Bezeichnung der Erfindung Name of the invention
Lageranordnungbearing arrangement
Beschreibungdescription
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für eine axial genau in einem Bauteil zu führende Welle oder dergleichen, die in den beiden Axialrichtun- gen unterschiedlich stark und/oder lange belastet wird, umfassend eine im Wesentlichen für die Aufnahme von Axialkräften ausgelegte Schrägkugellageranordnung und eine im wesentlichen für die Aufnahme von Radialkräften ausgelegte Zylinderrollenlageranordnung.The invention relates to a bearing arrangement for an axially exactly in a component to be guided shaft or the like, the conditions in the two Axialrichtun- different loads and / or long, comprising a substantially designed for receiving axial forces angular contact ball bearing assembly and a substantially for the inclusion of radial forces designed cylindrical roller bearing assembly.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Mit den Begriffen "Bauteil" einerseits und "Welle oder dergleichen" andererseits sollen in weitestem Sinne alle Anordnungen erfasst werden, bei denen ein Bauteil gegenüber einem anderen drehend gelagert ist. Als Beispiele seien in einem Gehäuse drehbar gelagerte Wellen oder Naben von Lüfterrädern oder Getriebewellen genannt. Lageranordnungen, die sowohl axiale
Kräfte als auch radiale Kräfte aufzunehmen haben, werden in vielen Fällen als Lagersätze mit getrennten Lageranordnungen für die Aufnahme der Axialkräfte einerseits und der Radialkräfte andererseits ausgeführt. Bei Aggregaten der oben genannten Art treten häufig im Betrieb relativ große axiale Kräfte in einer Wirkrichtung auf, während in der entgegengesetzten Wirkrichtung nur gelegentlich, beispielsweise beim Anlaufen und Auslaufen des Aggregates im Allgemeinen kleinere axiale Kräfte auftreten.With the terms "component" on the one hand and "shaft or the like" on the other hand, all arrangements are to be detected in the broadest sense, in which one component is rotatably mounted relative to another. Examples include in a housing rotatably mounted shafts or hubs of fan wheels or transmission shafts. Bearing arrangements, both axial To absorb forces and radial forces are performed in many cases as a bearing sets with separate bearing assemblies for receiving the axial forces on the one hand and the radial forces on the other. In the case of units of the abovementioned type, relatively large axial forces frequently occur in operation in one direction of action, while in the opposite direction of action only occasionally, for example when the unit starts and ends, smaller axial forces generally occur.
Aus der DE 103 57 109 A1 ist bereits eine Lageranordnung bekannt, bei der für die Aufnahme von Axialkräften eine Schrägkugellageranordnung und für die Aufnahme von Radialkräften eine Zylinderrollenlageranordnung vorgesehen ist. Die Schrägkugellageranordnung ist als so genanntes Vierpunktlager ausgebildet, welches Axialkräfte in beiden axialen Richtungen aufnehmen kann und soll. Die Schrägkugellageranordnung einerseits und die Zylinder- rollenlageranordnung andererseits sind konstruktiv so voneinander getrennt, dass das erstere nur Axialkräfte und letztere hingegen nur Radialkräfte aufnimmt.A bearing arrangement is already known from DE 103 57 109 A1, in which an angular contact ball bearing arrangement is provided for receiving axial forces and a cylindrical roller bearing arrangement is provided for receiving radial forces. The angular contact ball bearing assembly is designed as a so-called four-point bearing, which can and should absorb axial forces in both axial directions. The angular ball bearing arrangement on the one hand and the cylindrical roller bearing arrangement on the other hand are structurally separated from one another in such a way that the former absorbs only axial forces and the latter only radial forces.
Ein allgemeiner Nachteil von Vierpunktlagern wird darin gesehen, dass diese standardmäßig nur mit einem Druckwinkel von etwa 35° zur Verfügung stehen, so dass bei einer auf das Lager wirkenden Axialkraft eine verhältnismäßig große Radialkraftkomponente auftritt, die nur die Rollreibungskräfte des Lagers und damit auch dessen Verschleiß erhöht, ohne einen Nutzeffekt zu bringen. Darüber hinaus sind Vierpunktlager verhältnismäßig teuer.A general disadvantage of four-point bearings is seen in the fact that they are available by default only with a pressure angle of about 35 °, so that when acting on the bearing axial force a relatively large radial force component occurs only the rolling friction of the bearing and thus its wear increased, without bringing a benefit. In addition, four-point bearings are relatively expensive.
Es ist auch schon bekannt, als für die Aufnahme von Axialkräften ausgelegte Schrägkugellageranordnungen ein Schrägkugellagerpaar in X- oder O- Anordnung zu verwenden. Eine derartige Anordnung ist wegen der Verwendung zweier Schrägkugellager ebenfalls verhältnismäßig aufwendig sowie teuer und bedingt zudem eine relativ große axiale Baulänge des Lagers.
