DE2753108A1

DE2753108A1 - Waelzlager

Info

Publication number: DE2753108A1
Application number: DE19772753108
Authority: DE
Inventors: Sture Lennart Aasberg
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1976-12-01
Filing date: 1977-11-29
Publication date: 1978-06-15
Also published as: IT1117998B; GB1580269A; DE2753108C2; FR2372989B1; US4248487A; FR2372989A1; GB1580268A; JPS5374653A

Description

SKP KUGSLLAlERFABRIKSN GMBH Sohweinfurt, 21. 11. 1977

SW 76 029/nr ΟΙΟ DT TPA/Ul/hb

Wälzlager

Es ist bekannt, zweireihige Schrägkugellager zur Lagerung von Ritzeln in Getrieben zu verwenden. Diese Lager können nur gerinne Biegemomente aufnehmen, so daß ihr Anwendungsgebiet sehr beschränkt ist. In vielen dieser Anwendungsfälle werden deshalb zwei einreihige Kegelrollenlager verwendet. Diese Lager haben den Nachteil, daß sie wegen ihres kleinen Berührungswinkels in einem großen axialen Abstand voneinander eingebaut werden müssen, um sie für die Aufnahme von Biegemomenten geeignet zu machen. Die Folge daraus ist, daß die dadurch bedingte verhältnismäßig lange Welle auf Biegung und auch auf Wärmedehnung beansprucht wird, die den Zahneingriff der Zahnräder beeinflussen. Es sind deshalb besondere Anordnungen notwendig, um eine Vorspannung (Anstellung) der Lager zu schaffen. Die beiden Lagerborde, an denen die Rollen unter Gleitreibung anlaufen, werden während des Einlaufens des Zahnrades weiterhin starkem VerschJeiß aufgrund der Verunreinigungen im Öl ausgesetzt, manch-

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mal in einem solchen Ausmaß, daß die Vorspannung verloren geht.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager zu schaffen, das hohe sowohl axial als auch radial wirkende Kräfte sowie große Biegemomente aufzunehmen in der Lage ist und kleinere Abmessungen als die bisher bekannten Lager für entsprechende Anwendungsfälle aufweist.

Durch das Lager nach der Erfindung ist es gemäß Anspruch 2 möglich, der Schrägkugellagerreihe eine relativ flache Druck- oder Wirkungslinie (= Verbindungslinie der Berührungspunkte einer

Kugel mit den Laufbahnen) zu geben, so daß der Abstand der

Schnittpunkte der Druckmittellinien des Rollenlagers und des Schrägkugellagers mit der Lagerachse sehr groß wird. Dieser Abstand ist bedeutend größer als bei einem Lager, das mit zwei Reihen von Kegelrollen ausgestattet ist. Dadurch ist es möglieh, einerseits größere Biegemomente aufzunehmen, zum anderen kann die Kugelreihe sehr nahe an die Rollenreihe herangerlickt werden, so daß das Lager insgesamt in axialer Richtung kürzer baut. Weitere Vorteile dieses Lagers im Verhältnis zu Anordnungen mit zwei Kegelrollenlagern sind folgende:

Schaffung einer bereits vorgespannten (angestellten) Lagereinheit, die leichter und einfacher eingebaut werden kann,

Verwendung kürzerer Wellen, die gegenüber Biegungen und thermischen Längenänderungen weniger anfällig sind,

kürzere Bauart des Lagers selbst und geringerer Abstand zwisehen den Wälzkörperreihen, wodurch die Vorkehrungen für eine einwandfreie Schmierung einfacher und wirkungsvoller werden,

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bessere Aufrechterhaituns der Vorspannung, weil geringerer Bordverschleifl während des Einlaufens gegeben ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen beschrieben. Mit der Ausgestaltung des Lagers * nach Anspruch 3 wird ein Lager geschaffen, das in einfacher weise in axialer Richtung festgelegt werden kann. Gemäß der Ausgestaltung nach Anspruch 4 wird ein Lager geschaffen, das in einfacher Weise axial fixiert und im Gehäuse oder dgl. befestigt werden kann. Der Ein- und Ausbau dieses Lagers wird stark vereinfacht.

Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 5 wird erreicht, daß der

Außenring versteift wird, was la Hinblick auf höhe Biegemomente besonders vorteilhaft 1st. Nachdea die höchsten Kräfte und Biegemonente von der Kegelrollenreihe übernomeen werden sollen, ist es zweckmäßig, die Ausführung nach Anspruch 6 zu wählen.

'Ur Anwendungsfälle, bei, denen eine genaue axiale Lage des Lagers oder des zu lagernden Maschineneleaentes erforderlich ist, weist die Ausftfirung nach Anspruch 7 besondere Vorteile auf.

Die Übrigen Ansprüche 8 und 9 beziehen sich auf den Einbau dieser Lager und enthalten besonders vorteilhafte Anordnungen für die Lagerung von Ritzeln von Zahnradgetrieben.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausfiiirungsbeispiele näher beschrieben werden.

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Es zeigen

Pig. 1 einen Querschnitt durch die Lagerung eines Ritzels eines Zahnradgetriebes und

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine andere Lagerausführung.

