DE19853686A1 - Wälzlager - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Wälzlager und insbesondere auf eine Wälzlager- Halterung oder einen Wälzlager-Käfig zur Verwendung bei Wälzlagern für hohe Belastungen.

Bisher wurden Wälzlager-Halterungen oder Wälzlager-Käfige verwendet, die Endränder hatten, die durch Querstege miteinander verbunden waren, um eine starre Struktur mit Wälzkörpertaschen zu bilden. Die Querstege bieten eine umfangsmäßige Trennung und eine axiale Lokalisierung der Wälzkörper und halten die Ausrichtung der Wälzkörper aufrecht, um eine Schrägstellung oder ein Schräglaufen der Wälzkörper zu vermeiden. Eine radiale Halte­ rung der Wälzkörper wird durch Laschen oder andere Oberflächen an den Querstegen erreicht, um die Wälzkörper in der radial nach innen und/oder radial nach außen weisenden Richtung zu halten. Jedoch sind solche Wälzlager-Käfige schwierig und teuer herzustellen, und sie vermindern die Belastungskapazität und die Schmierung des Lagers aufgrund des für die Querstege erforderlichen Raums.

Um die Belastungskapazität des Lagers zu erhöhen, wurden Wälzkörper oder Rollen mit Zapfenenden verwendet, die es den Rollen oder Wälzkörpern gestatteten, als voller Kranz eng nebeneinander angeordnet zu werden, ohne daß sie durch Querstege der Wälzlager-Hafterung oder des Käfigs voneinander getrennt sind, wobei es den Rollen gestattet ist, gegen benach­ barte Rollen zu reiben. Eine radiale Halterung der Rollen kann durch Eingriff der Zapfen mit einer eingerollten Lippe einer gezogenen äußeren Hülse erreicht werden. Jedoch haben solche Lager einen begrenzten Raum für Schmiermittel, und sie sind nicht für Hochgeschwindig­ keitsanwendungen geeignet. Zusätzlich sind Wälzkörper mit Zapfen schwer und teuer herzu­ stellen.

Aus dem vorstehenden ergeben sich Beschränkungen der bisherigen Lager. Demgemäß soll durch die Erfindung eine Alternative geschaffen werden, mit der eine oder mehrere der genannten Beschränkungen überwunden werden können.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Wälzlager entsprechend dem Patentanspruch 1 erreicht.

Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung.

Fig. 1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Wälzlagers;

Fig. 2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Endrings des Käfigs des Wälzlagers von Fig. 1.

Fig. 1 veranschaulicht ein Wälzlager 10 mit Rollen 12, mit einem aus zwei Elementen bestehenden Wälzlagerkäfig 14 und mit einem gezogenen äußeren hülsenförmigen Ring 16. Die beiden Elemente, die im wesentlichen den Wälzlagekäfig 14 bilden, sind erste und zweite Endringe 18 und 20. Die Rollen 12 sind parallel zu der Achse 22 des Wälzlagers 10 ausge­ richtet und sie sind in Umfangsrichtung in Rollentaschen 24 beabstandet, die durch sich axial und radial nach innen erstreckende Flügel 26 der Endringe 18 und 20 gebildet sind.

Fig. 2 zeigt, daß die Flügel 26 nicht flache Trenneinrichtungen sind, sondern daß sie Halte­ rungsflächen 28 haben, die sich an den Rollentaschen so in Umfangsrichtung erstrecken, daß die Rollen 12 in wenigstens einer der radial nach innen und radial nach außen gerichteten Richtungen gehalten sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Halterungs­ flächen 28 zylindrisch, und sie passen zu der Gestalt der Rollen 12, wobei sie eine lose Passung mit den Rollen derart bilden, daß die radiale Halterung der Rollen 12 sowohl in Richtung nach innen als auch in Richtung nach außen geschaffen ist.

Das Zusammenfügen des Wälzlagers 10 kann dadurch erreicht werden, daß die Rollen 12 radial nach außen oder radial nach innen in den Lagerkäfig 14 zwischen die Endringe 18 und 20 eingeschnappt werden, oder durch axiales Einsetzen der Rollen 12 in die Endringe 18 und 20, wobei in beiden Fällen eine Unteranordnung oder Untereinheit von Rollen und Halterung geschaffen wird. Diese Untereinheit kann in einen Lagerring 16 in Form einer teilweise ausgebildeten gezogenen Hülse (Hülse mit nur einem nach innen gekehrten Flansch 30) eingesetzt werden, die anschließend weiter bearbeitet wird, um einen äußeren Lagerring 16 mit einem zweiten, eingerollten Flansch 32 zu erzeugen.

Da die Rollen 12 an ihrer Teilungslinie oder ihrem Teilkreis nicht wesentlich durch einen Käfigsteg unterbrochen oder getrennt sind, wie bei herkömmlichen Ausbildungen, können die Rollen 12 bei dieser neuen Ausbildung wesentlich enger beieinander angeordnet werden, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, eine größere Anzahl von Rollen in den Lagerkranz einzubauen und einen bedeutenden Gewinn an Belastungskapazität zu erzielen.

Ein wirkungsvoller Betrieb dieser neuen Ausbildung beruht auf der Tendenz der Rollen, sich parallel zu den Mittelachsen der Welle und des Gehäuses in der Lasttragezone auszurichten. Während des Ausrichtens der Rollen führen die Enden der radial belasteten Rollen die beiden Halterungsteile in eine axial spiegelbildliche Ausrichtung. Diese Ausrichtung überträgt sich dann auf die Rollen in dem nicht belasteten Bereich, die durch Berührung mit ihren zu­ gehörigen Halterungsvorsprüngen in axiale Ausrichtung bezüglich Welle und Gehäuse gezwungen werden. Vorzugsweise sind die Rollen 12 Nadelrollen, und sie können eine Länge haben, die größer ist als viermal ihr Durchmesser.