Beiden bekannten Lageranordnungen ist gemeinsam, dass der technische Aufwand zur Aufnahme einer im Allgemeinen nur kurzzeitig wirkenden und in ihrer Größe geringeren Kraft genauso groß ist wie der technische Aufwand für die Aufnahme der eigentlichen Haupt-Betriebskraft.It is also already known to use an angular contact ball bearing pair in X- or O-arrangement as designed for the absorption of axial forces angular contact ball bearing assemblies. Such an arrangement is also relatively expensive and expensive because of the use of two angular contact ball bearings and also requires a relatively large axial length of the bearing. Both known bearing arrangements have in common that the technical effort to accommodate a generally only briefly acting and smaller in size force is just as large as the technical complexity for receiving the actual main operating force.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung der im O- berbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die kostengünstig herzustellen ist, eine verhältnismäßig geringe Baulänge hat und die besser als die bekannten Lageranordnungen an die besonderen Betriebsbedingungen angepasst ist, bei denen neben der in einer axialen Richtung wirkenden Haupt-Betriebskraft eine im Allgemeinen hinsichtlich der Zeitdauer und der Größe geringere entgegengerichtete Axialkraft auftritt.The invention has for its object to provide a bearing assembly of the type mentioned in the O-term of claim 1, which is inexpensive to manufacture, has a relatively small length and which is better adapted than the known bearing assemblies to the particular operating conditions, in which in addition to acting in an axial direction main operating force generally occurs in terms of the duration and the size of lower opposing axial force.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Eigenschaft von Zylinderrollenlagern, auch bis zu einem gewissen Grad Axialkräfte aufnehmen zu können, genutzt werden kann, um die hinsichtlich der Zeitdauer und der Größe geringeren Rückdruckkräfte aufzunehmen, so dass die Schrägkugellageranordnung von dieser Aufgabe entlastet bzw. freigestellt werden kann.The invention is based on the finding that the property of cylindrical roller bearings, even to a certain extent to be able to absorb axial forces, can be used to accommodate the lower in terms of time and size back pressure forces, so that the angular contact ball bearing assembly relieved of this task or can be released.
Die Erfindung geht daher aus von einer Lageranordnung für eine axial genau in einem Bauteil zu führende Welle oder dergleichen, die in den beiden Axialrichtungen unterschiedlich stark belastet wird, umfassend eine im Wesentlichen für die Aufnahme von Axialkräften ausgelegte Schrägkugellageran- Ordnung und eine im wesentlichen für die Aufnahme von Radialkräften ausgelegte Zylinderrollenlageranordnung. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schrägkugellageranordnung als einreihiges, für die Aufnahme
der stärkeren axialen Haupt-Betriebskraft ausgelegtes Schrägkugellager ausgebildet ist, und dass die Zylinderrollenlageranordnung als einreihiges, für die Aufnahme der schwächeren axialen Rückdruckkraft sowie der Radialkraft ausgelegtes, als Stützlager konzipiertes Zylinderrollenlager ausgebildet ist.The invention is therefore based on a bearing arrangement for an axially exactly in a component to be guided shaft or the like, which is loaded in different degrees in the two axial directions, comprising a substantially designed for the absorption of axial forces Schrägkugellageran- order and a substantially for the Recording of radial forces designed cylindrical roller bearing assembly. It is inventively provided that the angular contact ball bearing assembly as a single row, for recording designed the stronger axial main operating force designed angular contact ball bearings, and that the cylindrical roller bearing assembly is designed as a single row, designed for receiving the weaker axial back pressure force and the radial force designed as a support bearing cylindrical roller bearing.
Für die Aufnahme der Haupt-Betriebskraft genügt demnach ein einreihiges Schrägkugellager. Derartige Schrägkugellager stellen marktübliche, preisgünstige Maschinenelemente dar, die in unterschiedlichen Ausgestaltungen verfügbar sind. Die hinsichtlich ihrer Zeitdauer und Größe geringeren Rückdruckkräfte können ohne weiteres von einem entsprechend modifizierten Zylinderrollenlager aufgenommen werden, welches zwar eine geringfügige Erhöhung des Bauaufwandes für das Zylinderrollenlager bedeutet, was jedoch durch die Vereinfachung der Schrägkugellageranordnung mehr als kompensiert wird.Accordingly, a single-row angular contact ball bearing is sufficient for receiving the main operating force. Such angular contact ball bearings represent commercially available, inexpensive machine elements that are available in different configurations. The lower in terms of their duration and size back pressure forces can be easily absorbed by a correspondingly modified cylindrical roller bearing, which means a slight increase in construction costs for the cylindrical roller bearing, but this is more than compensated by the simplification of the angular contact ball bearing assembly.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist jeweils einer, nämlich der radial äußere oder der radial innere der beiden Lagerringe einteilig ausgebildet und in beiden axialen Richtungen gegenüber dem zuge- ordneten Bauteil fixiert. Er kann damit sowohl die über das Schrägkugellager eingeleitete axiale Haupt-Betriebskraft als auch die über das Zylinderrollenlager eingeleitete axiale Rückdruckkraft auf das zugeordnete Bauteil übertragen. Der jeweils andere Lagerring ist vorzugsweise aus zwei Einzelringen gebildet, deren jeder in einer der zu übertragenden Axialkraft entsprechen- den axialen Richtung gegenüber dem zugeordneten Bauteil (Welle) fixiert ist.According to a preferred embodiment of the invention, one, namely the radially outer or the radially inner of the two bearing rings is formed in one piece and fixed in both axial directions relative to the associated component. It can thus transmit both the axial main operating force introduced via the angular contact ball bearing and the axial return pressure force introduced via the cylindrical roller bearing to the associated component. The respective other bearing ring is preferably formed from two individual rings, each of which is fixed in one of the axial force to be transmitted corresponding axial direction relative to the associated component (shaft).
