EP1979637A1 - Mehrreihiges symmetrisches wälzlager - Google Patents

Mehrreihiges symmetrisches wälzlager

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EP1979637A1
EP1979637A1 EP07702351A EP07702351A EP1979637A1 EP 1979637 A1 EP1979637 A1 EP 1979637A1 EP 07702351 A EP07702351 A EP 07702351A EP 07702351 A EP07702351 A EP 07702351A EP 1979637 A1 EP1979637 A1 EP 1979637A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rolling
rows
diameter
rolling bearing
bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07702351A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Mock
Peter Niebling
Ralf Heiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler KG filed Critical Schaeffler KG
Publication of EP1979637A1 publication Critical patent/EP1979637A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16C2326/02—Wheel hubs or castors

Definitions

  • the present invention is directed to a symmetrical rolling bearing and more particularly to a multi-row symmetric rolling bearing.
  • the invention will be described with reference to a wheel bearing unit for driven or non-driven wheels of motor vehicles such as pickup trucks, light trucks or SUVs (Sports Utility Vehicles). It should be noted, however, that the present invention can also be applied to other rolling bearings.
  • Rolling bearings are known from the prior art, which have an outer ring, an inner ring and disposed between these rings rolling elements. It is also known from the prior art to arrange these rolling elements in several rows. From DE 100 60 638 A1, for example, a double-row roller bearing is known. In this way it is possible to distribute the loads acting on the bearing on several rows of rolling elements and thus on several rolling elements.
  • the use of balls in such double-row roller bearings is disadvantageous in that it is unsuitable for high axle loads.
  • the use of tapered rollers in double row wheel bearings has the disadvantage that in this way a high friction torque is generated.
  • Rolling bearings with more than two rows are relatively expensive to manufacture and besides suitable geometric dimensions are to be determined during manufacture.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a roller bearing available, which is suitable on the one hand for high axle load and on the other hand to produce and assemble with reasonable effort.
  • a rolling bearing is to be provided, which can be exchanged for a conventional rolling bearing with tapered rollers.
  • the rolling bearing according to the invention has a first bearing ring and a second bearing ring. Between these bearing rings a plurality of rolling elements is arranged.
  • the rolling bodies are arranged in at least four rows, wherein at least two rows have a first pitch circle diameter and two further rows have a second pitch circle diameter different from the first pitch circle diameter.
  • those rows which have the same pitch circle diameter, respectively are arranged symmetrically with respect to a plane that is perpendicular to a longitudinal direction of the bearing.
  • the pitch circle diameter is understood to be the distance from an axis of symmetry of a rolling body to an axis of symmetry of a rolling body which is exactly opposite this rolling body in the same row.
  • the load acting on the bearing can be distributed over a plurality of rows and therefore several rolling elements.
  • the camp is generally suitable for receiving higher loads.
  • the bearing By providing different pitch circle diameter, the bearing can be adjusted in a particularly suitable manner for receiving forces acting in different directions. Those rows with the larger pitch circle diameter are suitable for receiving larger forces.
  • the advantage of conical rolling elements namely a higher load capacity, can be achieved without the disadvantages of conical rolling bodies, namely a higher friction, a higher weight and a displacement of the bearing rings relative to one another, having to be accepted ,
  • the rows are arranged symmetrically with respect to a plane that is perpendicular to the longitudinal direction of the bearing, which is preferably a central plane.
  • the rolling bearing according to the invention is a symmetrical roller bearing.
  • the rolling bearing has a total width of more than 35mm. Extensive research has shown that rolling bearings with a total width of more than 35mm are particularly suitable for absorbing the forces acting on the bearing.
  • the pitch circle diameter of the outer rows are greater than the pitch circle diameter of the inner rows.
  • the rolling element diameter of the rolling elements differ at least two rows, and particularly preferably the rolling element diameter of the rolling elements of the outer rows are greater than the rolling element diameter of the rolling elements of the inner lying rows. Due to the decreasing from outside to inside rolling element diameter, the advantages of conical rolling elements can also be achieved without the above-mentioned disadvantages must be taken into account.
  • a carrier-side outer diameter of the bearing is larger by more than 6 mm than the sum of the carrier-side pitch circle diameter and the rolling body diameter of the carrier-side rolling elements.
  • the carrier-side row is also referred to below as the row arranged inside the vehicle.
  • a flange-side outer diameter of the bearing is larger by more than 6 mm than the sum of the flange-side pitch circle diameter and the rolling element diameter of the flange-side rolling elements.
  • the flange-side row is also referred to below as the vehicle outside arranged row.
  • the geometries mentioned apply to both the carrier-side and the flange-side outer diameter of the bearing.
  • the pitch circle diameter of an inner row is greater than 3.5 mm greater than the bore diameter of the rolling bearing.
