DE202006004735U1

DE202006004735U1 - Blechkäfig für ein Pendelrollenlager

Info

Publication number: DE202006004735U1
Application number: DE202006004735U
Authority: DE
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2016-03-25
Also published as: WO2007110038A1

Abstract

Blechkäfig (5) für ein Pendelrollenlager (1) mit einem Außenring (3) und einem Innenring (4), zwischen denen zwei zueinander geneigte sowie beabstandete Reihen von Wälzkörpern (2) angeordnet und in dem Blechkäfig (5) geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkäfig (5) einen koaxial zur Lagerachse verlaufenden Axialabschnitt (7) aufweist, dass sich an diesen Axialabschnitt (7) in Richtung zur Lagerstirnseite (6) ein Radiusabschnitt (8) anschließt, und dass der Radiusabschnitt (8) in einen radial zur Lagerachse verlaufenden Radialabschnitt (9) übergeht, wobei der Krümmungsradius (R) derartig gewählt ist, dass der jeweilige Radialabschnitt (9) die zugeordnete Lagerstirnseite (6) unter Einhaltung eines axialen Abstandes (x) nicht oder maximal gerade erreicht.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Blechkäfig für ein Pendelrollenlager mit einem Außenring und einem Innenring, zwischen denen zwei zueinander geneigte sowie beabstandete Reihen von Wälzkörpern angeordnet und in dem Blechkäfig geführt sind.
Hintergrund der Erfindung
Wälzlager dienen bekanntermaßen zur Übertragung radialer und/oder axialer Lasten an rotierenden Teilen und werden nach der Form ihrer Wälzkörper in Kugellager einerseits oder Rollenlager andererseits unterteilt. Bei Rollenlagern wird wiederum zwischen Zylinder-, Nadel-, Kegel- und Pendelrollenlagern unterschieden. Letztere enthalten in der Regel zwei Rollenreihen mit tonnenförmigen Rollen, deren Rollenachsen gegen die Lagerachse geneigt sind. Die Laufbahnen sind hohlkugelig ausgebildet, so dass sich die Rollenkörper bei Fluchtungsfehlern und bei der Durchbiegung der zugeordneten Welle in den Laufbahnen pendelnd einstellen können.
Pendelrollenlager haben daher die Eigenschaft, selbst dann ordnungsgemäß zu rotieren, wenn die Welle sich im Verhältnis zur Achse des Außenringes schräg geneigt dreht. Derartige Lager mit Selbstausrichtungsvermögen werden häufig dann eingesetzt, wenn eine Zentrierung zwischen Welle und Gehäuse Probleme bereitet oder wenn die Abweichungen der Wellenoberfläche so groß sind, dass der lnnenring in schräg gestelltem Zustand rotiert.
Bei bekannten Pendelrollenlagern, beispielsweise gemäß der DE 196 11 723 A1 und der DE 31 39 841 A1 , weist das Lager einen Außenring mit sphärischer Laufbahn auf, deren Krümmungsmittelpunkt sich im Lagermittelpunkt befindet, sowie eine Anzahl von in zwei Reihen angeordneter Rollenkörper, einen Blechkäfig für die Rollenkörper, und einen Innenring mit zwei Laufbahnen zur Führung der Rollenkörper.
Der Blechkäfig hat wie alle Käfige in Wälzlagern die Aufgabe, die Wälzkörper zu führen und zueinander auf Anstand zu halten. Lagerkäfige für Wälzlager sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Die DE 100 21 089 A1 zeigt einen relativ einfachen Blechkäfig für Wälzlager, der zwei zueinander beabstandete Ringkörper aufweist, die durch eine Vielzahl von Stegen miteinander verbunden sind, wobei jeweils zwei benachbarte Stege in Verbindung mit den Ringkörpern Taschen zur Aufnahme eines Wälzkörpers bilden. Weitere Blechkäfige ähnlicher Bauart sind aus den Druckschriften DE 100 65 169 A1 DE 197 24 068 A1 und EP 1 065 396 B1 bekannt.
In verschiedenen Bauarten von Radialpendelrollenlagern werden zur Axialfixierung der geneigten Wälzkörper axial abgewinkelte bzw. abgeknickte Blechkäfige genutzt, wodurch ein solcher Blechkäfig ohne zusätzlich Bearbeitungsschritte mehr oder weniger weit über die Lagerstirnflächen, also über die seitliche Lagerkontur hinausragt. Um plane Lagerstirnflächen zu erhalten, muss der überstehende Bereich des Blechkäfigs mechanisch abge tragen werden. Dieser nachzuarbeitende Bereich ist in 1 für ein bekanntes Radialpendelrollenlager mit „a" und die Abwinklung des Blechkäfigs mit „ß" bezeichnet. Meistens wird der überstehende Bereich durch Drehen abgetragen.
Bei dem zweireihigen Pendelrollenlager gemäß der DE 31 39 841 A1 ist je Wälzkörperreihe ein gesonderter Bleckkäfig vorgesehen, die im Bereich der Mitte der zugeordneten Wälzkörper einen Knick aufweisen, so dass der jeweilige Radialabschnitt der Blechkäfige in Richtung zum Zentrum des Lagers weist. Ein Überstehen der axialen Enden des Blechkäfigs an den Stirnseiten des Lagers ist dadurch vermieden, dass der Außenring und der Innenring eine vergrößerte und/oder die Wälzkörper eine verringerte axiale Länge aufweisen.
Weiterhin zeigt die JP 2002147450 A einen Blechkäfig für ein Pendelrollenlager mit tonnenförmigen Wälzkörpern, bei dem der über die Lagerstirnflächen hinausragende Bereich durch einen Pressvorgang weggedrückt bzw. weggezogen ist.
Nachteilig bei den bekannten Pendelrollenlagern sind der zusätzliche separate Arbeitsgang zur Beseitigung des über die Lagerstirnflächen hinausragenden Bereiches „a" des Blechkäfigs bzw. die genannten Einschränkungen hinsichtlich der axialen Länge der Lagerringe und/oder der Wälzkörper.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Blechkäfig für ein Pendelrollenlager zu schaffen, der plane Lagerstirnseiten ohne eine Nachbearbeitung des Blechkäfigs bei optimaler axialer Länge der Wälzkörper und/oder der Lagerringe gewährleistet.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das beschriebene technische Problem lösbar ist, wenn der Blechkäfig im Bereich seiner axialen Enden einen gekrümmten Verlauf mit einem vergleichsweise großen Radius und einen daran anschließenden Radialabschnitt aufweist, wobei der Krümmungsradius derartig gewählt ist, dass der jeweilige Radialabschnitt die zugeordnete Lagerstirnseite nicht oder allenfalls gerade erreicht.
Gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs betrifft die Erfindung daher einen Blechkäfig für ein Pendelrollenlager mit einem Außenring und einem Innenring, zwischen denen zwei zueinander geneigte sowie beabstandete Reihen von Wälzkörpern angeordnet und in dem Blechkäfig geführt sind. Bei diesem Blechkäfig ist zudem vorgesehen, dass dieser einen koaxial zur Lagerachse verlaufenden Axialabschnitt aufweist, dass sich an diesen Axialabschnitt in Richtung zur Lagerstirnseite ein Radiusabschnitt anschließt, dass der Radiusabschnitt in einen radial zur Lagerachse verlaufenden Radialabschnitt übergeht, und dass der Krümmungsradius des Radialabschnitts derartig gewählt ist, dass der jeweilige Radialabschnitt die zugeordnete Lagerstirnseite unter Einhaltung eines axialen Abstandes in allen Betriebssituationen nicht oder maximal gerade erreicht.
Die Kontur des Blechkäfigs ist nun nicht mehr wie bei der bekannten Lösung gemäß dem Stand der Technik nach 1 im Mittenbereich der Wälzkörper, die vorzugsweise tonnenförmigen Rollen sein können, abgewinkelt bzw. abgeknickt, sondern geht von der axial innen liegenden zylindrischen Kontur des Blechkäfigs in einen radial nach innen gebogenen Radiusabschnitt über. Im zur zugeordneten Lagerstirnseite weisenden axialen Endbereich der Wälzkörper fällt die Blechkäfigkontur durch den gewählten Radius vergleichsweise steil ab. Dies ermöglicht es, dass der Radiusabschnitt des Blechkäfigs in demjenigen Axialbereich des Lagers unterhalb der Drehachse der Wälzkörper einen Radialabschnitt beginnend umgeformt ist, der einen vergleichsweise großen Abstand „Y" des axialen Endes der Wälzkörper hin zur zugeordneten Lagerstirnseite bietet.
Durch diesen Aufbau wird vorteilhaft erreicht, dass der Blechkäfig im kritischen seitlichen Bereich nicht mehr mechanisch nachgearbeitet werden muss, so dass dessen Herstellung einfacher und kostengünstiger ist.
Außerdem ist vorgesehen, dass die Wälzkörper mit ihrem axial inneren und ihrem axial äußeren Bereich in so genannten Wälzkörperanlaufpunkten den Blechkäfig berühren, wobei ein axial innerer Wälzkörperanlaufpunkt im Bereich des Axialabschnittes und ein axial äußerer Wälzkörperanlaufpunkt im Radiusabschnittes liegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Darin zeigt
1 einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich eines Pendelrollenlagers mit einer Reihe von Wälzkörpern und einem Blechkäfig gemäß dem Stand der Technik, sowie
2 und 3 jeweils eine Darstellung wie in 1, jedoch mit einem erfindungsgemäßen Blechkäfig.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Das in den 1 bis 3 dargestellte Pendelrollenlager 1 besteht aus zwei zueinander geneigten Reihen von symmetrischen, tonnenförmigen Wälzkör pern 2, die zwischen einem Außenring 3 und einem Innenring 4 hintereinander und nebeneinander aufgereiht sind. In den Zeichnungsfiguren ist nur ein Bereich des Pendelrollenlagers 1 mit einer Reihe von Wälzkörpern 2 gezeigt. Die Reihe von Wälzkörpern 2 wird durch einen Blechkäfig 5 gehalten, wobei die Wälzkörper 2 in hier nicht erkennbaren Fenstern des Blechkäfigs aufgenommen sind.
Gemäß den 2 und 3 sind die Fenster zur Aufnahme der Wälzkörper 2 jeweils durch einen koaxial zur Lagerachse in Richtung zur Lagerstirnseite 6 verlaufenden Axialabschnitt 7 sowie einen sich daran anschließenden Radiusabschnitt 8 mit einem Radius R gebildet. Von diesem Radiusabschnitt 8 aus geht der Blechkäfig 5 sodann im seitlich äußeren Endbereich der Wälzkörper 2 in einen radial zur Lagerachse verlaufenden Radialabschnit 9 über, der von der Lagerstirnseite 6 gesehen ringförmig ausgebildet ist.
Dabei ist dieser Radialabschnitt 9 um eine Strecke x von der Lagerstirnseite 6 beabstandet, wobei gleichzeitig ein Abstand y zwischen den Wälzkörpern 2 und der Lagerstirnseite 6 radial unterhalb der Drehachse der Wälzkörper 2 gebildet ist. Der Abstand y ist dabei sehr viel größer als der Abstand x. Die Größe des Abstandes y verdeutlicht auch, dass die Umformung des Blechkäfigs 5 vom Radiusabschnitt 8 in den Radialabschnitt 9 in einem Axialbereich des Radiallagers 1 vorliegt, der dafür einen vergleichsweise großen Axialbereich zur Verfügung stellt. Daher müssen diesbezügliche Fertigungstoleranzen nicht sehr eng festgelegt sein, so dass sich die Herstellkosten des Blechkäfigs 5 vorteilhaft gering halten lassen.
Der Krümmungsradius R des Radiusabschnitts 8 ist jedoch derartig gewählt, dass der jeweilige Radialabschnitt 9 des Blechkäfigs 5 die zugeordnete Lagerstirnseite 6 unter Einhaltung eines den axialen Abstandes x in allen Betriebssituationen nicht oder allenfalls gerade erreicht.
Wie insbesondere 3 verdeutlicht, ist durch Ausbildung der Axialabschnitte 7 und der Radiusabschnitte 8 des erfindungsgemäßen Pendelrollenlager 1 vorgesehen, dass die Wälzkörper 2 mit ihrem axial inneren und ihrem axial äußeren Berech in vorbestimmten Wälzkörperanlaufpunkten den Blechkäfig 5 berühren. Dabei liegt ein axial innerer Wälzkörperanlaufpunkt 10 im Bereich des Axialabschnittes 7 und ein axial äußerer Wälzkörperanlaufpunkt 11 im Radiusabschnitt 8.
Wie obige Erläuterungen verdeutlichen, ist durch die Erfindung ein Blechkä5 für ein Pendelrollenlager 1 geschaffen, der plane Lagerstirnseiten 6 des Pendelrollenlagers 1 ermöglicht, ohne dass dazu eine Nachbearbeitung des Blechkäfigs 5, wie etwa bei dem Pendelrollenlager gemäß der JP 200214750A notwenig wäre. Axial unnötig lange Lagerringe bzw. axial unerwünscht kurze Wälzkörper, wie bei dem Pendelrollenlager etwa gemäß der DE 31 39 841 A1 , sind dadurch ebenfalls vermeidbar.

