DE102022129677A1 - Pendelrollenlager - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein zweireihiges Pendelrollenlager (1), aufweisend einen Außenring (2) mit einer sphärischen Außenringlaufbahn (3), einen dazu koaxial angeordneten bordlosen Innenring (4) mit zwei sphärischen Innenringlaufbahnen (5, 6), welche zur sphärischen Außenringlaufbahn (3) geometrisch komplementär ausgebildet sind, und zwei Reihen (13, 16) von auf den Laufbahnen (3; 5, 6) von Außenring (2) und Innenring (4) abrollenden Tonnenrollen (14, 17), welche durch wenigstens einen am Innenring (4) geführten Käfig (19, 23) auf Abstand zueinander gehalten werden. Der wenigstens eine Käfig (19, 23) weist zudem eine radial nach innen gerichtete Führungsfläche (20a, 24a) auf, mittels welcher der Käfig (19, 23) an einer geometrisch komplementären Führungsfläche (9, 11) des Innenrings (4) radial geführt ist, dass die Führungsfläche (9, 11) des Innenrings (4) axial zwischen einer Innenringlaufbahn (5, 6) und einer axialen Seitenfläche (7, 8) des Innenrings (4) ausgebildet. Die wenigstens eine Führungsfläche (20a, 24a) des Käfigs (19, 23) sowie die wenigstens eine Führungsfläche (9, 11) des Innenrings (4) folgen der schrägen oder balligen Kontur der Laufbahnen (5, 6) des Innenrings (4) und bilden einen äquidistanten Spalt aus.

