DE19851897B4

DE19851897B4 - Kegelrollenlager

Info

Publication number: DE19851897B4
Application number: DE19851897A
Authority: DE
Inventors: Hermann Lanz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1998-11-11
Filing date: 1998-11-11
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2018-11-12
Also published as: DE19851897A1

Abstract

Kegelrollenlager, mit einem Innenring, einem Aussenring und einer Vielzahl von Wälzkörpern, die zwischen Innenring und Aussenring angeordnet sind und die von einem Käfig gehalten werden und mit einer Anordnung, die das Lager mit einem Ölstrom versorgt, um es zu schmieren und zugleich zu kühlen, wobei die Anordnung eine Ölzufuhr aufweist, die den Ölstrom dem Ende des Kegelrollenlagers mit dem kleineren Kegeldurchmesser zuführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung zur Versorgung des Lagers mit dem Ölstrom zusätzliche eine Bohrung (6) aufweist, die an der dem Ende des Kegelrollenlagers mit dem grösseren Durchmesser benachbarten Axialscheibe (7) vorgesehen ist sowie einen Ringkanal (8) aufweist, der zwischen der Axialscheibe (7) und dem zugehörigen Ende des Kegelrollenlagers vorgesehen ist, sodass ein zusätzlicher Ölstrom (12) unter den Käfig (9) in das Kegelrollenlager (1) derart eingeführt wird, dass er direkt auf die Wälzkörper (10) und/oder den Käfig (9) trifft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kegelrollenlager mit einem Innenring, einem Aussenring und einer Vielzahl von Wälzkörpern, die zwischen Innenring und Aussenring angeordnet sind, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Kegelrollenlager werden insbesondere in Kraftfahrzeugen vielfältig verwendet, beispielsweise in Getrieben. Sie weisen insbesondere den Vorteil auf, dass sie hohe Axial- und Radialkräfte aufnehmen können. Die Wälzkörper, die zwischen dem Innenring und dem Aussenring angeordnet sind und üblicherweise von einem Käfig gehalten werden, müssen dabei ausreichend mit einem Ölstrom zur Schmierung und zur Kühlung versorgt werden. Ein solches Kegelrollenlager ist beispielsweise in der DE 39 07 154 C2 veröffentlicht.

Bei geringen Drehgeschwindigkeiten der beiden Ringe relativ zueinander sorgen die auftretenden Turbulenzen des Ölstromes dafür, dass alle miteinander in Berührung stehenden Metallflächen ausreichend mit dem Öl versorgt werden. Bei höheren Relativgeschwindigkeiten jedoch bedingen die auftretenden Zentrifugalkräfte eine ungleichmässige Aufbringung des der Kühlung und der Schmierung dienenden Öles an bestimmten Stellen, wodurch Beschädigungen des Kegelrollenlagers bei länger dauerndem Einsatz auftreten können. Die am höchsten beanspruchte Stelle bei Kegelrollenlagern ist der Bord am Innenring am Ende des Kegellagers mit dem grösseren Kegeldurchmesser. Bei den herkömmlichen Ausführungen von Kegelrollenlagern ist dies aber genau die Stelle, die am wenigstens innerhalb des Kegelrollenlagers mit Öl versorgt wird.

Zur Verbesserung dieser hoch beanspruchten Stelle im Kegelrollenlager wurde bereits in der EP 81281 B1 ein Wälzlager vorgeschlagen, welches einen ersten Laufring mit einer Lauffläche und einer axial dazu gerichteten Fläche an einem Ende der Lauffläche aufweist sowie einen zweiten Laufring mit einer der Lauffläche des ersten Laufrings gegenüberliegenden zweiten Lauffläche. Zwischen den Laufflächen sind Wälzelemente eingefügt, welche sich an diesen abstützen, sodass einer der Laufringe sich relativ zum anderen drehen kann. Auf der axial gerichteten Fläche auf dem ersten Laufring ist ein Schmierring vorgesehen, der eine zur Drehachse des Lagers hin offene Vertiefung und eine Anzahl von Kanälen enthält, die von der Vertiefung hinweg verlaufen und zu den Wälzelementen hin offen sind, wobei die Anordnung derart ausgestaltet ist, dass die inneren Ränder der Vertiefung näher an der Drehachse als die Enden der zu den Wälzelementen hin offenen Kanäle liegen, sodass ein in die Vertiefung eingebrachtes Schmieröl durch Zentrifugalkraft durch die Kanäle gefördert und auf die Wälzelemente ausgegeben wird. Die Kanäle sind dabei zwischen gegenüberliegenden aneinander grenzenden Flächen des Schmierrings und des Laufrings ausgebildet.

Mit diesem Wälzlager wird bereits eine erhebliche Verbesserung der Schmier- und Kühlwirkung durch den Ölstrom erzielt, jedoch ist in Ausbildung des Schmierringes mit einer Vielzahl von Kanälen kostenintensiv und zeitaufwendig und erfordert einen zusätzlichen Bauaufwand für das fertige Wälzlager.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kegelrollenlager vorzuschlagen, bei dem auf besonders einfache Art und Weise die Schmierung und die Kühlung der höchstbe anspruchten Stelle, d. h. des Bordes am Innenring am grösseren Kegeldurchmesser, verbessert wird.

Ausgehend von einem Kegelrollenlager der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe durch die Merkmale nach Anspruch 1; ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist im Unteranspruch beschrieben.