Beim Beispiel nach Figur 1 ist in einem Gehäuse 1 ein Ritzel 2 mit einer Welle 3 in einem Lager 4 drehbar abgestützt. Das Lager 4 besteht aus einem Außenring 5» einem aus zwei Teilen 6 und 7 bestehenden Innenring, aus einer Reihe von Kegelrollen 8, die auf den kegeligen Laufbahnen im Lagerring 5 und im Ring 6 abrollen und an einem FUhrungsflansch 6a des Innenringteiles 6 anlaufen, sowie einer Reihe von Kugeln 9, die auf Laufbahnen im Außenring 5 und im Innenringteil 7 abrollen, wobei die Laufbahnen so gestaltet sind, daß ein Schrägkugellager entsteht. Das Lager 4 ist dabei so angeordnet, daß es durch die geeignete Wahl der Abmessungen der Ring· 6 und vorgespannt werden kann, welche zwischen einer radialen Schulter des Ritzels 2 und einer Befestigun^smutter 10 festgespannt sind. Die axiale Belastung in einer Richtung wird durch die Rollenreihe aufgenommen, während die axiale Belastung in der entgegengesetzten Richtung durch die Kugelreihe aufgenommen wird. Die Reihe der Kegelrollen 8 ist dem Ritzel 2 zugewendet, nachdem die Belastung in der Nähe des Ritzels 2, das mit einem Tellerrad 11 zusammenwirkt, am höchsten ist. Das Tellerrad 11 ist aus Gründen der einfacheren Darstellung nur teilweise gezeichnet. Ein weiterer Vorteil in der Anordnung der Rollenreihe in der Nähe des Ritzels liegt darin, daß die Zuführung von Schmiermittel aus dem Gehäuse zu den Rollen in einfacher Weise sichergestellt werden kann. Die Kugelreihe ist hinsichtlich der Schmierung weniger anspruchsvoll als die Rollenreihe.

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Um eine axiale Einstellung des Ritzels 2 im Gehäuse 1 vornehmen zu können, ist der Lageraußenring 5 neben seiner Sitzfläche mit einem Gewindeabschnitt 12 versehen. Das Gewinde wirkt mit einem Gewindeabschnitt \~$ im Gehäuse 1 neben der Lagersitzfläche zusammen. Durch Drehen des Außenringes 5 wird dieser in axialer Richtung im Gehäuse verschoben, so daß das Ritzel 2 in Eingriff mit dem Tellerrad 11 gebracht werden kann. Um ein Verdrehen des Außenringes 5 zu ermöglichen, ist dieser an seiner äußeren Stirnseite mit einer Anzahl von Schlitzen 14 versehen, in die entsprechende VorsprUnge eines Werkzeuges zum Verdrehen eingreifen können. Wenn der Außenring 5 so weit verschoben ist, daß das Ritzel 2 die gewünschte Lag« eingenommen hat, wird der Lagerring gegen weitere Verschiebung durch eine Gegenmutter 15 blockiert, die auf dem Gewindeansatz 12 des Außenringes aufgeschraubt ist und mit einer Stirnfläche an der Stirnfläche des Gehäuses 1 zur Anlage kommt.

Beim AusfUhrungsbeispiel nach Figur 2 besteht das Lager aus einem Außenrung 16, den beiden Innenringteilen 17 und 18 und den beiden Reihen von Walzkörpern 19 und 20. Die Wälzkörper sind Kegelrollen, deren Achsen unter einem Winkel gegenüber der Lagerachse geneigt sind und die auf ebenfalle kegelig ausgebildeten Laufbahnen abrollen, während in der zweiten Reihe Kugeln 20 vorgesehen sind, die so auf Laufbahnen angeordnet sind, daß sich ein Schrägkugellager ergibt. Die Drucklinien der beiden Wälzkörperreihen (das sind die Verbindungslinien der Berührungspunkte der Wälzkörper mit den Laufbahnen) sind zur Lagerachse unterschiedlich geneigt, wobei die der Schrägkugellagerreihe bedeutend flacher als die der Kegelrollenreihe ist. Dadurch ergibt sich eine große AbstUtzlänge des Lagers.

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Die Drucklinien bilden mit der Normalen auf die Lagerachse einen WinkeldC. bzw. «C. Diese Winkel werden als Druck- oder Bertihrungswinkel bezeichnet. Der Außenring 16 ist mit einem radialen Plansch 21 versehen, der eine Anzahl von Durchgangsbohrun^en 22 für Befestigungsschrauben oder dgl. aufweist. Auf diese Weise kann der Ring 16 durch axiale Schraubenverbindungen an einer radialen Fläche eines Maschinenelementes angeschraubt werden. Zwischen der Anlagefläche des Flansches und des Maschinenelementes können Abstandsscheiben eingelegt werden, um eine genaue axiale Festlegung des Lagers zu erreichen. Die Befestigung des Lagers mit einer Anzahl von axialen Schrauben bedeutet, daß der Einbau und der Ausbau des Lagers vereinfacht wird, wobei aufgrund der Tatsache, daß das Lager wohl radiale als auch axiale Flächen zur Anlage an dem Maschinenelement aufweisen kann, das Lager starr befestigt werden kann. Der Flansch bewirkt weiterhin, daß der Außenring verstärkt wird, was besonders bei solchen Lagern von Vorteil ist, die in Anwendungsfällen verwendet werden sollen, in denen hohe Biegemomente auftreten.

