DE4327306B4

DE4327306B4 - Lager mit verbesserten Standzeitcharakteristika

Info

Publication number: DE4327306B4
Application number: DE4327306A
Authority: DE
Inventors: Scott A. Ypsilanti Wojan; Robert W. Gregory Frayer jun.
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1992-08-17
Filing date: 1993-08-13
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2013-08-14
Also published as: US5286117A; DE4327306A1; JPH06173959A

Abstract

Wälzlageranordnung mit
einem Innenlagerlaufring (14), welcher eine Innenbohrung und eine Wälzelementlaufbahn (32) hat;
einem Außenlagerlaufring (12), mit über dem Umfang konstantem Außendurchmesser, welcher eine Lagerelementlaufbahn (24), eine Außendurchmesserfläche (18) und ein Paar von radial ausgerichteten Flächen (20, 22) hat;
einem Lagergehäuse (42) zur Abstützung bzw. Lagerung des Außenlagerlaufringes (12);
einer Mehrzahl von Wälzlagerelementen (16), welche zwischen der Innenlagerlaufringbahn (32) und der Außenlagerlaufringbahn (24) angeordnet sind und mit einem ersten am Wälzlagerlaufring ausgebildeten Umfangssegment (38), welches flexibler in Abhängigkeit von einer einwirkenden Belastung als ein zweites, am Umfang als Rest verbleibendes Segment ist,
wobei über das erste Umfangssegment (38) hinweg eine Grenzfläche zwischen einer der Außenlagerlaufringradialflächen (20) und dem Lagergehäuse (42) als ein Bereich mit einer weniger starren Abstützung vorgesehen ist, wobei die Steifigkeit des als Rest am Umfang verbleibenden weiteren Segments (40) konstant ist.

Description

Die Erfindung befaßt sich mit Wälzlagern und insbesondere mit solchen Lagern, welche derartige Auslegungseinzelheiten haben, daß man eine günstigere Belastungsverteilung auf die Lagerelemente erhält, so daß sich die Standzeit und/oder das Belastungsaufnahmevermögen verbessern lassen.
Wälzlager, wie Kugellager, Konuslager, Nadellager und Zylinderrollenlager werden in großem Umfange eingesetzt. Wenn Wälzlager eingesetzt werden, um nur radiale Belastungen abzustützen oder eine Kombination aus radialen und axialen Belastungen abzustützen (im Gegensatz zu reinen Axialbelastungen) haben sie einen Innenlaufring, welcher von einem Außenlaufring umgeben ist und die Wälzelemente zwischen diesen beiden angeordnet sind. Die Betriebszeit der Wälzlager hängt von den maximalen Belastungen ab, welche an den Lagerbauteilen auftreten. Die zyklische Einwirkung dieser Belastungen führt zu einem Ermüdungsversagen der Lager, wodurch sich schließlich ein Versagen der Lager ergibt. Wenn man eine gleichmäßigere Verteilung der Wälzelementbelastung um den Umfang der Laufringe bereitstellt und wenn man günstigere Belastungsverteilungen an dem jeweiligen Wälzelement (Laufringkontakt) verwirklicht, lassen sich die Lagerstandzeit und das Belastungsaufnahmevermögen verbessern. Die Erfindung befaßt sich mit Auslegungseinzelheiten zum Bereitstellen derartiger Belastungsverhältnisse.
In den Arbeitsumgebungen können die Lager einwirkenden Belastungen ausgesetzt sein, welche Kontaktbelastungen erzeu gen, welche um den Umfang einer der Laufringe nicht gleichmäßig sind und welche wiederholt auf ein und denselben Bereich einwirken. Folglich ändert sich die Kontaktbelastung auf einem oder beiden Laufringen stetig zwischen den Wälzelementen und den Lagerlaufringen als eine Funktion der Winkelposition, wobei die Kontaktbelastung in Umfangsrichtung kontinuierlich bis zu einer Spitzenbelastung zunimmt und dann wieder kontinuierlich abnimmt.
Es gibt zahlreiche Auslegungsvorschläge zur Herabsetzung der Spitzenkontaktbelastungen, wie z.B. das Vergrößern der Gesamtlagerabmessungen, so dass größere und in einer größeren Zahl vorgesehene Wälzelemente in Kombination dazu führen dass die einwirkenden Belastungen eingeschränkt werden. Derartige Auslegungsversuche jedoch führen zu Abstrichen und Nachteilen, welche hierdurch von selbst verursacht werden.

US 4 898 481 offenbart ein Lagergehäuse, in dem eine zylindrische Hülse angeordnet ist, mit einem in dem Lagergehäuse gehaltenen Wälzlager, das in konventioneller Weise ausgestaltet ist und mit der äußeren Umfangsfläche des Außenlaufrings an der inneren Umfangsfläche der Hülse abgestützt ist und eine Welle drehbar lagert. Das Wälzlager wird von zwei Segmenten unterschiedlicher Steifigkeit umfänglich gestützt. Hierzu weist die Hülse an ihrer äußeren Umfangsfläche eine Aussparung auf, die in Umfangsrichtung in einem Winkel von 50° ausgespart ist. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Aussparung an dem Lagergehäuse vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform fehlt es an einer Hülse. Die Ausführung der Aussparung entspricht der Aussparung an der vorerwähnten Hülse. Die Aussparung ist in beiden Fällen mit einer gleichbleibenden Tiefe ausgeführt.

Die aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung weist den Nachteil auf, dass entweder durch eine zusätzliche Hülse oder aber durch Modifikationen an dem Lagergehäuse die Aussparung ausgebildet werden muss, da bei dem gattungsbildenden Stand der Technik davon ausgegangen wird, dass ein konventionelles Wälzlager zum Einsatz kommt. Darüber hinaus führt die Ausgestaltung einer Aussparung mit gleichbleibender Tiefe zu hohen Belastungsspitzen aufgrund von Kerbwirkung. Zwar können im Bereich der Spitzenbelastung Spannungsspitzen umverteilt werden. Gleichwohl ergibt sich am Übergang zwischen der Aussparung und demjenigen Bereich der Hülse, der flächig an dem Gehäuse anliegt, ein Steifigkeitssprung, aus dem im Lager Spannungsspitzen resultieren.

Weitere Wälzlageranordnungen sind aus der US 5 020 925 , der US 4 035 026 sowie beispielsweise der US 3 653 731 bekannt.

Eine weitere Lageranordnung ist beispielsweise auch aus der JP 51 149 444 A bekannt, bei der Außenlagerlaufring eine exzentrische Bohrung aufweist, in welcher die Wälzlagerelemente wie auch der Innenlagerlaufring drehbar gelagert sind. Der Außenlagerlaufring hat wiederum eine kreisrunde Außenumfangsfläche, die in einer entsprechenden Bohrung eines Gehäuses verdrehbar gelagert ist, so dass der Innenlagerlaufring durch Drehung des Außenlagerlaufringes in dem Gehäuse lagegenau positioniert werden kann.

Nicht zuletzt im Hinblick auf den hohen Verschleiß von Wälzlagern in der Industrie (dem Automobilbau und dergleichen) und der damit einhergehenden verminderten Verfügbarkeit der die Wälzlager aufweisenden Maschinen und Anlagen wird zunehmend eine Wälzlageranordnung gefordert, die sich durch eine besondere Langzeitstabilität auszeichnet.

Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, eine Wälzlageranordnung mit erhöhter Lebensdauer anzugeben.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird mit der vorliegenden Erfindung durch eine Wälzlageranordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Ein alternativer Lösungsvorschlag ist in Anspruch 21 angegeben. Beiden alternativen Lösungsvorschlägen der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass die Spitzenkontaktbelastung in den Wälzlagern dadurch herabgesetzt wird, dass über das erste Segment hinweg eine weniger starre Abstützung zwischen dem Innenlagerlaufring und dem Außenlagerlaufring bzw. der Lagerschale und dem Lagerkonus vorgesehen ist.

Durch die Herabsetzung von Spitzenkontaktbelastungen lässt sich die Standzeit des Lagers verlängern, oder alternative können die Lager so vorbestimmt werden, dass sie ein größeres Außenbelastungsaufnahmevermögen haben.

Übliche Wälzlager haben einen inneren und einen äußeren Laufring, welche rotationssymmetrisch ausgelegt sind. In anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass bei einem Radialschnitt durch eine beliebige Umfangsstelle man die gleiche Querschnittsgestalt und die gleiche Querschnittsfläche erhält. Nach der Erfindung ist der Innenlaufring und/oder der Außenlaufring des Lagers mit Umfangssegmenten versehen, welche in Abhängigkeit von Wälzelementkontaktbelastungen flexibler im Vergleich zu den anderen Segmenten sind. Eine derartige „konstruktionsbedingte Asymmetrie" lässt sich dadurch bereitstellen, dass man die Lagertragkonstruktion oder die Lagerlaufringe selbst modifiziert.

Bei der erfindungsgemäßen Wälzlageranordnung sind in Umfangsrichtung zwei verschiedene Umfangselemente vorgesehen, nämlich ein erstes Umfangselement mit einer verminderten ggf. sich in Umfangsrichtung kontinuierlich ändernden steifen Abstützung und ein zweites Segment, welches durch den verbleibenden Rest umfang ausgebildet ist. Im Gegensatz zum gattungsbildenden Stand der Technik ist bei der erfindungsgemäßen Wälzlageranordnung an der Grenzfläche zwischen einer der Außenlagerringflächen und dem Lagergehäuse über das erste Umfangselement ein Bereich mit einer weniger steifen Abstützung vorgesehen.

Wenn man die flexibleren Umfangssegmente in dem Bereich anordnet, an welchem einwirkende Spitzenbelastungen zu erwarten sind, erhält man eine Herabsetzung einer Spitzenkontaktbelastung. Diese Herabsetzung führt zu einem Lager, welches längere Standzeitcharakteristika hat, und das Lager läßt sich auch bei höheren anliegenden Belastungen einsetzen. Verschiedene, bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschreiben die Techniken, mittels welchen asymmetrische Flexibilitätseigenschaftn bei dem Lager bereitgestellt werden.

Zusätzlich zu der Umfangsverteilung der einwirkenden Belastung können Wälzlager einer Fehlausrichtung zwischen den inneren und äußeren Lagerlaufringen ausgesetzt sein. Eine derartige Fehlausrichtung sowie weitere Einflußgrößen können verursachen, daß die Kraftverteilung entlang des Linienkontakts zwischen den Wälzelementen und den Laufringen ungleichmäßig wird. Beträchtlich höhere Kräfte und hieraus resultierende höhere Belastungen können an einem axialen Ende der Wälzelemente im Vergleich zu den anderen Stellen auftreten. Zusätzlich zu Verhältnissen, bei denen ein axiales Ende eines Wälzelements unproportional belastet wird, können Übergangsbelastungszustände entlang den Lagerelementkontaktlinien auftreten. Unter diesen Umständen ändert sich die Spitzenbelastung zwischen den Enden der Lagerelemente, oder ein Wälzelement hat wiederholt eine höhere Grundbelastung im Mittel als das andere Element. Die bei der durch eine anliegende Belastung verursachten Belastungen wird durch eine Herabsetzung der Spitzenbelastung und eine Eliminierung der Übergänge entlang der Wälzelementkontaktlinien ebenfalls versucht, die Lagerstandzeit zu verlängern.