  • the bore diameter preferably corresponds to the inner diameter of the bearing ring.
  • the axial distance between the first row and the second row spaced from that first row is less than the axial distance between the second row and the third row spaced from that second row.
  • the first and the second row and the third and the fourth row are arranged in tandem and between the second row and the third row is a center of the outer and / or the inner ring.
  • At least one bearing ring and particularly preferably the inner ring is constructed from two inner ring halves.
  • the mounting of the bearing is simplified.
  • the two inner ring halves are clamped together in the axial direction of the rolling bearing by a flared collar.
  • each of the inner ring halves has two raceways for the rolling elements.
  • the outer ring is preferably formed in one piece.
  • At least one and particularly preferably a radially inner raceway for the rolling elements is provided on a flange body.
  • This flange is preferably braced with the inner ring or an inner ring half, so rotationally fixed with respect to this.
  • the tracks of two rows so for example, the raceways of the carrier-side rows in an inner ring half.
  • a second inner ring half is not provided in this embodiment, and instead the raceways for the flange-side rows are provided directly on or in the flange body on which the wheel flange is also arranged. In this way, the installation costs for the invention The proper storage be reduced.
  • the rolling elements are selected from a group of rolling elements, which contains balls, cylindrical rollers, cones and the like.
  • rolling bodies of the same type are located in all rows, but it is also possible to provide rolling bodies of different types in different rows.
  • the pressure angles of at least two rows are different from each other. Under the pressure angle those angles are understood, under which compressive forces are transmitted from the outer ring on the rolling elements on the inner ring or the inner ring halves. More specifically, the rolling elements are braced along obliquely extending to the longitudinal direction of the bearing contact lines. The contact angles are defined between these contact lines and the midplane. Preferably, the pressure angles of the outer rows are greater than the pressure angles of the inner rows. In each case, the pressure angles of the inner rows on the one hand and the pressure angles of the outer rows on the other hand are particularly preferably equal in magnitude. Due to the different pressure angles, it is possible to optimally adjust the load absorption of the bearing.
  • the rolling bearing has a device for detecting the wheel speed.
  • This may be, for example, a magnetic disk which, as a result of rotation, outputs a changing signal to a sensor.
  • the present invention is further directed to a wheel bearing with a rolling bearing of the type described above.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a rolling bearing according to the invention.
  • Fig. 2 shows the representation of Fig. 1 with marked geometries.
  • the rolling bearing shown in Fig. 1 has four rows 11, 12, 13 and 14, in each of which rolling elements 5 are arranged.
  • the rolling elements 5 are each arranged in rings and extend in a plane perpendicular to the plane of the figure.
  • the individual rolling elements 5 can run in (not shown in detail) bearing cages. For simplicity, only one half of the bearing is shown in FIGS. 1 and 2.
  • the individual rows 11, 12, 13 and 14 different pitch circle diameter Tk1, Tk2, Tk3, Tk4, which, as mentioned above, from the distance of a rolling element center of a rolling element to an opposite rolling element and there again give the Wälzkör- permitte.
  • the two rows 11 and 14 have larger pitch circle diameter Tk1, Tk4 than the rows 12 and 13.
  • the pitch circle diameters of the rows 11 and 14 are the same and also the pitch circle diameters Tk2 and Tk3 of the rows 12 and 13 equal.
  • the rolling bearing shown in Fig. 1 is symmetrical with respect to a center plane ME both in terms of the number of rows and with respect to the respective pitch circle diameter.
  • the rolling elements of the rows 11 and 14 continue to have a larger rolling element diameter than the rows 12 and 13. In this way, by the tandem arrangement of the rows 11 and 12 on the one hand and the Tandem arrangement of the rows 13, 14 on the other hand can be achieved that can be dispensed in the bearing on the known from the prior art tapered rollers and on the other hand, the benefits of tapered rollers can be used.
  • a flange 24 is provided, which in turn serves for connection to a (not shown) carrier. Between the two rows 12 and 13, the outer ring 2 has a substantially radially inwardly facing center board 23. In the embodiment shown in FIG. 1, the flange 24 is not arranged in the longitudinal direction exactly in the middle of the roller bearing but offset in the direction of a flange 17.
  • the flange 17 is formed in one piece with a flange body 18, on which inner ring halves 3 a and 3 b of a bearing inner ring 3 are arranged. More specifically, the inner ring halves 3a, 3b are braced in the axial direction of the rolling bearing by means of a flange collar 21 and a shoulder 22 which is arranged in the flange body 18.
  • two raceways 9 for the rolling elements are respectively arranged on the two inner ring halves 3 a and 3 b.
  • the inner ring half 3b could be dispensed with.
  • the reference numeral 19 refers to a radially outwardly facing outboard of the inner ring 3 and the inner ring half 3b. This outboard joins the runway 9 of the row 14.
