EP4762278A1 - Wälzlageranordnung - Google Patents
WälzlageranordnungInfo
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- EP4762278A1 EP4762278A1 EP24704000.9A EP24704000A EP4762278A1 EP 4762278 A1 EP4762278 A1 EP 4762278A1 EP 24704000 A EP24704000 A EP 24704000A EP 4762278 A1 EP4762278 A1 EP 4762278A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
- F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
- F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
- F16C35/067—Fixing them in a housing
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung (1), umfassend einen Lagerring (2), welcher von einer Lagersitzgeometrie (3) umschlossen ist, wobei die Lagersitzgeometrie (3) in Bereichen mit erhöhter radialer Bauteilsteifigkeit (4) und/oder hohe örtliche Lasteinleitung, lokal entlastet wird. Erfindungsgemäß ist wenigstens ein lokales radiales Relief (5) in der Lagersitzgeometrie (3) im Bereich mit erhöhter radialer Bauteilsteifigkeit (4) ausgebildet.
Description
Beschreibung
Wälz lager anordnung
Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.
Wälzlager können in hochbelasteten Anwendungen oder unter widrigen Randbedingungen ein sogenanntes "Ringkriechen" aufweisen. Das bedeutet, dass sich der Lagerring unter Belastung in tangentialer Richtung auf der Kontakt fläche (Innenring - Welle / Außenring - Lagergehäuse) bewegt, was zu einem Verschleiß der Kontakt flächen bis hin zum Funktionsverlust führen kann.
Das Kriechen des Lagerrings wird durch eine ungleichmäßige Verteilung der Wälzkörperlast, einen unzureichenden Schrumpfsitz zwischen Ring und Kontaktf läche, einen unzureichenden Reibungskoeffizienten und andere Faktoren begünstigt. Um das Kriechen und insbesondere die damit verbundenen Verschleißschäden zu vermeiden, wird versucht, die Wälzkörperbelastungen auszugleichen, die Schrumpfpassung zu erhöhen oder den Reibungskoeffizienten zu erhöhen (Siehe hierzu: A. Maiwald, E. Leidich: FE Simulations of Irreversible Relative Movements (Creeping) in Rolling Bearing Seats - Influential Parameters and Remedies. Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science 2013 Vol II WCECS 2013, San Francisco, USA.) .
Diese Maßnahmen sind in ihrer Wirksamkeit begrenzt, z.B. kann die Schrumpfpassung aufgrund erhöhter Ringspannung im Lagerring nicht zu stark ansteigen (nachteilig für die Lagerringbelastungsfähigkeit) .
Die ungleichmäßige Verteilung der Wälzkörperlast als einer der Haupteinflüsse wird hauptsächlich durch die Steifigkeitsverteilung der angrenzenden Bauteile
(Welle/Gehäuse ) und deren Verformung aufgrund ihrer Gesamtlasteinleitung (nicht nur Lagerkraft ) bestimmt .
Es wird versucht , das Kriechen des Lagerrings deutlich zu verringern oder zu eliminieren, indem die ungleichmäßige Verteilung der Wäl zkörperlast als einer der Haupttreiber systematisch ausgeglichen wird .
Die Wäl zkörperlastverteilung wird durch folgende technische Bedingungen bestimmt :
Die angrenzenden Komponenten ( z . B . Rotor, Gehäuse ) können aufgrund (bis zu einem gewissen Grad) unvermeidbarer geometrischer Merkmale im Zusammenhang mit Kraft- und Momenteneinleitung, Schnittstellen zu anderen Komponenten, deren Festigkeits- und Stabilitätsanforderungen und mehr eine variierende radiale Stei figkeit aufweisen . Dies kann zu einer signi fikanten lokalen Erhöhung der Rollenbelastung an Stellen mit hoher radialer Stei figkeit führen .
Die angrenzenden Bauteile können unterschiedlichen Belastungen und Belastungsrichtungen ausgesetzt sein, teilweise von außerhalb des Lagerlastpfades , was zu lokalen Verformungen an den Lagerstellen führt .
Die Lagerbelastungen können in Ausmaß und Richtung stark variieren . Der Normalbetrieb unter Schwerkraftbelastungen kann sich in größere prozessbedingte Kräfte in verschiedenen Richtungen ändern, bis hin zu extremen Lastfällen, die selten auf treten .