1: Pendelrollenlager
2: Wälzkörper
3: Außenring
4: Innenring
5: Blechkäfig
6: Lagerstirnseite
7: Axialabschnitt
8: Radiusabschnitt
9: Radialabschnitt
10: Wälzkörperanlaufpunkt
11: Wälzkörperanlaufpunkt
R: Radius
x: Abstand
y: Abstand

Claims

Blechkäfig (5) für ein Pendelrollenlager (1) mit einem Außenring (3) und einem Innenring (4), zwischen denen zwei zueinander geneigte sowie beabstandete Reihen von Wälzkörpern (2) angeordnet und in dem Blechkäfig (5) geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkäfig (5) einen koaxial zur Lagerachse verlaufenden Axialabschnitt (7) aufweist, dass sich an diesen Axialabschnitt (7) in Richtung zur Lagerstirnseite (6) ein Radiusabschnitt (8) anschließt, und dass der Radiusabschnitt (8) in einen radial zur Lagerachse verlaufenden Radialabschnitt (9) übergeht, wobei der Krümmungsradius (R) derartig gewählt ist, dass der jeweilige Radialabschnitt (9) die zugeordnete Lagerstirnseite (6) unter Einhaltung eines axialen Abstandes (x) nicht oder maximal gerade erreicht.
Blechkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (2) mit ihrem axial inneren und ihrem axial äußeren Berech in Wälzkörperanlaufpunkten (10, 11) den Blechkäfig (5) berühren, wobei ein axial innerer Wälzkörperanlaufpunkt (10) im Bereich des Axialabschnittes (7) und ein axial äußerer Wälzkörperanlaufpunkt (11) im Radiusabschnittes (8) liegt.