CH695323A5 - Radial-Axial-Wälzlager. - Google Patents

Description

  Anwendungsgebiet der Erfindung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Radial-Axial-Wälzlager mit einem Innenring, zu dem koaxial ein Aussenring angeordnet ist, zwischen denen zur Aufnahme von radialen Kräften Wälzkörper abrollen und mit beidseitig zur Aufnahme von axialen Kräften angeordneten, in Käfigen geführten zylindrischen Wälzkörpern, deren Laufbahn einerseits von den Stirnflächen des Aussenringes und andererseits von je einer Laufscheibe gebildet sind. 

 Hintergrund der Erfindung

[0002] Ein solch zweiseitig wirkendes Radial-Axial-Wälzlager ist auf Seite 136 des INA-Kataloges Wälzlager 305 dargestellt. Dieses Lager weist einen Innenring auf, zu dem koaxial ein Aussenring angeordnet ist, so dass zwischen beiden auf zugehörigen Laufbahnen ein Zylinderrollenkranz abwälzen kann.

   Rechts- und linksseitig ist je ein Axiallager angeordnet, dessen zylindrische Wälzkörper in Käfigen geführt sind. Der Innenring des Radiallagers ist mit einer Laufscheibe einstückig ausgebildet, d.h. er weist ein L-förmiges Profil auf. Die andere Laufscheibe des zweiten Axiallagers ist mittels Befestigungsschrauben mit dem L-förmigen Bauteil verbunden, wobei die Trennebene zwischen beiden Teilen in der verlängerten Radialebene der Lauffläche eines Axiallagers gelegt ist.

[0003] Nachteilig dabei ist, dass die zylindrischen Wälzkörper der beiden Axiallager durch den Lagerkäfig geführt sind. Dadurch bedingt sind beim Abwälzen der beiden Axiallager höhere Gleitanteile im Spiel, die sich ungünstig auf den Lauf der kombinierten Lageranordnung auswirken.

   Bei dieser Lageranordnung ist weiter von Nachteil, dass sie aufgrund ihrer Konstruktion eine zu geringe Kippsteifigkeit aufweist. Diese ist durch die einzelne Laufscheibe bedingt, die am L-förmigen aus Innenring und anderer Laufscheibe bestehenden Bauteil befestigt ist. 

 Zusammenfassung der Erfindung

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemässes kombiniertes Radial-Axial-Wälzlager zu entwickeln, das ein verbessertes Abwälzverhalten zeigt und das eine verbesserte Steifigkeit aufweist.

[0005] Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die zylindrischen Wälzkörper der Axiallager durch je einen Bord geführt sind,

   der entweder am Aussenring oder an den Laufscheiben angeordnet ist.

[0006] Durch die erfindungsgemässe Bordführung der aus Axialkäfigen mit Zylinderrollen bestehenden Axial-Zylinderrollenkränze werden beim Abwälzvorgang die Gleitanteile reduziert, da der Bordkontakt reibungsgünstiger ist als die Führung der Zylinderrollen durch die Käfigstege nach dem bisherigen Stand der Technik. Der Käfig dient weitgehend nur noch als Abstandshalter der Zylinderrollen bzw. als Lagesicherung bei Transport und Stillstand.

   In der entlasteten Zone erfolgt eine Grobführung der zylindrischen Wälzkörper durch den Käfig.

[0007] Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 10 beschrieben.

[0008] So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass der Innenring aus zwei Teilringen gebildet ist, die einstückig mit den Laufscheiben verbunden sind, wobei die Trennebene zwischen den Teilringen in den Laufbahnbereich des Radiallagers gelegt ist. Zweckmässigerweise soll dabei nach Anspruch 3 die Trennebene in das Zentrum des Laufbahnbereiches des Radiallagers gelegt sein.

[0009] Durch diese L-förmige Ausbildung des zusammengesetzten Bauteiles wird die Kippsteifigkeit der gesamten Lagerbaueinheit wesentlich erhöht.

   Die spiegelbildlich einander zugeordneten L-förmigen Bauteile werden durch die Zylinderrollen des Radiallagers zentriert, d.h. ein radialer Versatz der beiden gegenüber liegenden Bauteile zueinander ist somit ausgeschlossen. Dies verhindert die in den Laufbahnbereich des Radiallagers gelegte Trennebene beider Bauteile. Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass durch die symmetrische Ausgestaltung beider Bauteile die Fertigungstiefe verringert ist, d.h. die Lagerbaueinheit aus weniger Teilen besteht.

