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WO2009012759A2 - Wälzlager mit wälzkörpern und rollkörpern - Google Patents

Wälzlager mit wälzkörpern und rollkörpern Download PDF

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Publication number
WO2009012759A2
WO2009012759A2 PCT/DE2008/001187 DE2008001187W WO2009012759A2 WO 2009012759 A2 WO2009012759 A2 WO 2009012759A2 DE 2008001187 W DE2008001187 W DE 2008001187W WO 2009012759 A2 WO2009012759 A2 WO 2009012759A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rolling
raceway
rolling elements
ring
additional
Prior art date
Application number
PCT/DE2008/001187
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2009012759A3 (de
Inventor
Alfons Demuth
Original Assignee
Schaeffler Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Kg filed Critical Schaeffler Kg
Publication of WO2009012759A2 publication Critical patent/WO2009012759A2/de
Publication of WO2009012759A3 publication Critical patent/WO2009012759A3/de

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Classifications

    • 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
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/37—Loose spacing bodies
    • F16C33/3713—Loose spacing bodies with other rolling elements serving as spacing bodies, e.g. the spacing bodies are in rolling contact with the load carrying rolling elements
    • 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
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/40—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings with loose spacing bodies between the rollers

Definitions

  • the invention relates to a rolling bearing having a first raceway, with a second raceway and with a plurality of rolling elements, which are arranged so that the rolling elements have rolling contact with the first and the second raceway, and with a plurality of rolling bodies, which arranged so are that the rolling elements have rolling contact with the rolling elements.
  • Rolling bearings of any design have a first track and a second track, between which raceways rolling elements are arranged, which roll rolling on the tracks.
  • rolling bearing which is disclosed in the patent DE 197 29 450 T2.
  • This is a full-spherical or cage-free radial rolling Bearing, which shows a series with balls of ceramic material, wherein it is proposed that between the balls of ceramic material spacer balls are arranged with a smaller diameter.
  • the patent is understood that the ceramic balls and the spacer balls are arranged, for example alternately in the direction of rotation.
  • a radial bearing which has an inner ring and an outer ring, wherein between the inner ring and outer ring in a plane perpendicular to the bearing axis rolling elements are arranged in two rows or two stories.
  • a movement of the outer ring is transmitted to the radially outer row of rolling elements, which then passes their movement to a radially inner second row of rolling elements.
  • the rolling elements of the second row then roll on the inner ring.
  • a roller bearing having the features of claim 1.
  • Preferred or advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims, the following description and / or the attached figures.
  • a rolling bearing is proposed, which has a first and a second track and a plurality of rolling elements, which are arranged between the first and the second track.
  • These raceways are understood as the surfaces on which the rolling elements roll off, so that the rolling elements have a rolling contact with the first and the second raceway. The power transmission thus takes place from one track over the majority of the rolling elements on the other track.
  • the rolling bearing also has a plurality of rolling elements, which are preferably formed differently in shape and / or size to the rolling elements, and which are arranged so that the rolling elements have rolling contact with the rolling elements and roll in operation on the rolling elements.
  • a rolling body is arranged, which rolls on the two adjacent rolling elements.
  • the rolling elements have rolling contact with a third raceway, wherein the third raceway is arranged movably to the first and to the second raceway.
  • the rolling bodies roll on the rolling elements, in particular on the respectively adjacent rolling bodies, and on the common third raceway.
  • the third track is movable, in particular rotatable both arranged to the first and to the second career and / or stored.
  • a rolling bearing is formed, which is cage-free or in which the cage is replaced by an arrangement of rolling bodies and third career, which takes over the function of the cage.
  • a rolling bearing is provided which operates without a cage, has no sliding friction between the rolling elements, as for example in full complement or full spherical bearings, and for very large loads, such as. Load capacity, difficult operating conditions (high accelerations), which otherwise limit the life of bearings, is suitable.
  • the rolling bearing according to the invention is designed to be suitable for use with lack of lubrication or in dry running or can be.
  • the rolling bearing is designed as a radial roller bearing, wherein the first raceway is disposed on an outer ring, the second raceway on an inner ring and the third raceway on an additional ring.
  • Outer ring and / or inner ring may be formed integrally but also divided.
  • both for the rings and for the rolling elements In modified embodiments and rolling elements and / or rings of ceramic material, glass or plastic can be used.
  • the rolling elements for power transmission thus run on the radial outer side of the inner ring and on the radial inner side of the outer ring.