Unter Berücksichtigung der vorstehenden Ausführungen gibt die Erfindung ferner Techniken an, mit denen man eine bessere Gleichmäßig bei der Belastungsverteilung entlang den Lagerelementkontaktlinien dadurch erhält, daß man selektiv Teile mit einer axialen Länge einer der Lagerlaufringe mit einer größeren Flexibilität versieht. Diese vergrößerte Flexibilität kann man entweder dadurch erhalten, daß man das Lagergehäuse modifiziert oder die Laufringe selbst modifiziert.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:
1 eine schematische Ansicht eines Kegelrollenlagers zur Verdeutlichung einer anliegenden Kraft, welche eine beträchtliche radiale Komponente hat, wobei die Reaktionskräfte gezeigt sind, welche auf die Wälzlagerelemente wirken, sowie ihre Umfangsverteilung,
2 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Druckbelastungen über die Wälzkörperposition um den Umfang eines Lagers sowohl für ein übliches Lager als auch für ein Lager nach der Erfindung,
3 eine schematische Ansicht eines Lagerlaufrings bzw. einer Lagerschale nach der Erfindung, welcher Teile an der Rückfläche hat, welche über ein Umfangssegment ausgenommen sind, um eine größere axiale Nachgiebigkeit des Laufrings in dem Bereich des Segments bereitzustellen,
4 eine Radialschnittansicht durch eine Lagerschale nach der Erfindung zur Verdeutlichung eines alternativen Vorschlags zur Bereitstellung von Umfangssegmenten mit größerer radialer Flexibilität,
5 eine Radialschnittansicht eines Kegelrollenlagers zur Verdeutlichung der Lastverteilung, welche auf eine Wälzelement-Kontaktlinie in Abhängigkeit von einer Belastungsfehlausrichtung wirkt,
6 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Kompressionsbelastungen, aufgetragen über der Wälzkörperposition für die großen und kleinen Enden der Kegelrollenlager-Wälzelemente des in 5 gezeigten Lagers,
7 eine schematische Ansicht einer Lagerschale bzw. eines Laufrings nach einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, welche derart modifiziert ist, daß eine gleichmäßigere Verteilung der Belastungen auf die Lagerwälzelementkontaktlinien erzielt wird,
8 eine schematische Ansicht eines Lagers nach der Erfindung zur Verdeutlichung der Kontaktlinien-Belastungsverteilung eines nach der Erfindung modifizierten Lagers,
9 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Belastungen der großen und kleinen Enden eines Kegelrollenlager-Wälzelements an verschiedenen Umfangspositionen zur Verdeutlichung der Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Lastverteilung eines nach der Erfindung modifizierten Lagers,
10 eine Radialschnittansicht durch eine Lagerschale, welche nach der Erfindung modifiziert ist, um eine Herabsetzung der Belastung am kleinen Ende zu erzielen,
11 eine Radialschnittansicht durch eine Lagerschale gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, bei der die Rückfläche modifiziert ist, um eine Entlastung hinsichtlich der Belastungen an dem großen Ende zu erzielen,
12 eine Radialschnittansicht einer Lagerschale nach der Erfindung, welche eine Ausnehmung an einer Rückseite zur Herabsetzung der Belastungen am kleinen Ende hat,
13 eine Radialschnittansicht durch eine Lagerschale nach der Erfindung, welche eine Herabsetzung der maximalen Belastung bereitstellt, welche aus einwirkenden Belastungen sowie aus einer Lagerfehlausrichtung resultiert,
14 eine Radialschnittansicht durch eine Lagerschale nach der Erfindung, wobei ein Vorschlag gezeigt ist, mittels dem die Nachgiebigkeit einer Lagerschale dadurch beeinflußbar ist, daß stufenförmige Änderungen in der radialen Dicke der Schale vorgesehen werden,
15 eine Radialschnittansicht einer Schale gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, bei der eine modifizierte Rückfläche vorgesehen ist, welche sowohl eine Herabsetzung einer maximalen Belastung in Abhängigkeit von einer Radialbelastung als auch eine Herabsetzung der Belastungen am großen Ende bereitstellt,
16 eine Radialschnittansicht einer Lageranordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, welche in Verbindung mit einem Lager gehäuse zur Modifizierung der Belastungsverteilung auf die Lagerelemente eingesetzt wird,
17 eine Radialschnittansicht einer weiteren Lageranordnung nach der Erfindung zur Verdeutlichung einer alternativen Vorgehensweise zur Modifizierung der Nachgiebigkeit, bei dem ein Schlitz in dem Lageraußenlaufring ausgebildet wird, und
18 eine Radialschnittansicht einer Lageranordnung nach der Erfindung mit einer zylindrischen Lagerauslegung zur Verdeutlichung von alternativen Ausführungsvarianten zur Umverteilung der anliegenden Belastungen.
Zum Zwecke der Erläuterung der neuartigen Merkmale nach der Erfindung werden einige allgemeine Prinzipien der Lagerauslegung und -belastung nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 näher beschrieben. 1 zeigt eine repräsentative Darstellung einer Kegelrollenlageranordnung, welche insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist. Das Kegelrollenlager 10 umfaßt einen Lageraußenlaufring oder eine Lagerschale 12, einen Lagerinnenlaufring oder einen Konus 14, und eine Anzahl von Kegelwälzlagerelementen 16. Die Lagerschale 12 hat einen zylindrischen Außendurchmesser 18, eine radiale Rückfläche 20 und eine Vorderfläche 22, sowie eine konische Fläche, welche die Lauffläche 24 bildet. Der Lagerkonus 14 hat einen Innendurchmesser 26, eine radiale Rückfläche 28 und eine Vorderfläche 30 sowie eine konische Fläche, welche die Lauffläche 32 bildet.
