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Dokumentenidentifikation DE19734134A1 11.02.1999
Titel Wälzlager für Drehbewegungen
Anmelder INA Wälzlager Schaeffler oHG, 91074 Herzogenaurach, DE
Erfinder Zernickel, Alexander, Dipl.-Ing., 91074 Herzogenaurach, DE
DE-Anmeldedatum 07.08.1997
DE-Aktenzeichen 19734134
Offenlegungstag 11.02.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.02.1999
IPC-Hauptklasse F16C 19/38
Zusammenfassung Bei einem Wälzlager für Drehbewegungen mit einem Lagerinnenring (1) und einem Lageraußenring (2), zwischen welchen als Rollen ausgebildete Wälzkörper angeordnet sind, die die Übertragung von radialen und axialen Kräften von einem Lagerring auf den anderen ermöglichen, bilden erfindungsgemäß die Rollen zwei unterschiedliche Gruppen, wobei die Rollen der einen Gruppe als Zylinderrollen (4) einen kreiszylindrischen Mantel und die Rollen der anderen Gruppe als Profilrollen (5) einen mit axial hintereinander angeordneten kreisförmigen Rillen versehenen Mantel aufweisen. Auf diese Weise wird ein Wälzlager mit hoher axialer und radialer Tragfähigkeit geschaffen.

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager für Drehbewegungen mit einem Lagerinnenring und einem Lageraußenring, zwischen welchen als Rollen ausgebildete Wälzkörper angeordnet sind, die die Übertragung von radialen und axialen Kräften von einem Lagerring auf den anderen ermöglichen.

Hintergrund der Erfindung

Ein solches Lager kann als Festlager überall dort eingesetzt werden, wo kombinierte Axial- und Radialkräfte aufgenommen werden müssen, beispielsweise im Kraftfahrzeugbau als Radlager, als Kegelritzellager im Getriebe oder als Planetenradlager. Aus dem Dokument EP-A-0 697 533 ist ein zweireihiges Kegelrollenlager bekannt, dessen Lagerinnenring aus zwei Teilringen mit konischen Laufbahnen und einem Distanzring zusammengesetzt ist. Der Lageraußenring ist ebenfalls mit zwei konischen Laufbahnen für die Kegelrollen versehen, so daß sich insgesamt eine aufwendige und daher teuere Bauweise des Lagers ergibt. Außerdem verursachen die Borde der Innenringteile, an welchen die Kegelrollen stirnseitig anliegen, eine hohe Reibung.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager mit hoher axialer und radialer Tragfähigkeit zu schaffen, welches sich durch einen kompakten Aufbau auszeichnet und mit möglichst geringer Reibung arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rollen zwei unterschiedliche Gruppen bilden, wobei die Rollen der einen Gruppe als Zylinderrollen einen kreiszylindrischen Mantel und die Rollen der anderen Gruppe als Profilrollen einen mit axial hintereinander angeordneten kreisförmigen Rillen versehenen Mantel aufweisen.

Dabei können jeweils die Zylinderrollen eine Umfangsreihe und die Profilrollen eine Umfangsreihe bilden und diese beiden Reihen des Lagers können axial hintereinander angeordnet sein. In diesem Fall können jeweils der Lagerinnenring und der Lageraußenring einen kreiszylindrischen Laufbahnbereich für die Zylinderrollen und einen axial dahinter angeordneten profilierten Laufbahnbereich für die Profilrollen aufweisen.

Die Zylinderrollen und die Profilrollen können aber auch in einer Umfangsreihe des Lagers einander abwechselnd angeordnet sein. Dann weisen jeweils der Lagerinnenring und der Lageraußenring einen profilierten Laufbahnbereich mit dem Mantel der Profilrollen entsprechenden Eingriffsrillen auf, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Eingriffsrillen eine Zylinderfläche für das Abwälzen der Zylinderrollen gebildet ist.

Die Zylinderrollen und die Profilrollen können jeweils in Käfigen angeordnet sein.