  • the reference numeral 15 refers to a seal for the rolling bearing.
  • This seal is designed here as a cassette seal and has on a arranged on the outer ring 2 reinforcement 20 three sealing lips 15a, 15b and 15c on.
  • One of the sealing lips 15a is circumferentially radially biased against the inner ring 3 and its inner ring half 3b.
  • Another sealing lip 15b bears axially against a centrifugal plate.
  • the third sealing lip bears radially against the centrifugal plate.
  • only one flange 17 is provided, which can be connected to a (not shown) wheel and is integrally formed with the flange 18.
  • Fig. 2 shows the representation of Fig. 1 for illustrating the geometries.
  • reference character B denotes the total bearing width
  • reference character D denotes the bearing height, d. H. the distance between a radially inwardly facing surface of the bearing inner ring 3 and a radially outer surface of the bearing outer ring 2 under consideration of the flange 24.
  • the reference numeral F denotes the flange outer diameter of the outer ring and the reference numeral E the ginneninnen- or carrier-side outer diameter of the bearing.
  • the reference symbol A denotes the bore diameter of the roller bearing.
  • the reference symbols Dw denote the individual diameters of the respective rolling bodies, for example the reference symbol Dw1 den
  • the reference symbols Db1-Db4 designate the respective on-board diameter of the individual rows. For the sake of clarity, however, only the
  • Reference signs Tk1 and Db4 are drawn.
  • the reference numeral n denotes the width of the middle board between the rows 12 and 13.
  • the reference numeral m denotes the width of the flange of the inner ring or the inner ring half 3b on the vehicle inner side facing side.
  • the reference numerals ⁇ 1- ⁇ 4 denote the pressure angles, respectively.
  • the total bearing width B is greater than the sum of all rolling element diameter added with the widths m of the inner ring and the mid-board width n. In addition, the total bearing width is greater than 35 mm.
  • the respective outer rows have larger pitch circle diameter. That is, the pitch circle diameter Tk1 of the row 11 is larger than the pitch circle diameter Tk2 of the row 12 and the pitch circle diameter Tk4 of the row 14 is larger than the pitch circle diameter Tk3 of the row 13.
  • the carrier-side outer diameter E of the outer ring in the embodiment shown in FIG. 2 is greater than the sum of the pitch circle diameter Tk4 and the diameter Dw4 of the rolling elements in the row 14.
  • the carrier-side outer diameter E is at least 6 mm greater than said sum.
  • the pitch circle diameter Tk3 is larger by at least 3.5 mm than the hole diameter A.
  • the flange-side outer diameter F is preferably more than 6 mm larger than the pitch circle diameter Tk1 of the row 11 plus the rolling element diameter Dw1.
  • the respective contact angles ⁇ 1 and ⁇ 4 of the rows 11 and 14 are greater than the contact angles ⁇ 2, ⁇ 3 of the rows 12 and 13.
  • the angles with respect to the median plane ME are considered. This means that the pressure angles of the outer rows, ie the angles at which the forces are transmitted from the outer ring to the inner ring, in the outer rows are greater than the pressure angle of the inner rows.
  • Tk1 - Tk4 pitch circle diameter ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, contact angle ⁇ 4

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Ein Wälzlager (1) mit einem ersten Lagerring (2), einem zweiten Lagerring (3) und einer Vielzahl von zwischen dem ersten Lagerring (2) und dem zweiten Lagerring (3) angeordneten Wälzkörpern (5). Dabei sind die Wälzkörper (5) in wenigstens vier Reihen (11, 12, 13, 14) angeordnet, wenigstens zwei Reihen (11, 14) weisen einen ersten Teilkreisdurchmesser (Tk1, Tk4), wenigstens zwei weitere Reihen (12, 13) weisen einen zweiten (Tk2, Tk3) von dem ersten Teilkreisdurchmesser (Tk1, Tk4) verschiedenen Teilkreisdurchmesser auf und diejenigen Reihen, welche den jeweils gleichen Teilkreisdurchmesser aufweisen sind bezüglich einer vorgegebenen zu einer Längsrichtung (LR) des Lagers senkrecht stehenden Ebene (ME) symmetrisch angeordnet.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Mehrreihiges symmetrisches Wälzlager
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf ein symmetrisches Wälzlager und insbesondere auf ein mehrreihiges symmetrisches Wälzlager gerichtet.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf eine Radlagereinheit für getriebene oder nicht getriebene Räder von Kraftfahrzeugen beschrieben wie beispielsweise von Pickup-Trucks, Light-Trucks oder SUVs (Sports Utility Vehic- Ie). Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung auch bei anderen Wälzlagern zum Einsatz kommen kann.