Eine weitere bevorzugte Variante der Erfindung beinhaltet einen einseitig definierten axialen Ringüberstand zwischen Innen- und Außenring, bevorzugt am Schrägkugellager, welcher eine definierte axiale Wellenposition rela- tiv zum Gehäuse ermöglicht.A further preferred variant of the invention includes a unilaterally defined axial ring projection between the inner and outer ring, preferably on the angular contact ball bearing, which allows a defined axial shaft position relative to the housing relative.
Bei einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lageranordnung
ist der radial äußere Lagerring einteilig ausgebildet, während der innere Lagerring aus zwei Einzelringen besteht. Gemäß einer anderen Variante kann vorgesehen sein, dass der innere Lagerring einteilig ist und der äußere Lagerring aus zwei Einzelringen besteht. Eine andere Weiterbildung kann vor- sehen, dass der äußere oder der innere Lagerring aus zwei fest miteinander verbundenen Einzelringen besteht, wobei diese beiden Einzelringe im Bereich der zueinander weisenden Stirnseiten jeweils eine Ringnut aufweisen können, in die eine die beiden Einzelringe ohne Axialspiel fest und flächenbündig verbindende Klammer eingesetzt ist.In a first embodiment of the bearing assembly according to the invention the radially outer bearing ring is integrally formed, while the inner bearing ring consists of two individual rings. According to another variant, it can be provided that the inner bearing ring is in one piece and the outer bearing ring consists of two individual rings. Another refinement can provide that the outer or the inner bearing ring consists of two individual rings fixedly connected to one another, wherein these two individual rings may each have an annular groove in the region of the mutually facing end faces into which the two individual rings are fixed and flush with the surface without axial play connecting clip is inserted.
Eine weitere Ausgestaltung sieht einen einteiligen Innenring mit separater Bordscheibe vor. Die beiden anderen Lagerringe sind ebenfalls als Einzelringe ausgebildet und an der Fuge B axial aneinanderliegend. Auf diese verschiedenen Varianten wird bei der nachfolgenden Erläuterung von Ausfϋh- rungsbeispielen eingegangen.Another embodiment provides a one-piece inner ring with a separate flanged wheel. The two other bearing rings are also formed as individual rings and axially adjacent to the joint B. These various variants will be discussed in the following explanation of Ausfϋh- tion examples.
Damit das Schrägkugellager nicht durch Radialkräfte belastet wird, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Lagerbohrungsdurchmesser des dem Schrägkugellager zugeordneten Einzel- Innenringes definiert größer als der Durchmesser des zugeordneten Wellenabschnittes ist.Thus, the angular contact ball bearing is not loaded by radial forces is provided according to a further embodiment of the invention that the bearing bore diameter of the angular contact ball bearing associated with individual inner ring defined larger than the diameter of the associated shaft portion.
In diesem Zusammenhang kann beispielsweise auch vorgesehen werden, dass der Außendurchmesser des dem Schrägkugellager zugeordneten Ein- zel-Außenringes einen definierten Abstand A bildend kleiner als der Durchmesser des zugeordneten Abschnittes des Gehäuses ist.In this context, it can also be provided, for example, that the outer diameter of the individual outer ring assigned to the angular contact ball bearing is a defined distance A forming smaller than the diameter of the associated section of the housing.
Um eine radiale Verlagerung des Einzelringes des Schrägkugellagers für eine zwanglose Zentrierung desselben unter Last im Rahmen des Radial- spiels des Zylinderrollenlagers gewährleisten zu können, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass die Differenz bzw. der Abstand A zwischen dem Lagerbohrungsdurchmesser bzw. dem Außendurchmesser
des Einzelringes des Schrägkugellagers und dem zugeordneten Abschnitt der Welle bzw. der Hohlwelle größer oder gleich ist dem doppelten Wert der radialluft des Zylinderrollenlagers.In order to be able to ensure a radial displacement of the individual ring of the angular ball bearing for an unconstrained centering of the same under load in the context of the radial play of the cylindrical roller bearing, it is provided according to a further embodiment that the difference or the distance A between the bearing bore diameter and the outside diameter the individual ring of the angular contact ball bearing and the associated portion of the shaft or the hollow shaft is greater than or equal to twice the value of the radial clearance of the cylindrical roller bearing.
Eine genaue axiale Positionierung des zweiten Einzelringes gegenüber dem ersten Einzelring erreicht man dadurch, dass diese nach einer ersten vorläufigen Montage des zweiten Einzelringes vermessen wird, und dass gegebenenfalls ein axiales Über- bzw. Untermaß des zweiten Einzelringes durch Materialabtrag bzw. Beilegen eines Distanzringes kompensiert wird.A precise axial positioning of the second single ring relative to the first single ring is achieved in that it is measured after a first preliminary assembly of the second single ring, and that optionally an axial oversize or undersize of the second single ring is compensated by material removal or Beilegen a spacer ring ,
Die Wälzkörper des Schrägkugellagers und/oder des Zylinderrollenlagers sind vorzugsweise in einem Käfig geführt, um eine Reibung der Wälzkörper aneinander auszuschließen.The rolling elements of the angular contact ball bearing and / or the cylindrical roller bearing are preferably guided in a cage to exclude a friction of the rolling elements to each other.