[0010] In diesem Zusammenhang hat es sich nach Anspruch 4 als vorteilhaft erwiesen, wenn der Innenring einschliesslich zugehöriger Laufscheiben zunächst als ein einstückiges Bauteil bearbeitet und nach seiner Fertigstellung in die beiden Teilringe gesprengt ist.

   Durch die gemeinsame Bearbeitung ist sichergestellt, dass keine unterschiedlichen Toleranzen gegenüber einer Einzelbearbeitung in Laufbahnen und Befestigungsbohrungen eintreten können.

[0011] Aus Anspruch 5 geht hervor, dass die Teilringe durch Befestigungsschrauben aneinander gehalten sind. Auf diese Weise kann die Lieferung als komplette Baueinheit erfolgen, wobei durch den Hersteller bereits die vom Kunden gewünschte Vorspannung eingestellt ist. Diese wird über eine unterschiedliche Stärke der beteiligten Bauteile oder durch zusortierte Wälzkörper realisiert.

[0012] Nach einem anderen Merkmal der Erfindung gemäss Anspruch 6 soll eine der Laufscheiben mit dem Innenring verbunden sein.

   Die Trennebene ist in diesem Fall ausserhalb des Laufbahnbereiches des Radiallagers gelegt, d.h. sie befindet sich im Anschluss an den axial verlaufenden Teil des L-förmigen Bauteiles im Bereich der äusseren Laufbahn des Axiallagers.

[0013] Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der Erfindung ist nach Anspruch 7 vorgesehen, dass der Käfig des Axiallagers aus einzelnen, je einen zylindrischen Wälzkörper aufnehmenden, in Umfangsrichtung aneinander stossenden Segmenten zusammengesetzt ist. Diese Käfigvariante kann immer dann besonders vorteilhaft eingesetzt werden, wenn bei gleichbleibenden Grössenverhältnissen der Zylinderrollen der Axiallager einschliesslich Segmente veränderte Grössenverhältnisse der Laufringe bzw. der Laufscheiben erforderlich sind.

   Falls der Käfig aus einer Vielzahl von Segmenten zusammengesetzt ist, erweist es sich nach Anspruch 8 vorteilhaft, wenn die Segmente wenigstens in einem Teilbereich ihrer radialen Ausdehnung je eine in Umfangsrichtung gegenüberliegenden bogenförmige Begrenzungslinie aufweisen, so dass ein Berührungspunkt zwischen zwei benachbarten Segmenten gebildet ist, der im Bereich zwischen Teilkreislinie und Bord liegt. Dieser Berührungspunkt zwischen zwei benachbarten Segmenten verschiebt sich dann nach aussen oder nach innen, je nachdem ob die Laufscheiben in ihrem Durchmesser zu- oder abnehmen. Nach einem anderen zusätzlichen Merkmal kann es in diesem Fall sinnvoll sein, wenn gemäss Anspruch 9 zwischen zwei benachbarten Segmenten ein Federmittel angeordnet ist.

   Schliesslich ist nach Anspruch 10 vorgesehen, dass die Segmente an ihrer radial innenliegenden Seite zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Erhebungen aufweisen. Durch diese zwei radialen Berührungspunkte wird eine Grobführung der einzelnen Käfigsegmente mit ihren Wälzkörpern erreicht.

[0014] Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert. 

 Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0015] Es zeigen: 
Fig. 1 :  einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Radial-Axial-Lagereinheit, 
Fig. 2 :  eine vergrösserte Darstellung einer Einzelheit gemäss Fig. 1, 
Fig. 3 :  einen Halbschnitt durch ein erfindungsgemässes Lager und 
Fig. 4 :

    einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf einzelne Käfigsegmente. 

 Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

[0016] Das in Fig. 1 dargestellte kombinierte Radial-Axial-Wälzlager besteht aus dem Radiallager 1 und den auf beiden Seiten angeordneten Axiallagern 2 und 3, die die gemeinsame Lagerachse 18 besitzen. Das Radiallager 1 weist den Innenring 5 auf, zu dem koaxial der Aussenring 4 angeordnet ist, so dass nicht näher bezeichnete Laufbahnen gebildet sind, auf denen die Zylinderrollen 9 abwälzen. Der Aussenring 4 ist mit der Befestigungsbohrung 14 versehen. Der Innenring 5 des Radiallagers 1 bildet eine Einheit mit der Laufscheibe 6 des Axiallagers 3, d. h. er ist L-förmig aufgebildet und weist den axial verlaufenden Teil 7 auf, der die Innenlaufbahn für die Zylinderrollen 9 trägt.