Aus dem Stand der Technik sind Wälzlager bekannt, die einen Außenring, einen Innenring und zwischen diesen Ringen angeordnete Wälzkörper aufweisen. Auch ist es aus dem Stand der Technik bekannt, diese Wälzkörper in mehreren Reihen anzuordnen. Aus der DE 100 60 638 A1 ist beispielsweise ein zweireihiges Wälzlager bekannt. Auf diese Weise ist es möglich, die auf das Lager wirkenden Belastungen auf mehrere Reihen von Wälzkörpern und damit auf mehrere Wälzkörper zu verteilen. Die Verwendung von Kugeln in derartigen zweireihigen Wälzlagern ist insofern nachteilig, als dies für hohe Achslasten ungeeignet ist. Die Verwendung von Kegelrollen in zweireihigen Radlagem hat den Nachteil, dass hierdurch ein hohes Reibmoment erzeugt wird.
Wälzlager mit mehr als zwei Reihen sind in der Fertigung relativ aufwändig und daneben sind bei der Herstellung geeignete geometrische Dimensionen zu ermitteln.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager zur Verfügung zu stellen, das einerseits für hohe Achslast geeignet ist und andererseits mit vertretbarem Aufwand herzustellen und zu montieren ist. Daneben soll ein Wälzlager zur Verfügung gestellt werden, das gegen ein herkömmliches Wälzlager mit Kegelrollen eingetauscht werden kann.
Dies wird erfindungsgemäß durch ein Wälzlager nach Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Wälzlager weist einen ersten Lagerring und einen zweiten Lagerring auf. Zwischen diesen Lagerringen ist eine Vielzahl von Wälzkörpern angeordnet. Erfindungsgemäß sind die Wälzkörper in wenigstens vier Reihen angeordnet, wobei wenigstens zwei Reihen einen ersten Teilkreisdurchmesser und zwei weitere Reihen einen von dem ersten Teilkreisruchmesser verschiedenen zweiten Teilkreisdurchmesser aufweisen. Dabei sind diejenigen Reihen, welche den jeweils gleichen Teilkreisdurchmesser aufweisen, bezüglich einer zu einer Längsrichtung des Lagers stehenden Ebene symmetrisch angeordnet. Unter dem Teilkreisdurchmesser wird der Abstand von einer Symmetrieachse eines Wälzkörpers zu einer Symmetrieachse eines diesem Wälzkörper in der gleichen Reihe genau gegenüberliegenden Wälzkörpers verstanden.
Durch das Vorsehen von wenigstens vier Reihen kann die auf das Lager wirkende Last auf mehrere Reihen und daher mehrere Wälzkörper verteilt werden. Damit ist das Lager insgesamt zur Aufnahme höherer Lasten geeignet.
Durch das Vorsehen unterschiedlicher Teilkreisdurchmesser kann das Lager in besonders geeigneter Weise für die Aufnahme in unterschiedlicher Richtung wirkender Kräfte eingestellt werden. Diejenigen Reihen mit dem größeren Teilkreisdurchmesser sind zur Aufnahme größerer Kräfte geeignet. Daneben kann durch die Verwendung unterschiedlicher Teilkreisdurchmes- ser der Vorteil von kegelförmigen Wälzkörpern, nämlich eine höhere Tragfähigkeit erreicht werden, ohne dass hierzu die Nachteile kegelförmiger Wälzkörper, nämlich eine höhere Reibung, ein höheres Gewicht und eine Verschiebung der Lagerringe gegeneinander, in Kauf genommen werden müssen.
Die Reihen sind bezüglich einer zu einer Längsrichtung des Lagers stehenden Ebene, bei der es sich bevorzugt um eine Mittelebene handelt, symmetrisch angeordnet. Damit handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Wälzlager um ein symmetrisches Wälzlager.
Bevorzugt weist das Wälzlager eine Gesamtbreite von mehr als 35mm auf. In aufwändigen Untersuchungen wurde herausgefunden, dass Wälzlager mit einer Gesamtbreite von mehr als 35mm besonders geeignet sind, um die entstehenden auf das Lager wirkenden Kräfte aufzunehmen. Vorzugsweise sind die Teilkreisdurchmesser der außen liegenden Reihen größer als die Teilkreisdurchmesser der innen liegenden Reihen. Durch diese Ausführungsform kann die Funktion von kegelförmigen Wälzkörpern erreicht werden, deren Durchmesser sich von außen nach innen verringert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform unterscheiden sich die Wälzkörperdurchmesser der Wälzkörper wenigstens zweier Reihen und besonders bevorzugt sind die Wälzkörperdurchmesser der Wälzkörper der außen liegenden Reihen größer als die Wälzkörperdurchmesser der Wälzkörper der in- nen liegenden Reihen. Durch die von außen nach innen abnehmenden Wälzkörperdurchmesser können ebenfalls die Vorteile von kegelförmigen Wälzkörpern erreicht werden, ohne dass dabei die oben genannten Nachteile in Kauf genommen werden müssen.