Wäl zlager haben hohe Toleranzanforderungen an die Lagersitze benachbarter Bauteile , da die Wäl zkörperlasten über die Lagerringe auf die angrenzenden Bauteile übertragen werden . Schon kleinere Abweichungen können aufgrund der hohen Stei figkeit der Rollen zu erheblichen Schwankungen der Rollenbelastung führen .
Es ist ein bekannter Versuch, Lagergehäuse auf elastische
Elemente (wie Federn) zu setzen, um unterschiedliche Lastrichtungen oder Kraft- und Momenteneinleitungen von
außerhalb des Lagerlastpfades zu berücksichtigen . Dies hat j edoch erhebliche Nachteile ( oder ist schlichtweg unmöglich) bei schweren Strukturen und hohen Prozesslastschwankungen . Es kann sein, dass es nicht möglich ist , die Lasten zuverlässig zu tragen und zum Fundament oder zur Bettkonstruktion zu führen . Bei Federn mit geringer Stei figkeit können Verformung und Belastung zu hoch sein . Für eine hohe Stei figkeit ist der begrenzte Ef fekt (und die Möglichkeit , die elastischen Elemente herzustellen) eine klare Heraus forderung .
Außerdem wird versucht , flexiblere Lagergehäuse oder Wellenabschnitte zu schaf fen, um die Lastverteilung der Rollen zu steuern . Dies ist ebenfalls recht begrenzt , da die Elasti zität mit potenziellen Verschiebungen einhergeht ( die innerhalb der Gesamtmaschine aufgrund von Schnittstellen- und Positionsanforderungen möglicherweise nicht akzeptabel sind) und einen Kompromiss zwischen Flexibilität ( geringe Querschnitte ) und hoher Tragfähigkeit ( große Querschnitte ) erfordert . Für große Anwendungen im Maschinenbau sind solche Lösungen gar nicht zu finden . Darüber hinaus kann sich bei axial vorgespannten Lagern wie Kegellagern j ede Verformung des axialen Abstands zwischen den Lagerstellen negativ auf die Wäl zkörperlastverteilung auswirken ( da axiale und radiale Belastung aufgrund der Lagergeometrie miteinander verbunden sind) .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Wäl zlageranordnung auf zuzeigen, die in der Lage ist , die ungleichmäßige Wäl zlagerverteilung (ungleichmäßige Verteilung der Wäl zkörperlast ) , als einer der Haupttreiber für das Kriechen des Lagerrings , systematisch ausgeglichen .
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 .
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung, die einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der Unteransprüche .
Die erfindungsgemäße Wäl zlageranordnung, umfassend einen Lagerring, welcher von einer Lagersitzgeometrie umschlossen ist , wobei die Lagersitzgeometrie in Bereichen mit erhöhter radialer Bauteilstei figkeit und/oder hoher örtliche Lasteinleitung lokal entlastet wird, zeichnet sich dadurch aus , dass wenigstens ein lokales radiales Relief in der Lagersitzgeometrie im Bereich mit erhöhter radialer Bauteilstei figkeit ausgebildet ist .
Als Relief wird dabei im Rahmen der Erfindung eine radiale Rücknahme der Lagersitz fläche in der Lagersitzgeometrie bezeichnet .
Durch die Ausbildung eines oder mehrerer Reliefs wird die radiale Lage der Lagersitzgeometrie an Positionen mit höchster radialer Bauteilstei figkeit und/oder hoher örtliche Lasteinleitung lokal entlastet . Damit wird die Wal zenbelastung in diesem Bereich " künstlich" reduziert . Um die Übertragung der Gesamtlagerlast auf recht zuerhalten, wird die Last auf benachbarte Rollen verteilt , die in Bereichen ohne oder mit geringerer radialer Entlastung positioniert sind . Auf diese Weise wird das Ziel erreicht , die Wäl z körper las tvert ei lung aus zugleichen .
Da die Bereiche mit hoher radialer Stei figkeit oder hoher radialer Verformung bestimmt werden können ( durch Berechnungen, Finite-Elemente-Analysen, Messungen oder anderes ) , ist es möglich zu bestimmen, an welchen Positionen eine solche Entlastung ausgeführt werden soll . Auch unter Berücksichtigung der Wäl zkörperstei figkeit und/oder der lokalen Stei figkeit der benachbarten Bauteile kann die Höhe der Entlastung abgeschät zt/bestimmt werden .