Erfindungsgemäss wird also bei einem Kegelrollenlager, bei dem die Wälzkörper von einem Käfig gehalten werden und das mit einer Anordnung versehen ist, die das Lager mit einem Ölstrom versorgt, vorgeschlagen, dass diese Anordnung zusätzlich eine Bohrung aufweist, die in einer dem Ende des Kegelrollenlagers mit dem grösseren Durchmesser benachbarten Axialscheibe vorgesehen ist sowie einen Ringkanal aufweist, der zwischen der Axialscheibe und dem zugehörigen Ende des Kegelrollenlagers vorgesehen ist, sodass ein zusätzlicher Ölstrom unter dem Käfig in das Kegelrollenlager derart eingeführt wird, dass er direkt auf die Wälzkörper und/oder den Käfig trifft.

Das erfindungsgemässe Kegelrollenlager weist den doppelten Vorteil auf, dass einmal die Ölmenge am Bord am Innenring am grösseren Kegeldurchmesser erhöht wird durch den zusätzlichen durch die Bohrung und den Ringkanal auftreffenden Ölstrom und dass die Temperatur des Öls am Bord geringer ist, da es noch nicht durch die Lageraussenlaufbahn vorgewärmt worden ist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der Ölfluss dadurch optimiert werden, dass der Käfig nach innen umgebördelt wird und dadurch eine Ölstaurinne bildet, die sicherstellt, dass das Öl nur in Richtung der Wälzkörper abfliessen kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
1 einen Schnitt durch ein herkömmliches Kegelrollenlager und
2 einen Schnitt durch ein erfindungsgemässes Kegelrollenlager.
Da Kegelrollenlager an und für sich gut bekannt sind, sind in den Zeichnungen nur die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Bauteile mit Bezugszeichen versehen. Das in den Figuren mit 1 bezeichnete Kegelrollenlager wird, wie in 1 schematisch dargestellt, durch den Ölstrom 4 geschmiert und gekühlt. Durch die Fliehkraft fliesst dieser Ölstrom ausschliesslich an der äusseren Lagerlaufbahn 3 entlang, während die innere Lagerlaufbahn 5 und der Bord 2 nur durch Adhäsionsöl an den Wälzkörpern geschmiert wird. Der Bord 2 am Innenring ist jedoch diejenige Stelle, die am höchsten beansprucht wird und die bei diesen herkömmlichen Kegelrollenlagern am wenigstens mit Öl versorgt wird.
Die Öltemperatur an der Zufuhrstelle zum Kegelrollenlager, (mit ϑ_EIN bezeichnet) ist im allgemeinen um 10°C oder geringer als die Öltemperatur am Ölaustritt (mit ϑ_AUS bezeichnet). Die Schmierung des Bordes 2 ist also nicht nur hinsichtlich der Ölmenge, sondern auch hinsichtlich der Viskosität nicht optimal.
2 zeigt nun einen Schnitt durch ein erfindungsgemässes Kegelrollenlager, bei dem in einer dem Ende des Kegelrollenlagers mit dem grösseren Durchmesser benachbarten Axialscheibe 7 eine Bohrung 6 vorgesehen ist, durch die kühles Öl dem Käfig 9 des Kegelrollenlagers über einen Ringkanal 8 zugeführt wird, der zwischen der Axialscheibe 7 und dem zugehörigen Ende des Kegelrollenlagers vorgesehen ist, wobei dieser zusätzliche mit 12 bezeichnete Ölstrom unter den Käfig 9 in das Kegelrollenlager derart eingeführt wird, dass er direkt auf die Wälzkörper 10 und/oder den Käfig 9 trifft. Von dort und von den Wälzkörpern 10 wird der zusätzliche Ölstrom 12 erfasst und adhäsiv an den Bord 2 transportiert. Die in 1 dargestellte herkömmliche Versorgung des Kegelrollenlagers 1 an der mit ϑ_EIN bezeichneten Stelle bleibt dabei erhalten.
2 lässt erkennen, dass die Ölmenge am Bord durch den zusätzlichen Ölstrom 12 beträchtlich erhöht wird, wobei die Temperatur des Öls am Bord geringer ist, da es noch nicht durch die Lageraussenbahn vorgewärmt worden ist.
Der Ölfluss kann noch dadurch optimiert werden, dass der Käfig 9 nach innen umgebördelt wird, sodass eine Ölstaurinne 11 ausgebildet wird, welche sicherstellt, dass das Öl nur in Richtung der Wälzkörper 10 abfliessen kann.

1: Kegelrollenlager
2: Bord am Innenring
3: äusserer Lagerlauf
4: Ölstrom
5: innerer Lagerlauf
6: Bohrung
7: Axialscheibe
8: Ringkanal
9: Käfig
10: Wälzkörper
11: Ölstaurinne
12: zusätzlicher Ölstrom

Claims

Kegelrollenlager, mit einem Innenring, einem Aussenring und einer Vielzahl von Wälzkörpern, die zwischen Innenring und Aussenring angeordnet sind und die von einem Käfig gehalten werden und mit einer Anordnung, die das Lager mit einem Ölstrom versorgt, um es zu schmieren und zugleich zu kühlen, wobei die Anordnung eine Ölzufuhr aufweist, die den Ölstrom dem Ende des Kegelrollenlagers mit dem kleineren Kegeldurchmesser zuführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung zur Versorgung des Lagers mit dem Ölstrom zusätzliche eine Bohrung (6) aufweist, die an der dem Ende des Kegelrollenlagers mit dem grösseren Durchmesser benachbarten Axialscheibe (7) vorgesehen ist sowie einen Ringkanal (8) aufweist, der zwischen der Axialscheibe (7) und dem zugehörigen Ende des Kegelrollenlagers vorgesehen ist, sodass ein zusätzlicher Ölstrom (12) unter den Käfig (9) in das Kegelrollenlager (1) derart eingeführt wird, dass er direkt auf die Wälzkörper (10) und/oder den Käfig (9) trifft.
Kegelrollenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Axialring (7) zugewandte Ende des Käfigs (9) nach innen umgebördelt ist und dadurch eine Ölstaurinne (11) bildet.