   Der axial verlaufende Teil 7 des Innenringes 5 ist mit Borden 32 und 33 versehen, die die Zylinderrollen 9 in axialer Richtung führen. An die Stirnseite des axial verlaufenden Teiles 7 des L-förmigen Innenringes 5 schliesst sich die Laufscheibe 8 für das andere Axiallager 2 an, wobei zwischen beiden Teilen die Trennebene 15 gebildet ist. Diese verläuft in einer radialen Ebene mit der äusseren, durch die Laufscheibe 8 gebildeten Laufbahn für die Zylinderrollen 10. Auf diese Weise sind für die beiden Axiallager 2 und 3 Laufbahnen entstanden, die einerseits von den einander abgewandten Stirnflächen des Aussenringes 4 des Radiallagers 1 und andererseits von den einander zugewandten Stirnflächen der beiden Laufscheiben 6 und 8 gebildet sind. Auf diesen nicht näher bezeichneten Laufbahnen wälzen die in Käfigen 12 und 13 untergebrachten Zylinderrollen 10 und 11 ab.

   Der Aussenring 4 des Radiallagers 1 ist an seinen gegenüberliegenden Stirnseiten mit je einem Bord 19 versehen, der die radiale Führung der aus Zylinderrollen 10, 11 und Käfigen 12, 13 bestehenden Axial-Zylinderrollenkränze übernimmt. Durch diese veränderte Führung wird ein verbessertes Reibungsverhalten der beiden Axiallager 2, 3 erzielt, da der Gleitanteil der Wälzkörper 10, 11 abnimmt. Die beiden Käfige 12, 13 sind als Scheibenkäfig ausgebildet, d. h. sie trennen nur noch die Zylinderrollen 10, 11 voneinander. Sowohl die Laufscheibe 8 als auch der Innenring 5 sind mit durchgehenden Befestigungsbohrungen 16, 17 versehen, durch die nicht gezeigte Befestigungsschrauben hindurchgeführt werden und so für einen sicheren Zusammenhalt der Gesamtlageranordnung sorgen.

   Das Lager wird in der Regel so geliefert, dass der Hersteller über die axiale Breite von Laufscheibe 6, Aussenring 4, Laufscheibe 8 und radiale Ausdehnung von Aussenring 4 und Innenring 5 oder über die Zusortierung von Zylinderrollen 10, 11, 9 die vom Kunden gewünschte Vorspannung einstellt.

[0017] Die radiale Führung des Axiallagers 2 ist der vergrösserten Darstellung in Fig. 2 entnehmbar. Die im Käfig 12 geführten Zylinderrollen 10 liegen radial aussen am Bord 19 des Lageraussenringes 4 an. Der Käfig 12 stützt sich im entlasteten Zustand des Axiallagers 2 mit seinem radial innenliegenden Ende an einem nicht bezeichneten Vorsprung des axial verlaufenden Teiles 7 des Innenringes 5 ab.

[0018] In Fig. 3 ist eine besonders kippsteife Variante des erfindungsgemässes Radial-Axial-Wälzlagers gezeigt.

   Das Radiallager 1 weist den Innenring 20 auf, der sich wiederum aus den beiden Teilringen 21 und 22 zusammensetzt. Die Teilringe 21, 22 sind L-förmig gestaltet und weisen die axial verlaufenden Teile 23, 24 auf, die wiederum mit den Laufscheiben 8, 6 verbunden sind. Auf diese Weise ist die Trennebene 25 gebildet, die im Laufbahnbereich der Zylinderrollen 9 liegt, so dass ein gegenseitiger radialer Versatz der beiden Teilringe 21, 22 zueinander verhindert ist.

[0019] In Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die Axiallager 2, 3 gezeigt, wobei deren Zylinderrollen 10, 11 in Segmenten 26 untergebracht sind.

   Jedes einzelne Segment 26 weist durch den Radius R definierte, in Umfangsrichtung einandergegenüberliegende bogenförmige Begrenzungslinien 27, 28 auf, so dass bei zwei benachbarten Segmenten 26 durch Aneinanderliegen der bogenförmigen Begrenzungslinie 27 mit der bogenförmigen Begrenzungslinie 28 der Berührungspunkt 29 gebildet ist. Fig. 4 zeigt weiter, dass die Zylinderrollen 10, 11 durch den Bord 19 des Lageraussenringes 4 an ihren radial aussenliegenden Stirnflächen geführt sind. Die Segmente 26 weisen an ihrem radial untenliegenden Ende zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Erhebungen 30 und 31 auf, mit denen sie sich im entlasteten Zustand am Teilring 21, 22 abstützen. Der Berührungspunkt 29 ist etwa im Bereich des Teilkreises angeordnet.