Es ist wichtig, bei der Bestimmung der Entlastung alle relevanten Lastfälle zu berücksichtigen . Zum Beispiel kann eine Entlastung für den Schwerkraf tlast f all nachteilig für Lastfälle sein, in denen seitliche Lasten eingeleitet werden .
Es ist sinnvoll , die beabsichtigte Entlastungsverteilung anhand der relevantesten Gesamtlast fälle oder anhand einer repräsentativen Hülle der Lastfälle zu bewerten . Darauf aufbauend können Korrekturen an der beabsichtigten Entlastungsverteilung vorgenommen werden .
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens ein Relief mit Übergansbereichen versehen ist , welche eine sprunghafte Geometrieänderung vermeiden, so dass eine kontinuierliche Anlage des Lagerrings an der Lagersitzgeometrie gewährleistet ist .
Die Entlastung muss durch einen sanften Übergang eingeführt werden, um Sekundäref fekte zu begrenzen . Vorzugsweise wird der Übergang glatt genug sein, damit der Lagerring dem Übergang ohne eine unzulässig hohe Zusatzbeanspruchung ( durch Biegung = Verformung von Ringform zu Ring mit radialem Übergang/Entlastung) folgen kann . Darüber hinaus muss der Übergang so beschaf fen sein, dass die einzelnen Wäl zkörper beim Durchlaufen des Übergangs keine lokalen Lasterhöhungen im Vergleich zur Solllast innerhalb des Entlastungsbereichs erfahren . Diese sollte für alle relevanten Lastfälle und die ( lastfallbezogenen) Entlastungsbereiche ausgewertet (berechnet , FEA-analysiert und/oder gemessen) werden .
Aus Gründen eines kontinuierlichen Kontakts des Rings zum Lagersitz sollte darauf geachtet werden, dass sich mindestens zwei Wäl zkörper im Bereich des Übergangs / der Entlastung befinden . Diese Wäl zkörper sollten in kontinuierlichen Lastfällen eine Vorspannung haben . Bei axial vorgespannten Lagern sollte auch im Vorspannungs zustand eine Vorspannung vorhanden sein . Dadurch wird der Ring immer belastet und in Richtung des Lagersitzes gedrückt . Dadurch wird eine Spaltbildung, eine relative radiale Bewegung und damit ein ( radialer ) Gleitverschleiß vermieden .
Ein typischer Entlastungswert liegt j e nach Lagerabmessung im
Bereich von 10 bis 200 pm oder 0 , 00005 bis 0 , 0005 der
Lagerhöhe (D-d) /2. Außerdem kann die Entlastung 0,0001 bis 0,001 des Wälzkörperdurchmessers betragen.
Angesichts dieser Abmessungen wird deutlich, dass die Entlastung in der gleichen Größenordnung wie das Geometrietoleranzfeld von Wälzlagersitzen liegen kann. (z.B. Toleranzfeld IT6/2 für Bohrungen) . Auf der anderen Seite kann durch die Implementierung einer solchen Entlastung die Lastverteilung der Rollen deutlich ausgeglichen und die maximale Belastung reduziert werden - zum Vorteil der Lagerlebensdauer. Es ist Teil der Erfindung, dass bei der Umfangserweiterung des radialen Reliefs und des damit verbundenen Übergangs, das Relief, das geometrische Toleranzfeld überschreiten darf (um vorzugsweise nicht mehr als die Reliefhöhe) .
Bei Durchmessertoleranzen, z.B. Toleranzfeld IT7 für Bohrungen, ist der Effekt der Entlastung deutlich geringer. Andererseits ist das Relief nicht dazu gedacht, das Toleranzfeld einzugrenzen, eine lokale Durchmesservergrößerung von nicht mehr als den lokalen Reliefhöhen könnte in Kauf genommen werden. Die Passung des Lagerrings im Gehäuse kann bei Bedarf angepasst werden.
Es ist möglich, dass das Relief vollständig innerhalb der Geometrie- und Maßtoleranz hergestellt werden kann. In jedem Fall weist die Fläche des Reliefs beim Messen der Oberflächengeometrie eine Verschiebung gegenüber der durchschnittlichen Oberflächengeometrie im Ausmaß der durchschnittlichen Reliefhöhe auf.
