DE19928246A1

DE19928246A1 - Wälzlager

Info

Publication number: DE19928246A1
Application number: DE19928246A
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Unno; Yoshio Shoda
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1999-06-21
Publication date: 2000-01-05
Anticipated expiration: 2019-06-22
Also published as: DE19928246B4; US20010053258A1; US6315458B1; US6616339B2

Abstract

Das Wälzlager umfaßt mehrere im wesentlichen zylindrisch geformte Walzen, die jeweils zwischen einer konkav geformten Lauffläche, die auf einer äußeren Lagerschale ausgebildet ist, und einer konkav geformten Lauffläche, die auf einer inneren Lagerschale ausgebildet ist, eingesetzt sind. Jede der Walzen ist so strukturiert, daß der Mittelabschnitt ihrer Wälzfläche von einer ersten konvex geformten Bahn gebildet wird, die den konkav geformten Laufflächen entspricht, während die zwei Endabschnitte ihrer Wälzfläche jeweils von zweiten Bahnen gebildet werden, die einen Krümmungsradius besitzen, der kleiner ist als der Krümmungsradius der ersten Bahn.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wälzlager und insbe sondere auf ein Wälzlager, das mehrere Wälzelemente enthält, von denen jedes in einer im wesentlichen koni schen Form, einer im wesentlichen zylindrischen Form oder einer ähnlichen Form ausgebildet ist.

In einem Wälzlager, das mehrere im wesentlichen zylin drisch geformte oder im wesentlichen konisch geformte Wälzelemente enthält (die im folgenden als Walzen be zeichnet werden), kann dann, wenn eine axiale Verschie bung auftritt, d. h. wenn die Achsen der äußeren und inneren Lagerschalen einander schneiden, in einem Kon taktabschnitt zwischen der Lauffläche (als äußere Laufrille bezeichnet) der äußeren Lagerschale und den Walzen und/oder in einem Kontaktabschnitt zwischen der Lauffläche (als innere Laufrille bezeichnet) der inneren Lagerschale und den Walzen an einer Seite der Position, an der die Walzenendabschnitte mit den Laufflächen der inneren und/oder äußeren Lagerschalen in Kontakt sind, lokal eine Erhöhung des Kontaktdrucks (der im folgenden als Kantenbelastung bezeichnet wird) auftreten, wodurch die Gefahr entsteht, daß das Wälzlager in einem frühen Stadium beschädigt werden kann.

Wenn daher das Wälzlager an verschiedenen Vorrichtungen montiert wird, ist es notwendig, die Achsen der äußeren und inneren Lagerschalen mit hoher Genauigkeit in Über einstimmung zu bringen, jedoch besteht tatsächlich die Möglichkeit, daß die Achsen der äußeren und inneren Lagerschalen gegeneinander verschoben werden können und voneinander abweichen können, wenn die Welle des Wälzla gers aufgrund einer großen axialen Last gebogen wird.

Um das obenerwähnte Problem zu vermeiden, wird herkömmli cherweise ein Wälzlager verwendet, bei dem eine Bal ligdrehung, wie z. B. eine Vollballigdrehung oder eine Teilballigdrehung der Oberflächen der inneren und äußeren Lagerschalen und/oder der Umfangsoberflächen (die im folgenden als Wälzflächen bezeichnet werden) der jeweili gen Walzen durchgeführt worden ist (d. h. ein herkömmli ches Wälzlager).

Hierbei bedeutet eine Balligdrehung eine Operation, die die gesamten oder gegebene Bereiche von Bahnen, die die Oberflächen der inneren und äußeren Lagerschalen bilden, oder die gesamten oder gegebene Bereiche von Bahnen, die die Wälzflächen der Walzen bilden, zu konvex geformten gekrümmten Oberflächen verarbeitet.

Außerdem muß bei dem obenerwähnten herkömmlichen Wälzla ger bei einem großen Achsenverschiebungswinkel (bei dem die Achsen der äußeren und inneren Lagerschalen um einen relativ großen Winkel gegeneinander verschoben werden können oder voneinander abweichen können) der Radius der Krümmung des ballig zu drehenden Abschnitts klein sein, um zu verhindern, daß die Kantenbelastung zwischen den Laufflächen und den Wälzflächen auftritt.

Wenn jedoch der Krümmungsradius des ballig zu drehenden Abschnitts klein ist, sind dann, wenn der Achsenschiebe winkel klein ist (bei dem die Achsen der äußeren und inneren Lagerschalen um einen relativ kleinen Winkel gegeneinander verschoben sind oder voneinander abwei chen), oder wenn keine Achsenverschiebung auftritt, die Oberflächendrücke in den Zentralabschnitten der Kontakt abschnitte zwischen den jeweiligen Laufflächen und den Walzen ungünstig hoch im Vergleich zu einen Fall, in dem keine Balligdrehung durchgeführt wird, oder einem Fall, in dem der Krümmungsradius des ballig zu drehenden Ab schnitts groß eingestellt wird.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des obenerwähnten Standes der Technik zu beseitigen und ein Wälzlager zu schaffen, das das Auftreten einer Kantenbe lastung bei einem großen Achsenverschiebungswinkel ver hindert, der zwischen den äußeren und inneren Lagerscha len erzeugt wird, und das ferner selbst dann, wenn der Achsenverschiebungswinkel zwischen den äußeren und inne ren Lagerschalen klein ist, eine Steigerung des Oberflä chendrucks in den Zentralabschnitten der Kontaktab schnitte zwischen den Oberflächen der äußeren und inneren Lagerschalen und den Wälzflächen der Walzen kontrollieren kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Wälzlager, das die in den unabhängigen Ansprüchen 1, 16 und 17 angegebenen Merkmale besitzt. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen gerich tet.

Das Wälzlager gemäß der Erfindung umfaßt eine äußere Lagerschale, die eine auf der inneren Umfangsfläche derselben ausgebildete äußere Lauffläche enthält und definiert wird durch Drehen einer äußeren Laufflächen- Definitionsbahn um eine Achse derselben, eine innere Lagerschale, die eine auf ihrem Außenumfang ausgebildete innere Lauffläche enthält und definiert wird durch Drehen einer inneren Laufflächen-Definitionsbahn um die Achse, sowie mehrere Wälzelemente, die jeweils zwischen den äußeren und inneren Lagerschalen angeordnet sind, wobei eine äußere Umfangsfläche jedes Wälzelements definiert wird durch Drehen einer Wälzflächen-Definitionsbahn. Wenigstens eine der äußeren und inneren Laufflächen- Definitionsbahnen und der Wälzflächen-Definitionsbahn besitzt jeweils einen ersten Krümmungsradius. Alle ande ren der äußeren und inneren Laufflächen-Definitionsbahnen und der Wälzflächen-Definitionsbahn umfassen eine erste Bahn mit einem zweiten Krümmungsradius, der sich vom ersten Krümmungsradius unterscheidet und ist im wesentli chen in der Mitte in Axialrichtung des Wälzlagers ange ordnet, und zweite Bahnen, die an beiden Seiten der ersten Bahn angeordnet sind, wobei jede der zweiten Bahnen einen dritten Krümmungsradius besitzt, der sich vom ersten Krümmungsradius und auch vom zweiten Krüm mungsradius unterscheidet.

In der obenerwähnten Konstruktion gemäß der Erfindung besitzen vorzugsweise die äußeren und inneren Laufflä chen-Definitionsbahnen jeweils den ersten Krümmungsra dius, während die Wälzflächen-Definitionsbahn die erste Bahn und die zweiten Bahnen besitzt.