Description

• Die Erfindung betrifft ein zweireihiges Pendelrollenlager, aufweisend einen Außenring mit einer sphärischen Außenringlaufbahn, einen dazu koaxial angeordneten, bordlosen Innenring mit zwei sphärischen Innenringlaufbahnen, welche zur sphärischen Außenringlaufbahn geometrisch komplementär ausgebildet sind, und zwei Reihen von auf den Laufbahnen von Außenring und Innenring abrollenden Tonnenrollen, welche durch wenigstens einen am Innenring geführten Käfig auf Abstand zueinander gehalten werden.
• Die DE 10 2017 204 135 A1 offenbart ein zweireihiges Pendelrollenlager mit einer Innenringführung, wobei ein Führungsring den führenden Kontakt zwischen den Blechkäfighälften und dem Innenring herstellt. Jeder dieser Käfige weist zwei parallele Seitenringe auf, die durch voneinander beabstandete Querstege miteinander verbunden sind und so Taschen zur Aufnahme der Tonnenrollen bilden. Der Führungsring ist als ein separates Bauteil ins Lager eingebracht.
• Ein zweireihiges Pendelrollenlager ist auch aus der DE 10 2011 079 988 A1 bekannt, wobei die Tonnenrollen einer jeden Reihe von Tonnenrollen auch durch je einen Blechkäfig geführt werden. Die Seitenringe, die zu den Seitenflächen des Innenrings benachbart angeordnet sind, sind radial hin zu den sphärischen Innenringlaufbahnen des Innenrings abgebogen. Die Führung des Käfigs erfolgt über eine Bordscheibe im mittigen Bereich des Lagers.
• Da derartige Pendelrollenlager häufig in Abhängigkeit von den jeweils zu erwartenden Einsatzbedingungen eine unterschiedliche Radialluft der Tonnenrollen im Pendelrollenlager aufweisen sollen, was dadurch erreicht wird, dass die zum Lagerinnnering weisenden Käfigkontaktflächen je nach geforderter Radialluft zylindrisch geschliffen werden. Dies hat oftmals zur Folge, dass es zu unerwünschten und ungleichmäßigen Kontaktbedingungen zwischen Käfig und Lagerring kommt.
• Aufgabe der Erfindung ist daher, ein verbessertes Pendelrollenlager vorzuschlagen.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch ein zweireihiges Pendelrollenlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen genannt.
  Demnach betrifft die Erfindung ein zweireihiges Pendelrollenlager, aufweisend einen Außenring mit einer sphärischen Außenringlaufbahn, einen dazu koaxial angeordneten bordlosen Innenring mit zwei sphärischen Innenringlaufbahnen welche zur sphärischen Außenringlaufbahn geometrisch komplementär ausgebildet sind und zwei Reihen von auf den Laufbahnen von Außenring und Innenring abrollenden Tonnenrollen, welche durch wenigstens einen am Innenring geführten Käfig auf Abstand zueinander gehalten werden. Der wenigstens eine Käfig weist eine radial nach innen gerichtete Führungsfläche auf, mittels welcher der Käfig an einer geometrisch komplementären Führungsfläche des Innenrings radial geführt ist. Die Führungsfläche des Innenrings ist axial zwischen einer Innenringlaufbahn und einer axialen Seitenfläche des Innenrings ausgebildet. Bei diesem Pendelrollenlager ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die wenigstens eine Führungsfläche des Käfigs sowie die wenigstens eine Führungsfläche des Innenrings der schrägen oder balligen Kontur der Laufbahnen des Innenrings folgen und einen äquidistanten Spalt ausbilden.
• Die Führungsflächen am Käfig und am Innenring sind, obwohl aus fertigungstechnischer Sicht abwegig, da mittels Drehverfahren endbearbeitet, somit nicht achsparallel und zylindrisch ausgeführt. Pendelrollenlager haben meist, auch aus fertigungstechnischer Sicht optimiert, eine bis an die Lagerringaußenfläche ausgebildete sphärische Kontur. In Verbindung mit einem Käfig mit achsparalleler und zylindrischer Führungsfläche führt dies unweigerlich zu einem Linienkontakt, welcher eine Schädigung der Laufbahn im Außenbereich zur Folge hat.