Die Entlastung kann durch moderne Fertigungstechnologien (z.B. Drehen mit variabler radialer Werkzeugposition) hergestellt werden. Prinzipiell könnte es auch hergestellt werden, indem das Bauteil während der Herstellung einer Temperatur- oder Kraftbelastung ausgesetzt wird (keine bevorzugte Lösung aufgrund von Präzisionsverlust) .
Es hat sich allerdings als eine vorteilhafte Möglichkeit erwiesen, lokale Verformungen der Lagerstellen aus unterschiedlichen Belastungen und Belastungsrichtungen angrenzender Bauteile durch eine Vor-Aufprägung dieser Belastungen / Belastungsrichtungen bei der mechanischen Bearbeitung ( der Lagerstellen) vorwegzunehmen . Dies kann auch unter einem Lastfaktor erfolgen, beispielsweise durch Aufprägung des 1 , 2- fachen der Belastungen . In diesem Beispiel wird der Einfluss dieser Verformung in gewisser Weise überkompensiert . Eine Unterkompensation ist in bestimmten Fällen ebenfalls möglich . Für Lagersitz-Bereiche , die eine querdehnungsgetriebene Verformung erfahren, beispielsweise durch die Aufbringung einer Schraubenvorspannung, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine solche Schraubenvorspannung auch bei der mechanischen Bearbeitung auf zuprägen, gegebenenfalls unter einem Faktor wie oben beschrieben . So könnte eine Flanschverschraubung, die später mit Schrauben der Festigkeitsklasse 8 . 8 verschraubt wird, bei der Bearbeitung mit 10 . 9 bei entsprechend erhöhter Vorspannkraft mechanisch bearbeitet werden .
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wäl zlageranordnung zeichnet sich dadurch aus , dass das wenigstens ein Relief dem Lagerring unter Belastung eine lokale Durchbiegung erlaubt , wobei die lokale Durchbiegung des Lagerrings in Bereichen mit erhöhter radialer Bauteilstei figkeit einer Biegelinie des Lageringes unter Einwirkung der Wäl zkörperkräfte entspricht , wobei die Biegelinie nur zulässige Biegebeanspruchungen des Lagerrings verursacht . Hierdurch werden plastische Verformungen des Lagerings auf Grund zu hoher Kräfte vermieden .
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Wäl zlageranordnung so gestaltet ist , dass sich immer mindestens zwei Wäl zkörper im Bereich des Reliefs befinden . Hierdurch wird ein kontinuierlicher Kontakt des Lagerrings zur Lagersitzgeometrie gewährleistet .
Nachfolgend werden weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt :
- Fig. la: Eine typische Wälzlageranordnung nach dem Stand der Technik.
- Fig. 1b: Die Lastverteilung bei der in Fig. la gezeigten Wälz lager anordnung .
- Fig. 2: Eine Ausgestaltung einer Wälzlageranordnung einer verbesserten Lastverteilung.
- Fig. 3: Eine Detailansicht einer erfindungsgemäßen Wälzlageranordnung im Radialschnitt.
- Fig. 4 zeigt die eingeleitete Kraft bezogen auf die Auslenkung (Dehnung / Verformung) des Lagerrings mit und ohne Relief.
Die Figuren geben jeweils nur schematische und nicht zwangsläufig maßstabsgerechte Darstellungen der Erfindung wieder, wobei im Wesentlichen nur die für die Erfindung erforderlichen Bauteile gezeigt und beschrieben werden. Für die Grundsätzliche Funktionsweise von Wälzlageranordnungen wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile werden figurübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. la zeigt eine typische Wälzlageranordnung 1 nach dem Stand der Technik in Radialansicht. Die Wälzlageranordnung umfasst einen Lagerring 2, welcher von einer Lagersitzgeometrie 3 umschlossen und in Position gehalten wird. Am Lagerring 2 stützen sich die Rollenkörper ab (in der Fig. nicht dargestellt) und leiten Ihre Tragkraft über den Lagerring 3 in die Lagersitzgeometrie 3 ein.
Die Lagersitzgeometrie 3 (z. B. Rotor, Gehäuse) weist aufgrund geometrischer Merkmale im Zusammenhang mit Kraft- und Momenteneinleitung, Schnittstellen zu anderen Komponenten, deren Festigkeits- und Stabilitätsanforderungen und mehr eine variierende radiale Steifigkeit aufweisen. Dies
kann zu einer signi fikanten lokalen Erhöhung der Rollenbelastung an Stellen mit hoher radialer Stei figkeit führen . Die angrenzenden Bauteile können zusätzlich unterschiedlichen Belastungen F und Belastungsrichtungen ausgesetzt sein, teilweise von außerhalb des Lagerlastpfades , was zu lokalen Verformungen an den Lagerstellen führt .