Vorteilhaft ist ein trägerseitiger Außendurchmesser des Lagers um mehr als 6mm größer ist als die Summe aus dem trägerseitigen Teilkreisdurchmesser und dem Wälzkörperdurchmesser der trägerseitigen Wälzkörper. Die träger- seitige Reihe wird im Folgenden auch als die fahrzeuginnenseitig angeordnete Reihe bezeichnet. Um eine noch ausreichende Stabilität des Lagers zu erreichen und gleichzeitig ein möglichst geringes Gewicht des Lagers zu ermöglichen, hat sich die obige Wahl des trägerseitigen Außendurchmessers im Verlauf eingehender Untersuchungen als besonders gut geeigneter Kom- promiss herausgestellt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein flanschseitiger Außendurchmesser des Lagers um mehr als 6mm größer ist als die Summe aus dem flanschseitigen Teilkreisdurchmesser und dem Wälzkörperdurchmesser der flanschseitigen Wälzkörper. Die flanschseitige Reihe wird im Folgenden auch als die fahrzeugaußenseitig angeordnete Reihe bezeichnet. Besonders bevorzugt gelten die genannten Geometrien sowohl für den trägerseitigen als auch den flanschseitigen Außendurchmesser des Lagers. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Teilkreisdurchmes- ser einer innen liegenden Reihe um mehr als 3,5mm größer als der Bohrungsdurchmesser des Wälzlagers. Der Bohrungsdurchmesser entspricht dabei vorzugsweise dem Innendurchmesser des Lagerrings.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der axiale Abstand zwischen der ersten Reihe und der zu dieser ersten Reihe beabstandeten zweiten Reihe geringer als der axiale Abstand zwischen der zweiten Reihe und der zu dieser zweiten Reihe beabstandeten dritten Reihe. Besonders bevor- zugt sind die erste und die zweite Reihe sowie die dritte und die vierte Reihe tandemartig angeordnet und zwischen der zweiten Reihe und der dritten Reihe befindet sich ein Mittelbord des Außen und/oder des Innenrings.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Lagerring und besonders bevorzugt der Innenring aus zwei Innenringhälften aufgebaut. Durch diesen Aufbau wird die Montage des Lagers vereinfacht. Dabei werden vorzugsweise die beiden Innenringhälften in der axialen Richtung des Wälzlagers durch einen Bördelbund miteinander verspannt. Vorzugsweise weist jede der Innenringhälften zwei Laufbahnen für die Wälzkörper auf. Es ist jedoch auch möglich, einen einteiligen Lagerinnenring mit Hilfe eines Bördelbunds zu verspannen. Der Außenring ist bevorzugt einteilig ausgebildet.
Vorzugsweise ist wenigstens eine und besonders bevorzugt eine radial innen angeordnete Laufbahn für die Wälzkörper an einem Flanschkörper vorgese- hen. Dieser Flanschkörper ist dabei vorzugsweise mit dem Innenring bzw. einer Innenringhälfte verspannt, also drehfest gegenüber dieser. Bei dieser Ausführungsform befinden sich die Laufbahnen zweier Reihen, also beispielsweise die Laufbahnen der trägerseitigen Reihen in einer Innenringhälfte. Eine zweite Innenringhälfte ist bei dieser Ausführungsform nicht vorgese- hen und stattdessen sind die Laufbahnen für die flanschseitigen Reihen direkt an bzw. in dem Flanschkörper, an dem auch der Radflansch angeordnet ist, vorgesehen. Auf diese Weise kann der Montageaufwand für das erfin- dungsgemäße Lager verringert werden.
Bevorzugt sind die Wälzkörper aus einer Gruppe von Wälzkörpern ausgewählt, welche Kugeln, Zylinderrollen, Kegel und dergleichen enthält. Vor- zugsweise befinden sich in allen Reihen Wälzkörper der gleichen Gattung, es ist jedoch auch möglich, in verschiedenen Reihen Wälzkörper unterschiedlicher Gattungen vorzusehen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Druckwinkel we- nigstens zweier Reihen voneinander unterschiedlich. Unter den Druckwinkel werden diejenigen Winkel verstanden, unter denen Druckkräfte vom Außenring über die Wälzkörper auf den Innenring bzw. die Innenringhälften übertragen werden. Genauer gesagt sind die Wälzkörper entlang schräg zur Längsrichtung des Wälzlagers verlaufenden Kontaktlinien verspannt. Die Druckwinkel werden zwischen diesen Kontaktlinien und der Mittelebene definiert. Vorzugsweise sind die Druckwinkel der äußeren Reihen größer als die Druckwinkel der inneren Reihen. Besonders bevorzugt sind jeweils die Druckwinkel der inneren Reihen einerseits und die Druckwinkel der äußeren Reihen andrerseits dem Betrag nach gleich groß. Durch die unterschiedli- chen Druckwinkel ist es möglich, die Belastungsaufnahme des Lagers optimal anzupassen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Wälzlager eine Vorrichtung zur Erfassung der Raddrehzahl auf. Dabei kann es sich bei- spielsweise um eine Magnetscheibe handeln, die infolge Drehung ein wechselndes Signal an einen Sensor ausgibt.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Radlager mit einem Wälzlager der oben beschriebenen Art gerichtet.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Wälzlagers; und
Fig. 2 die Darstellung aus Fig. 1 mit eingezeichneten Geometrien.