In der obenerwähnten Konstruktion gemäß der Erfindung besitzen ferner vorzugsweise die äußeren und inneren Laufflächen-Definitionsbahnen jeweils die erste Bahn und die zweiten Bahnen, während die Wälzflächen-Definitions bahn den ersten Krümmungsradius besitzt.

Außerdem besitzen im obenerwähnten Wälzlager vorzugsweise die äußere Lauffläche und die innere Lauffläche eine konkave Form, wobei ferner der erste Radius größer ist als der zweite Radius und der zweite Radius größer ist als der dritte Radius.

Außerdem ist es im obenerwähnten Wälzlager vorteilhaft, daß die äußere Lauffläche und die innere Lauffläche jeweils eine konvexe Form besitzen, und daß ferner der erste Radius kleiner ist als der zweite Radius und der zweite Radius kleiner ist als der dritte Radius.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Wälz lager geschaffen, das versehen ist mit einer äußeren Lagerschale, die eine konkav geformte Lauffläche besitzt, die an ihrer inneren Umfangsfläche ausgebildet ist, einer inneren Lagerschale, die eine konkav geformte Lauffläche besitzt, die auf ihrer äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist, sowie mehreren im wesentlichen zylindrisch geformten Wälzelementen, die jeweils zwischen den konkav geformten Laufflächen der äußeren und inneren Lagerschalen angeord net sind, wobei die äußere Umfangsfläche jedes Wälzele ments von einer konvex geformten Bahn gebildet wird, wobei alle Zentralabschnitte in einer der konkav geform ten Laufflächen der äußeren und inneren Lagerschalen und der äußeren Umfangsflächen der Wälzelemente gebildet werden von einer ersten Bahn mit einem gegebenen Krüm mungsradius, und wobei zwei Endabschnitte, die jeweils mit dem Zentralabschnitt verbunden sind, jeweils gebildet werden durch zweite Bahnen, die jeweils einen Krümmungs radius besitzen, der bewirkt, daß die zwei Endabschnitte von den anderen konkav geformten Laufflächen der äußeren und inneren Lagerschalen und den äußeren Umfangsflächen der Wälzelemente getrennt sind.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Wälz lager geschaffen, das versehen ist mit einer äußeren Lagerschale, die eine konvex geformte Lauffläche besitzt, die auf der inneren Umfangsfläche derselben ausgebildet ist, sowie einer inneren Lagerschale, die eine konvex geformte Lauffläche besitzt, die auf ihrer äußeren Um fangsfläche ausgebildet ist, sowie mehreren im wesentli chen zylindrisch geformten Wälzelementen, die jeweils zwischen die konvex geformten Laufflächen der äußeren und inneren Lagerschalen eingesetzt sind, wobei die äußere Umfangsfläche jedes Wälzelements von einer konkav geform ten Bahn gebildet wird, und wobei alle Zentralabschnitte in einer der konvex geformten Laufflächen der äußeren und inneren Lagerschalen und der äußeren Umfangsflächen der Wälzelemente von einer ersten Bahn gebildet wird, die einen gegebenen Krümmungsradius besitzt, und wobei zwei Endabschnitte, die jeweils mit dem Zentralabschnitt verbunden sind, entsprechend von zweiten Bahnen gebildet werden, die jeweils einen Krümmungsradius besitzen, der bewirkt, daß die zwei Endabschnitte von der anderen der konvex geformten Laufflächen der äußeren und inneren Lagerschalen und der äußeren Umfangsflächen der Wälzele mente getrennt werden.

Hierbei können im Wälzlager gemäß der Erfindung die konkav geformten Laufflächen der äußeren und inneren Lagerschalen sowie die äußeren Umfangsflächen der Wälz elemente (oder Walzen) von den ersten und zweiten Bahnen gebildet werden, die sich gegenseitig fortsetzen und unterschiedliche Krümmungsradien besitzen.

Genauer, um die Wälzfläche jeder Walze unter Verwendung der ersten und zweiten Bahnen zu bilden, kann der Zen tralabschnitt der Wälzfläche der Walze gebildet werden von der ersten konvex geformten Bahn, die den Bahnen der entsprechenden konkav geformten Laufflächen entspricht, wobei gleichzeitig die zwei Endabschnitte der Wälzfläche der Walze jeweils gebildet werden können von den zweiten konvex geformten Bahnen, die jeweils einen kleineren Krümmungsradius besitzen als die erste Bahn.

Um andererseits die jeweiligen konkav geformten Laufflä chen der äußeren und inneren Lagerschalen zu bilden, kann der Zentralabschnitt jeder entsprechenden konkav geform ten Lauffläche gebildet werden von der ersten konkav geformten Bahn, die der Bahn der Wälzfläche der Walze entspricht, wobei gleichzeitig die zwei Stirnflächensei ten der jeweiligen konkav geformten Laufflächen jeweils gebildet werden können von den zweiten konkav geformten Bahnen, die jeweils einen größeren Krümmungsradius als die erste Bahn besitzen.

Außerdem ist es im obenerwähnten Wälzlager gemäß der Erfindung vorteilhaft, daß ein Zentrum der Krümmung der konkav geformten Bahn, die von der konkav geformten Lauffläche der äußeren Lagerschale definiert wird, an einer anderen Position als der Achse des Wälzlagers angeordnet ist. In diesem Fall kann die Kantenbelastung deutlich und wirksam unterdrückt werden.

Außerdem ist es im obenerwähnten Wälzlager gemäß der Erfindung vorteilhaft, daß ein Zentrum der Krümmung der konvex geformten Bahn, die von der konvex geformten Lauffläche der inneren Lagerschale definiert wird, an einer anderen Position als der Achse des Wälzlagers angeordnet ist. In diesem Fall kann die Kantenbelastung deutlich und wirksam unterdrückt werden.

Ferner können im obenerwähnten Wälzlager gemäß der Erfin dung die konvex geformten Laufflächen der äußeren und inneren Lagerschalen sowie die äußeren Umfangsflächen der Wälzelemente (oder Walzen) gebildet werden von den ersten und zweiten Bahnen, die sich gegenseitig fortsetzen und unterschiedliche Krümmungsradien besitzen.

Genauer, um die Wälzfläche jeder Walze unter Verwendung der ersten und zweiten Bahnen zu bilden, kann der Zen tralabschnitt der Wälzfläche der Walze gebildet werden von der ersten konkav geformten Bahn, die den Bahnen der jeweiligen konvex geformten Laufflächen entspricht, wobei gleichzeitig die zwei Endabschnitte der Wälzfläche der Walze jeweils gebildet werden können von den zweiten konkav geformten Bahnen, die jeweils einen größeren Krümmungsradius als die erste Bahn besitzen.

Um andererseits jede der entsprechenden konvex geformten Laufflächen der äußeren und inneren Lagerschalen zu bilden, kann der Zentralabschnitt der jeweiligen konkav geformten Laufflächen gebildet werden von der ersten konvex geformten Bahn, die der Bahn der Wälzfläche der 'Walze entspricht, wobei gleichzeitig die zwei Stirnflä chenseiten der jeweiligen konvex geformten Lauffläche entsprechend gebildet werden kann von den zweiten konvex geformten Bahnen, die jeweils einen größeren Krümmungsra dius als die erste Bahn besitzen.