Fig . 1b zeigt die Lastverteilung bei der in Fig . la gezeigten Wäl zlageranordnung 1 . Es ist deutlich zu erkennen, dass die Lastverteilung 7 sehr ungleichmäßig über den Lagerring 2 verteilt ist und deutliche Spitzen in Bereichen mit erhöhter radialer Bauteilstei figkeit aufweist . Auch im Bereich, in dem von außen eine Belastung aufgebracht wird, ergibt sich eine deutliche Belastungsspitze . Auf Grund der unterschiedlichen Lagerringbelastung kann es zum bereits beschrieben Lagerringkriechen kommen, bei dem sich der Lagerring 2 unter Belastung in tangentialer Richtung auf der Kontakt fläche ( Innenring - Welle / Außenring - Lagergehäuse ) bewegt , was zu einem Verschleiß der Kontakt flächen bis hin zum Funktionsverlust führen kann .
Fig . 2 zeigt eine Wäl zlageranordnung 1 mit einem Lagerring 2 welcher von einer Lagersitzgeometrie 3 umschlossen und in Position gehalten wird im Radialschnitt . Um Belastungsspitzen in Bereichen mit erhöhter radialer Bauteilstei figkeit 4 oder äußerer Krafteinleitung F zu reduzieren und eine Vergleichmäßigung der Belastung zu erzielen, sind innerhalb der Lagersitzgeometrie 3 in Bereichen mit erhöhter radialer Bauteilstei figkeit 4 und in dem Bereich in dem Bereich äußerer Krafteinleitung F Kavitäten innerhalb der Lagersitzgeometrie eingebracht . Diese sorgen dafür, dass diese Bereiche künstlich „weicher" gestaltet werden, so dass der Lagerring 2 in diesem Bereich „nachgiebiger" wird . Hierdurch wird die eingeleitete Kraft auf die benachbarten Bereiche verteilt , wodurch sich eine gleichmäßigere Belastung über den Umfang der Wäl zlageranordnung ergibt . Die Ausbildung der Kavitäten 8 ist j edoch aufwendig und eine eventuelle Nachbehandlung kaum möglich . Auch können solche Kavitäten für
große Belastungen und Stei figkeitsanforderungen schlicht nicht realisierbar sein .
Fig . 3 zeigt eine Detailansicht einer erfindungsgemäßen Wäl zlageranordnung 1 im Radialschnitt . Die erfindungsgemäße Wäl zlageranordnung 1 , umfassend einen Lagerring 2 , welcher von einer Lagersitzgeometrie 3 umschlossen ist , wobei die Lagersitzgeometrie 3 in Bereichen mit erhöhter radialer Bauteilstei figkeit lokal entlastet wird, in dem wenigstens ein lokales radiales Relief 5 in der Lagersitzgeometrie 3 im Bereich mit erhöhter radialer Bauteilstei figkeit 4 ausgebildet ist . Als Relief 5 wird dabei eine radiale Rücknahme der Lagersitz fläche in der Lagersitzgeometrie 3 bezeichnet .
Durch die Ausbildung eines oder mehrerer Reliefs 5 wird die radiale Lage der Lagersitzgeometrie 3 an Positionen mit höchster radialer Bauteilstei figkeit 4 bzw . höchster radialer Verformung des Bauteils lokal entlastet . Damit wird die Wal zenbelastung in diesem Bereich " künstlich" reduziert . Um die Übertragung der Gesamtlagerlast auf recht zuerhalten, wird die Last auf benachbarte Wäl zkörper verteilt , die in Bereichen ohne oder mit geringerer radialer Entlastung positioniert sind . Auf diese Weise wird das Ziel erreicht , die Wäl zkörperlastverteilung aus zugleichen .
Da die Bereiche mit hoher radialer Stei figkeit 4 oder hoher radialer Verformung leicht beispielsweise durch Berechnungen, Finite-Elemente-Analysen oder Messungen bestimmt werden können, ist es möglich zu bestimmen, an welchen Positionen eine solche Entlastung ausgeführt werden soll . Auch unter Berücksichtigung der Wäl zkörperstei figkeit und/oder der lokalen Stei figkeit der benachbarten Bauteile kann die Höhe x sowie die Länge 1 des Reliefs 5 abgeschät zt/bestimmt werden .