Das in 1 schematisch dargestellte Wälzlager 10 ist einer Außenbelastung ausgesetzt, welche auf die Lagerlaufringe senkrecht zu ihrer Oberfläche wirkt, und welche mit dem mittleren Kraftvektor bezeichnet mit "F" angegeben ist, welcher bei diesem Beispiel eine stationäre Ausrichtung bezüglich der Lager schale 12 aufrechterhält. Die anliegende Kraft F wird in eine mit F_r bezeichnete Radialkomponente und eine mit F_a bezeichnete Axialkomponente aufgeteilt (die Axial- und Radialrichtungen des Lagers stimmen mit der Richtung der Vektorkomponenten F_a und F_r jeweils überein). Die anliegende Kraft F erzeugt Reaktionskräfte, welche um die Lageranordnung durch den Kontakt zwischen den einzelnen Lagerelementen 16 an ihren Kontaktlinien mit der Schale 12 und dem Konus 14 verteilt werden. Die resultierenden Kräfte, welche auf die jeweiligen Lagerelemente 16 wirken, sind in 1 gezeigt und sie sind mit den Kraftvektoren L_r bezeichnet. Obgleich die Wälzkörperbelastungen L_r entlang den Kontaktlinien der jeweiligen Kegelelemente 16 verteilt sind, sind sie als ein einziger mittlerer Kraftvektor in dieser Figur aus Vereinfachungsgründen dargestellt. Die Winkelerstreckung der "Belastungszone" in Umfangsrichtung um die Lagerschale 12 ist durch den Winkel ψ bezeichnet und bezieht sich auf das Verhältnis zwischen den radialen und axialen Komponenten der anliegenden Belastung F (F_r/F_a). Wenn dieses Verhältnis größer wird, wird die Winkelerstreckung ψ der Belastungszone kleiner und umgekehrt. Wie in 1 gezeigt ist, ist es für ein Kegelrollenlager 10 möglich, daß es sehr stark über einen relativ niedrigen Prozentsatz des Lagerumfangs infolge eines hohen Lastverhältnisses radial-zu-axial belastbar ist. Bei der Darstellung nach 1 erstrecken sich die Wälzkörperbelastungen L_r etwa um 200° des Umfangs der Schale 12, obgleich die stärker belasteten Bereiche etwa ein Drittel des Umfangs oder etwa 120° einnehmen.
2 zeigt eine Kurve 34, welche sich auf die Druckbelastungen bezieht, die aus unterschiedlichen Wälzkörperkontaktbelastungen L_r resultieren, welche auf der Y-Achse an verschiedenen Wälzkörperpositionen in Graden aufgetragen sind, die auf der X-Achse angegeben sind. Wie gezeigt, treten bei der Lastverteilung scharfe Spitzen auf, welche auf einen relativ schmalen Umfangswinkelbereich begrenzt sind.
Die verallgemeinerten Belastungsverhältnisse nach den 1 und 2 sind nicht atypisch. Es gibt viele Anwendungsfälle, bei denen eine große einwirkende Belastung auf ein Wälzlagerelement vorhanden ist, welches eine feste Orientierung bezüglich der Lagerschale hat. Bei einem Kraftfahrzeug-Radlager beispielsweise ist eine konstante Belastung vorhanden, welche sich durch das Gewicht des Fahrzeugs ergibt, welches auf die Lagerelemente wirkt. Es gibt aber auch andere Lageranwendungen, bei denen ein großes Lastverhältnis von radial-zu-axial vorhanden ist, wobei die Radialbelastung bezüglich des Lagerkonus im Gegensatz zur Schale stationär ist. Bei solchen Beispielen wirken hohe Belastungen wiederholt an festen Bereichen des Konus ein, welche zu einem frühzeitigen Lagerversagen sogar dann führen können, wenn diese Belastungen auf die Lagerschale wirken.
Die Ermüdungsfestigkeit eines Wälzlagers und das maximale Belastungsaufnahmevermögen steht in unmittelbarem Zusammenhang mit der maximalen Belastung, welche zwischen den Wälzelementen und den Lagerlaufringen auftreten. Daher führt ein Versuch einer Auslegungsveränderung eines Lagers, bei dem die Spitzenbelastungen nach den 1 und 2 herabgesetzt werden, dazu, daß man die Lagerstandzeit selbst dann erhöhen kann, wenn die Winkelerstreckung dieser Belastungen vergrößert wird.
Ein Lösungsgedanke nach der Erfindung befaßt sich mit der Verbesserung der Wälzlager-Standzeit durch eine Herabsetzung der Spitzenbelastungen, welche festgestellt werden, wenn hohe anliegende Belastungskomponenten vorhanden sind. Derartige Herabsetzungen der Spitzenbelastung werden dadurch erzielt, daß die Flexibilität eines Lagerlaufrings in ausgewählten Bereichen des Lagers abgestimmt und eingestellt wird. Wenn die Flexibilität des Lagerlaufrings größer wird, lassen sich Spitzenbelastungen herabsetzen. Das übliche Kegelrollenlagerelement, welches in 1 gezeigt ist, hat eine Lagerschale 12 und einen Konus 14, welche eine symmetrische Auslegung haben, d.h. alle Radialquer schnittssegmente sind im wesentlichen übereinstimmend ausgelegt. Nach der Erfindung wird diese Symmetrie durchbrochen, um Umfangssegmente eines (oder beider) Lagerlaufringe bereitzustellen, welche eine geringere axiale Steifigkeit oder eine größere Flexibilität haben.
3 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform einer derartigen Lageranordnung. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform und jenen, die nachstehend in der Beschreibung näher erläutert werden, werden die Bezugszeichen, welche in der Beschreibung der Lageranordnung 10 zuerst verwendet wurden, insoweit wiederholt, daß sie mit den Einzelheiten übereinstimmen, die in 1 gezeigt sind. Wie in 3 gezeigt ist, umfaßt eine Lagerschale 36 ein modifiziertes Umfangssegment 38 an der Rückfläche 20, welches aus der Ebene des verbleibenden, unmodifizierten Segments 40 der Rückfläche derart ausgenommen oder ausgeschnitten ist, daß das modifizierte Segment eine verminderte axiale Dicke hat. Wie in 3 gezeigt ist, beläuft sich das modifizierte Segment 38 auf etwa 120° des Umfangs der Lagerschale 36. Die über dem Segment 38 liegenden gebrochenen Linien bezeichnen die Ebene des nicht modifizierten Segments 40. Das modifizierte Segment 38 ist unterhalb der Oberfläche des Segments 40 ausgeschnitten und könnte eine Ebene definieren, welche parallel zu der Ebene des Segments 40 ist. Daher ist die Querschnittsfläche der Schale im modifizierten Segment 38 kleiner als bei dem unmodifizierten Segment 40. Die bei dem modifizierten Segment 38 abgenommene Materialmenge ist proportional zu dem Ausmaß der asymmetrischen Wälzlagerbelastung an dieser Position. Die Wirkung der Materialabnahme beim modifizierten Segment 38 bezieht sich auf die Tatsache, daß die Rückfläche 20 in diesem Bereich einen Spalt oder einen Bereich mit einer weniger starren Kopplung mit dem sie umgebenden Gebilde zwischen demselben und dem Schalengehäuse 42 bildet, wie dies in 3 gezeigt ist. Das Schalengehäuse 42 hat eine zylindrische Innenfläche 43 und eine radiale Fläche 45, welche beide derart dimensioniert sind, daß sie die Lagerschale 12 abstützen in enger Anlage aufnehmen.
Durch das Vorsehen eines Spalts oder eines Bereiches mit einer geringen steifen Kopplung zwischen der Schale 36 und einer der beiden Schalengehäuseflächen 43 und 45 wird eine größere Flexibilität bereitgestellt, da die Schale sich in Querrichtung infolge der weniger steifen Abstützung durch das Schalengehäuse in diesem Bereich verformen kann. Die Wälzelementbelastungen im modifizierten Segment 38, welches durch das Schalengehäuse 42 weniger steif abgestützt wird, werden herabgesetzt, wenn die Schale 36 sich von den Wälzelementen 16 weg verformt. Das unmodifizierte Segment 40 bleibt starr abgestützt und wird gezwungen, Teile von den ausgenommenen Belastungen aufzunehmen, um einen Gleichgewichtszustand aufrechtzuerhalten. Bei dieser Modifikation erhält man das Resultat einer Abnahme der maximalen Größe der Belastung zusammen mit einer Verteilung auf das Umfangssegment, welches dieser Belastung ausgesetzt ist, und welche mit der Kurve 47 in 2 gezeigt ist. Eine derartige Abnahme der maximalen Belastung ermöglicht eine verbesserte Ermüdungsfestigkeit für das Lager und ein größeres maximales Belastungsaufnahmevermögen.