Damit außerdem in diesen Fällen die Grenzlinie zwischen den ersten und zweiten Bahnen keine Rippe oder Rille bildet, können die ersten und zweiten Bahnen so geformt sein, daß sie sanft ineinander übergehen, oder es kann eine Anfasoperation längs der Grenzlinie zwischen den ersten und zweiten Bahnen durchgeführt werden. Außerdem sind die obenerwähnten konkav geformten Laufflächen, konvex geformten Laufflächen und Wälzelemente nicht auf diejenigen beschränkt, die von den ersten und zweiten Bahnen gebildet werden, sondern können auch von zwei oder mehr Arten von Bahnen gebildet werden.

Beim herkömmlichen Wälzlager ist der Kontakt zwischen den balligen Laufflächen und den Wälzflächen der Walzen in Form eines gegenseitigen Kontakts zwischen den konvex geformten Bahnen ausgeführt, mit denen die Laufflächen und die Wälzflächen der Walzen gebildet werden. Anderer seits sind bei den obenerwähnten Strukturen gemäß der Erfindung die von den konvex geformten Bahnen gebildeten Laufflächen mit den Wälzflächen der Walzen, die von den Bussen mit jeweils einer entsprechenden Form gebildet werden, in Kontakt zu bringen, d. h. mit den von den konkav geformten Bahnen gebildeten Wälzflächen der Wal zen.

Aufgrund dessen besteht selbst dann, wenn der Achsver schiebungswinkel zwischen den äußeren und inneren Lager schalen klein ist, oder selbst wenn keine Achsenverschie bung zwischen den äußeren und inneren Lagerschalen vor handen ist, nicht die Gefahr, daß der Kontaktflächendruck zwischen den entsprechenden Laufflächen und den Wälzflä chen der Walzen auf einen hohen Druck ansteigt.

Da bei den zwei Wälzlagern ferner relativ große Spiel räume jeweils zwischen den Laufflächen und den Wälzflä chen der Walzen erzeugt werden, selbst wenn eine relativ große Achsverschiebung zwischen den äußeren und inneren Lagerschalen auftritt, besteht nicht die Möglichkeit, daß eine Kantenbelastung oder dergleichen erzeugt werden kann.

Außerdem ist es in dem Fall, in dem eine Bahnkonfigura tion der jeweiligen Wälzflächen und Laufflächen von mehreren Bahnen mit unterschiedlichen Krümmungsradien gebildet werden, möglich, diese an ihren Grenzabschnitten gleichmäßiger zu verbinden, um somit eine Steigerung der Oberflächendrücke zwischen den jeweiligen Laufflächen und den jeweiligen Wälzelementen zu unterdrücken.

Daher kann bei diesen Wälzlagern, im Vergleich zum her kömmlichen Wälzlager, ein großer Achsenverschiebungswin kel, der zwischen den äußeren und inneren Lagerschalen entsteht, geeignet berücksichtigt werden, wobei ferner selbst dann, wenn der Achsenverschiebungswinkel zwischen den äußeren und inneren Lagerschalen klein ist, eine Steigerung der Oberflächendrücke zwischen den jeweiligen Laufflächen und den jeweiligen Wälzelementen kontrolliert werden kann, wodurch die obenerwähnte Aufgabe der Erfin dung gelöst werden kann.

Um außerdem bei diesen Wälzlagern den Anstieg des Ober flächendrucks an der Grenze zwischen den ersten und zweiten Bahnen mit unterschiedlichen Krümmungsradien zu kontrollieren, kann eine Struktur verwendet werden, bei der die ersten und zweiten Bahnen eine gemeinsame Tan gente an der Grenze zwischen diesen besitzen, oder eine Struktur, bei der eine dritte Bahn derart ausgebildet ist, daß sie sich rittlings der ersten und zweiten Bahnen erstreckt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut lich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht der Hauptabschnitte einer ersten Ausführungsform eines Wälzlagers gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht der Hauptabschnitte einer zweiten Ausführungsform eines Wälzlagers gemäß der Erfindung;

Fig. 3 eine Schnittansicht der Hauptabschnitte einer dritten Ausführungsform eines Wälzlagers gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine Schnittansicht der Hauptabschnitte einer vierten Ausführungsform eines Wälzlagers gemäß der Erfindung;

Fig. 5 eine Schnittansicht der Hauptabschnitte einer fünften Ausführungsform eines Wälzlagers gemäß der Erfindung;

Fig. 6 eine Schnittansicht der Hauptabschnitte einer sechsten Ausführungsform eines Wälzlagers gemäß der Erfindung;

Fig. 7 eine Schnittansicht der Hauptabschnitte einer siebten Ausführungsform eines Wälzlagers gemäß der Erfindung;

Fig. 8 eine Schnittansicht der Hauptabschnitte einer achten Ausführungsform eines Wälzlagers gemäß der Erfindung;

Fig. 9 eine Schnittansicht der Hauptabschnitte einer neunten Ausführungsform eines Wälzlagers gemäß der Erfindung;

Fig. 10 eine Schnittansicht der Hauptabschnitte einer zehnten Ausführungsform eines Wälzlagers gemäß der Erfindung;

Fig. 11 eine Schnittansicht der Hauptabschnitte einer elften Ausführungsform eines Wälzlagers gemäß der Erfindung;

Fig. 12 eine graphische Darstellung von Oberflächendruck verteilungen, die jeweils in einer Ausführungs form eines Wälzlagers gemäß der Erfindung und in zwei Arten herkömmlicher Wälzlager bzw. in Ver gleichsbeispielen erhalten werden;

Fig. 13 eine graphische Darstellung der Oberflächendruck verteilungen, die jeweils in der Ausführungsform eines Wälzlagers gemäß der Erfindung und in den zwei in Fig. 12 gezeigten Vergleichsbeispielen erhalten werden; und

Fig. 14 eine graphische Darstellung der Oberflächendruck verteilungen, die jeweils in der Ausführungsform eines Wälzlagers gemäß der Erfindung und in einem der zwei in Fig. 12 gezeigten Vergleichsbeispiele erhalten werden.

Im folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen eines Wälzlagers gemäß der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben. Das heißt, die Fig. 1 bis 11 sind jeweils Schnittansichten der Hauptabschnitte der ersten bis elften Ausführungsformen eines Wälzlagers gemäß der Erfindung.

Wie in Fig. 1(A) gezeigt, umfaßt ein Wälzlager 10, das eine erste Ausführungsform der Erfindung darstellt, mehrere im wesentlichen konisch geformte Walzen 15, die jeweils zwischen einer konkav geformten Lauffläche 12, die auf einer äußeren Lagerschale 11 ausgebildet ist, und einer konkav geformten Lauffläche 14, die auf einer inneren Lagerschale 13 ausgebildet ist, eingesetzt sind. Wie in Fig. 1(B) gezeigt, ist jede Walze 15 so struktu riert, daß der Mittelabschnitt ihrer Wälzfläche von einer ersten Bahn 17 gebildet wird, während die Abschnitte ihrer Wälzfläche, die jeweils auf der Seite mit großem Durchmesser (in Fig. 1(B) auf der rechten Seite) und auf der Seite mit kleinem Durchmesser (in Fig. 1(B) auf der linken Seite, die nicht gezeigt ist) angeordnet sind, jeweils von zweiten Bahnen 16 gebildet werden. (Mit anderen Worten, wie in Fig. 1(B) gezeigt ist jede Walze 15 so strukturiert, daß der Mittelabschnitt der Wälzflä che definiert wird durch Drehen einer ersten Bahn 17 um die Achse der Walze 15, während die rechten und linken Seitenabschnitte der Wälzfläche jeweils definiert werden durch Drehen von zweiten Bahnen 16 um die Achse der Walze 15.)