Weiter kann bei einer Lageranordnung gemäß der Erfindung vorgesehen sein, dass an dem von dem Schrägkugellager wegweisenden Ende des einteiligen Innenringes radial außen eine Ringnut ausgebildet ist, in die ein Sicherungsring eingesetzt ist. Dieser Sicherungsring wirkt bevorzugt als Demontagesicherung, so dass die Lageranordnung bei einem Lagerhersteller als eine einbaufertige Lagereinheit herstellbar und als solche vertreibbar ist. Der Sicherungsring hält bevorzugt einen solchen Abstand C zu den benachbarten Zylinderrollen des Zylinderrollenlagers ein, dass sich der Sicherungsring und die Zylinderrollen nicht berühren.Further, it may be provided in a bearing assembly according to the invention that is formed on the side facing away from the angular contact ball end of the one-piece inner ring radially outwardly an annular groove into which a locking ring is inserted. This securing ring preferably acts as a disassembly safeguard so that the bearing arrangement can be manufactured by a bearing manufacturer as a ready-to-install bearing unit and can be disposed of as such. The retaining ring preferably holds such a distance C to the adjacent cylindrical rollers of the cylindrical roller bearing, that the locking ring and the cylindrical rollers do not touch.
Alternativ dazu kann der einteilige Innenring oder Außenring des Zylinderrollenlagers an seinem von dem Schrägkugellager wegweisenden Ende mit einer Bordscheibe versehen sein, die ein Verlieren dieses einteiligen Lagerringes aus der Lageranordnung verhindert. Bevorzugt kann bei der zuletzt beschriebenen Konstruktion vorgesehen sein, dass die beiden Einzelringe des zweiteiligen Innenringes wie bereits beschrieben nach der Montage der zylindrischen Wälzkörper mittels der Klammer fest verbunden werden.
Weiter wird es als vorteilhaft erachtet, wenn vorgesehen ist, dass die beiden Einzelringe im Bereich der gegeneinander gerichteten Stirnseiten radial außen jeweils eine Axialnut aufweisen, in die ein beide Einzelringe gegen ein relatives Verdrehen zueinander schützendes Verriegelungselement eingesetzt ist. In weiterer Ausgestaltung kann das Verriegelungselement als Passfeder ausgebildet sein, die in die Axialnut eines der beiden Einzelringe eingeklebt ist und zum Eingriff in die zugeordnete Axialnut des anderen Einzelringes axial aus der erstgenannten Axialnut herausragt.Alternatively, the one-piece inner ring or outer ring of the cylindrical roller bearing may be provided at its end facing away from the angular contact ball bearing with a flange, which prevents loss of this one-piece bearing ring from the bearing assembly. Preferably may be provided in the construction described last, that the two individual rings of the two-part inner ring as already described after assembly of the cylindrical rolling elements by means of the clamp are firmly connected. Further, it is considered advantageous if it is provided that the two individual rings in the region of the mutually facing end faces radially outwardly each have an axial groove into which a two individual rings against relative rotation is used protecting each other locking element. In a further embodiment, the locking element may be formed as a feather key which is glued into the axial groove of one of the two individual rings and protrudes axially for engagement in the associated axial groove of the other single ring from the first-mentioned axial groove.
Schließlich kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen sein, dass der Einzelring des Schrägkugellagers und/oder der Einzelring des Zylinderrollenlagers an seiner zu dem jeweils anderen Einzelring weisenden Stirnseite wenigstens eine Radialnut aufweist, in der Schmiermittel aufgenommen und weitergeleitet werden kann.Finally, according to a further embodiment, it can be provided that the individual ring of the angular contact ball bearing and / or the single ring of the cylindrical roller bearing has at least one radial groove on its end face facing the respective other individual ring, in which lubricant can be taken up and forwarded.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an drei Ausführungsformen näher erläutert. In dieser zeigtThe invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings in three embodiments. In this shows
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Lageranordnung mit einem Schrägkugellager und einem Zylinderrollenlager in O-Anordnung, die eine zentrale Welle in einem Gehäuse lagert,1 shows a longitudinal section through a bearing arrangement with an angular contact ball bearing and a cylindrical roller bearing in O arrangement, which supports a central shaft in a housing,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Lageranordnung ähnlich Fig. 1 , jedoch in X-Anordnung, die eine zentrale Welle in einem Gehäuse lagert, undFig. 2 is a longitudinal section through a bearing assembly similar to FIG. 1, but in an X-arrangement, which supports a central shaft in a housing, and
Fig. 3 eine Lageranordnung in O-Anordnung ähnlich wie in Fig. 1 , jedoch mit einem Innenring, der aus zwei fest verbundenen Einzelringen besteht bzw. aus einem Ring und einer axial zu verspannenden Bordscheibe.