Es sollte noch erwähnt werden, daß verschiedene "Spalte", welche in 4 und den vielen anderen Figuren gezeigt sind, aus Übersichtlichkeitsgründen hinsichtlich der Darstellung bei einigen Anwendungsfällen überzeichnet sind. Bei einem speziellen Anwendungsfall kann ein feststellbarer Spalt nicht vorhanden sein, obgleich sich die Flexibilität im Laufring durch die Modifikation des Laufringes variieren kann. In einigen Fällen kann der gezeigte "Spalt" lediglich eine örtliche Verminderung des Ausmaßes der Paarung für den Preßsitz der Teile sein.
4 stellt eine alternative Ausführungsform einer modifizierten Lagerschale nach der Erfindung dar, welche insgesamt mit dem Bezugszeichen 44 versehen ist. Die Schale 44 ist auch im Zusammenhang mit einem Umfangssegment am Umriß modifiziert, wobei in diesem Fall eine radiale Dicke vermindert ist. 4 ist eine Radialschnittansicht durch die Schale 44 und zeigt in gebrochenen Linien den Umriß des unmodifizierten Teils des Aussendurchmessers 18, wodurch eine zylindrische Fläche begrenzt wird, deren Mittelachse zu dem Begrenzungsdurchmesser 18 ist. Der modifizierte Außendurchmesserbereich 46 hat einen kleineren Durchmesser als der restliche Teil des Außendurchmessers 18. Das modifizierte Segment 46 bildet einen Radialspalt oder einen Bereich mit geringerer Steifigkeit bezüglich der Schalengehäuseoberfläche 43, und der modifizierte Bereich hat folglich eine größere radiale Flexibilität, wodurch eine Abnahme der Stärke der Belastungen erzielt wird, wie dies mit der Kurve 47 in 2 verdeutlicht ist.
Auch sollte noch erwähnt werden, daß die asymmetrischen Varianten bei der Flexibilität der Lagerelemente (d.h. die strukturelle Asymmetrie) entweder durch eine Modifikation einer Lageranordnungskomponente, wie der Lagerschalen 36 und 44, wie dies voranstehend beschrieben ist, oder durch eine geeignete Modifikation des Schalengehäuses 42 erzielt werden kann. Wenn das Schalengehäuse 42 derart ausgebildet ist, daß es eine nicht kreisförmige Innenfläche 43 hat, welche Bereiche mit größerem Durchmesser (oder eine nicht-planare Stützfläche 45) hat, um einen Spalt oder einen Bereich mit verminderter Abstützung an ausgewählten Teilen der Lagerschale zu erzeugen, läßt sich der gleiche Effekt hinsichtlich der vergrößerten Flexibilität über einen begrenzten Winkelbereich hinweg erzielen.
Infolge der örtlichen Modifikationen der Lagerschalen 36 und 44 ist es erforderlich, diese modifizierten Bereiche bezüglich der einwirkenden Belastung F in geeigneter Weise auszurichten oder diesen zuzuordnen. Hinsichtlich dieser Zuordnung gibt es zahlreiche, unterschiedliche Vorschläge. Beispielsweise kann eine Indexiermarkierung 48, wie dies in 3 gezeigt ist, genutzt werden. Die Kennmarkierung 48 kann derart beschaffen sein, daß sie in gegenüberliegender Anordnung zu einer ähnlichen Markierung am Schalengehäuse 42 kommen soll oder daß diese einer körperlichen Einzelheit des Schalengehäuses 42 zugeordnet wird. Ferner können Zwangszuordnungseinzelheiten, wie Schlitze, Keilnuten usw. eingesetzt werden, um eine spezielle zugeordnete Winkelposition sicherzustellen.
Zusätzlich zu der ungleichmäßigen Umfangsbelastungsverteilung, bewirkt durch die Radialkräfte, können andere Belastungsverhältnisse starke Eigenbelastungen mit einer Begrenzung der Lagerstandzeit hervorrufen. Ein Umstand derartiger Spitzenbelastungen ergibt sich als Folge einer Fehlausrichtung zwischen der Lagerschale 12 und dem Konus 14. Bei den Fehlausrichtungsverhältnissen kann die Belastungsverteilung entlang den Kontaktlinien der jeweiligen Wälzelemente 16 mit den Laufringen 12 und 14 stark ungleichmäßig sein. 5 zeigt die Belastungsverteilung an einer Kontaktlinie eines Kegelwälzelements 16, wobei wesentlich höhere Normalkräfte an dem großen Ende 50 des Elements (d.h.dem Ende mit dem größeren Durchmesser) als an dem kleinen Ende 52 vorhanden sind.
6 gibt eine schematische Darstellung der Lagerelementkontaktbelastungen für einen Anwendungsfall wieder, bei dem das Lager einer hohen Radialbelastungskomponente ausgesetzt ist, sowie eine Fehlausrichtung vorhanden ist. Die Kurve 54 gibt die Kontaktbelastungen am großen Ende 50 wieder, während die Kurve 56 die Belastung am kleinen Ende wiedergibt. Wie bei dem Fall der zuvor angegebenen bevorzugten Ausführungsformen, welche sich nur mit der Umfangsbelastungsverteilung befassen, beeinflußt das Vorhandensein der Spitzenbelastungen gemäß dem Kurvenzug 54 in nachteiliger Weise die Lagerermüdungsfestigkeit und das als Nennwert vorgegebene Belastungsaufnahmevermögen. Ferner können unzweckmäßige Übergangsverhältnisse auftreten, bei denen höhere Belastungen abwechselnd zwischen den Enden des Wälzelements auftreten. Nach der Erfindung werden diese Lagerbelastungen auf die bei den voranstehend beschriebenen Beispielen angegebene Weise durch Vorsehen einer größeren Flexibilität in den Bereich der höheren Normalbelastung herabgesetzt, wodurch versucht wird, diese Belastungen herabzusetzen. Hierdurch werden die Normalbelastungen an dem großen und dem kleinen Ende vergleichmäßigt.
Eine bevorzugte Ausführungsform zur Erzielung dieses Ergebnisses ist darin zu sehen, daß Teile des Außendurchmessers 18 der Lagerschale abgenommen werden, welche die hohe Kantenbelastung abstützen. In diesem in 5 gezeigten Beispiel ist das große Ende 50 stärker belastet und daher sind Teile des Schalenaußendurchmessers 18, welche dem großen Ende 50 des Elements gegenüberliegen, entfernt. Wie in 7 gezeigt ist, wird das Material von der Außendurchmesserfläche 18 der Schale 53 in gleichmäßig konischer Gestalt, ausgehend von der Ausgangsfläche, abgetragen, welche dem kleinen Ende 52 gegenüberliegt, und die konische Ausbildung erzeugt einen Spalt in dem Bereich, welcher dem großen Ende 50 gegenüberliegt, so daß man eine konische bzw. sich verjüngende Fläche erhält. Wiederum ist die abgetragene Materialmenge proportional zu der Größe der Kantenbelastung. Ein Teil des Außendurchmessers 18 muß jedoch an dem ursprünglichen Außendurchmesser verbleiben, um sicherzustellen, daß die Schale in geeigneter Weise in dem Schalengehäuse 42 sitzt. Da der Teil des Schalenaußendurchmessers 57, welcher dem großen Ende 50 gegenüberliegt, nicht die Schalengehäusefläche 53 berührt oder weniger starr durch das Gehäuse abgestützt ist, kann es sich leichter in einer radialen Richtung biegen. Das Ergebnis dieser Modifikation ist in den 8 und 9 angezeigt. 