Hierbei ist der Krümmungsradius der ersten Bahn 17 so gewählt, daß er im wesentlichen den Bahnen der konkav geformten Laufflächen 12 und 14 entspricht, d. h. er ist etwas kleiner gewählt als die Krümmungsradien der Bahnen der konkav geformten Laufflächen 12 und 14, während der Krümmungsradius der zweiten Bahn 16 etwas kleiner gewählt ist als der Krümmungsradius der ersten Bahn 17.

Da die ersten und zweiten Bahnen 17 und 16 so geformt sind, daß sie in ihrem Grenzbereich eine gemeinsame Tangente besitzen, wird die Gefahr beseitigt, daß der Oberflächendruck im Grenzabschnitt 18 zwischen den ersten und zweiten Bahnen 17 und 16 ansteigen kann.

Um außerdem eine Erhöhung des Oberflächendrucks in einem bestimmten Abschnitt des Wälzlagers 10 zu verhindern, wie in Fig. 1(C) gezeigt ist, kann ferner eine Walze 15A verwendet werden, bei der der zwischen den ersten und zweiten Bahnen 17 und 18 bestehende Abschnitt von einer dritten Bahn 19 gebildet wird.

Durch Verwendung dieser Walze 15A kann der Oberflächen druck an der Grenzlinie 18A zwischen den ersten und dritten Bahnen 17 und 19 oder der Oberflächendruck im Randabschnitt 18B zwischen den zweiten und dritten Bahnen 16 und 19 im Vergleich zum Oberflächendruck des Randab schnitts 18 in der Walze 15 reduziert werden.

Da bei dem wie oben strukturierten Wälzlager 10 die erste Bahn 17 in der Walze 15 in einer konvexen Form ausgebil det ist und ihr Krümmungsradius so gewählt ist, daß er den Bahnen der konkav geformten Laufflächen 12 und 14 entspricht, d. h. etwas kleiner gewählt ist als die Krümmungsradien der Bahnen der konkav geformten Laufflä chen 12 und 14, wird selbst dann, wenn der Achsverschie bungswinkel zwischen der äußeren Lagerschale 11 und der inneren Lagerschale 13 klein ist, oder wenn keine Achsen verschiebung auftritt, können die konvex geformten Wälz flächen der Walzen 15 linienartig mit den konkav geform ten Laufflächen 12 und 14 über eine ausreichende Länge in Kontakt treten. Somit wird die Gefahr beseitigt, daß die Oberflächendrücke zwischen den Laufflächen 12 und 14 und den entsprechenden Walzen 15 ansteigen.

Da im Wälzlager 10 der Krümmungsradius der zweiten Bahn 18 kleiner gewählt ist als der Krümmungsradius der ersten Bahn 17 in jeder Walze 15, kann das Wälzlager 10 einem großen Achsenverschiebungswinkel standhalten, der zwi schen den äußeren und inneren Lagerschalen erzeugt wird.

Das Wälzlager 10 ist daher im Vergleich zum herkömmli chen Wälzlager einem großen Achsenverschiebungswinkel gewachsen, der zwischen den äußeren und inneren Lager schalen erzeugt wird, wobei ferner selbst dann, wenn der Achsenverschiebungswinkel zwischen der äußeren Lager schale 11 und der inneren Lagerschale 13 klein ist, eine Steigerung der Oberflächendrücke zwischen den konkav geformten Laufflächen 12, 14 und den entsprechenden Wälzelementen 15 kontrolliert werden kann.

Außerdem ist in dieser Ausführungsform ein Zentrum der Krümmung der ersten Bahn 17 an einer weiteren Position als der Achse des Wälzlagers angeordnet, so daß die Kantenbelastung deutlich und wirksam unterdrückt werden kann.

Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt ein Wälzlager 20, das eine zweite Ausführungsform der Erfindung darstellt, mehrere im wesentlichen konisch geformte Walzen 25, die jeweils zwischen einer konvex geformten Lauffläche 22, die auf einer äußeren Lagerschale 21 ausgebildet ist, und einer konvex geformten Lauffläche 24, die auf einer inneren Lagerschale 23 ausgebildet ist, eingesetzt sind.

Jede der Walzen 25 ist so strukturiert, daß der Mittelab schnitt ihrer Wälzfläche von einer ersten konkav geform ten Bahn 27 gebildet wird, während die zwei Endabschnitte ihrer Wälzfläche von zweiten konkav geformten Bahnen 26 gebildet werden.

Hierbei ist der Krümmungsradius der ersten Bahn 27 so gewählt, daß er den Bahnen der konvex geformten Laufflä chen 22 und 24 entspricht, d. h. er ist etwas größer gewählt als die Krümmungsradien der Bahnen der konvex geformten Laufflächen 22 und 24, während der Krümmungsra dius der zweiten Bahnen 26 etwas größer gewählt ist als der Krümmungsradius der ersten Bahn 27. Die Walze 25 ist ferner so strukturiert, daß die erste Bahn 27 und die zweiten Bahnen 26 eine gemeinsame Tangente im Grenzab schnitt 28 zwischen diesen besitzen.

Durch Verwendung des Wälzlagers 20 kann ebenfalls eine ähnliche Wirkung erzielt werden wie mit dem vorher be schriebenen Wälzlager 10.

Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt ein Wälzlager 30, das eine dritte Ausführungsform der Erfindung darstellt, mehrere im wesentlichen konisch geformte Walzen 35, die jeweils zwischen der konkav geformten Lauffläche 32 einer äußeren Lagerschale 31 und der konkav geformten Lauffläche 34 einer inneren Lagerschale 33 eingesetzt sind.

Jede der Walzen 35 ist so strukturiert, daß der Mittelab schnitt ihrer Wälzfläche von einer ersten konvex geform ten Bahn 37 gebildet wird, während die zwei Endabschnitte ihrer Wälzfläche jeweils von zweiten konvex geformten Bahnen 36 gebildet werden. Der Krümmungsradius der ersten Bahn 37 ist so gewählt, daß er den Krümmungsradien der Bahnen der konkav geformten Laufflächen 32 und 34 ent spricht, d. h. er ist etwas kleiner gewählt als die Krüm mungsradien der Bahnen der konkav geformten Laufflächen 32 und 34, während die Krümmungsradien der zweiten Bahnen 36 etwas kleiner gewählt sind als der Krümmungsradius der ersten Bahn 37. Die Walze 35 ist ferner so strukturiert, daß die erste Bahn 37 und die zweiten Bahnen 36 im Grenz abschnitt 38 zwischen denselben eine gemeinsame Tangente besitzen.

Das Wälzlager 30 kann im Vergleich zum herkömmlichen Wälzlager nicht nur einem großen Achsenverschiebungswin kel standhalten, der zwischen den äußeren und inneren Lagerschalen 31 und 33 erzeugt wird, sondern kann selbst dann, wenn der Achsenverschiebungswinkel zwischen den äußeren und inneren Lagerschalen 31 und 33 klein ist, eine Steigerung des Oberflächendrucks zwischen den konkav geformten Laufflächen 32, 34 und den entsprechenden Wälzelementen 35 kontrollieren.

Wie in Fig. 4 gezeigt, umfaßt ein Wälzlager 40, das eine vierte Ausführungsform der Erfindung darstellt, mehrere im wesentlichen trommelförmige Walzen 45, die jeweils zwischen einer konkav geformten Lauffläche 42, die zwi schen zwei Rippen 41A ausgebildet ist, die in einer äußeren Lagerschale 41 angeordnet sind, und einer konkav geformten Lauffläche 44, die auf einer inneren Lager schale 43 ausgebildet ist, eingesetzt sind. Jede der Walzen 45 ist so strukturiert, daß der Mittelabschnitt ihrer Wälzfläche von einer ersten konvex geformten Bahn 47 gebildet wird, während die zwei Endabschnitte ihrer Wälzfläche jeweils von zweiten konvex geformten Bahnen 46 gebildet werden.