• In Weiterbildung dieses Pendelrollenlagers kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Käfig zwei parallele Seitenringe aufweist, die Taschen zur Aufnahme der Tonnenrollen bildend durch eine Mehrzahl von zueinander beabstandeten Querstegen miteinander verbunden sind, wobei wenigstens einer der Seitenringe zur zugeordneten Führungsfläche des Innenrings äquidistant ist wobei wenigstens einer der Seitenringe zur zugeordneten Führungsfläche des Innenrings eine achsparallele Führungsfläche des Käfigs bildet, welche mit geringem Radialspiel mit der wenigstens einen Führungsfläche des Innenrings zusammenwirkt.
• Um eine ideale Geometrie des mindestens einen Pendelrollenlagerkäfigs zu realisieren, können die Seitenringe eine zur Lageraußenkante parallele, zum Lageräußeren weisenden Fläche ausbilden.
• Bevorzugt weist das Pendelrollenlager im Außenring radiale Schmiermittelbohrungen sowie eine nach radial außen offene Umfangsnut zur Schmierstoffversorgung auf. Die derart ausgebildete Umfangsnut im Außenring dient in idealer Art und Weise der umfangsbezogenen Verteilung von dorthin zugeführtem Schmiermittel.
• Die erfindungsgemäße Käfigführung ist besonders vorteilhaft bei einem zweireihigen Pendelrollenlager nutzbar, welches einen Außenring mit einer sich über seine gesamte Breite erstreckenden sphärischen Außenringlaufbahn und einen bordlosen Innenring mit zwei zueinander parallele, sphärische Innenringlaufbahnen aufweist, und mit zwei parallelen Reihen von käfiggeführten Tonnenrollen, welche an den Laufbahnen des Außenrings und des Innenrings abrollen, wobei der Innenring jeweils axial außen unmittelbar benachbart zu beiden stirnseitigen Seitenflächen sowie zu den beiden Innenringlaufbahnen eine erste Führungsfläche beziehungsweise eine zweite Führungsfläche aufweist, die der sphärischen Kontur des Lagerinnenrings folgt, wobei jede Reihe der Tonnenrollen durch jeweils einen Käfig mit Führungsflächen geführt ist.
• Ein die Merkmale der Erfindung aufweisendes Pendelrollenlager kann auch einreihig ausgebildet sein. Hierbei sind die Ausbildung und Ausrichtung der radialen Führungsflächen am einzigen Käfig sowie am einbahnigen Innenring parallel zur Drehachse des Pendelrollenlagers identisch wie bei der geschilderten Konstruktion eines zweireihigen Pendelrollenlagers.
• Ob nun einreihig oder zweireihig ausgebildet, bei einem die Merkmale der Erfindung aufweisenden Pendelrollenlager ist das radiale Führungsspiel zwischen der wenigstens einen, Führungsfläche des Innenrings und der damit zusammenwirkenden, wenigstens einen Führungsfläche des wenigstens einen Käfigs, unverändert konstant.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. In der Zeichnung zeigt
• 1 einen radialen Teilschnitt durch ein erfindungsgemäßes, zweireihiges Pendelrollenlager,
• 2 eine vergrößerte Detailansicht des Führungsbereichs zwischen Lagerrinnenring und Käfig gemäß 1.
• 1 zeigt demnach einen radialen Teilschnitt durch ein die Merkmale der Erfindung aufweisendes zweireihiges Pendelrollenlager 1, jedoch ist die Erfindung auch anwendbar bei einreihigen Pendelrollenlagern, bei denen die Drehachsen der Tonnenrollen parallel zur Drehachse des Pendelrollenlagers verlaufen.
• Das zweireihige Pendelrollenlager 1 weist einen Außenring 2 mit einer sphärischen Außenringlaufbahn 3 auf, die sich über die gesamte axiale Breite des Außenrings 2 erstreckt. Der Krümmungsmittelpunkt der sphärischen Außenringlaufbahn 3 liegt auf einer Drehachse 30 des zweireihigen Pendelrollenlagers 1, und die Außenringlaufbahn 3 weist einen Radius 32 auf. Dies ist hier nur angedeutet und dem Fachmann bekannt. Das zweireihige Pendelrollenlager 1 weist des Weiteren einen Innenring 4 mit einer ersten sphärischen Innenringlaufbahn 5 und einer zweiten sphärischen Innenringlaufbahn 6 auf, die jeweils um den halben Winkel zwischen den Radien 32 geneigt sind und mit denselben Radien 32, wie die sphärische Außenringlaufbahn 3, ausgebildet sind.
• Benachbart zu einer linken stirnseitigen Seitenfläche 7 und der ersten sphärischen Innenringlaufbahn 5 ist eine erste, Führungsfläche 9 an dem Innenring 4 ausgebildet, die in die erste sphärische Innenringlaufbahn 5 übergeht, bzw. in gleicher Kontur diese weiterführt. Spiegelsymmetrisch zur ersten Führungsfläche 9 ist benachbart zu einer rechten stirnseitigen Seitenfläche 8 des Innenrings 4 eine zweite, axial beabstandete Führungsfläche 11, die die Kontur der zweiten sphärischen Innenringlaufbahn 6 weiterführt, angeordnet.
