DE19856319B4

DE19856319B4 - Distanzstück für ein Kreuzrollenlager

Info

Publication number: DE19856319B4
Application number: DE1998156319
Authority: DE
Inventors: Michael Kratz
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1998-12-07
Filing date: 1998-12-07
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2018-12-08
Also published as: DE19856319A1; WO2000034673A1

Abstract

Distanzstück (1) für ein Kreuzrollenlager, dessen Grundkörper (2) gegenüberliegende, den Wälzflächen benachbart angeordneter Zylinderrollen (7, 9) zugewandte plane Kontaktflächen (3, 4) aufweist, wobei die Zylinderrollen (7, 9) um 90° zueinander versetzt angeordnete Drehachsen (8,10) besitzen und jede Kontaktfläche (3, 4) in Umfangsrichtung zeigende Vorsprünge hat, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Kontaktfläche (3, 4) vier voneinander beabstandete kegelstumpfartige Führungsnoppen (5, 6) angeordnet sind, deren Abstand (A, B) voneinander sowohl in Richtung der ersten Drehachse (8) als auch in Richtung der zweiten Drehachse (10) gleich groß ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Distanzstück für ein Kreuzrollenlager, dessen Grundkörper gegenüberliegende, den Wälzflächen benachbart angeordneter Zylinderrollen zugewandte plane Kontaktflächen aufweist, wobei die Zylinderrollen um 90° zueinander versetzt angeordnete Drehachsen besitzen und jede Kontaktfläche in Umfangsrichtung zeigende Vorsprünge hat.

Hintergrund der Erfindung

Ein derart gattungsgemäßes Distanzstück für ein Kreuzrollenlager ist aus der französischen Patentschrift FR 20 71 234 vorbekant. Das in den 2 und 3 dargestellte Distanzstück besteht aus einem Grundkörper, der plattenförmig ausgebildet ist, wobei an den gegenüberliegenden planen Kontaktflächen Zylinderrollen eines Kreuzrollenlagers anliegen, deren Drehachsen um 90° zueinander versetzt angeordnet sind. Dieser plattenförmige Grundkörper weist auf einer Seite in Richtung der ersten Drehachse gegenüberliegende am Ende angeordnete streifenartige Vorsprünge auf, die einen Teil der Mantelfläche der Zylinderrollen umfassen. Auf der anderen Seite weist der Grundkörper wiederum in Richtung der zweiten Drehachse gegenüberliegende, am Ende angeordnete streifenartige Vorsprünge auf, die einen Teil der Mantelfläche der versetzt angeordneten Zylinderrollen umfassen. Dabei verläuft ein erster strei fenartiger Vorsprung der ersten Kontaktfläche zunächst von einem Ende zum anderen Ende des Grundkörpers und geht dann in einen zweiten streifenartigen Vorsprung der zweiten Kontaktfläche über. Dieser verläuft wiederum von einem zum anderen Ende des Grundkörpers und geht in einen dritten streifenartigen Vorsprung der ersten Kontaktfläche über, der parallel, aber beabstandet vom ersten streifenartigen Vorsprung verläuft. Dieser dritte streifenartige Vorsprung der ersten Kontaktfläche verläuft wiederum von einem zum anderen Ende des Grundkörpers und geht dann in einen vierten streifenförmigen Vorsprung der zweiten Kontaktfläche über. Wie erster und dritter Vorsprung der ersten Kontaktfläche sind auch zweiter und vierter Vorsprung der zweiten Kontaktfläche parallel, aber zueinander beabstandet angeordnet. Erster und dritter bzw. zweiter und vierter Vorsprung zeigen dabei in je eine entgegengesetzt liegende Umfangsrichtung des Kreuzrollenlagers.

Dabei ist von Nachteil, daß diese gattungsgemäßen Distanzstücke aufgrund ihrer streifenartigen Vorsprünge und deren Übergänge ineinander nur in sehr aufwendiger Weise gefertigt werden können, d. h. es sind kompliziert aufgebaute Formwerkzeuge erforderlich. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß solche Distanzstücke aufgrund der Anordnung ihrer streifenartigen Vorsprünge nur gerichtet, d. h. nur in einer Richtung in das Kreuzrollenlager einsetzbar sind. Ein solch gerichtetes Einsetzen verteuert aber die Montage eines Kreuzrollenlagers erheblich.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Vermeidung der bisherigen Nachteile ein gattungsgemäßes Distanzstück für ein Kreuzrollenlager zu entwickeln, daß sich einerseits wesentlich einfacher fertigen läßt und daß andererseits eine vereinfachte Montage des Gesamtlagers erlaubt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, daß auf jeder Kontakffläche vier voneinander beabstandete kegelstumpfartige Führungsnoppen angeordnet sind, deren Ab stand voneinander sowohl in Richtung der ersten Drehachse als auch in Richtung der zweiten Drehachse gleich groß ist.