Wie insbesondere mit Bezug auf die Struktur der Walze 45 gezeigt ist, ist der Krümmungsradius der ersten Bahn 47 so gewählt, daß er den Krümmungsradien der Bahnen der konkav geformten Laufflächen 42 und 44 entspricht, d. h. er ist etwas kleiner gewählt als die Krümmungsradien der Bahnen der konkav geformten Laufflächen 42 und 44, wobei die Krümmungsradien der zweiten Bahnen 46 etwas kleiner gewählt sind als der Krünmungsradius der ersten Bahn 47. Die erste Bahn 47 und die zweiten Bahnen 46 besitzen eine gemeinsame Tangente in ihren jeweiligen Grenzabschnitten 48.

Durch die Verwendung des Wälzlagers kann ebenfalls die gewünschte Wirkung erzielt werden.

Wie in Fig. 5 gezeigt, umfaßt ein Wälzlager 50, das eine fünfte Ausführungsform der Erfindung darstellt, mehrere trommelförmige Walzen 55, die jeweils zwischen einer konkav geformten Lauffläche 52 einer äußeren Lagerschale 51 und einer konkav geformten Lauffläche 54 eingesetzt sind, die zwischen zwei Rippen 53A eingesetzt ist, welche auf einer inneren Lagerschale 53 angeordnet sind. Jede der Walzen 55 ist so strukturiert, daß der Mittelab schnitt ihrer Wälzfläche von einer ersten konvex geform ten Bahn 57 gebildet wird, während die zwei Endabschnitte ihrer Wälzfläche jeweils von zweiten konvex geformten Bahnen 56 gebildet werden.

Wie insbesondere mit Bezug auf die Struktur der Walze 55 gezeigt ist, ist der Krümmungsradius der ersten Bahn 57 so gewählt, daß er den Krümmungsradien der Bahnen der konkav geformten Laufflächen 52 und 54 entspricht, d. h. der erstere ist etwas kleiner gewählt als der letztere, wobei die Krümmungsradien der zweiten Bahnen 56 jeweils etwas kleiner gewählt sind als der Krümmungsradius der ersten Bahn 57. Die erste Bahn 57 und die zweiten Bahnen 56 besitzen eine gemeinsame Tangente in ihren jeweiligen Grenzabschnitten 58.

Gemäß dem Wälzlager 50 kann ebenfalls eine gewünschte Wirkung erzielt werden.

Wie in Fig. 6 gezeigt, umfaßt ein Wälzlager 60, das eine sechste Ausführungsform der Erfindung darstellt, mehrere im wesentlichen trommelförmige Walzen 65, die jeweils zwischen einer konkav geformten Lauffläche 62, die zwi schen zwei Rippen 61A ausgebildet ist, welche an einer äußeren Lagerschale 61 angeordnet sind, und einer konkav geformten Lauffläche 64 eingesetzt sind, die eine Rippe 63A berührt, die an einer Stirnseite einer inneren Lager schale 63 angeordnet ist. Jede der Walzen 65 ist so strukturiert, daß der Zentralabschnitt ihrer Wälzfläche von einer ersten konvex geformten Bahn 67 gebildet wird, während die zwei Endabschnitte ihrer Wälzfläche jeweils von zweiten konvex geformten Bahnen 66 gebildet werden.

Wie insbesondere mit Bezug auf die Struktur der Walze 65 gezeigt ist, ist der Krümmungsradius der ersten Bahn 67 so gewählt, daß er den Krümmungsradien der Bahnen der konkav geformten Laufflächen 62 und 64 entspricht, d. h. der erstere ist etwas kleiner gewählt als die letzteren, wobei die Krümmungsradien der zweiten Bahnen 66 jeweils etwas kleiner gewählt sind als der Krümmungsradius der ersten Bahn 67. Die erste Bahn 67 und die zweiten Bahnen 66 besitzen eine gemeinsame Tangente in ihren jeweiligen Grenzabschnitten 68.

Selbstverständlich kann gemäß dem Wälzlager 60 eine gewünschte Wirkung erzielt werden.

Wie in Fig. 7 gezeigt, umfaßt ein Wälzlager 70, das eine siebte Ausführungsform der Erfindung darstellt, mehrere im wesentlichen trommelförmige Walzen 75, die jeweils zwischen einer konkav geformten Lauffläche 72, die zwi schen zwei Rippen 71A ausgebildet ist, welche an einer äußeren Lagerschale 71 angeordnet sind, und einer konkav geformten Lauffläche 74 eingesetzt sind, die eine Rippe 73A berührt, die an einer Stirnseite einer inneren Lager schale 73 angeordnet ist. Jede der Walzen 75 ist so strukturiert, daß der Mittelabschnitt ihrer Wälzfläche von einer ersten konvex geformten Bahn 77 gebildet wird, während die zwei Endabschnitte ihrer Wälzfläche jeweils von zweiten konvex geformten Bahnen 66 gebildet werden.

Wie mit Bezug auf die Struktur der Walze 75 genauer gezeigt ist, ist der Krümmungsradius der ersten Bahn 77 so gewählt, daß er den Krümmungsradien der Bahnen der konkav geformten Laufflächen 72 und 74 entspricht, d. h. der erstere ist etwas kleiner gewählt als die letzteren, wobei die Krümmungsradien der zweiten Bahnen 76 jeweils etwas kleiner gewählt sind als der Krümmungsradius der ersten Bahn 77. Die erste Bahn 77 und die zweiten Bahnen 76 besitzen in ihren jeweiligen Grenzabschnitten eine gemeinsame Tangente.

Selbstverständlich kann gemäß dem Wälzlager 70 ebenfalls eine gewünschte Wirkung erzielt werden.

Wie in Fig. 8 gezeigt, umfaßt ein Wälzlager 80, das eine achte Ausführungsform der Erfindung darstellt, mehrere im wesentlichen trommelförmigen Walzen 85, die jeweils zwischen einer konkav geformten Lauffläche 82, die auf einer äußeren Lagerschale ausgebildet ist, und einer konkav geformten Lauffläche 84, die auf einer äußeren Lagerschale 83 ausgebildet ist, eingesetzt sind. Jede der Walzen 85 ist so strukturiert, daß der Mittelabschnitt ihrer Wälzfläche von einer ersten konvex geformten Bahn 87 gebildet wird, wobei die zwei Endabschnitte ihrer Wälzfläche jeweils von zweiten konvex geformten Bahnen 86 gebildet werden.

Wie insbesondere mit Bezug auf die Struktur der Walze 85 gezeigt ist, ist der Krümmungsradius der ersten Bahn 87 so gewählt, daß er den Krümmungsradien der Bahnen der konkav geformten Laufflächen 82 und 84 entspricht, d. h. der erstere ist etwas kleiner gewählt als die letzteren, wobei die Krümmungsradien der zweiten Bahnen 86 jeweils etwas kleiner gewählt sind als der Krümmungsradius der ersten Bahn 87. Die Walze 85 ist ferner so strukturiert, daß die erste Bahn 87 und die zweiten Bahnen 86 im Grenz abschnitt 88 zwischen derselben eine gemeinsame Tangente besitzen.

Selbstverständlich kann gemäß dem Wälzlager 80 ebenfalls eine gewünschte Wirkung erzielt werden.