Das in Fig. 1 gezeigte Wälzlager weist vier Reihen 11 , 12, 13 und 14 auf, in denen jeweils Wälzkörper 5 angeordnet sind. Dabei sind die Wälzkörper 5 jeweils in Ringen angeordnet und verlaufen in einer zur Figurebene senkrechten Ebene. Die einzelnen Wälzkörper 5 können in (nicht im Detail gezeigten) Lagerkäfigen verlaufen. Zur Vereinfachung ist in den Figuren 1 und 2 jeweils nur eine Lagerhälfte dargestellt.
Wie in Fig. 1 gezeigt, weisen die einzelnen Reihen 11 , 12, 13 und 14 unterschiedliche Teilkreisdurchmesser Tk1 , Tk2, Tk3, Tk4 auf, die sich, wie eingangs erwähnt, aus dem Abstand einer Wälzkörpermitte eines Wälzkörpers zu einem gegenüberliegenden Wälzkörper und dort wiederum der Wälzkör- permitte ergeben.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsformen weisen die beiden Reihen 11 und 14 größere Teilkreisdurchmesser Tk1 , Tk4 auf als die Reihen 12 und 13. Die Teilkreisdurchmesser der Reihen 11 und 14 sind gleich und auch die Teilkreisdurchmesser Tk2 und Tk3 der Reihen 12 und 13 sind gleich. Damit ist das in Fig. 1 gezeigte Wälzlager bezüglich einer Mittelebene ME sowohl hinsichtlich der Anzahl der Reihen als auch hinsichtlich der jeweiligen Teilkreisdurchmesser symmetrisch.
Die Wälzkörper der Reihen 11 und 14 weisen weiterhin einen größeren Wälzkörperdurchmesser auf als die Reihen 12 und 13. Auf diese Weise kann durch die Tandemanordnung der Reihen 11 und 12 einerseits und die Tandemanordnung der Reihen 13, 14 andererseits erreicht werden, dass in dem Lager auf die aus dem Stand der Technik bekannten Kegelrollen verzichtet werden kann und andererseits die Vorteile von Kegelrollen genutzt werden können.
An einem Lageraußenring 2 ist ein Flansch 24 vorgesehen, der wiederum zur Anbindung an einen (nicht gezeigten) Träger dient. Zwischen den beiden Reihen 12 und 13 weist der Außenring 2 einen im Wesentlichen radial nach innen weisenden Mittelbord 23 auf. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungs- form ist der Flansch 24 in Längsrichtung nicht genau in der Mitte des Wälzlagers angeordnet sondern in Richtung eines Flansches 17 versetzt.
Der Flansch 17 ist bei dieser Ausführungsform einteilig mit einem Flanschkörper 18 ausgebildet, an dem Innenringhälften 3a und 3b eines Lagerinnen- rings 3 angeordnet sind. Genauer sind die Innenringhälften 3a, 3b mit Hilfe eines Bördelbundes 21 und eines Absatzes 22, der in dem Flanschkörper 18 angeordnet ist, in axialer Richtung des Wälzlagers verspannt.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind an den beiden Innenring- hälften 3a und 3b jeweils zwei Laufbahnen 9 für die Wälzkörper angeordnet. Es wäre jedoch auch möglich, auf die Innenringhälfte 3a zu verzichten und die entsprechenden Laufbahnen 9 stattdessen in dem Flanschkörper 18 anzuordnen. Auch könnte umgekehrt auf die Innenringhälfte 3b verzichtet werden.
Das Bezugszeichen 19 bezieht sich auf einen radial nach außen weisenden Außenbord des Innenrings 3 bzw. der Innenringhälfte 3b. Dieser Außenbord schließt sich an die Laufbahn 9 der Reihe 14 an.
Das Bezugszeichen 15 bezieht sich auf eine Dichtung für das Wälzlager. Diese Dichtung ist hier als Kassettendichtung ausgeführt und weist an einer an dem Außenring 2 angeordneten Armierung 20 drei Dichtlippen 15a, 15b und 15c auf. Eine der Dichtlippen 15a ist umfangsseitig radial gegen den Innenring 3 bzw. dessen Innenringhälfte 3b vorgespannt. Eine weitere Dichtlippe 15b liegt axial gegen ein Schleuderblech an. Die dritte Dichtlippe liegt radial gegen das Schleuderblech an.