   Je nach gewählten Grössenverhältnissen, d.h. mit verändertem radialen Durchmesser der beiden Laufscheiben 6, 8 verschiebt sich der Berührungspunkt 29 entweder nach aussen oder nach innen. Nehmen die Laufscheiben 6, 8 und der Aussenring 4 in ihrer radialen Ausdehnung zu, so wandert der Berührungspunkt 29 radial nach aussen und umgekehrt.

   So ist sichergestellt, dass bei Einsatz von in der Abmessung gleichen Zylinderrollen 10, 11 und gleichen Sementen 26 in der radialen Ausdehnung unterschiedliche Laufscheiben 6, 8 eingesetzt werden können. 

 Bezugszeichen

[0020] 
1 :  Radiallager 
2 :  Axiallager 
3 :  Axiallager 
4 :  Aussenring 
5 :  Innenring 
6 :  Laufscheibe 
7 :  axial verlaufender Teil 
8 :  Laufscheibe 
9 :  Zylinderrolle 
10 :  Zylinderrolle 
11 :  Zylinderrolle 
12 :  Käfig 
13 :  Käfig 
14 :  Befestigungsbohrung 
15 :  Trennebene 
16 :  Befestigungsbohrung 
17 :  Befestigungsbohrung 
18 :  Lagerachse 
19 :  Bord 
20 :  Innenring 
21 :  Teilring 
22 :  Teilring 
23 :  axial verlaufender Teil 
24 :  axial verlaufender Teil 
25 :  Trennebene 
26 :  Segment 
27 :  Begrenzungslinie 
28 :  Begrenzungslinie 
29 :  Berührungspunkt 
30 :  Erhebung 
31 :  Erhebung 
R :  Radius

Claims (10)

1. Radial-Axial-Wälzlager, mit einem Innenring (5, 20), zu dem koaxial ein Aussenring (4) angeordnet ist, zwischen denen zur Aufnahme von radialen Kräften Wälzkorper (9) abrollen und mit beidseitig zur Aufnahme von axialen Kräften angeordneten, in Käfigen (12, 13) aufgenommenen zylindrischen Wälzkörpern (10, 11), deren Laufbahnen einerseits von den Stirnflächen des Aussenringes (4) und andererseits von je einer Laufscheibe (8, 6) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Wälzkörper (10, 11) der Axiallager (2, 3) durch je einen Bord (19) geführt sind, der entweder am Aussenring (4) oder an den Laufscheiben (8, 6) angeordnet ist.

2. Radial-Axial-Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (20) aus zwei Teilringen (21, 22) gebildet ist, die einstückig mit den Laufscheiben (8, 6) verbunden sind, wobei eine Trennebene (25) zwischen den Teilringen (21, 22) in den Laufbahnbereich des Radiallagers (1) gelegt ist.

3. Radial-Axial-Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennebene (25) in das Zentrum des Laufbahnbereichs des Radiallagers (1) gelegt ist.

4. Radial-Axial-Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (20) zunächst als ein einstückiges Bauteil bearbeitet und nach seiner Fertigstellung in die beiden Teilringe (21, 22) gesprengt ist.

5. Radial-Axial-Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilringe (21, 22) durch Befestigungsschrauben aneinandergehalten sind.

6. Radial-Axial-Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Laufscheiben (6, 8) mit dem Innenring (5) verbunden ist.

7. Radial-Axial-Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig des Axiallagers (2, 3) aus einzelnen, je einen zylindrischen Wälzkörper (10, 11) aufnehmenden, in Umfangsrichtung aneinanderstossenden Segmenten (26) zusammengesetzt ist.

8. Radial-Axial-Wälzlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (26) wenigstens in einem Teilbereich ihrer radialen Ausdehnung je eine in Umfangsrichtung gegenüberliegende bogenförmige Begrenzungslinie (27, 28) aufweisen, so dass ein Berührungspunkt (29) zwischen zwei benachbarten Segmenten (26) gebildet ist.

9. Radial-Axial-Wälzlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei einander benachbarten Segmenten (26) ein Federmittel angeordnet ist.

10. Radial-Axial-Wälzlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (26) an ihrer radial innenliegenden Seite zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Erhebungen (30, 31) aufweisen.