abdeckscheibe, Dichtscheibe und/oder Dichtung insbesondere kraft- und/oder formschlüssig angeordnet sein. Bevorzugt ist der Außenringeinstich als eine umlaufende Nut in dem Außenring ausgebildet.
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Die Wälzkörper haben die Form einer Rolle. Sie wälzen sich auf den Laufbahnen des Wälzlagers ab und haben die Aufgabe, die auf ein Radialwälzlager wirkende Kraft vom Außenring auf den Innenring und umgekehrt zu übertragen. Bei einem Axialwälzlager übertragen die Wälzkörper die auf das Axialwälzlager wirkenden Kräfte zwischen den Laufscheiben. Rollenförmige Wälzkörper werden auch als Rollenwälzkörper bezeichnet. Rollenförmige Wälzkörper können beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der symmetrischen Tonnenrollen oder der asymmetrischen Tonnenrollen.
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Wälzkörper können in einem Käfig oder durch Wälzkörperdistanzstücke geführt und voneinander beabstandet sein. Es ist grundsätzlich auch denkbar, ein käfigloses Wälzlager auszubilden, welches auch als vollrolliges Wälzlager bezeichnet wird. Bei vollrolligen Wälzlagern können sich benachbarte Wälzkörper kontaktieren.
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Die Wälzkörper können innerhalb des Wälzlagers insbesondere auf der Innenringlaufbahn des Innenrings abwälzen. Hierzu kann vorteilhafter Weise die Oberfläche der Innenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein, beispielsweise auch durch ein entsprechendes Oberflächenbehandlungsverfahren und/oder durch Aufbringen einer entsprechenden zusätzlichen Materialschicht. Die Innenringlaufbahn kann eben oder profiliert ausgebildet sein. Eine profilierte Ausgestaltung der Innenringlaufbahn kann beispielsweise zur Führung der Wälzkörper auf der Innenringlaufbahn dienen. Eine ebene Ausformung der Innenringlaufbahn kann hingegen beispielsweise eine gewisse axiale Verschiebbarkeit der Wälzkörper auf der Innenringlaufbahn erlauben.
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Die Wälzkörper können innerhalb des Wälzlagers insbesondere auf der Außenringlaufbahn des Außenrings abwälzen. Hierzu kann vorteilhafter Weise die Oberfläche der Außenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein, beispielsweise auch durch ein entsprechendes Oberflächenbehandlungsverfahren und/oder durch Aufbringen einer entsprechenden zusätzlichen Materialschicht.
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Ein Wälzlager kann einen Käfig aufweisen, wobei der Käfig die Wälzkörper führt. Der Käfig ist so ausgebildet, dass die Wälzkörperkugeln und/oder die Wälzkörperrollen voneinander beabstandet werden, damit beispielsweise die Reibung und Wärmeentwicklung der Wälzkörper möglichst geringgehalten wird. Ferner hält der Käfig die Wälzkörperkugeln und/oder Wälzkörperrollen in einem festen Abstand beim Abwälzen zueinander, wodurch eine gleichmäßige Lastverteilung erzielt werden kann. Der Käfig kann einstückig oder mehrstückig ausgeführt sein.
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Ein Wälzlager kann eine Dichtung aufweisen, um ein Austreten von Schmiermittel aus dem Wälzlager oder ein Eintreten von Schmutz oder Feuchtigkeit in das Wälzlager zu verhindern. Hierzu können die eingesetzten Dichtungen mit einer oder mehreren Dichtlippen versehen sein, die an einem Bauteil des Wälzlagers anliegen können. Diese sind derart ausgelegt, dass sie zum einen möglichst über die gesamte Lebensdauer das Lager abdichten, andererseits die Reibung durch die anliegende Dichtung nicht zu hoch ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine erste axiale Erstreckung der ersten Rollenkante größer ist als eine zweite axiale Erstreckung der zweiten Rollenkante. Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass eine erste radiale Erstreckung der ersten Rollenkante größer ist als eine zweite radiale Erstreckung der zweiten Rollenkante.
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Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die erste Rollenkante eine erste konvexe Bogenkontur aufweist und/oder die zweite Rollenkante eine zweite konvexe Bogenkontur aufweist, was einen besonders günstigen Spannungsverlauf an der Rollenkante bewirkt.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die erste Rollenkante einen ersten Radius aufweist und/oder die zweite Rollenkante einen zweiten Radius aufweist, was ebenfalls zu einem günstigen Spannungsverlauf an den Wälzkörpern beitragen kann.