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungFig. 3 shows a bearing assembly in O arrangement similar to that in Fig. 1, but with an inner ring consisting of two firmly connected individual rings or of a ring and an axially flanged flange. Detailed description of the drawing
Die in Fig.1 gezeigte Lageranordnung 2 umfasst ein Schrägkugellager 4 und ein dazu koaxiales Zylinderrollenlager 6. Die beiden Lager haben einen gemeinsamen einteiligen Außenring 8, an dessen Innenfläche die Laufbahnen für die Wälzkörper dieser beiden Lager, also die Kugeln 10 des Schrägkugellagers 4 und die Zylinderrollen 12 des Zylinderrollenlagers 6, ausgebildet sind. Der innere Lagerring der Lageranordnung 2 ist geteilt in einen ersten Einzelring 14 für das Schrägkugellager 4 und einen zweiten Einzelring 16 für das Zylinderrollenlager 6.The two bearings have a common one-piece outer ring 8, on the inner surface of the raceways for the rolling elements of these two bearings, ie the balls 10 of the angular contact ball bearing 4 and Cylindrical rollers 12 of the cylindrical roller bearing 6, are formed. The inner bearing ring of the bearing assembly 2 is divided into a first single ring 14 for the angular contact ball bearing 4 and a second single ring 16 for the cylindrical roller bearing. 6
Die Lageranordnung 2 dient beispielsweise dazu, eine Welle 18, die im Be- trieb eine größere Axialkraft in Richtung des Pfeils 20 sowie gelegentlich und für eine kürzere Zeitdauer eine kleinere Rückdruckkraft in der entgegengesetzten Richtung aufnehmen muss, radial und axial sehr genau in einem Gehäuse 22 zu führen. Die im Betrieb auftretende Hauptkraft wird von der Welle 18 über den ersten Einzelring 14, die Kugeln 10 und den Außenring 8 auf das Gehäuse 22 übertragen. Der Außenring 8 muss deshalb gegen eine Verschiebung in Richtung des Pfeils 20 im Gehäuse 22 fixiert sein, während der erste Einzelring 14 gegen eine relative Verschiebung auf der Welle 18 entgegen der Richtung des Pfeils fixiert ist, damit die Hauptkraft von der Welle 18 auf den ersten Einzelring 14 übertragen werden kann.The bearing assembly 2 serves, for example, to radially and axially very precisely in a housing 22 a shaft 18, which must receive a larger axial force in the direction of the arrow 20 and occasionally and for a shorter period of time a smaller back pressure force in the opposite direction respectively. The main force occurring during operation is transmitted from the shaft 18 via the first single ring 14, the balls 10 and the outer ring 8 to the housing 22. The outer ring 8 must therefore be fixed against displacement in the direction of the arrow 20 in the housing 22, while the first single ring 14 is fixed against relative displacement on the shaft 18 against the direction of the arrow, so that the main force from the shaft 18 to the first Single ring 14 can be transferred.
Die in Richtung entgegengesetzt zum Pfeil 20 wirkende Rückdruckkraft wird in entsprechender Weise von der Welle 18 über den mit einem radial nach außen weisenden Bord 24 ausgestatteten zweiten Einzelring 16, die Zylinderrollen 12 und den mit einem radial nach innen weisenden Bord 26 aus- gestatteten Außenring 8 auf das Gehäuse 22 übertragen, so dass der Außenring 8 auch in der zum Pfeil 20 entgegengesetzten Richtung im Gehäuse 22 fixiert sein muss.
Um das Schrägkugellager 4 von radialen Kräften freizuhalten, ist der Durchmesser der Welle 18 zumindest in dem den ersten Einzelring 14 aufnehmenden Bereich kleiner als der Bohrungsdurchmesser des Einzelringes 14. Die axiale Fixierung des ersten Einzelrings 14 ist daher beispielsweise durch einen in eine Wellennut eingesetzten Sicherungsring 32 gewährleistet.The back pressure force acting in the direction opposite to the arrow 20 is correspondingly transmitted from the shaft 18 via the second individual ring 16 equipped with a radially outwardly directed rim 24, the cylindrical rollers 12 and the outer ring 8 with a radially inward-pointing rim 26 transferred to the housing 22, so that the outer ring 8 must be fixed in the direction opposite to the arrow 20 in the housing 22. In order to keep the angular contact ball bearing 4 free from radial forces, the diameter of the shaft 18 is smaller than the bore diameter of the individual ring 14, at least in the region receiving the first individual ring 14. The axial fixation of the first individual ring 14 is therefore achieved, for example, by a securing ring 32 inserted into a shaft groove guaranteed.
Um auf jeden Fall sicherzustellen, dass eine Axialkraftübertragung von einem Einzelring auf den anderen Einzelring ausgeschlossen ist, so dass die im Betrieb auftretende Hauptkraft einerseits und die entgegengesetzte Rückdruckkraft andererseits jeweils nur von dem dafür vorgesehenen Lager 4 oder 6 aufgenommen wird, ist zwischen den einander zugewandten Stirnseiten der Einzelringe 14 bzw. 16, also in der mit B bezeichneten Fuge, ein geringes Axialspiel vorgesehen.In order to ensure in any case that an axial force transmission is excluded from a single ring on the other single ring, so that the main force occurring during operation on the one hand and the opposite back pressure on the other hand is taken only by the designated bearing 4 or 6, is between the facing each other End faces of the individual rings 14 and 16, so provided in the joint designated B, a low axial play.