Wie in Fig. 9 gezeigt, umfaßt ein Wälzlager 90, das eine neunte Ausführungsform der Erfindung darstellt, mehrere im wesentlichen zylindrische Walzen 95, die jeweils zwischen einer konvex geformten Lauffläche 92 einer äußeren Lagerschale 91 und einer konvex geformten Lauf fläche 94 einer inneren Lagerschale 93 eingesetzt sind.

Jede der Walzen 95 ist so strukturiert, daß der Mittelab schnitt ihrer Lauffläche von einer ersten konkav geform ten Bahn 97 gebildet wird, während die zwei Endabschnitte ihrer Wälzfläche jeweils von zweiten konkav geformten Bahnen 96 gebildet werden. Genauer ist bei der Walze 95 der Krümmungsradius der ersten Bahn 97 so gewählt, daß er den Krümmungsradien der Bahnen der konvex geformten Laufflächen 92 und 94 entspricht, d. h. der erstere ist etwas kleiner gewählt als die letzteren. Ferner sind die Krümmungsradien der zweiten Bahnen 96 jeweils etwas kleiner gewählt als der Krümmungsradius der ersten Bahn 97. Die erste Bahn 97 und die zweiten Bahnen 96 besitzen in ihren jeweiligen Grenzabschnitten 98 eine gemeinsame Tangente.

Außerdem ist in dieser Ausführungsform ein Zentrum der Krümmung der konvex geformten Lauffläche 94 einer inneren Lagerschale 93 an einer anderen Position als der Achse des Wälzlagers angeordnet, so daß die Kantenbelastung deutlich und wirksam unterdrückt werden kann.

Selbstverständlich kann auch gemäß dem Wälzlager 90 eine ähnliche Wirkung erzielt werden wie beim obenerwähnten Wälzlager 80.

Obwohl sich die obenerwähnten Erläuterungen auf die Wälzfläche der Walze beziehen, die von mehreren Bahnen gebildet werden, die die ersten und zweiten Bahnen umfas sen, werden im folgenden weitere Ausführungsformen be schrieben, in denen wenigstens eine der Laufflächen der äußeren und inneren Lagerschalen mehrere Bahnen umfaßt, die die ersten und zweiten Bahnen umfassen.

Wie in Fig. 10 gezeigt, umfaßt ein Wälzlager 100, das eine zehnte Ausführungsform der Erfindung ist, mehrere im wesentlichen trommelförmige Walzen 105, die jeweils zwischen einer gemischt konvex und konkav geformten Lauffläche 102 einer äußeren Lagerschale 101 und einer konkav geformten Lauffläche 104, die zwischen zwei Rippen 103A einer inneren Lagerschale 103 ausgebildet ist, eingesetzt sind.

Die gemischt konvex und konkav geformte Lauffläche 102 ist so strukturiert, daß der Mittelabschnitt ihrer Wälz fläche von einer ersten konkav geformten Bahn 107A gebil det wird, während die zwei Endabschnitte jeweils von zweiten konkav geformten Bahnen 106A gebildet werden.

Genauer ist der Krümmungsradius der ersten Bahn 107A so gewählt, daß er im wesentlichen den Krümmungsradien der Bahnen der Wälzfläche der Walze 105 entspricht, d. h. der erstere ist etwas größer gewählt als die letzteren. Ferner sind die Krümmungsradien der zweiten Bahnen 106A jeweils etwas größer gewählt als der Krümmungsradius der ersten Bahn 107A, wobei die ersten Bahn 107A und die zweiten Bahnen 106A an ihren jeweiligen Grenzabschnitten 108A eine gemeinsame Tangente besitzen.

Es ist jedoch zu beachten, daß die Krümmungsradien der zweiten Bahnen 106A nicht nur so modifiziert werden können, daß sie viel größer sind als der Krümmungsradius der ersten Bahn 107A, sondern auch so, daß sie etwas kleiner sind als der Krümmungsradius der ersten Bahn 107A, wenn eine konvexe Form ihrer Lauffläche erhalten bleibt.

Die konkav geformte Lauffläche 104 ist so strukturiert, daß der Mittelabschnitt ihrer Wälzfläche von einer ersten konkav geformten Bahn 107B gebildet wird, während die zwei Endabschnitte jeweils von zweiten konkav geformten Bahnen 106B gebildet werden. Der Krümmungsradius der ersten Bahn 107B so gewählt, daß er im wesentlichen den Krümmungsradien der Bahnen der Wälzfläche der Walze 105 entspricht, d. h. der erstere ist etwas größer gewählt als die letzteren. Ferner sind die Krümmungsradien der zweiten Bahnen 106B jeweils etwas größer gewählt als der Krümmungsradius der ersten Bahn 107A, wobei die ersten Bahn 107B und die zweiten Bahnen 106B an ihren jeweiligen Grenzabschnitten lOBE eine gemeinsame Tangente besitzen.

Andererseits kann die konkav geformte Lauffläche 104 der inneren Lagerschale 103 in der Ausführungsform so modifi ziert werden, daß sie eine konvexe und konkave Mischform besitzt, ebenso wie die Lauffläche 102 der äußeren Lager schale 101.

Selbstverständlich kann auch gemäß dem Wälzlager 100 eine ähnliche Wirkung erzielt werden wie beim obenerwähn ten Wälzlager.

Wie in Fig. 11 gezeigt, umfaßt ein Wälzlager 110, das eine elfte Ausführungsform der Erfindung ist, mehrere im wesentlichen trommelförmige Walzen 115, die jeweils zwischen einer konkav geformten Lauffläche 112 einer äußeren Lagerschale 111 und einer konkav geformten Lauf fläche 114, die zwischen zwei Rippen 113A einer inneren Lagerschale 113 ausgebildet ist, eingesetzt sind.

Die konkav geformte Lauffläche 112 ist so strukturiert, daß der Mittelabschnitt ihrer Wälzfläche von einer ersten konkav geformten Bahn 117A gebildet wird, während die zwei Endabschnitte jeweils von zweiten konkav geformten Bahnen 116A gebildet werden. Außerdem ist die konkav geformte Lauffläche 114 so strukturiert, daß der Mit telabschnitt ihrer Wälzfläche von einer ersten konkav geformten Bahn 117B gebildet wird, während die zwei Endabschnitte jeweils von zweiten konkav geformten Bahnen 116B gebildet werden.

Genauer sind die Krümmungsradien der ersten Bahnen 117A und 117B so gewählt, daß sie im wesentlichen den Krüm mungsradien der Bahnen der Wälzfläche der Walze 115 entsprechen, d. h. die ersteren sind etwas größer gewählt als die letzteren. Ferner sind die Krümmungsradien der zweiten Bahnen 116A und 116B jeweils etwas größer gewählt als der Krümmungsradius der ersten Bahnen 117A und 117B, wobei die ersten Bahnen 107A und 107B und die zweiten Bahnen 106A und 106B an ihren jeweiligen Grenzabschnitten 108A und 108B eine gemeinsame Tangente besitzen.

Andererseits kann die konkav geformte Lauffläche 114 der inneren Lagerschale 113 in der Ausführungsform so modifi ziert werden, daß sie eine konvexe und konkave Mischform besitzt, ebenso wie die Lauffläche 102 der äußeren Lager schale 101 in der zehnten Ausführungsform.

Selbstverständlich kann auch gemäß dem Wälzlager 110 eine ähnliche Wirkung erzielt werden wie beim obenerwähn ten Wälzlager.

Es ist zu beachten, daß es in den ersten bis neunten Ausführungsformen möglich ist, diese zu modifizieren, so daß deren Laufflächen der inneren und/oder äußeren Lager schalen von mehreren Bahnen gebildet werden, statt der Wälzfläche des Wälzelements.