Die Flügel 26 der Endringe 18 und 20 erstrecken sich axial nach innen und in radialer Richtung nach innen, parallel zu der Lagerachse 22 und über eine ausreichende Länge, die in Fig. 2 als Flügelhöhe ersichtlich ist, so daß eine Schrägstellung oder ein Schräglauf der Rollen 12 begrenzt wird. Dieses Merkmal gestattet es den Rollen 12, abgerundete Enden zu haben, z. B. elliptische oder mit Radius versehene Enden, wodurch eine Kantenbelastung vermieden wird und ein Punktkontakt mit einer flachen Oberfläche ermöglicht ist, die an dem Boden der Rollentaschen 24 vorgesehen ist. Dieses Merkmal stellt auch sicher, daß die Rollen 12 während ihrer Handhabung vor dem Einbau des Wälzlagers 10 an Ort und Stelle bleiben.

In dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der aus zwei Elementen bestehen­ de Wälzlager-Käfig axial gegen die Rollen 12 durch Flansche 30 und 32 eines gezogenen äußeren Lagerrings 16 gehalten. Die Rollen 12 sind über eine nicht gezeigte Welle ein­ zubauen. Der Wälzlager-Käfig kann auch in Verbindung mit anderen Lagerausbildungen verwendet werden, mit nur einem inneren Lagerring oder mit sowohl einem inneren als auch einem äußeren Lagerring oder zwischen einem Gehäuse und einer Welle. Bei solchen Anwen­ dungsfällen können andere Anlagemittel verwendet werden, die anstelle der Flansche 30 und 32 in Eingriff mit den Endringen 18 und 20 kommen, um eine axial nach außen gerichtete Bewegung der Endringe zu begrenzen, so daß die Enden der Rollen 12 innerhalb der Rollen­ taschen 24 gehalten werden.

Das Wälzlager weist eine Vielzahl von Rollen 12 auf, einen einzigartigen, aus zwei Elemen­ ten bestehenden Käfig, der eine radiale Rollenhalterung bietet, eine axiale Rollenlokalisierung und eine umfangsmäßige Trennung der Rollen voneinander. Die Elemente des Käfigs können aus einem Polymer, aus einem breiten oder einem schmalen Metallstreifen oder aus gewickel­ ten metallischen Materialien konstruiert werden, und sie sind allgemein dünne Ringe mit axialen Vorsprüngen an einer radial gerichteten Fläche, die dazu dienen, die Rollenenden und benachbarte Rollen lose zu berühren, und zwar mit einem gesteuerten und minimalen Abstand in Umfangsrichtung.

Die Erfindung schafft somit eine erhöhte Belastungskapazität ohne die Nachteile von Aus­ bildungen mit vollen Wälzkörper-Kränzen. Die Rollen sind minimal voneinander getrennt, um ein gegenseitiges Reiben benachbarter Rollen zu vermeiden und eine verbesserte Schmierung in bezug auf Lager mit vollen Rollensätzen zu bieten. Im Ergebnis sind solche Lager für Anwendungen bei höheren Geschwindigkeiten geeignet.

Claims (5)

1. Wälzlager aus einem mit zwei Elementen bestehenden Lagerkäfig (14), der erste und zweite Endringe (18, 20) aufweist, die längs einer Achse (22) des Lagers (10) mit Abstand voneinander angeordnet sind und die Flügel (26) haben, die zwischen sich in Umfangsrichtung beabstandete Wälzkörpertaschen (24) bilden,

• - wobei die Endringe (18, 20) voneinander unabhängig sind, so daß eine starre Verbindung der Endringe nicht vorgesehen ist,
• - mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Wälzkörpern (12), die parallel zu der Lagerachse (22) ausgerichtet sind und die zwischen den Endringen (18, 20) so angeordnet sind, daß die Enden der Wälzkörper (12) innerhalb der Wälzkörpertaschen (24) aufgenommen sind,
• - wobei Anlagemittel mit den Endringen (18, 20) in Eingriff bringbar sind, um eine axial nach außen gerichtete Bewegung der Endringe (18, 20) zu begrenzen, so daß die Enden der Wälzkörper (12) innerhalb der Wälzkörpertaschen (24) gehalten sind,
• - wobei die Flügel (26) der Endringe (18, 20) Halterungsflächen (28) haben, die sich benachbart zu den Wälzkörpertaschen (24) in deren Umfangsrichtung derart erstrecken, daß die Wälzkörper (12) in wenigstens einer radialen Richtung gehal­ ten sind,
• - wobei sich die Flügel (26) der Endringe (18, 20) parallel zu der Lagerachse (22) über eine ausreichende Länge erstrecken, so daß eine Schrägstellung oder ein Schräglauf der Wälzkörper (12) begrenzt ist.

2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (26) der Endrin­ ge (18, 20) sich in axialer Richtung und/oder radial nach innen erstrecken.

3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Wälzkörper (12) abgerundete Enden haben, die mit den Wälzkörpertaschen der Endringe (18, 20) in Eingriff bringbar sind.

4. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Wälzkörper (12) eine Länge haben, die größer ist als viermal ihr Durchmesser.

5. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es einen äußeren Ring (16) in Form einer gezogenen Hülse aufweist, die eine äußere Laufbahn für die Wälzkörper (12) bietet, wobei die mit den Endringen (18, 20) in Eingriff bringbaren Anlagemittel radial nach innen gekehrte Flansche (30, 32) der Ringhülse (16) aufweisen.