Um eine genaue axiale Position des zweiten Einzelringes 16 gegenüber dem ersten Einzelring 14 zu erreichen, wird nach einer ersten vorläufigen Montage des zweiten Einzelringes 16 die axiale Position von dessen äußerer Stirnfläche vermessen und ein gegebenenfalls vorliegendes axiales Über- bzw. Untermaß ± X durch einen entsprechenden Materialabtrag bzw. Beilegen eines Distanzringes kompensiert.In order to achieve a precise axial position of the second individual ring 16 relative to the first single ring 14, the axial position of its outer end face is measured after a first preliminary mounting of the second individual ring 16 and an optionally present axial over- or undersize ± X by a corresponding Material removal or Beilegen a spacer compensated.
Mit den Bezugsziffern 28 bzw. 30 sind Käfige für die Kugeln 10 bzw. die Zylinderrollen 12 bezeichnet, die diese Wälzkörper führen und eine Reibung derselben aneinander verhindern.The reference numerals 28 and 30 cages for the balls 10 and the cylindrical rollers 12 are referred to, which guide these rolling elements and prevent friction of the same to each other.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Lageranordnung 2 'gemäß der Erfindung, bei der das Schrägkugellager 4 eine X-Anordnung aufweist und bei der die Lageranordnung 2 'eine Welle 22' in einem Gehäuse 18' lagert. Bei dieser Konstruktion wird ein einteiliger Innenring 34 für die Wälz- körper 10 und 12 des Schrägkugellagers 4 und des Zylinderrollenlagers 6 genutzt, während die Außenringe 36 und 38 als Einzelringe ausgebildet sind.
Um außerdem eine Übertragung von Radialkräften über das Schrägkugellager weitgehend sicher zu vermeiden, weist die Außenumfangsfläche des Einzelringes 36 des Schrägkugellagers 4 einen Abstand A von der Innenmantelfläche des Gehäuses 18' auf, während der Einzelring 38 des Zylinderrollenlagers 6 mit der Innenmantelfläche des Gehäuses 18' kraftschlüssig verbunden ist.Fig. 2 shows a second embodiment of a bearing assembly 2 'according to the invention, in which the angular contact ball bearing 4 has an X-arrangement and in which the bearing assembly 2 ' supports a shaft 22 ' in a housing 18'. In this construction, a one-piece inner ring 34 is used for the rolling elements 10 and 12 of the angular contact ball bearing 4 and the cylindrical roller bearing 6, while the outer rings 36 and 38 are formed as individual rings. In addition, to avoid a transmission of radial forces on the angular contact ball bearing largely safe, the outer peripheral surface of the individual ring 36 of the angular contact ball bearing 4 has a distance A from the inner circumferential surface of the housing 18 ' , while the single ring 38 of the cylindrical roller bearing 6 with the inner circumferential surface of the housing 18 ' non-positively connected is.
Die Übertragung einer Axialkraft in der Hauptlastrichtung 20 von der Welle 22' in die Lageranordnung 2' erfolgt z.B. über einen (nicht skizzierten) Wellenbund an der Seite des Zylinderollenlagers in den einteiligen Innenring.The transmission of an axial force in the main load direction 20 of the shaft 22 ' in the bearing assembly 2 ' takes place for example via a (not outlined) shaft collar on the side of the cylindrical roller bearing in the one-piece inner ring.
Damit sichergestellt ist, dass sich die beiden Einzelringe 36 und 38 um- fangsbezogen nicht oder nur unwesentlich gegeneinander verdrehen, weisen diese im Bereich ihrer gegenüberstehenden Stirnseiten Axialnuten 40 bzw. 42 auf, in die als ein Verriegelungsmittel eine Passfeder 44 eingesetzt ist.In order to ensure that the two individual rings 36 and 38 do not rotate relative to each other, or only insignificantly, relative to each other, they have axial grooves 40 and 42 in the region of their opposite end faces into which a key 44 is inserted as a locking means.
Fig. 2 zeigt auch, dass der Einzelring 38 des Zylinderrollenlagers 6 radial nach innen weisende Borde 46 und 48 hat, zwischen denen die zylindrischen Wälzkörper 12 angeordnet sind. In eine Ringnut 50 im Bereich des freien axialen Endes des gemeinsamen Innenringes 34 ist ein Sicherungsring 52 eingesetzt, der als Demontagesicherung für die fertig hergestellte Lageranordnung 2' dient. Der Abstand C des Sicherungsringes 52 zu den benach- barten Zylinderrollen 12 ist dabei bevorzugt so gewählt, dass diese sich nicht berühren.Fig. 2 also shows that the single ring 38 of the cylindrical roller bearing 6 has radially inwardly facing ribs 46 and 48, between which the cylindrical rolling elements 12 are arranged. In an annular groove 50 in the region of the free axial end of the common inner ring 34, a retaining ring 52 is inserted, which serves as a dismantling safeguard for the finished bearing assembly 2 ' . The distance C of the securing ring 52 to the adjacent cylindrical rollers 12 is preferably selected so that they do not touch each other.