Durch die Verwendung der Profilrollen, die in die profilierten Laufbahnbereiche der Lagerringe eingreifen, wird die Anzahl der Kontaktstellen zwischen Rollen und Lagerringen vergrößert, was sich auf die Übertragungsmöglichkeit von Axialkräften günstig auswirkt. Es ergibt sich eine hohe axiale Tragzahl. Da dabei die Hertzsche Pressung im Kontaktbereich gesenkt werden kann, ist die Reibung relativ gering.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Lager nach der Erfindung in einem Axialschnitt, in welchem ein Käfig mit einer Profilrolle und einer Zylinderrolle erkennbar ist;

Fig. 2 eine Teilansicht eines Lagers in Blickrichtung des Pfeiles II der Fig. 1, jedoch ohne Käfig;

Fig. 3 einen Axialteilschnitt durch ein erfindungsgemäßes Lager in einer abgewandelten Ausführung;

Fig. 4 einen Axialteilschnitt durch ein weiteres Lager in einer abgewandelten Ausführung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Bei einem in Fig. 1 dargestellten Lager sind zwischen einem Lagerinnenring und einem Lageraußenring 2 in einem Käfig 3 als Rollen ausgebildete Wälzkörper angeordnet, die zwei unterschiedliche Gruppen bilden. So wechselt in Umfangsrichtung jeweils eine Zylinderrolle 4 mit einer Profilrolle 5 ab. Die Zylinderrolle 4 hat einen kreiszylindrischen Mantel. Bei der Profilrolle 5 weist der Mantel mehrere axial hintereinander angeordnete kreisförmige Rillen auf. Hierfür haben der Lagerinnenring 1 und der Lageraußenring 2 entsprechende Eingriffsrillen 6.

Da die Profilrollen 5 mit ihren am Umfang angeordneten Rillen in den Eingriffsrillen 6 der Lagerringe 1 und 2 eingreifen, können hier von einem Ring auf den anderen über die Profilrollen 5 Axialkräfte übertragen werden. Die Übertragung von Radialkräften übernehmen dagegen die Zylinderrollen 4, für welche als Laufbahnen an den Lagerringen 1 und 2 Zylinderflächen 7 ausgebildet sind. Jede Zylinderfläche 7 ist zwischen zwei Eingriffsrillen 6 angeordnet. Der Lagerinnenring 1 und der Lageraußenring 2 weisen also die Eingriffsrillen 6 auf, die kreisförmige Rillen sind und daher keine Steigung haben. In diese Eingriffsrillen ragen die zwischen zwei Rillen der Profilrollen 5 radial herausragenden Bereiche hinein, so daß die Übertragung von Axialkräften möglich ist.

Die Zylinderflächen 7, die an den Lagerringen 1 und 2 ausgebildet sind, ermöglichen es den sich daran abwälzenden Zylinderrollen 4, Radialkräfte zu übertragen. Die Zylinderflächen 7 dienen außerdem zur Begrenzung des Radialspieles im Lager.

Wenn die sich abwechselnden Zylinderrollen 4 und Profilrollen 5 in dem Käfig 3 untergebracht werden, muß darauf geachtet werden, daß die Umfangsgeschwindigkeiten aller Rollen gleich sind. Dies kann durch entsprechende Korrekturen bzw. Anpassungen der Wälzradien erfolgen. In Fig. 2 erkennt man den Wälzradius 8 des Lagerinnenringes 1 und den Wälzradius 9 des Lageraußenringes 2. Diese Anordnung der Rollen ergibt eine besonders kompakte Bauweise des Lagers.