Je nach Ausführungsform des Lagers wäre es auch möglich, auf einen oder die beiden Flansche 17, 24 zu verzichten. So ist bei einer weiteren (nicht gezeigten) Ausführungsform nur ein Flansch 24 an dem Außenring 2 angeordnet und dieser Flansch an einem fahrzeugseitigen Träger.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist lediglich ein Flansch 17 vorgesehen, der mit einem (nicht gezeigten) Rad verbunden werden kann und einteilig mit dem Flanschkörper 18 ausgeführt ist.
Fig. 2 zeigt die Darstellung aus Fig. 1 zur Veranschaulichung der Geometrien. In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen B die Lagergesamtbreite und das Bezugszeichen D die Lagerhöhe, d. h. den Abstand zwischen einer radial innengewandten Oberfläche des Lagerinnenrings 3 und einer radial außengewandten Oberfläche des Lageraußenrings 2 unter außer Achtlassung des Flansches 24. Das Bezugszeichen F kennzeichnet den flanschseitigen Außendurchmesser des Außenrings und das Bezugszeichen E den fahrzeu- ginnenseitigen bzw. trägerseitigen Außendurchmesser des Wälzlagers.
Das Bezugszeichen A kennzeichnet den Bohrungsdurchmesser des Wälzla- gers. Die Bezugszeichen Dw kennzeichnen die einzelnen Durchmesser der jeweiligen Wälzkörper, so zum Beispiel das Bezugszeichen Dw1 den
Durchmesser eines Wälzkörpers 5 in der Reihe 11. Die Bezugszeichen Tk1
- Tk4 bezeichnen die einzelnen Teilkreisdurchmesser der jeweiligen Reihen.
Die Bezugszeichen Db1 - Db4 bezeichnen den jeweiligen Borddurchmesser der einzelnen Reihen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind jedoch nur die
Bezugszeichen Tk1 und Db4 eingezeichnet. Die Bezugszeichen DU - DI4, wobei jedoch nur der Durchmesser DU gezeigt ist, bezeichnet die jeweiligen Laufbahngrunddurchmesser und wird gemessen von demjenigen Abschnitt einer Laufbahn 31 , der radial innen liegt. Das Bezugszeichen n kennzeichnet die Breite des Mittelbords zwischen den Reihen 12 und 13.
Das Bezugszeichen m bezeichnet die Bordbreite des Innenrings bzw. der Innenringhälfte 3b an der der Fahrzeuginnenseite zugewandten Seite. Die Bezugszeichen α1 - α4 bezeichnen die jeweils die Druckwinkel.
Die Lagergesamtbreite B ist größer als die Summe aller Wälzkörperdurchmesser addiert mit den Bordbreiten m des Innenrings und der Mittelbordbreite n. Daneben ist die Lagergesamtbreite größer als 35 mm.
Die jeweils außen liegenden Reihen weisen größere Teilkreisdurchmesser auf. Dies bedeutet, dass der Teilkreisdurchmesser Tk1 der Reihe 11 größer als der Teilkreisdurchmesser Tk2 der Reihe 12 und der Teilkreisdurchmesser Tk4 der Reihe 14 größer als der Teilkreisdurchmesser Tk3 der Reihe 13 ist.
Der trägerseitige Außendurchmesser E des Außenrings ist bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform größer als die Summe aus dem Teilkreisdurchmesser Tk4 und dem Durchmesser Dw4 der Wälzkörper in der Reihe 14. Bevorzugt ist der trägerseitige Außendurchmesser E um wenigstens 6 mm größer als die genannte Summe.