Vergleichsweise geringe Axialkräfte aus der der Hauptlastrichtung 20 entgegengesetzten Richtung werden von der Welle 22' über geeignete Siche- rungsmittel (z.B. Wellenmutter, Sicherungsring, Wellenbund, Enddeckel etc.) in den gemeinsamen Innenring 34', die Zylinderrollen 12 und schließlich über den Bord 48 des Einzelringes 38 in das Gehäuse 18' (wiederum über axiale
Sicherungsmittel bzw. einen Gehäusebund etc.) geleitet.Comparatively small axial forces from the direction opposite to the main load direction 20 are transmitted from the shaft 22 ' via suitable securing means (eg shaft nut, circlip, shaft collar, end cover, etc.) into the common inner ring 34', the cylindrical rollers 12 and finally over the rim 48 of the Single ring 38 in the housing 18 '(again via axial Securing means or a housing collar etc.).
Eine letzte Variante ist in Fig. 3 dargestellt, die eine Lageranordnung 2" mit einer O-Anordnung des Schrägkugellagers 4 zeigt. Auch in diesem Ausfüh- rungsbeispiel dient die Lageranordnung 2" so wie in Fig. 1 der Lagerung einer zentralen Welle 18 in einem drehfesten Gehäuse 22. Die Außenringe des Schrägkugellagers 4 und des Zylinderrollenlagers 6 liegen an der Fuge B aneinander und sind als Einzelringe 36, 38 ausgebildet, von denen der Einzelring 38 des Zylinderrollenlagers 6 form- und kraftschlüssig in dem Ge- häuse 22 aufgenommen ist, während der Einzelring 36 des Schrägkugellagers 4 einen solchen Außendurchmesser aufweist, dass ein Abstand A zwischen der Außenmantelfläche dieses Einzelringes 36 und der Innenmantelfläche des Gehäuses 22 festzustellen ist. Dieser Abstand A ist so groß, dass bei Berücksichtigung des Radialspiels des Zylinderrollenlagers 6 keine Radi- alkraftübertragung von der Welle 18 über das Schrägkugellager 4 in das Gehäuse 22 erfolgt.A final variant is shown in Fig. 3, which shows a bearing assembly 2 " with an O-arrangement of the angular contact ball bearing 4. Also in this embodiment, the bearing assembly 2 " as in Fig. 1, the storage of a central shaft 18 in one rotatably fixed housing 22. The outer rings of the angular contact ball bearing 4 and the cylindrical roller bearing 6 lie against each other at the joint B and are formed as individual rings 36, 38, of which the single ring 38 of the cylindrical roller bearing 6 is positively and non-positively received in the housing 22, while the single ring 36 of the angular contact ball bearing 4 has such an outer diameter that a distance A between the outer circumferential surface of this single ring 36 and the inner circumferential surface of the housing 22 is determined. This distance A is so great that, taking into account the radial clearance of the cylindrical roller bearing 6, there is no radial transfer of force from the shaft 18 via the angular contact ball bearing 4 into the housing 22.
Wie bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist auch bei der Lageranordnung 2" gemäß Fig. 3 vorgesehen, dass die beiden Außenringe 36 und 38 gegeneinander verdrehgesichert sind. Dazu weisen diese im Bereich ihrer gegenüberstehenden Stirnseiten Axialnuten 40 bzw. 42 auf, in die als ein Verriegelungsmittel z.B. eine Passfeder 44 eingesetzt ist.As with the example shown in FIG. 2 embodiment, FIG. 3 is also in the bearing assembly 2 "provides that the two outer rings 36 and 38 against each other against rotation. For this purpose, this in the region of its opposite end faces of axial grooves 40 and 42, respectively, in the as a locking means such as a key 44 is inserted.
Zusätzlich ist eine mit dem Bezugszeichen 54 versehene Radialnut in der inneren Stirnseite des Einzelringes 36 des Schrägkugellagers 4 ausgebildet, die zur Fettnachschmierung genutzt werden kann.In addition, a provided with the reference numeral 54 radial groove in the inner end face of the individual ring 36 of the angular contact ball bearing 4 is formed, which can be used for grease relubrication.
Weiter zeichnet sich die Lageranordnung 2" gemäß Fig. 3 dadurch aus, dass der radial innere Lagerring 56 aus zwei fest miteinander verbundenen Einzelringen 56' und 56" besteht, die im Bereich ihrer zueinander weisenden Stirnseiten jeweils eine Ringnut 62, 64 haben, in die eine die beiden Einzelringe 56', 56" ohne Axialspiel fest und radial innen flächenbündig ver-
bindende Klammer 60 eingesetzt ist. Durch diese Konstruktion können beide Innenringe 56' und 56" einzeln hergestellt und montiert werden, um erst in einem anschließenden Fertigungsschritt mittels der Klammer 60 fest miteinander verbunden zu werden.Next, the bearing assembly 2 " according to FIG. 3 is characterized in that the radially inner bearing ring 56 consists of two firmly interconnected individual rings 56 ' and 56 " , each having an annular groove 62, 64 in the region of their facing end faces, in the one the two individual rings 56 ' , 56 " fixed without axial play and radially flush inside binding clip 60 is inserted. As a result of this construction, both inner rings 56 ' and 56 " can be produced and assembled individually so that they are firmly connected to each other only in a subsequent manufacturing step by means of the clamp 60.