In den Fig. 3 und 4 sind die Zylinderrollen 4 und die Profilrollen 5 jeweils axial hintereinander angeordnet. Alle Zylinderrollen 4 befinden sich in einem Käfig 10 und bilden somit eine Wälzkörperreihe während alle Profilrollen 5 in einem weiteren Käfig 11 axial dahinter angeordnet sind und eine weitere Wälzkörperreihe in dem Lager bilden. Entsprechend dieser Ausführung sind an dem Lagerinnenring 12 und dem Lageraußenring 13 die Bereiche mit den Eingriffsrillen 6 axial hinter einem Bereich mit Zylinderflächen 14 angeordnet. Hier ist also für die Zylinderrollen 4 der zylindrische Bereich der Lagerringe 12 und 13jeweils weiter axial ausgedehnt. Diese Lösung ist vorteilhaft, wenn sehr hohe Radialkräfte übertragen werden müssen. Aus Montagegründen sind der Käfig 10 und der Käfig 11 voneinander getrennt. Denkbar ist auch eine Ausführung, bei welcher die Reihe der Profilrollen 5 beidseitig von Reihen mit Zylinderrollen 4 benachbart sein kann, so daß in der Zeichnung links und rechts von der Profilrolle 5 eine Zylinderrolle 4 erscheinen würde.

Gegenüber Fig. 3 zeigt die Ausführung in Fig. 4 einen spanlos hergestellten Lagerinnenring 15 und einen spanlos hergestellten Lageraußenring 16. Diese Ringe können z. B. durch Ziehen hergestellt sein. Die Profilrollen 5 können in solch einem Fall durch Rollieren der Rillen hergestellt sein. Dadurch ergibt sich eine kostengünstige Variante für Anwendungen, bei welchen nur geringe Ansprüche an die Genauigkeit gefordert werden. Hier kann durch Einpressen des Lagers in ein Gehäuse bzw. durch Aufpressen auf eine Welle die Genauigkeit auf das erforderliche Maß gebracht werden. Bezugszeichenliste 1 Lagerinnenring

2 Lageraußenring

3 Käfig

4 Zylinderrolle

5 Profilrolle

6 Eingriffsrille

7 Zylinderfläche

8 Wälzradius

9 Wälzradius

10 Käfig

11 Käfig

12 Lagerinnenring

13 Lageraußenring

14 Zylinderfläche

15 Lagerinnenring

16 Lageraußenring


Anspruch[de]
  1. 1. Wälzlager für Drehbewegungen mit einem Lagerinnenring (1, 12, 15) und einem Lageraußenring (2, 13, 16), zwischen welchen als Rollen ausgebildete Wälzkörper angeordnet sind, die die Übertragung von radialen und axialen Kräften von einem Lagerring auf den anderen ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen zwei unterschiedliche Gruppen bilden, wobei die Rollen der einen Gruppe als Zylinderrollen (4) einen kreiszylindrischen Mantel und die Rollen der anderen Gruppe als Profilrollen (5) einen mit axial hintereinander angeordneten kreisförmigen Rillen versehenen Mantel aufweisen.
  2. 2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Zylinderrollen (4) eine Umfangsreihe und die Profilrollen (5) eine Umfangsreihe bilden, wobei diese beiden Reihen des Lagers axial hintereinander angeordnet sind.
  3. 3. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der Lagerinnenring (12, 15) und der Lageraußenring (13, 16) einen kreiszylindrischen Laufbahnbereich mit Zylinderflächen (14) für die Zylinderrollen (4) und einen axial dahinter angeordneten profilierten Laufbahnbereich mit Eingriffsrillen (6) für die Profilrollen (5) aufweist.
  4. 4. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderrollen (4) und die Profilrollen (5) einander abwechselnd in einer Umfangsreihe des Lagers angeordnet sind.
  5. 5. Wälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der Lagerinnenring (1) und der Lageraußenring (2) einen profilierten Laufbahnbereich mit dem Mantel der Profilrollen (5) entsprechenden Eingriffsrillen (6) aufweist, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Eingriffsrillen (6) eine Zylinderfläche (7) für das Abwälzen der Zylinderrollen (4) gebildet ist.
  6. 6. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderrollen (4) und die Profilrollen (5) jeweils in Käfigen (3, 10, 11) angeordnet sind.
  7. 7. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der Lagerinnenring (15) bzw. der Lageraußenring (16) ein dünnwandiges, spanlos hergestelltes Bauteil ist.






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