Ein derartiges Distanzstück mit plattenartigem Grundkörper und auf jeder Kontaktfläche vorhandenen Führungsnoppen läßt sich zum einen in einfacher Weise fertigen, da die Führungsnoppen der ersten Kontaktfläche nicht mit den Führungsnoppen der zweiten Kontaktfläche in irgendeiner Weise verbunden sind, d. h. sie sind unabhängig voneinander. Zum anderen ist aufgrund der gleichen Abstände der Führungsnoppen in beiden Richtungen untereinander eine wesentlich vereinfachte Montage des Kreuzrollenlagers möglich, da die erfindungsgemäßen Distanzstücke in jeder beliebigen Lage zwischen die Zylinderrollen eingefügt werden können.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 beschrieben.

So ist beispielsweise nach Anspruch 2 vorgesehen, daß der Grundkörper rechteckig ausgebildet und die Führungsnoppen jeweils an dessen Ecken angeordnet sind. Dieses Distanzstück läßt sich aufgrund seiner unkomplizierten geometrischen Form in besonders einfacher Weise herstellen.

Nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 3 soll das Distanzstück einen Berührungswinkel α von 45° aufweisen, der ausgehend von der Drehachse einer Zylinderrolle von zwei Geraden eingeschlossen ist, wobei die erste Gerade die Drehachse und einen Berührungspunkt von Führungsnoppe und Wälzfläche der Zylinderrolle verbindet und die zweite Gerade eine vom Grundkörper in Richtung Drehachse gefällte Lotrechte ist.

Bei dem genannten Winkelmaß sind Abstand der Führungsnoppen und Durchmesser der Zylinderrollen so aufeinander abgestimmt, daß die Zylinderrollen die Kontaktfläche des Grundkörpers beidseitig über ihre gesamte Ausdehnung linienförmig berühren, während zwischen Führungsnoppen und Wälzfläche der Zylinderrollen eine punktförmige Berührung gegeben ist. Diese geringe Kontakte zwischen Distanzstück und Zylinderrollen sorgen für eine sehr reibungsarme Arbeitsweise des Kreuzrollenlagers. Wird bei gleichbleibendem Durchmesser der Zylinderrollen der Abstand zwischen den Führungsnoppen verringert, so verkleinert sich in diesem Fall der Berührungswinkel α, in dessen Folge zwischen Kontaktfläche und Wälzfläche der Zylinderrolle ein Spalt verbleibt. In diesem Fall ist ein solches Kreuzrollenlager vorspannbar, da es federelastische Eigenschaften besitzt. Durch diese federelastischen Eigenschaften der Distanzstücke kann ein Spiel zwischen den einzelnen Zylinderrollen vermieden werden.

Aus Anspruch 4 geht hervor, daß die Führungsnoppen einen Neigungswinkel β aufweisen, der von zwei Geraden eingeschlossen ist, wobei die erste Gerade eine Verbindungslinie zwischen Fuß der Führungsnoppe und einem Berührungspunkt zwischen Führungsnoppe und Wälzfläche der Zylinderrolle ist und die zweite Gerade eine vom Fuß ausgehende Lotrechte des Grundkörpers ist.

Dieser erfindungsgemäß definierte Neigungswinkel β zeichnet für die Steifigkeit der einzelnen Führungsnoppen verantwortlich. Je größer der Neigungswinkel β, desto kompakter sind die Führungsnoppen ausgebildet und desto größer ist ihre Steifigkeit.

Nach einem anderen weiteren Merkmal gemäß Anspruch 5 sollen im Bereich des Grundkörpers eine oder mehrere durchgehende Aussparungen angeordnet sein. Diese Freiräume innerhalb des Distanzstückes dienen als zusätzliche Schmiermittelvorratsräume und sorgen dafür, daß bei der ersten Befettung eine relativ große Schmiermittelmenge im Lager untergebracht werden kann. Eine große Füllmenge bei der Erstbefettung ist besonders für langsam umlaufende Lager wie Kreuzrollenlager von Bedeutung, da angestrebt wird, dieses Lager mit möglichst viel Fett zu füllen, da die dabei auftretende Walkreibung unbedeutend ist.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn, wie im Anspruch 6 beschrieben, im Bereich des Grundkörpers vier kreisrunde Aussparungen ange ordnet sind, wobei in Richtung einer jeden Drehachse je zwei Aussparungen voneinander beabstandet angeordnet sind, deren Mittelpunkte in einem Kreis einbeschrieben sind, dessen Radius etwa die Hälfte des Radiuses der Zylinderrollen beträgt.