8 zeigt die gleichmäßigere Lastverteilung über die Kontaktlinien des Wälzelements 16 hinweg und zeigt den Radialen Spalt 58, welcher einen Bereich mit geringerer Steifigkeit darstellt, welcher in dem Bereich vorhanden ist, welcher dem großen Ende 50 des Elements gegenüberliegt, und zwar an der Grenzfläche zwischen der Lagerschale 53 und dem Gehäuse 42. Die Wirkung dieser Modifikation ist in 9 gezeigt, welche verdeutlicht, daß die Belastungen für die großen und kleinen Enden 54 und 56 jeweils bezüglich einander vergleichmäßigt sind. Wie vorstehend angegeben ist, wird durch eine Herabsetzung der höheren Spitzenbelastungen, wie dies in 6 gezeigt ist, die Langlebigkeit des Lagers gefördert.
10 zeigt eine modifizierte Lagerschale 66, welche eine konische Außenfläche 67 hat, welche in Gegenrichtung zu jener der Lagerschale 53 konisch ausgebildet ist, wie dies in 7 gezeigt ist. Diese bevorzugte Ausführungsform dient dazu, eine Entlastung für eine höhere Kontaktbeanspruchung zu schaffen, welche in dem Bereich des kleinen Endes 52 der Lagerschale vorhanden ist. Wiederum ist ein mit 68 bezeichneter Bereich an dem Ausgangslagerdurchmesser 18 zur Sitzanlage der Schale vorhanden.
Die Erfinder haben durch Versuche aufgefunden, daß man die Korrektur der ungleichmäßigen Belastungsverteilungen entlang den Kontaktlinien der Wälzelemente 16 auch dadurch beeinflussen kann, daß man beeinflußbare Spalte oder Bereiche mit geringerer Steifigkeit an der Grenzfläche zwischen der Lagerrückfläche 20 und der Seitenfläche 45 des Schalengehäuses vorsieht. Die Schale 72, welche in 11 gezeigt ist, umfaßt eine Rückfläche 74, welche eine Fläche hat, die konisch ausgebildet ist und die geneigt verläuft, um einen Spalt zu bilden, welcher sich in Radialrichtung in Richtung nach außen erweitert. Diese Modifikation stellt einen Spalt oder einen Bereich mit größerer Flexibilität im konischen Bereich bereit, weil sich ergeben hat, daß sich hierdurch Kantenbelastungen am großen Ende 50 vermeiden lassen. Die Belastungsherabsetzung tritt auf, da das Material in dem Bereich, welcher modifiziert ist, dazu bei trägt, daß Belastungen am großen Ende 50 abgestützt werden. Ein Teil der Rückfläche 20 der Lagerschale ist dazu bestimmt, eine axiale Lage der Schale 72 in dem zugeordneten Schalengehäuse 42 bereitzustellen. Bei einigen Anwendungsfällen würden die Modifikationen zur Abstimmung der Belastung entlang der Kontaktlinie zwischen den Wälzlagerelementen und den Laufringen zu der Notwendigkeit führen, daß man die entsprechenden Vorkehrungen über 360° und den Umfang eines Laufrings hinweg trifft. Bei Anwendungsfällen, bei denen Modifikationen nicht um den Umfang des Lagers zuordenbar sind, ist eine Zuordnungseinrichtung erforderlich.
12 verdeutlicht eine Schale 76, welche auch eine modifizierte Rückfläche 78 hat. In diesem Fall jedoch erweitert sich der radiale Spalt in radialer Richtung nach innen. Diese bevorzugte Ausführungsform stellt eine Herabsetzung der Belastungen am kleinen Ende 52 bereit.
Bei einigen bevorzugten Ausführungsformen nach der Erfindungen, bei denen beabsichtigt ist, die Belastungen in Abhängigkeit lediglich von der Fehlausrichtung abzustimmen, kennen Drehzuordnungseinrichtungen wie im Falle der Schale 36 erforderlich sein. Es gibt jedoch Anwendungsfälle, bei denen es erwünscht ist, eine Entlastung durch Eigenbeanspruchung verursachte Radialbelastungen zusätzlich zu einer Entlastung einer nicht-gleichmäßigen Kantenbelastung zu schaffen. Eine bevorzugte Ausführungsform zur Erzielung einer derartigen Kombination von Modifikationen ist in 13 gezeigt. 13 zeigt eine Querschnittsansicht durch eine modifizierte Lagerschale 80. Wie gezeigt, ist der Ausgangsaußendurchmesser 18 ausgenommen, um eine Fläche 82 zu bilden, welche einen Winkel bezüglich des Ausgangsaußendurchmessers 18 einschließt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform jedoch bleibt keine der axialen Längserstreckungen des Außendurchmessers, an der der Schnitt erfolgt, stehen, und daher ist dieser Bereich weniger steif durch die Gehäusefläche 43 abgestützt. Da es erforderlich ist, eine zylindrische Fläche von mehr als 180° um die Lagerschale 80 bereitzustellen, welche zur Sitzanlage in dem Schalengehäuse 42 kommt, ist die Modifikation nach 13 nicht um den gesamten Umfang der Schale vorgesehen, und eine geeignete Drehzuordnung ist erforderlich. Infolge der Neigung der konischen Fläche 82 zu dem Ausgangsdurchmesser 18 ist eine Einstellung der Linienkontaktbelastungsverteilung auf die Wälzelemente 16 vorgesehen. Ferner ergibt sich infolge der Tatsache, daß ein Radialspalt oder ein Bereich mit weniger steifer Abstützung zwischen der Schale 80 und dem Schalengehäuse 42 über die gesamte axiale Längserstreckung der Schalenaußenfläche 82 hinweg entlang des Umfangssegments der Lagerschale vorhanden ist, daß die Radialbelastungsbeanspruchungsverteilung sich ebenfalls in vorteilhafter Weise einstellt.
14 zeigt eine modifizierte Schale 84, welche im Prinzip ähnlich wie die Schale 80 wirkt, welche in 13 gezeigt ist, abgesehen davon, daß an Stelle des Vorsehens einer konischen Außenfläche die Außenfläche aus Segmenten 86, 88 und 90 aufgebaut ist, welche zylindrische Flächen mit größer werdenden Durchmessern haben, wobei alle einen Durchmesser haben, welcher kleiner als der unmodifizierte Durchmesser der Schalengehäusefläche 43 ist. Eine derartige bevorzugte Ausführungsform arbeitet auf die gleiche Weise wie jene Ausführungsform, die in 13 gezeigt ist, aber es ergeben sich Vorteile hinsichtlich der maschinellen Bearbeitung und Herstellung. Wie jedoch zuvor angegeben ist, ist es erforderlich, daß ein entsprechender Teil des Außenumfangs der Lagerschale 84 vorhanden ist, welcher in Sitzanlage in dem zugeordneten Lagergehäuse kommt.