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Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die erste Rollenkante eine erste Rampenkontur aufweist und/oder die zweite Rollenkante eine zweite Rampenkontur aufweist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass sich derartige Rampen fertigungstechnisch besonders günstig herstellen lassen.
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In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Innenring jeweils an seiner axial aus dem Pendelrollenlager hinaus gerichteten Stirnseiten jeweils einen umlaufenden Bord aufweist, an dem die Wälzkörper über ihre Stirnseiten, axial geführt sind.
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Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass die Wälzkörper im Wesentlichen identisch ausgeformt sind, was durch eine hohe Gleichteiligkeit besonders wirtschaftlich ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
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Es zeigt:
- 1 ein Pendelrollenlager in einer Axialschnittansicht,
- 2 eine Detailansicht eines Standard-Pendelrollenlagers in einer Axialschnittdarstellung,
- 3 ein Wälzkörper in einer Detailansicht einer Axialschnittdarstellung.
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Die 1 zeigt ein zweireihiges Pendelrollenlager 2 mit einem eine einheitlich sphärische Außenringlaufbahn 3 aufweisenden Außenring 4 und mit einem zwei separate Innenringlaufbahnen 5a,5b umfassenden Innenring 6, der koaxial vom Außenring 4 umgeben ist.
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Ferner besitzt das Pendelrollenlager 2 in zwei Rollenreihen 7a,7b angeordnete, tonnenförmige Wälzkörper 8a, 8b, wobei diejenigen Wälzkörper 8a,8b, die in einer Rollenreihe 9a,9b zusammengefasst sind, in einer der beiden separaten Innenringlaufbahnen 5a,5b des Innenrings 6 und in der einheitlich sphärischen Außenringlaufbahn 3 des Außenrings 3 abrollen. Der Innenring 6 besitzt jeweils an seiner axial aus dem Pendelrollenlager 2 hinaus gerichteten Stirnseiten 20 jeweils einen umlaufenden Bord 21, an dem die Wälzkörper 8a,8b über ihre Stirnseiten 12,15 axial geführt sind.
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Die tonnenförmigen Wälzkörper 8a,8b, die auch als Pendelrollen bezeichnet werden können, weisen jeweils an ihren axial aus dem Pendelrollenlager 2 hinaus gerichteten ersten Stirnseiten 12 eine radial zur Rotationsachse 10 des Wälzkörpers 8a,8b hin gerichtete, von einer Mantelfläche 13 des Wälzkörpers 8a,8b ausgehende erste Rollenkante 11 auf, die größer ist als eine radial zur Rotationsachse 10 des Wälzkörpers 8a,8b hin gerichteten, von der Mantelfläche 13 des Wälzkörpers 8a,8b ausgehenden zweiten Rollenkante 14, welche jeweils an einer axial in das Pendelrollenlager 2 hinein gerichteten zweiten Stirnseite 15 der Wälzkörper 8a,8b ausgebildet ist. Dies wird auch gut aus der Zusammenschau mit der 2 deutlich. Die Wälzkörper 8a,8b sind im Wesentlichen identisch ausgeformt.
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Dies wird anhand der 3 näher erläutert. Aus der 3 wird ersichtlich, dass eine erste axiale Erstreckung 16 der ersten Rollenkante 11 größer ist als eine zweite axiale Erstreckung 17 der zweiten Rollenkante 14. Ferner ist eine erste radiale Erstreckung 18 der ersten Rollenkante 11 größer ist als eine zweite radiale Erstreckung 19 der zweiten Rollenkante 14. Die erste Rollenkante 11 weist eine erste konkave Bogenkontur und die zweite Rollenkante 14 eine zweite konkave Bogenkontur auf. Zur Ausbildung der konkaven Bogenkontur kann die erste Rollenkante 11 einen ersten Radius und/oder die zweite Rollenkante 14 einen zweiten Radius aufweisen. Alternativ oder ergänzend wäre es auch möglich, dass die erste Rollenkante 11 eine erste Rampenkontur und/oder die zweite Rollenkante 14 eine zweite Rampenkontur aufweist.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Pendelrollenlager
- 3
- Außenringlaufbahn
- 4
- Außenring
- 5
- Innenringlaufbahnen
- 6
- Innenring
- 7
- Rollenreihen
- 8
- Wälzkörper
- 10
- Rotationsachse
- 11
- Rollenkante
- 12
- Stirnseiten
- 13
- Mantelfläche
- 14
- Rollenkante
- 15
- Stirnseite
- 16
- erste axiale Erstreckung
- 17
- zweite axiale Erstreckung
- 18
- erste radiale Erstreckung
- 19
- zweite radiale Erstreckung
- 20
- Stirnseiten
- 21
- Bord