Schließlich geht aus Anspruch 7 hervor, daß das Distanzstück aus einem elastischen Kunststoff hergestellt sein soll, wobei es nach Anspruch 8 aus einem Polyurethan-Elastomer besteht.

Polyurethan-Elastomere gibt es im Shore-Härte von ca. 10 A bis 70 D. Sie sind gekennzeichnet durch hohe Elastizität im gesamten Härtebereich, Flexibilität über einen weiten Temperaturbereich und sind mechanisch hoch belastbar. Außerdem besitzen Polyurethan-Elastomere eine gute Beständigkeit gegen viele Fette und Öle.

Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Distanzstückes;
2 ein Distanzstück mit zwei benachbart angeordneten Zylinderrollen;
3 eine Seitenansicht eines Distanzstückes;
4 eine Draufsicht auf ein Distanzstück.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Das in den 1 bis 4 dargestellte und mit 1 bezeichnete Distanzstück besteht aus einem Grundkörper 2, der beidseitig je eine Kontaktfläche 3 und 4 aufweist, an der, wie die 2 und 3 zeigen, Zylinderrollen 7 und 9 anliegen. Der plattenförmige Grundkörper 2 des Distanzstückes 1 weist auf der Seite der Kontaktfläche 3 vier voneinander beabstandete Führungsnoppen 5 und auf der Seite der Kontaktfläche 4 ebenfalls vier voneinander beabstandete Führungsnoppen 6 auf. Die Führungsnoppen 5 und 6 sind kegelstumpfartig ausgebildet, d. h. sie nehmen in ihrem Durchmesser in Richtung der Zylinderrollen 7 und 9 ab. Im eingebauten Zustand innerhalb eines Kreuzrollenlagers weisen die Führungsnoppen 5 in die eine Umfangsrichtung und die Führungsnoppen 6 in die entgegengesetzte.
Wie 1 und 2 weiter zeigen, ist der Abstand A zwischen den Führungsnoppen 5 in Richtung der ersten Drehachse 8 der Zylinderrolle 7 gleich dem Abstand B in Richtung der zweiten Drehachse 10 der Zylinderrolle 9. Das gleiche trifft für die Führungsnoppen 6 zu. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß das Distanzstück 1 beim Montieren ungerichtet zwischen die benachbart angeordneten Zylinderrollen 7 und 9 eingeschoben werden kann, d. h. es gibt acht verschiedene Möglichkeiten das Distanzstück 1 einzufügen.
Den 2 und 3 ist darüber hinaus ein Berührungswinkel α zwischen den Zylinderrollen 7 und 9 und den Führungsnoppen 5 und 6 und ein Neigungswinkel β der Führungsnoppen 5 und 6 entnehmbar. Der Berührungswinkel α ist von zwei Geraden 13 und 14 eingeschlossen, wobei die erste Gerade 13 die Drehachse 8 und einen Berührungspunkt von Führungsnoppen 5 und Wälzfläche der Zylinderrolle 7 verbindet und die zweite Gerade 14 eine vom Grundkörper 2 in Richtung Drehachse 8 geschlagene Lotrechte ist. Umfang der Zylinderrollen 7 und 9 und Abstand der Führungsnoppen 5 und 6 voneinander sind dabei so abgestimmt, daß bei einem Berührungswinkel α von 45° eine linienförmige Berührung zwischen Zylinderrolle 7 und Kontaktfläche 3 bzw. zwischen Zylinderrolle 9 und Kontaktfläche 4 gegeben ist. Zwischen Mantelfläche der Zylinderrollen 7 und 9 und den Führungsnoppen 5 und 6 hingegen ist eine Punktberührung gegeben. Nimmt nun der Berührungswinkel α Werte kleiner 45° an, so ist zwischen Kontaktfläche 3 und Zylinderrolle 7 bzw. zwischen Kontaktfläche 4 und Zylinderrolle 9 ein Spalt gebildet, so daß das Wälzkörperpaket vorspannbar ist. In den genannten Figuren ist weiterhin der Neigungswinkel β der Führungsnoppen 5 und 6 erkennbar. Dieser Neigungswinkel β wird von zwei Geraden 15 und 16 eingeschlossen, wobei die erste Gerade 15 eine Verbindungslinie zwischen Fuß der Führungsnoppe 5 und einem Berührungspunkt zwischen Führungsnoppe 5 und Wälzfläche der Zylinderrolle 7 ist und die zweite Gerade 16 eine vom Fuß der Führungsnoppe 5 ausgehende Lotrechte des Grundkörpers 2 ist. Ein vergrößerter Neigungswinkel β heißt, daß die Steifigkeit der Führungsnoppen 5 und 6 zunimmt, da sie ausgehend von einem oberen Berührungspunkt einen größer dimensionierten Fuß erhalten.
Die in 4 gezeigte Draufsicht auf das Distanzstück 1 zeigt vier kreisförmige durchgehende Aussparungen 11 und 12, die als zusätzliche Schmiermittelvorratsräume dienen. Diese sind so angeordnet, daß in Richtung der Drehachse 8 zwei Aussparungen 11 voneinander beabstandet angeordnet liegen, während in Richtung der Drehachse 10 wiederum voneinander beabstandet zwei Aussparungen 12 angeordnet sind. Die Mittelpunkte der Aussparungen 11 und 12 sind dabei in einem Kreis einbeschrieben, dessen Radius r etwa die Hälfte des Radiuses R der Zylinderrollen 7 und 9 beträgt.