15 verdeutlicht eine Lagerschale 92, welche auch eine Entlastung einer maximalen Eigenbelastung bereitstellt, welche durch eine anliegende Belastung an gewünschten Umfangssegmenten aufgebracht wird, und die auch eine Umverteilung der Belastungen zwischen den großen und den kleinen Enden 50 und 52 des Wälzelements vornimmt. Durch eine Modifikation der gesamten Rückfläche 94, welche eine geneigte Fläche darstellt, erhält man einen axialen Spalt oder einen Bereich mit verminderter Steifigkeit, welcher zur Belastungsentlastung unter Zuordnung zu einer anliegenden Belastung beiträgt. Die Neigung der Rückseitenfläche 94 ermöglicht eine relative Einstellung der Belastungen zwischen den großen und den kleinen Enden 50 und 52 des Elements. Die dargestellte Schale 92 stellt eine größere Herabsetzung der Belastungen am großen Ende 50 bereit.
16 verdeutlicht eine bevorzugte Ausführungsform einer Lageranordnung 96, bei welcher Modifikationen für eine Flexibilität der Lageranordnung nicht durch eine Modifikation der Schale 12 oder des Konus 14 bereitgestellt werden, sondern im Zusammenhang mit den Konstruktionen, welche mit diesen Teilen zusammenwirken. In 16 ist die Fläche 98 des Schalengehäuses 42, welches normalerweise vollständig in Kontakt mit der Lagerschalenrückfläche 20 ist, ausgenommen, um einen keilförmigen Spalt 102 oder einen Bereich mit verminderter Abstützung zu bilden. Das Vorhandensein des Spalte 102 vergrößert die Flexibilität der Lager 12 in dem dem kleinen Ende 52 gegenüberliegenden Bereich, wobei man dieselben Effekte wie bei der Modifikation nach 12 erhält. In ähnlicher Weise könnte die Innenfläche 43 des Schalengehäuses 42 entweder entlang der gebrochenen Linie 104 oder 106 entlastet werden, um Herabsetzungen der Belastungen an dem kleinen und dem großen Ende jeweils zu erzielen, oder man kann die Auslegung wie bei den bevorzugten Ausführungsformen treffen, die in den 7 und 10 gezeigt sind.
17 verdeutlicht eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der eine vergrößerte Flexibilität nicht durch eine Modifikation der Grenzfläche zwischen der Lagerschale 12 und dem Gehäuse 42 bereitgestellt wird, sondern durch die Kompressibilität eines der Lagerelemente, in diesem speziellen Anwendungsfall der Lagerschale 108. Die Schale 108 hat einen Schlitz 110, welcher in der Schalenvorderfläche 22 ausgebildet ist, wodurch sich die radiale Kompressibilität der Schale in diesem Bereich vergrößert, so daß man die gleichen Belastungsherabsetzungen bereitstellen kann, welche man bei den anderen bevorzugten Ausführungsformen nach der Erfindung erreicht. Diese Konzepte können nicht nur zur Einstellung der Belastungen an dem großen oder einem kleinen Ende benutzt werden, sondern sie können auch dazu benutzt werden, daß man die Lastverteilung in Abhängigkeit von der anliegenden Belastung modifizieren kann. Beispielsweise könnte ein Teil des Umfangs der Lagerschale 12 eine Reihe von Öffnungen aufweisen, welche ausgehend von der Rückfläche 20 in Richtung der Vorderfläche 22 eingebohrt sind, wodurch man ein Segment des Umfangs der Schale mit vergrößerter Kompressibilität erhält.
17 zeigt zusätzlich die möglichen Modifikationen an dem Lagerkonus 14, welche entweder zur Einstellung für eine ungleichmäßige Kontaktlinienkraftverteilung genutzt werden, oder auch eine Verminderung der Eigenbelastungen bereitstellt, die durch eine anliegende Belastung verursacht werden, welche bei einer Drehbewegung mit dem Lagerkonus 14 auftritt. In 17 kann die Welle bzw. der Schaft 112, welche starr an dem Konus 14 angebracht ist, entlang der Linie 114 ausgenommen sein, oder ein Teil des Innendurchmessers des Konus 14 kann von der Linie 116 weg ausgeschnitten sein, um die Flexibilität an örtlichen Umfangssegmenten zu vergrößern. Die Konzepte der Lagermodifikation, welche in 17 gezeigt sind, können auch in den Fällen zum Einsatz kommen, bei denen der Konus 14 stationär ist, währenddem sich die Schale dreht, oder wenn die Schale stationär ist und eine Zentrifugalbelastung auf die Drehwelle 112 (und den Konus 14) wirkt.
18 zeigt eine Lageranordnung, welche nach der Erfindung bei einem Zylinderrollenlager vorgesehen wird. Die Lageranordnung 116 umfaßt einen äußeren Laufring 118, einen inneren Laufring 120 und zylindrische Lagerelemente bzw. Wälzelemente 122. Wie gezeigt ist das Lagerelement 116 innerhalb der Stützkonstruktion angebracht, welche das äußere Laufringgehäuse 124 und die Welle 126 umfaßt. Wie bei den Kegelrollenelementen des Lagers können die zylindrischen Rollenelemente 116 ungleichmäßigen anliegenden Belastungen und Belastungsverteilungen entlang den Kontaktlinien zwischen dem zylindrischen Element 122 und den zugeordneten Laufflächen 118 und 120 ausgesetzt sein. Die Prinzipien der Erfindung, die im Zusammenhang mit Kegelrollenelementen erläutert wurden, lassen sich auch bei Lagern mit zylindrischer Auslegung verwirklichen. Einige alternative Modifikationen sind in 18 gezeigt. Wenn beispielsweise es erwünscht ist, die Umfangsbelastungsverteilung auszugleichen, kann ein Teil des Außenlaufrings 118 ausgenommen sein. Durch eine maschinelle Bearbeitung entlang der Linie 128 wird ein Umfangssegment des Außenlaufrings 118 weniger starr abgestützt, wodurch man eine Verbesserung hinsichtlich der Belastungsverteilung bzw. der Eigenbelastungsverteilung erhält, wie dies näher in 2 zuvor beschrieben worden ist. Wie bei den vorangehend angegebenen bevorzugten Ausführungsformen ist es erforderlich, eine adäquate Abstützung des Außenlaufrings 118 in dem Außenlaufringgehäuse 124 mit dieser Modifikation sicherzustellen. Abstimmungen der Belastungsverteilung entlang den Kontaktlinien zwischen dem zylindrischen Element 122 und den zugeordneten Laufringen 118 und 120 können dadurch bereitgestellt werden, daß keilförmige Spalte oder Bereiche ausgebildet werden, an denen eine Änderung hinsichtlich der Abstützung entlang der axialen Länge des Lagerelements auftritt. Diese Modifikationen sind mit den Linien 130 und 132 verdeutlicht. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind die Spalte, die durch die maschinelle Bearbeitung entlang den Linien 128, 130 und 132 gebildet werden, in überzeichneter Form dargestellt. In Abhängigkeit von dem Anwendungsfall können weitere Modifikationen bei dem in 18 gezeigten Lager vorgenommen werden, und zwar am Außenlaufringgehäuse 24, am inneren Laufring 120 oder an der Welle 126, wie dies vorstehend im Zusammenhang mit den anderen bevorzugten Ausführungsformen erläutert wurde.
Obgleich voranstehend bevorzugte Ausführungsformen nach der Erfindung erläutert wurden, ist die Erfindung natürlich hierauf und die dort angegebenen Einzelheiten nicht beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, ohne daß der Schutzgedanke nach der Erfindung verlassen wird.