• Es sind zwei Reihen 13, 16 käfiggeführter Tonnenrollen 14, 17 im Pendelrollenlager 1 angeordnet, die um deren jeweiligen Drehachsen 15, 18 drehbar sind. Erkennbar sind diese Drehachsen 15, 18 entgegengesetzt geneigt zur Drehachse 30 des Pendelrollenlagers 1 ausgerichtet.
• Die Tonnenrollen 14 der ersten Reihe 13 sind durch einen ersten Käfig 19 geführt, der massiv aus Metall mechanisch gefertigt sein kann, als Blechteil gestanzt und geformt sein kann, oder aus einem Kunststoffspritzgussteil bestehen kann. Der erste Käfig 19 weist einen ersten, axial äußeren Seitenring 20 auf. Seine radiale Endfläche ist als eine Führungsfläche 20a ausbildet, die an der ersten Führungsfläche 9 am Innenring 4 mit geringem Spiel geführt ist. Von einer radialen Oberkante 20b des ersten Seitenrings 20 verlaufen zueinander beabstandete Querstege 22 zu einem zweiten Seitenring 21 des ersten Käfig 19, der etwa in der radialen Höhe des Schnittpunktes der Drehachsen 15, 18 der Tonnenrollen 14, 17 der beiden Tonnenrollenreihen 13, 16 in der Mitte des Pendelrollenlagers 1 in Umfangsrichtung angeordnet ist. Der Seitenring 20 bildet eine zur Lageraußenkante parallele, zum Lageräußeren weisenden Fläche 20c aus.
• Der zweite Käfig 23 für die Tonnenrollen 17 der zweite Reihe 16 weist einen ersten Seitenring 24 und einen dazu parallelen zweiten Seitenring 25 auf, welche mittels zueinander beabstandeter Querstege 26 miteinander verbunden sind, so dass Taschen zur Aufnahme dieser Tonnenrollen 17 gebildet sind. Der Seitenring 24 bildet eine zur Lageraußenkante parallele, zum Lageräußeren weisenden Fläche 24c aus.
• Der zweite Käfig 23 ist spiegelbildlich zum ersten Käfig 19 ausgebildet und angeordnet. Dementsprechend bildet der erste, axial äußere Seitenring 24 am zweiten Käfig 23 radial nach innen seine Führungsfläche 24a aus, wobei der Käfig 23 durch die weitere Führungsfläche 11 am Innenring 4 radial mit geringem Spiel geführt. Die Querstege 26 des zweiten Käfigs 23 erstrecken sich von einer radialen Oberkante 24b des ersten Seitenrings 24 des zweiten Käfigs 23 nach axial innen in Richtung zum zweiten Seitenring 21 des ersten Käfigs 19. Der zweite Seitenring 21 des ersten Käfigs 19 und der zweite Seitenring 25 des zweiten Käfigs 23 sind axial unmittelbar nebeneinander angeordnet und liegen axial innen im Pendelrollenlager 1 auf gleicher radialer Höhe, also etwa auf der radialen Höhe der Drehachsen 15, 18 der Tonnenrollen 14, 17 der ersten Reihe 13 und der zweiten Reihe 16.
• Eine nach radial außen offene Umfangsnut 28 im Außenring 2 dient zur umfangsbezogenen Verteilung von dorthin zugeführtem Schmiermittel, welches über radiale Schmiermittelbohrungen 29 im Bereich dieser Umfangsnut 28 in das Pendelrollenlager 1 einführbar ist.
• Der zweite Seitenring 21 des ersten Käfigs 19 und der zweite Seitenring 25 des zweiten Käfigs 23 verlaufen erkennbar auf gleicher radial Höhe und stoßen aneinander, ohne miteinander verbunden zu sein, so dass sie aneinander gleiten können.
• 2 zeigt in einem vergrößerten Querschnitt des Pendelrollenlagers 1 die Führungsflächen 24a des Käfigs sowie die Führungsfläche 11 am Innenring 4. Hier wird deutlich, dass die wenigstens eine Führungsfläche 24a des Käfigs 23 sowie die wenigstens eine Führungsfläche 11 des Innenrings 4 der schrägen oder balligen Kontur der Laufbahn 6 des Innenrings 4 folgen und einen äquidistanten Spalt s ausbilden. Die gleiche Spaltdimension kann durch s1 = s2 verdeutlicht werden. Die beschriebenen Merkmale der Reihe 16 käfiggeführter Tonnenrollen gelten entsprechend für die zweite Reihen 13 käfiggeführter Tonnenrollen mit den dort äquivalenten Lagerkomponenten sowie zuvor genannten Merkmalen.
• Alle in der vorstehenden Figurenbeschreibung, in den Ansprüchen und in der Beschreibungseinleitung genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander einsetzbar. Die Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen und beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
• Bezugszeichen