1: Distanzstück
2: Grundkörper
3: Kontaktfläche
4: Kontaktfläche
5: Führungsnoppe
6: Führungsnoppe
7: Zylinderrolle
8: Drehachse
9: Zylinderrolle
10: Drehachse
11: Aussparung
12: Aussparung
13: erste Gerade
14: zweite Gerade
15: erste Gerade
16: zweite Gerade
A: Abstand der Führungsnoppen voneinander
B: Abstand der Führungsnoppen voneinander
R: Radius der Zylinderrollen
r: Radius des einbeschriebenen Kreises
α: Berührungswinkel
β: Neigungswinkel

Claims

Distanzstück (1) für ein Kreuzrollenlager, dessen Grundkörper (2) gegenüberliegende, den Wälzflächen benachbart angeordneter Zylinderrollen (7, 9) zugewandte plane Kontaktflächen (3, 4) aufweist, wobei die Zylinderrollen (7, 9) um 90° zueinander versetzt angeordnete Drehachsen (8,10) besitzen und jede Kontaktfläche (3, 4) in Umfangsrichtung zeigende Vorsprünge hat, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Kontaktfläche (3, 4) vier voneinander beabstandete kegelstumpfartige Führungsnoppen (5, 6) angeordnet sind, deren Abstand (A, B) voneinander sowohl in Richtung der ersten Drehachse (8) als auch in Richtung der zweiten Drehachse (10) gleich groß ist.
Distanzstück (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (2) rechteckig ausgebildet ist und die Führungsnoppen (5, 6) jeweils an dessen Ecken angeordnet sind.
Distanzstück (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Berührungswinkel α von 45° aufweist, der ausgehend von der Drehachse (8, 10) der Zylinderrolle (7, 9) von zwei Geraden (13, 14) eingeschlossen ist, wobei die erste Gerade (13) die Drehachse (8, 10) und einen Berührungspunkt von Führungsnoppe (5, 6) und Wälzfläche der Zylinderrolle (7, 9) verbindet und die zweite Gerade (14) eine vom Grundkörper (2) in Richtung Drehachse (8, 10) gefällte Lotrechte ist.
Distanzstück (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnoppen (5, 6) einen Neigungswinkel β aufweisen, der von zwei Geraden (15, 16) eingeschlossen ist, wobei die erste Gerade (15) eine Verbindungslinie zwischen Fuß der Führungsnoppe (5, 6) und einem Berührungspunkt zwischen Führungsnoppe (5, 6) und Wälzfläche der Zylinderrolle (7, 9) ist und die zweite Gerade (16) eine vom Fuß ausgehende Lotrechte des Grundkörpers (2) ist.
Distanzstück (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Grundkörpers (2) eine oder mehrere durchgehende Aussparungen (11, 12) angeordnet sind.
Distanzstück (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Grundkörpers (2) vier kreisrunde Aussparungen (11, 12) angeordnet sind, wobei in Richtung einer jeden Drehachse (8, 10) je zwei Aussparungen (11, 12) voneinander beabstandet angeordnet sind, deren Mittelpunkte in einem Kreis einbeschrieben sind, dessen Radius r etwa die Hälfte des Radiuses R der Zylinderrollen (7, 9) beträgt.
Distanzstück (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem elastischen Kunststoff hergestellt ist.
Distanzstück (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Polyurethan-Elastomer besteht.