Bevorzugst ist der Teilkreisdurchmesser Tk3 um wenigstens 3,5 mm größer als der Bohrungsdurchmesser A. Der flanschseitige Außendurchmesser F ist bevorzugt um mehr als 6mm größer als der Teilkreisdurchmesser Tk1 der Reihe 11 zuzüglich des Wälzkörperdurchmessers Dw1. Weiterhin sind bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform die jeweiligen Druckwinkel α1 und α4 der Reihen 11 und 14 größer als die Druckwinkel α2, α3 der Reihen 12 und 13. Dabei werden die Winkel gegenüber der Mittelebene ME betrachtet. Dies bedeutet, dass die Druckwinkel der äußeren Rei- hen, d. h. die Winkel, unter denen die Kräfte vom Außenring auf den Innenring übertragen werden, bei den äußeren Reihen größer sind als der Druckwinkel der inneren Reihen. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Druckwinkel aller Reihen gleich gewählt sind.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichenliste
1 Radlager
2 Lageraußenring
3 Lagerinnenring
3a, 3b Innenringhälften
5 Wälzkörper
9 Laufbahn
11 , 12, 13, 14 Reihen
15 Dichtungseinrichtung
15a, 15b, 15c Dichtlippe
17 Flansch
18 Flanschkörper
20 Armierung
21 umgebördelter Rand
22 Absatz
23 Mittelbord des Außenrings
24 Flansch
31 radial innen liegender Abschnitt einer Laufbahn
ME Mittelebene
A Bohrungsdurchmesser
B Lagergesamtbreite
D Lagerhöhe
E fahrzeuginnenseitiger bzw. trägerseitiger Außendurch messer
F flanschseitiger Außendurchmesser
M Lagermitte n Mittelbordbreite m Bordbreite des Innenrings
Db1 - Db4 Borddurchmesser der einzelnen Reihen
DU - DI4 Laufbahngrunddurchmesser Dw1 - Dw4 Durchmesser der jeweiligen Wälzkörper
Tk1 - Tk4 Teilkreisdurchmesser α1 , α2, α3, Druckwinkel α4

Claims

Patentansprüche
1. Wälzlager (1 ) mit einem ersten Lagerring (2) und einem zweiten Lagerring (3) und einer Vielzahl von zwischen dem ersten Lagerring (2) und dem zweiten Lagerring (3) angeordneten Wälzkörpern (5) dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (5) in wenigstens vier Reihen (11, 12, 13,14) angeordnet sind, wenigstens zwei Reihen (11, 14) einen ersten Teilkreisdurchmesser (Tk1, Tk4), wenigstens zwei weitere Reihen (12, 13) einen zweiten (Tk2 , Tk3) von dem ersten Teilkreisdurchmesser (Tk1 , Tk4) verschiedenen Teilkreisdurchmesser aufweisen und diejenigen
Reihen, welche den jeweils gleichen Teilkreisdurchmesser aufweisen, bezüglich einer vorgegebenen zu einer Längsrichtung (LR) des Lagers senkrecht stehenden Ebene (ME) symmetrisch angeordnet sind.
2. Wälzlager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager eine Gesamtbreite (B) von mehr als 35mm aufweist.
3. Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Teilkreisdurchmesser (Tk1 , Tk4) der außen liegenden Reihen (11, 14) größer ist als der Teilkreisdurchmesser (Tk2 , Tk3) der innen liegenden Reihen (12, 13).
4. Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper aller Reihen (11, 12, 13, 14) den gleichen Wälzkörperdurchmesser (Dw1 , Dw2, Dw3, Dw4) aufweisen.
5. Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörperdurchmesser (Dw1 , Dw4) der außen liegenden Reihen
(11, 14) größer sind als die Wälzkörperdurchmesser (Dw2, Dw3) der innen liegenden Reihen (12, 13).
6. Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein trägerseitiger Außendurchmesser (E) des Lagers um mehr als 6mm größer ist als die Summe aus dem trägerseitigen Teilkreisdurchmesser (Tk4) und dem Wälzkörperdurchmesser (Dw4) der trägerseitigen Wälzkörper (5).
7. Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein flanschseitiger Außendurchmesser (F) des Lagers um mehr als 6mm größer ist als die Summe aus dem flanschseitigen Teilkreis- durchmesser (Tk1) und dem Wälzkörperdurchmesser (Dw1) der flanschseitigen Wälzkörper (5).
8. Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Teilkreisdurchmesser (Tk3) einer innen liegenden Reihe (13) um mehr als 3,5mm größer ist als der Bohrungsdurchmesser (A) des Wälzlagers.
9. Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abstand zwischen einer ersten Reihe (11) und einer zu die- ser ersten Reihe benachbarten zweiten Reihe (12) geringer ist als der axiale Abstand zwischen der zweiten Reihe und einer zu dieser zweiten Reihe benachbarten dritten Reihe (13).
10. Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche dad u rch g e ke n nze ich n et , dass der zweite Lagerring (3) zwei Lagerringhälften (3a, 3b) aufweist.
11. Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine bevorzugt radial innen liegende Laufbahn (9) für die
Wälzkörper an einem Flanschkörper (18) angeordnet ist.
12. Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper aus einer Gruppe von Wälzkörpern ausgewählt sind, welche Kugeln, Zylinderrollen, Kegel und dergleichen enthält.
13. Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwinkel (α1, α2, α33 , α4) wenigstens zweier Reihen unterschiedlich sind.
14. Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwinkel (α1, α4 ) der äußeren Reihen (11, 14) größer als die Druckwinkel (α2 , α3) der inneren Reihen (12, 13).
15. Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager eine Vorrichtung zur Erfassung der Raddrehzahl aufweist.
16. Radträger mit einem Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche.
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