Schließlich zeigt Fig. 3, dass der zweiteilige Innenring 56 (56', 56") an seinem zylinderrollenseitig freien Ende mit einer Bordscheibe 58 fest verbunden ist. Diese Bordscheibe 58 dient einerseits als Verliersicherung und leitet andererseits Axialkräfte weiter, die entgegen der Hauptlastrichtung 20 von der Welle 18 in die Lageranordnung 2" getragen werden. Diese vergleichsweise geringen Axialkräfte werden dann über die Zylinderrollen 12 und den Bord 46 des radial äußeren Einzelringes 38 des Zylinderrollenlagers 6 in das Gehäuse 22 geleitet.Finally, Fig. 3 shows that the two-part inner ring 56 (56 ' , 56 " ) is firmly connected at its cylindrical roller side free end with a flanged wheel 58. This flanged wheel 58 serves on the one hand as captive and on the other hand forwards axial forces, which counter to the main load direction 20 of the shaft 18 are carried in the bearing assembly 2 " . These comparatively small axial forces are then conducted via the cylindrical rollers 12 and the rim 46 of the radially outer individual ring 38 of the cylindrical roller bearing 6 into the housing 22.
In einer weiteren Ausbildung dieser Lösung kann der einteilige Innenring 56 (ohne Nuten 62, 64 und ohne Klammer 60) mit einer losen Bordscheibe 58 realisiert werden. Hierbei ist eine axiale Verspannung von einteiligem Innenring 56 plus loser Bordscheibe 58 bei Montage auf der Welle (z.B. mit Wellenmutter und gegenseitig Wellenbund) erforderlich
In a further embodiment of this solution, the one-piece inner ring 56 (without grooves 62, 64 and without clip 60) can be realized with a loose flange 58. Here, an axial clamping of one-piece inner ring 56 plus loose flanged wheel 58 when mounted on the shaft (eg with shaft nut and mutual shaft collar) is required
CM C M
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
2 Lageranordnung2 bearing arrangement
Lageranordnungbearing arrangement
2" Lageranordnung2 " bearing arrangement
4 Schrägkugellager4 Angular contact ball bearings
6 Zylinderrollenlager6 cylindrical roller bearings
8 Außenring8 outer ring
10 Kugeln10 balls
12 Zylinderrollen12 cylindrical rollers
14 Erster Einzelring am Schrägkugellager radial innen14 First single ring on angular contact ball bearing radially inside
16 Zweiter Einzelring am Zylinderrollenlager radial innen16 Second single ring on cylindrical roller bearing radially inside
18 Welle18 wave
18' Gehäuse18 ' case
20 Pfeil (Axialkraft), Hauptlastrichtung20 arrow (axial force), main load direction
22 Gehäuse22 housing
22' Welle22 ' wave
24 Bord am Einzelring24 board on single ring
26 Bord am Außenring26 board on the outer ring
28 Käfig28 cage
30 Käfig30 cage
32 Sicherungsring32 circlip
34 Einteiliger Innenring34 One-piece inner ring
36 Erster Einzelring am Schrägkugellager, radial außen36 First single ring on angular contact ball bearing, radially outside
38 Zweiter Einzelring am Zylinderrollenlager, radial außen38 Second single ring on cylindrical roller bearing, radially outside
40 Axialnut im Einzelring 3640 axial groove in the single ring 36th
42 Axialnut im Einzelring 3842 axial groove in the single ring 38
44 Verriegelungselement44 locking element
46 Bord am zweiten Einzelring 3846 board on the second single ring 38
48 Bord am zweiten Einzelring 3848 board on the second single ring 38
50 Ringnut am einteiligen Innenring 3450 annular groove on the one-piece inner ring 34th
52 Sicherungsring in der Ringnut 50
54 Radialnut an der axial inneren Stirnseite des Einzelringes 3652 retaining ring in the annular groove 50th 54 radial groove on the axially inner end face of the single ring 36th
56 Zweiteiliger Innenring56 two-piece inner ring
56' Erstes Teil des Innenrings 5656 ' First part of the inner ring 56
56" Zweites Teil des Innenrings 56 58 feste Bordscheibe am zweiteiligen Innenring 56" bzw. lose Bordscheibe am einteiligen Innenring 5656 " second part of the inner ring 56 58 fixed flanged disc on the two-part inner ring 56" or loose flanged disc on the one-piece inner ring 56
60 Klammer60 clip
62 Ringnut im ersten Teil 56' des Innenrings 5662 annular groove in the first part 56 'of the inner ring 56th
64 Ringnut im zweiten Teil 56" des Innenrings 56 A Radiales Spiel64 annular groove in the second part 56 "of the inner ring 56 A Radial game
B FugeB fugue
C Axialer AbstandC Axial distance
± X Übermaß bzw. Untermaß
± X oversize or undersize