Die Erfinder der Erfindung haben ein typisches Beispiel für Wälzlager, das gemäß der Erfindung konstruiert worden ist, auf das Vorhandensein oder Fehlen einer Kantenbela stung, die zwischen den äußeren und inneren Lagerschalen desselben bei jedem Achsenverschiebungswinkel erzeugt wird, analysiert und untersucht, wobei im folgenden die Analyseergebnisse zusammen mit den Analyseergebnissen der herkömmlichen Wälzlager, d. h. der Vergleichsbeispiele, mit Bezug auf Tabelle 1 beschrieben werden.

TABELLE 1

Das heißt, bei unserem Test wurde jeweils in der Ausfüh rungsform 1 und in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 der Außendurchmesser einer äußeren Lagerschale auf 310 mm gesetzt, während der Innendurchmesser einer inneren Lagerschale auf 200 mm gesetzt wurde, die Dicke der äußeren und inneren Lagerschalen jeweils auf 66 mm ge setzt wurde und wobei eine Walze mit einer axialen Länge von 49 mm verwendet wurde. Unter der Bedingung, daß eine radiale Belastung 85 kN betrug und eine axiale Belastung 42 kN betrug, haben die Erfinder analysiert, ob irgend eine Kantenbelastung bei einem beliebigen Achsenverschie bungswinkel auftreten kann, wobei die Ergebnisse unter Verwendung der Markierungen O und X bewertet wurden.

Hierbei ist die Ausführungsform 1 grundsätzlich gemäß der obenerwähnten ersten Ausführungsform der Erfindung struk turiert. Genauer wurden die Krümmungsradien der entspre chenden konkav geformten Laufflächen derselben zu 500 mm gewählt, während der Krümmungsradius der ersten Bahn jeder Walze zu 490 mm gewählt wurde und der Krümmungsra dius der zweiten Bahn jeder Walze zu 425 mm gewählt wurde.

Andererseits wurden im Vergleichsbeispiel 1 die Krüm mungsradien der Bahnen der jeweiligen Laufflächen zu 500 mm gewählt, während die Wälzfläche jeder Walze von einer einzigen Bahn gebildet wurde und deren Krümmungsra dius zu 490 mm gewählt wurde.

Ferner wurden im Vergleichsbeispiel 2 die Krümmungsradien der Bahnen der jeweiligen Laufflächen zu 500 mm gewählt, während die Wälzfläche jeder Walze von einer einzelnen Bahn gebildet wurde und deren Krümmungsradius zu 450 mm gewählt wurde.

Gemäß Tabelle 1 wird in der Ausführungsform 1 festge stellt, daß, obwohl der Krümmungsradius der zweiten Bahn der Walze kleiner gewählt ist als der Krümmungsradius ihrer ersten Bahn und somit die Achsen der äußeren und inneren Lagerschalen gegeneinander verschoben werden können und die Walze somit geneigt werden kann, da die Endabschnitte der Wälzfläche der Walze nicht die Laufflä chen der äußeren und inneren Lagerschalen berühren, der maximal zulässige Winkel der Achsenverschiebung groß ist. Auch im Vergleichsbeispiel 2 ist der maximal zulässige Winkel der Achsenverschiebung groß, da der Krümmungsra dius der Wälzfläche der Walze ähnlich wie in der Ausfüh rungsform 1 klein ist.

Hierbei zeigen die Fig. 12 bis 14 die Oberflächendruck verteilung in Axialrichtung der Walze bezüglich der konkav geformten Lauffläche auf der inneren Lagerschalen seite in der Ausführungsform 1, sowie in den Vergleichs beispielen 1 und 2. Genauer zeigt die Fig. 12 die Ober flächendruckverteilung, wenn die Achsen der inneren und äußeren Lagerschalen nicht verschoben sind. Die Fig. 13 zeigt die Oberflächendruckverteilung, wenn die Achsenver schiebung zwischen den Achsen der inneren und äußeren Lagerschalen 6 Winkelminuten beträgt. Die Fig. 14 zeigt die Oberflächendruckverteilung, wenn die Achsenverschie bung zwischen den Achsen der inneren und äußeren Lager schalen 12 Winkelminuten beträgt.

Im Vergleichsbeispiel 1 ist der Oberflächendruck am geringsten, wenn die Achsen der inneren und äußeren Lagerschalen nicht verschoben sind. Wenn jedoch die Achsen der inneren und äußeren Lagerschalen gegeneinander verschoben sind, tritt eine Kantenbelastung auf. Ferner tritt im Vergleichsbeispiel 2 selbst dann keine Kantenbe lastung auf, wenn die Achsenverschiebung zwischen den Achsen der inneren und äußeren Lagerschalen groß ist, da der Krümmungsradius der Wälzfläche der Walze klein ist. Wenn jedoch die Achsen der inneren und äußeren Lagerscha len nicht verschoben sind, oder wenn die Achsenverschie bung zwischen den Achsen der inneren und äußeren Lager schalen klein ist, steigt im Mittelabschnitt der Walze der Oberflächendruck entsprechend einer quadratischen Kurve an, so daß der Oberflächendruck im Mittelabschnitt der Walze größer ist als in den beiden anderen Beispie len. Anhand dieser Figuren kann ferner festgestellt werden, daß in der Ausführungsform 1 dann, wenn die Achsen der inneren und äußeren Lagerschalen nicht ver schoben sind, der Oberflächendruck derselben nahezu derselbe ist wie im Vergleichsbeispiel 1 und geringer ist als im Vergleichsbeispiel 2. Selbst wenn die Achsen gegeneinander verschoben sind, tritt ferner keine Kanten belastung auf.

Anhand der obenerwähnten Ergebnisse wird die Ausführungs form 1 am besten beurteilt, wenn ein Gebrauch unter verschiedenen Neigungsbedingungen berücksichtigt wird.

Außerdem ist ein Wälzlager gemäß der Erfindung nicht auf die entsprechenden obenbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, vielmehr können die Materialien, Formen, Abmessungen, Krümmungsradien, die Anzahl und die Setzpo sitionen und dergleichen der konkav geformten Laufflä chen, die äußere Lagerschale, die innere Lagerschale, die Wälzelemente, die konvex geformten Bahnen, die konvex geformten Laufflächen, die konkav geformten Bahnen und dergleichen beliebig gewählt werden, vorausgesetzt, daß sie geeignet sind, die Erfindung zu bilden.

Die Erfindung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei. 10-183429, die hiermit durch Literaturhinweis eingefügt ist.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit ihrer bevorzugten Ausführungsform beschrieben worden ist, ist Fachleuten klar, daß daran Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne von Umfang der Erfindung abzuweichen, weshalb die beigefügten Ansprüche alle Änderungen und Abwandlungen, die in den wahren Geist und Umfang der Erfindung fallen, abdecken sollen.

Wie bisher beschrieben worden ist, ist gemäß der Erfin dung das Wälzlager so strukturiert, daß nicht nur die Laufflächen der inneren und äußeren Lagerschalen und die Wälzflächen der Walzen miteinander in Form eines gegen seitigen Kontakts zwischen den konvex geformten Bahnen und ihren entsprechenden konkav geformten Bahnen in Kontakt sind, sondern auch relativ große Spielräume zwischen den Laufflächen der inneren und äußeren Lager schalen und den entsprechenden zwei Endabschnitten der Wälzflächen der Walzen gebildet werden. Aufgrund dessen kann das Wälzlager selbst dann, wenn der Achsenverschie bungswinkel zwischen den äußeren und inneren Lagerschalen klein ist oder wenn keine Verschiebung zwischen den Achsen der äußeren und inneren Lagerschalen vorliegt, die Oberflächendrücke zwischen den jeweiligen Laufflächen und den jeweiligen Wälzelementen verringern und das Auftreten einer Kantenbelastung kontrollieren und kann im Vergleich zum herkömmlichen Wälzlager einer großen Achsenverschie bung zwischen den inneren und äußeren Lagerschalen stand halten.