1

Pendelrollenlager

2

Außenring

3

Sphärische Außenringlaufbahn

4

Innenring

5

Erste sphärische Innenringlaufbahn

6

Zweite, parallele, sphärische Innenringlaufbahn

7

Linke Seitenfläche des Innenrings

8

Rechte Seitenfläche des Innenrings

9

Erste achsparallele Führungsfläche des Innenrings

10

Erster radial verlaufender Absatz des Innenrings

11

Zweite achsparallele Führungsfläche des Innenrings

12

Zweiter radial verlaufender Absatz des Innenrings

13

Erste Reihe käfiggeführter Tonnenrollen

14

Tonnenrollen der ersten Reihe

15

Drehachse der Tonnenrollen der ersten Reihe

16

Zweite Reihe käfiggeführter Tonnenrollen

17

Tonnenrollen der zweiten Reihe

18

Drehachse der Tonnenrollen der zweiten Reihe

19

Erster Käfig

20

Erster Seitenring am ersten Käfig

20a

Achsparallele Führungsfläche des ersten Käfigs

20b

Radiale Oberkante des ersten Käfigs

20c

Seitenfläche des ersten Käfigs

21

Zweiter Seitenring am ersten Käfig

22

Querstege des ersten Käfigs

23

Zweiter Käfig

24

Erster Seitenring am zweiten Käfig

24a

Achsparallele Führungsfläche des zweiten Käfigs

24b

Radiale Oberkante des zweiten Käfigs

24c

Seitenfläche des zweiten Käfigs

25

Zweiter Seitenring des zweiten Käfigs

26

Querstege des zweiten Käfigs

27

Schmiermittelbohrung

28

Umfangsnut am Außenring

29

Radiale Schmiermittelbohrung

30

Drehachse des Pendelrollenlagers

32

Radius

s

äquidistanten Spalt

s1

Spaltabstand s1

s2

Spaltabstand s2

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 102017204135 A1 [0002]
• DE 102011079988 A1 [0003]

Claims (5)

1. Zweireihiges Pendelrollenlager (1), aufweisend einen Außenring (2) mit einer sphärischen Außenringlaufbahn (3), einen dazu koaxial angeordneten bordlosen Innenring (4) mit zwei sphärischen Innenringlaufbahnen (5, 6), welche zur sphärischen Außenringlaufbahn (3) geometrisch komplementär ausgebildet sind, und zwei Reihen (13, 16) von auf den Laufbahnen (3; 5, 6) von Außenring (2) und Innenring (4) abrollenden Tonnenrollen (14, 17), welche durch wenigstens einen am Innenring (4) geführten Käfig (19, 23) auf Abstand zueinander gehalten werden, und der wenigstens eine Käfig (19, 23) eine radial nach innen gerichtete Führungsfläche (20a, 24a) aufweist, mittels welcher der Käfig (19, 23) an einer geometrisch komplementären Führungsfläche (9, 11) des Innenrings (4) radial geführt ist, dass die Führungsfläche (9, 11) des Innenrings (4) axial zwischen einer Innenringlaufbahn (5, 6) und einer axialen Seitenfläche (7, 8) des Innenrings (4) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Führungsfläche (20a, 24a) des Käfigs (19, 23) sowie die wenigstens eine Führungsfläche (9, 11) des Innenrings (4) der schrägen oder balligen Kontur der Laufbahnen (5, 6) des Innenrings (4) folgen und einen äquidistanten Spalt ausbilden.
2. Pendelrollenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Käfig (19, 23) zwei parallele Seitenringe (20, 21) aufweist, die Taschen zur Aufnahme der Tonnenrollen (14, 17) bildend durch eine Mehrzahl von zueinander beabstandeten Querstegen (22, 26) miteinander verbunden sind, wobei wenigstens einer der Seitenringe (20, 24) zur zugeordneten Führungsfläche (9, 11) des Innenrings (4) äquidistant ist und seine wenigstens eine radial ausgerichtete Endfläche die wenigstens eine Führungsfläche (20a, 24a) des Käfigs (19, 23b) bildet, welche mit geringem Radialspiel (C1) mit der wenigstens einen Führungsfläche (9, 11) des Innenrings (4) zusammenwirkt.
3. Pendelrollenlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenringe (20, 24) mit einer zur Lageraußenkante (7, 8) parallelen, zum Lageräußeren weisenden Fläche (20c, 24c) ausgebildet sind.
4. Pendelrollenlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Außenring (2) radiale Schmiermittelbohrungen (29) sowie eine nach radial außen offene Umfangsnut (28) zur Schmierstoffversorgung vorgesehen ist.
5. Pendelrollenlager, mit den auf ein einreihiges Pendelrollenlager zutreffenden Merkmalen von wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, und mit einer Ausbildung sowie Ausrichtung der radialen Führungsflächen am einzigen Käfig sowie am einbahnigen Innenring, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Führungsfläche des Käfigs sowie die wenigstens eine Führungsfläche des einbahnigen Innenrings der schrägen oder balligen Kontur der Laufbahn des einbahnigen Innenrings folgt und einen äquidistanten Spalt ausbildet.

Images