Manchmal kann es zweckmäßig sein, auch den Innenring, besonders wenn er einstückig ausgebildet ist, mit einem Flansch entsprechend dem Flansch 21 zu versehen. Dieser weitere Flansch kann auf derselben Seite des Lagers wie der Flansch 21 oder auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet sein, er kann weiterhin entweder radial nach außen oder nach innen gerichtet sein. Es ist auch möglich, nur den Innenring mit einem Flansch zu versehen. Der Flansch muß auch nicht an einem Ende des Ringes angeordnet sein, er kann auch an Jeder anderen Stelle des Ringes vorgesehen werden. Nachdem das Ende des Lagerringes, an dem die Rollen 3 angeordnet sind, den höchsten Belastungen ausgesetzt ist und dieses Ende in den meisten Fällen außerhalb der Lagersitzfläche zu liegen kommt, ist es zweckmäßig, den Flansch an diesem Ende des Lagerrim;es anzuordnen. Es ist auch möglich, die Laufbahnen fUr die Wälzkörper direkt in das abzustutzende Maschinenelement, d.h. in die Welle einzuarbeiten.

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Im Rahmen des Erfindungsgedankens ist es möglich, weitere änderungen zu treffen. So ist es z.B. nicht nötig, daß der Innenring des Lagers geteilt und der Außenring einstückig ausgebildet ist. Es 1st weiterhin auch möglich, die Gewindeabschnitte am Innenring und auf dem Maschinenelement, auf dem der Innenring aufgesetzt wird, vorzusehen. Es 1st weiterhin möglich, die Rollen 8 zylindrisch auszubilden und auf kegelig ausgebildeten Laufbahnen abwälzen zu lassen. Die Erzeugenden der Rollen und/ oder der Laufbahnen können auch gewölbt ausgeführt sein. Sehließlieh 1st es auch möglich, die Laufbahnen für die Kugeln so anzuordnen, daß ein Rillenkugellager entsteht, das in der Lage ist, Axialkräfte nach beiden Richtungen aufzunehmen.

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Claims

SKP KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 21. 11. 1977

SW76O29/T7O1ODT TPA/Gl/fcb

Wälzlager

Patenten s ρ r U c h β

Wälzlager, bestehend aus einem Außenring, einem Innenring und zwei Reihen von zwischen den Lagerringen angeordneten Wälzkörpern, Insbesondere für die Lagerung von Ritzeln von Zahnradgetrieben, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wälzkörperreihe von Rollen (8, 19) gebildet ist, deren Achsen unter einem Winkel zur Lagerachse geneigt sind und die auf Laufbahnen abrollen, die ebenfalls unter einem Winkel zur Drehachse des Lagers geneigt sind, und die andere Wälzkörperreihe Kugeln (9, 20) aufweist, wobei die Laufbahnen für die Kugeln so angeordnet bzw. ausgebildet sind, daß die Drucklinie, das ist die Verbindungslinie der Berührungspunkte einer Kugel mit den Laufbahnen, unter einem Winkel (C₂) zur Normalen auf die Drehachse des Lagere geneigt ist.
2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwinkel (£_) zwischen der Drucklinie der Kugelreihe und der Normalen zur Lagerachse größer 1st als der Druckwinkel GC₁) zwischen der Drucklinie der Rollenreihe und der Normalen zur Lagerachse.

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ORIGINAL INSPECTED
3. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Lagerring (5 oder 6,7 bzw. 16 oder 17, 18) mit Mittel (12, 21) zum axialen Festlegen des Lagers versehen ist.
4. Wälzlager nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß einer der Lagerringe (5 oder 6, 7 bzw. 16 oder 17, 18) mit einem Plansch (21) zur Befestigung des Lagers versehen ist.
5. Wälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (16) mit einem Plansch (21) versehen ist.
Ö.Wälzlager nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Plansch (15) im Bereich der Rollenreihe angeordnet ist.
7. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß einer der Lagerringe (5 bzw. 6, 7) mit einem Gewindeabschnitt (12) und Mittel (14) zum Verdrehen des Lagerringes versehen ist.
8. Anwendung des Lagers nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei der Lagerung eines Ritzels von Zahnradgetrieben, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager so eingebaut ist, daß die Rollenreihe näher sm Ritzel (2) als die Kugelreihe zu liegen kommt.
9. Anordnung nach Anspruch 8 in Verbindung mit Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (5) des Wälzlagers mit einem Gewindeabschnitt (12) und das Getriebegehäuse (1) ebenfalls mit einem Gewindeabschnitt (13) versehen sind, wobei der Gewindeabschnitt(12) in den Gewindeabschnitt (13) eingreift.

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