Claims

Wälzlageranordnung mit einem Innenlagerlaufring (14), welcher eine Innenbohrung und eine Wälzelementlaufbahn (32) hat; einem Außenlagerlaufring (12), mit über dem Umfang konstantem Außendurchmesser, welcher eine Lagerelementlaufbahn (24), eine Außendurchmesserfläche (18) und ein Paar von radial ausgerichteten Flächen (20, 22) hat; einem Lagergehäuse (42) zur Abstützung bzw. Lagerung des Außenlagerlaufringes (12); einer Mehrzahl von Wälzlagerelementen (16), welche zwischen der Innenlagerlaufringbahn (32) und der Außenlagerlaufringbahn (24) angeordnet sind und mit einem ersten am Wälzlagerlaufring ausgebildeten Umfangssegment (38), welches flexibler in Abhängigkeit von einer einwirkenden Belastung als ein zweites, am Umfang als Rest verbleibendes Segment ist, wobei über das erste Umfangssegment (38) hinweg eine Grenzfläche zwischen einer der Außenlagerlaufringradialflächen (20) und dem Lagergehäuse (42) als ein Bereich mit einer weniger starren Abstützung vorgesehen ist, wobei die Steifigkeit des als Rest am Umfang verbleibenden weiteren Segments (40) konstant ist.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zuordnungseinrichtung (48) zum Identifizieren der Position des ersten Umfangssegmentes (38) bezüglich einer anliegenden Belastung.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Umfangssegment (38) sich über weniger als 180° des Umfangs der Lageranordnung erstreckt.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung ein Kegelrollenlager (10) ist, bei dem die Radialflächen (20; 22) des Außenlaufrings (12) eine erste und eine zweite Radialfläche (20; 22) bilden, wobei die zweite Radialfläche (22) radial dicker als die erste Radialfläche (20) ist, und dass der Bereich mit der weniger steifen Abstützung in der Nähe der zweiten Radialfläche (22) vorhanden ist.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Außenlagerlaufring-Radialflächen (22; 24) des ersten Umfangsegmentes (38) in Drehrichtung gesehen asymmetrisch vorgesehen ist und eine kleinere axiale Dicke als das zweite Umfangssegment (40) hat.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Außenlagerlaufring-Radialflächen des zweiten Umgangsegments (40) eine Ebene bildet, und eine der Radialflächen des ersten Umfangssegments (38) zu dieser Ebene verschoben ist.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Radialflächen des ersten Umfangssegments (38) eine zweite, planare Fläche bildet, welche zu der einen Radialfläche verschoben ist.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite planare Fläche senkrecht zu der Axialrichtung der Lageranordnung ist.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite, planare Fläche zu der axialen Richtung der Lageranordnung abgeschrägt ist.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Umfangssegment (38) eine stufenförmig abgesetzte Fläche hat.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (42) eine im allgemeinen radiale Fläche (43) bildet, welche eine erste Umfangsfläche hat, die zu einer der Außenlagerlaufring-Radialflächen verschoben ist, welche den Bereich mit weniger steifer Abstützung bildet, und dass das erste Umfangssegment (38) und eine zweite Umfangsfläche in Anlageberührung mit den Außenlagerlaufring-Radialflächen sind, welche das zweite Umfangssegment (40) bilden.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfläche zur Ausbildung des ersten Umfangssegmentes (38) zwischen dem Außendurchmesser des Außenlagerlaufrings und dem Lagergehäuse (42) einen radialen Bereich mit weniger steifer Abstützung bildet.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Außenlagerlaufrings (12) in Drehrichtung asymmetrisch ausgebildet ist.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Außenlagerlaufrings (12) ein Teil hat, welches eine zylindrische Fläche bildet, welche das zweite Umfangssegment (40) bildet, und dass der Teil (57), welcher den Bereich mit einer weniger steifen Abstützung bildet, zu der zylindrischen Fläche verschoben ist und das erste Umfangssegment (38) bildet.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil (57), welches den Bereich mit der weniger steifen Abstützung bildet, eine zweite zylindrische Fläche ist, welche einen Durchmesser hat, der kleiner als jener der ersten zylindrischen Fläche ist.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite zylindrische Fläche parallel zur Achsrichtung der Lageranordnung ist.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil (57), welches den Bereich mit einer weniger steifen Abstützung bildet, eine zylindrische Fläche hat, welche in axialer Richtung der Lageranordnung abgeschrägt ist.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil (57), welches den Bereich mit einer weniger steifen Abstützung bildet, eine stufenförmig abgesetzte Fläche besitzt.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (42) eine erste zylindrische Fläche bildet, welche in enger Anlage die Fläche des Durchmessers des Außenlagerlaufrings (12) aufnimmt, und eine zweite Fläche hat, welche radial nach außen verlagert ist, um den radialen Bereich mit weniger steifer Abstützung zu bilden.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung ein Zylinderrollenlager ist, bei dem die Wälzlagerelemente zylindrische Elemente (122) sind.
Kegelrollenlageranordnung mit einem Lagerkonus (14), welcher eine Innenbohrung und eine Lagerelementlaufbahn (32) hat; einer in Umfangsrichtung ununterbrochenen Lagerschale (12, 44, 53, 66, 72, 76, 80, 84, 92), welche eine Lagerelementlaufbahn (24), eine Außendurchmesserfläche (46) und im Wesentlichen radiale Vorderseiten (22) und Rückseiten (20) hat, wobei die Rückseite (20) eine größere radiale Dicke als die Vorderseite (22) hat und; einer Mehrzahl von Kegelwälzelementen (16), welche zwischen der Lagerelementlaufbahn (32) des Lagerkonus (14) und der Lagerelementlaufbahn (24) der Lagerschale (12, 44, 53, 66, 72, 76, 80, 84, 92) angeordnet sind; dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Lagerschale (12, 44, 53, 66, 72, 76, 80, 84, 92) oder der Lagerkonus (14) ein erstes Umfangssegment (38) sowie ein zweites Umfangssegment aufweisen, wobei das erste Umfangssegment (38) in Umfangsrichtung kontinuierlich nachgiebiger als der restliche Teil des zweiten Umfangssegmentes, welches konstante Nachgiebigkeit besitzt, ausgebildet ist.
Kegelrollenlageranordnung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine Zuordnungseinrichtung (48) zum Identifizieren der Position des ersten Umfangssegmentes (38) bezüglich einer anliegenden Belastung.
Kegelrollenlageranordnung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Umfangssegment (38) sich über weniger als 180° des Umfangs der Lageranordnung erstreckt.
Kegelrollenlageranordnung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfläche zwischen einer der Außenlagerlaufring-Radialflächen und einem Lagergehäuse einen Bereich mit weniger steifer Abstützung an dem ersten Umfangssegment (38) bildet.
Kegelrollenlageranordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Schalenradialflächen in Drehrichtung asymmetrisch ausgebildet ist.
Kegelrollenlageranordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Schalenrückseite (20) ein Teil hat, welches eine Ebene bildet, und dass dieser Teil den Bereich mit einer weniger steifen Abstützung bildet und von der Ebene verlagert ist.
Kegelrollenlageranordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil, welches den Bereich mit einer weniger steifen Abstützung bildet, eine planare Fläche hat.
Kegelrollenlageranordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil, welches den Bereich mit einer weniger steifen Abstützung bildet, eine planare Fläche hat, welche senkrecht zur Axialrichtung des Lagers ist.
Kegelrollenlageranordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil, welches den Bereich mit einer weniger steifen Abstützung bildet, eine planare Fläche hat, welche zur Axialrichtung des Lagers abgeschrägt ist.
Kegelrollenlageranordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil, welches den Bereich mit einer weniger steifen Abstützung bildet, eine stufenförmig abgesetzte Fläche hat.
Kegelrollenlageranordnung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfläche zwischen dem Schalenaußendurchmesser und einem Lagergehäuse einen Bereich mit einer weniger steifen Abstützung über einen Umfangsbereich hinweg bildet, um das erste Umfangssegment zu bilden.
Kegelrollenlageranordnung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Außenlagerlaufrings in Drehrichtung asymmetrisch ausgelegt ist.
Kegelrollenlageranordnung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalenaußendurchmesser ein Teil hat, welches eine zylindrische Fläche bildet, und dass das Teil, welches den Bereich mit einer weniger steifen Abstützung bildet, gegenüber der zylindrischen Fläche verlagert ist.
Kegelrollenlageranordnung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil, welches den Bereich mit einer weniger steifen Abstützung bildet, eine zylindrische Fläche hat.
Kegelrollenlageranordnung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil, welches den Bereich mit einer weniger steifen Abstützung bildet, eine zylindrische Fläche hat, welche parallel zu der Drehachse der Welle ist.
Kegelrollenlageranordnung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil, welches den Bereich mit einer weniger steifen Abstützung bildet, eine zylindrische Fläche ist, welche zur Axialrichtung des Lagers abgeschrägt ist.
Kegelrollenlageranordnung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil, welches den Bereich mit einer weniger steifen Abstützung bildet, eine stufenförmig abgesetzte Fläche hat.
Kegelrollenlageranordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lagergehäuse (42) zur Abstützung der Lagerschale (12, 44, 53, 66, 72, 76, 80, 84, 92) vorgesehen ist, welches eine im Wesentlichen zylindrische Fläche (43) zur Aufnahme der Lagerschale (12, 44, 53, 66, 72, 76, 80, 84, 92) und eine im Wesentlichen radiale Fläche (45) zur Aufnahme der Schalenrückseite (20) hat und dass wenigstens zwischen der Schalenaußendurchmesserfläche (18, 46) und der im Wesentlichen zylindrischen Gehäusefläche (43) und/oder zwischen der Schalenrückseite (20) und der im Wesentlichen radialen Fläche (45, 89) des Gehäuses (42) eine Grenzfläche mit einer in Umfangsrichtung sich kontinuierlich ändernden steifen Abstützung vorgesehen ist, die an der Lagerschale (12, 44, 53, 66, 72, 76, 80,84, 92) den Bereich mit weniger steifer Abstützung als in dem übrigen Bereich zwischen der Schalenaußendurchmesserfläche (18) und der zylindrischen Gehäusefläche (43) bzw. zwischen der Schalenrückseite (20) und der radialen Fläche (45) ausbildet.