  • the rolling elements are each arranged in the spaces between the rolling elements and roll on the rolling elements and on the third track.
  • the additional ring is designed as an additional outer ring and / or as an additional inner ring. It is therefore within the scope of the invention that the rolling elements are arranged in the radially outer side spaces between the rolling elements or in the radially inner side spaces between the rolling elements.
  • the additional ring is in particular arranged relatively moveable to the outer ring and at the same time to the inner ring. In particular, the additional ring transmits no forces between the inner ring and outer ring.
  • the third raceway and / or the additional ring ie in particular the additional outer ring or the additional inner ring, in the axial direction is arranged relative to the first and / or second raceway, so that the third career or the additional ring divides the first and the second career.
  • the additional ring is arranged centrally and / or centrally to the outer ring and / or to the inner ring. In operation, thus outer ring and inner ring can rotate in opposite directions to each other, whereas the additional ring is preferably positioned centrally in the axial direction and either rotates in the same direction to the outer ring or to the inner ring.
  • an exemplary structural embodiment provides that the inner ring and / or the outer ring has a circumferential and open in the direction of the rolling body recess in which the additional ring is movably arranged and / or stored.
  • the recess is realized for example as a circumferential groove.
  • the outer and / or the inner ring is divided in the region of the recess, alternatively, the recess can be introduced, for example, by machining.
  • the third raceway and / or the additional ring is arranged in the axial direction laterally to the first and / or second raceway or to the inner ring and / or to the outer ring.
  • a lateral positioning of the additional ring is selected in this embodiment. It is preferably provided that two such additional rings are arranged, which are arranged on both sides of the inner ring and / or the outer ring and roll on which two rows of rolling elements. In this way, the rolling bearing can be designed center-symmetrical.
  • a central additional ring and a third row of rolling bodies can additionally be arranged.
  • the rolling elements and the rolling bodies are each formed as cylindrical rollers, which have a constant cross-section in the longitudinal direction. It is particularly preferred if the WälzShen, so designed as cylindrical rollers rolling elements, larger in diameter and / or longer in the axial extent than the rolling body rollers, so as designed as a cylindrical rollers rolling body, are realized.
  • the rolling elements have both contact with the inner ring and outer ring as well as to the row of rolling elements.
  • the rolling bodies are designed as tons, needles, balls, double cones, etc.
  • the rolling bodies and / or the third or further raceway have a correspondingly adapted shape, so that their described function is ensured.
  • tapered rollers could be used as rolling elements and balls as rolling elements.
  • Figure 1 is a schematic longitudinal section of a first embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic longitudinal section of a second embodiment of the invention.
  • Figure 3 is a schematic side plan view of a line model of the first or the second embodiment.
  • 1 shows in a schematic longitudinal section a portion of a cylindrical roller bearing 1, which comprises an inner ring 2 and an outer ring 3, between which barrel-shaped rolling elements 4 are rotatably mounted.
  • the rolling elements 4 have a constant, circular cross-section along their longitudinal extent.
  • the inner ring 2 has in this embodiment, on both sides of a board 5, so that the rolling elements 4 are guided by the shelves 5.
  • the outer ring 3 also shows two ribs 6 which are arranged to guide the rolling elements 4. In alternative embodiments, it may be provided that either the inner ring 2 or the outer ring 3 has shelves 5, 6, that no shelves 5, 6 are provided, or that any other arrangement of the shelves 5, 6 is selected.
  • the rolling elements 4 roll radially on the outside on a first raceway 7, which extends coaxially and / or concentrically to the bearing axis (not shown), wherein the rolling contact between the rolling elements 4 and the first raceway 7 is formed linear.
  • Radially inside rolling elements 4 roll on a second track 8, which is arranged parallel to the first track 7 and also coaxial and / or concentric with the bearing axis. Also on the second track 8 roll the rolling elements 4 with a linear rolling contact.
  • the power transmission between the inner ring 2 and outer ring 3 takes place only and exclusively via the row of rolling elements of the rolling elements. 4
  • a bearing axis encircling, in the longitudinal section shown rectangular groove 9 is formed, which is open to the rolling elements 4 out.
  • an additional ring 10 is arranged, which is designed as an outer ring and which radially on the inside provides a third raceway 11, which is arranged parallel to the first raceway 7, the second raceway 8 and aligned coaxially and / or concentrically with the bearing axis.
  • a plurality of rolling elements 12 are arranged in the groove 9, wherein in each case a rolling body 12 between two rolling elements 4 are arranged radially on the outside. Accordingly, the rolling elements 12 roll over a rolling contact 13 on the rolling bodies 4 adjacent to the respective rolling body 12 and on the third raceway 11.