Aus Gründen eines kontinuierlichen Kontakts des Lagerrings 2 zur Lagersitzgeometrie 3 sollte darauf geachtet werden, dass sich mindestens zwei Wäl zkörper im Bereich des Übergangs /
des Reliefs 5 befinden . Diese Rollen sollten in kontinuierlichen Lastfällen eine Vorspannung haben . Bei axial vorgespannten Lagern sollte auch im Vorspannungs zustand eine Vorspannung vorhanden sein . Dadurch wird der Lagerring 2 immer belastet und in Richtung der Lagersitzgeometrie 3 gedrückt . Dadurch wird eine Spaltbildung, eine relative radiale Bewegung und damit ein ( radialer ) Gleitverschleiß vermieden .
Das Relief 5 kann durch moderne Fertigungstechnologien ( z . B . Drehen mit variabler radialer Werkzeugposition) hergestellt werden . Prinzipiell könnte es auch hergestellt werden, indem der Lagersitzgeometrie 3 während der Herstellung einer Temperatur- oder Kraftbelastung ausgesetzt wird ( keine bevorzugte Lösung aufgrund von Präzisionsverlust ) . Es hat sich allerdings als eine vorteilhafte Möglichkeit erwiesen, lokale Verformungen der Lagersitzgeometrie 3 aus unterschiedlichen Belastungen und Belastungsrichtungen angrenzender Bauteile durch eine Vor-Aufprägung dieser Belastungen / Belastungsrichtungen bei der mechanischen Bearbeitung ( der Lagerstellen) vorwegzunehmen .
Fig . 4 zeigt die Lastverteilung am Lagerring 2 , mit und ohne Relief . Die Linie 7 ' zeigt die Lastverteilung bei einer Wäl zlageranordnung nach dem Stand der Technik und die Linie 7 ' die Lastverteilung bei einer Wäl zlageranordnung mit erfindungsgemäßem Relief . Es ist deutlich zu erkennen, dass die Lastspitzen bei der Wäl zlageranordnung mit Relief deutlich abgebaut werden und sich eine insgesamt deutlich gleichmäßigere Lastverteilung ergibt .
Der Bereich des Lagerrings 2 unterhalb des Reliefs kann als Biegelinie (Biegebalken) angesehen werden, wobei die Dehnung (Durchbiegung x ) proportional zur einwirkenden Kraft F ist . Das Relief ist so aus zulegen, dass eine Biegelinie des Lageringes unter Einwirkung der Wäl zlagerkräfte entsteht , bei der die Biegelinie nur zulässige Biegebeanspruchungen des Lagerrings verursacht .
Claims
1. Wälzlageranordnung (1) , umfassend einen Lagerring (2) , welcher von einer Lagersitzgeometrie (3) umschlossen ist, wobei die Lagersitzgeometrie (3) in Bereichen mit erhöhter radialer Bauteilsteifigkeit (4) und/oder hohe örtliche Lasteinleitung lokal entlastet wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein lokales radiales Relief (5) in der Lagersitzgeometrie (3) im Bereich mit erhöhter radialer Bauteilsteifigkeit (4) ausgebildet ist.
2. Wälzlageranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Relief (5) mit Übergansbereichen (6) versehen ist, welche eine sprunghafte Geometrieänderung vermeiden, so dass eine kontinuierliche Anlage des Lagerrings (3) an der Lagersitzgeometrie (3) gewährleistet ist.
3. Wälzlageranordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Relief (5) dem Lagerring unter Belastung eine lokale Durchbiegung erlaubt, wobei die lokale Durchbiegung des Lagerrings (3) in Bereichen mit erhöhter radialer Bauteilsteifigkeit einer Biegelinie des Lageringes (3) unter Einwirkung der Wälzlagerkräfte entspricht, wobei die Biegelinie nur zulässige Biegebeanspruchungen des Lagerrings (3) verursacht.
4. Wälzlageranordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlageranordnung so gestaltet ist, dass sich immer mindestens zwei, vorzugsweise mindesten 3 Wälzkörper im Bereich des Reliefs (5) befinden.
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