Claims

1. Wälzlager (10), gekennzeichnet durch
eine äußere Lagerschale (11), die eine äußere Lauffläche (12) enthält, die auf der inneren Umfangsflä che derselben ausgebildet ist und definiert wird durch Drehen einer äußeren Laufflächen-Definitionsbahn um ihre Achse;
eine innere Lagerschale (13), die eine innere Lauffläche (14) besitzt, die auf der äußeren Umfangsflä che derselben ausgebildet ist und definiert wird durch Drehen einer inneren Laufflächen-Definitionsbahn um ihre Achse; und
mehrere Wälzelemente (15), die jeweils zwischen die äußeren und inneren Laufflächen (12, 14) eingesetzt sind, wobei eine äußere Umfangsfläche jedes Wälzelements (15) definiert wird durch Drehen einer Wälzflächen-Defi nitionsbahn (17) um ihre Achse, wobei
wenigstens eine der äußeren und inneren Laufflä chen-Definitionsbahnen und der Wälzflächen-Definitions bahn einen ersten Krümmungsradius besitzt, und
alle anderen der äußeren und inneren Laufflächen- Definitionsbahnen und der Wälzflächen-Definitionsbahn umfassen:

1. eine erste Bahn (17) mit einem zweiten Krüm mungsradius, der sich vom ersten Krümmungsradius un terscheidet und im wesentlichen in der Mitte in Axialrichtung des Wälzlagers (10) angeordnet ist, und
2. zweite Bahnen (16), die auf die beiden Seiten der ersten Bahn (17) angeordnet sind und einen drit ten Krümmungsradius besitzen, der sich von ersten Krümmungsradius und ferner vom zweiten Krümmungsra dius unterscheidet.

2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die äußere Laufflächen-Definitionsbahn und die innere Laufflächen-Definitionsbahn jeweils den ersten Krümmungsradius besitzen, und
die Wälzflächen-Definitionsbahn umfaßt:

1. die erste Bahn (17), und
2. die zweiten Bahnen (16).

3. Wälzlager (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die äußere Lauffläche (12) und die innere Lauf fläche (14) jeweils eine konkave Form besitzen, und
der erste Radius größer ist als der zweite Radius und der zweite Radius größer ist als der dritte Radius.

4. Wälzlager (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die äußere Lauffläche (22) und die innere Lauf fläche (24) jeweils eine konvexe Form besitzen, und
der erste Radius kleiner ist als der zweite Radius und der zweite Radius kleiner ist als der dritte Radius.

5. Wälzlager (30) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Bahn (37) und wenigstens eine der zweiten Bahnen (36) direkt und durchgehend miteinander verbunden sind und in einem Grenzabschnitt (38) zwischen diesen eine gemeinsame Tangente besitzen.

6. Wälzlager (40) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Bahn (47) und wenigstens eine der zweiten Bahnen (46) direkt und durchgehend miteinander verbunden sind und in einem Grenzabschnitt (48) zwischen diesen eine gemeinsame Tangente besitzen.

7. Wälzlager (50) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Bahn (57) und wenigstens eine der zweiten Bahnen (56) direkt und durchgehend miteinander verbunden sind und in einem Grenzabschnitt (58) zwischen diesen eine gemeinsame Tangente besitzen.

8. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Wälzelemente eine im wesentlichen zylindrische Form besitzt.

9. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Wälzelemente eine im wesentlichen konische Form besitzt.

10. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Wälzelemente eine im wesentlichen trommelartige Form besitzt.

11. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Bahn und wenigstens eine der zweiten Bahnen direkt und kontinuierlich miteinander verbunden sind und in einem Grenzabschnitt zwischen diesen eine gemeinsame Tangente besitzen.

12. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die äußere Laufflächen-Definitionsbahn und die innere Laufflächen-Definitionsbahn jeweils die erste Bahn und die zweiten Bahnen umfasen, und
die Wälzflächen-Definitionsbahn den ersten Krüm mungsradius besitzt.

13. Wälzlager nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die äußeren und inneren Laufflächen jeweils konkav geformt sind, und
der erste Krümmungsradius kleiner ist als der zweite Krümmungsradius und der zweite Krümmungsradius kleiner ist als der dritte Krümmungsradius.

14. Wälzlager nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Bahn und wenigstens eine der zweiten Bahnen direkt und kontinuierlich miteinander verbunden sind und in einem Grenzabschnitt zwischen diesen eine gemeinsame Tangente besitzen.

15. Wälzlager nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Bahn und wenigstens eine der zweiten Bahnen direkt und kontinuierlich miteinander verbunden sind und in einem Grenzabschnitt zwischen diesen eine gemeinsame Tangente besitzen.

16. Wälzlager, gekennzeichnet durch
eine äußere Lagerschale mit einer konkav geform ten Lauffläche, die an der inneren Umfangsfläche dersel ben ausgebildet ist;
eine innere Lagerschale mit einer konkav geform ten Lauffläche, die auf ihrer äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist; und
mehreren im wesentlichen zylindrisch geformten Wälzelementen, die jeweils zwischen die konkav geformten Laufflächen der äußeren und inneren Lagerschalen einge setzt sind, wobei die äußere Umfangsfläche der jeweiligen Wälzelemente von einer konvex geformten Bahn gebildet wird, wobei
jeder der Mittelabschnitte in einer der konkav geformten Laufflächen der äußeren und inneren Lagerscha len und der äußeren Umfangsflächen der Wälzelemente von einer ersten Bahn mit einem gegebenen Krümmungsradius gebildet wird, während die zwei Endabschnitte, die je weils den Mittelabschnitt berühren, jeweils von zweiten Bahnen gebildet werden, die jeweils einen Krümmungsradius besitzen, der bewirkt, daß die zwei Endabschnitte der konkav geformten Laufflächen der äußeren und inneren Lagerschalen und der äußeren Umfangsflächen der Wälzele mente voneinander getrennt werden.

17. Wälzlager, gekennzeichnet durch
eine äußere Lagerschale mit einer konvex geform ten Lauffläche, die an der inneren Umfangsfläche dersel ben ausgebildet ist;
eine innere Lagerschale mit einer konvex geform ten Lauffläche, die auf ihrer äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist; und
mehreren im wesentlichen zylindrisch geformten Wälzelementen, die jeweils zwischen die konvex geformten Laufflächen der äußeren und inneren Lagerschalen einge setzt sind, wobei die äußere Umfangsfläche der jeweiligen Wälzelemente von einer konkav geformten Bahn gebildet wird, wobei
jeder der Mittelabschnitte in einer der konvex geformten Laufflächen der äußeren und inneren Lagerscha len und der äußeren Umfangsflächen der Wälzelemente von einer ersten Bahn mit einem gegebenen Krümmungsradius gebildet wird, während die zwei Endabschnitte, die je weils den Mittelabschnitt berühren, jeweils von zweiten Bahnen gebildet werden, die jeweils einen Krümmungsradius besitzen, der bewirkt, daß die zwei Endabschnitte der konvex geformten Laufflächen der äußeren und inneren Lagerschalen und der äußeren Umfangsflächen der Wälzele mente voneinander getrennt werden.