  • the dimensions of the additional ring 10, the rolling body 12, the rolling elements 4 and the inner ring 2 are chosen so that it is ensured by the rolling bodies 12 positioned between the rolling elements 4, that the rolling elements Do not touch during operation and in this way a sliding friction between the rolling elements 4 is prevented.
  • the combination of roller 12 and additional ring 10 thus implements the function of a cage, which is to space the rolling elements 4 in operation from each other.
  • the distance between the rolling elements 4 is defined by the dimensioning of the components mentioned.
  • the exemplary embodiment in FIG. 1 shows that the diameter of the rolling elements 12 is smaller than the diameter of the rolling elements 4, this ratio is preferred, but not absolutely compulsory.
  • Rolling elements 12 and rolling elements 4 can also have the same diameters.
  • the diameter of the rolling elements 12 is greater than the diameter of the rolling elements 4 is selected.
  • the rolling bodies 12 are dimensioned and / or positioned in the axial extent such that the rolling bodies 4 have sufficient contact with the first raceway 7 in the axial extent.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the invention in the form of a cylindrical roller bearing 1, which likewise has an inner ring 2, a centrally arranged outer ring 3 and roller bodies 4 mounted therebetween, which transmits the force transmission from the outer ring 3 analogously to the exemplary embodiment in FIG a first track 7 on the rolling elements 4, implement a second track 8 on the inner ring 2.
  • the inner ring 2 also on both sides shelves 5, the outer ring 3, however, is realized board-free.
  • the cylindrical roller bearing 1 in FIG. 2 likewise shows rolling bodies 12, which are arranged in an analogous manner to FIG. 1 between adjacent rolling bodies 4.
  • the rolling elements 12 are arranged in two rows, on both sides of the outer ring 3.
  • additional rings 15 and 16 are arranged, which are designed as outer rings and radially inside the third and the fourth track 11, 14 for the rolling body 12 wear.
  • the third and fourth raceway 11 and 14 are each formed parallel to the first raceway 7, the second raceway 8 and coaxial and / or concentric with the bearing axis, not shown.
  • the additional rings 15, 16 each have outer rims 17, 18, which are designed for lateral guidance of the rolling bodies 12.
  • the component groups 12, 15 and 12, 16 each act as an outer cage for the rolling elements 4, which ensure that the rolling elements 4 are spaced from each other at a minimum distance in operation to the sliding friction between the rolling elements 4 to avoid to avoid.
  • the distance between the rolling elements 4 can take place analogously to FIG. 1 via the dimensioning of the additional rings 15, 16 of the rolling elements 12 and of the inner ring 2 and of the rolling elements 4.
  • an inner cage can be formed by the rolling bodies 12.
  • the outer diameter of the outer ring 3 is larger than the outer diameter of the additional rings 15 and 16, so that when installing the cylindrical roller bearing 1 in an assembly of the outer ring 3, for example, can be pressed, whereas the auxiliary rings 15th or 16 relative to the outer ring 3 and relative to the inner ring 2 are freely movable or rotatable. In this way it is also ensured that the third raceway 11 or the fourth raceway 14 is movable relative to the first raceway 7 and relative to the second raceway 8. Also in the figure 1, the auxiliary ring 10 is movably arranged to the outer ring 3 and movable to the inner ring 2, so that the third raceway 11 is movably arranged to the first raceway 7 and to the second raceway 8.
  • FIG. 3 shows a lateral plan view in the form of a line model on the cylindrical roller bearing 1 according to FIG. 1 or FIG. 2 for illustrating the movements of the bearing components during a relative rotation from outer ring 3 to inner ring 2.
  • FIG. 3 shows-radially starting from the outside-a section of the outer ring 3 which, as already mentioned for FIG. 2, has a larger outer diameter than the additional rings 10, 15 and 16, so that accordingly the additional ring 10 or the additional rings 15, 16 are arranged radially further inwards.
  • 16 roll the rolling elements 12 on the third and fourth raceway 11/11, 14 from.
  • the first raceway 7 is shown, which forms the radially inner surface of the outer ring 3.
  • the rolling bodies 4 roll on the first raceway 7 so that line-shaped rolling contacts 19 are formed.
  • the rolling elements 12 roll on in each case two adjacent rolling elements 4.
  • Radial continue inside the second track 8 is shown, which forms the radial outer side of the inner ring 2, on which the rolling elements 4 also roll to form a rolling contact 20.
  • the power is transmitted from the outer ring 3 via the first raceway 7 via the Wälzmelde 19 on the rolling elements 4. From the rolling elements 4 via the Wälzmelde 20 on the second track 8 of the force transfer to the inner ring 2.
  • a rotational movement in the clockwise direction of the outer ring 3 is transmitted in accordance with arrow 21 via the rolling contacts 19 to a rotational movement according to arrow 22 of the rolling elements 4.
  • the rolling elements 4 then transmit the rotational movement to the inner ring 2, which rotates according to arrow 23 in the counterclockwise direction.
  • Outer ring 3 and inner ring 2 accordingly rotate in opposite directions.
  • the rotational movement is measured arrow 22 of the rolling elements 4 transmitted to the rolling bodies 12, which rotate counterclockwise according to arrow 24.
  • This counterclockwise rotation is transmitted to the auxiliary rings 10/15, 16, which are thereby offset in a counterclockwise rotation as indicated by arrow 25.
  • roller bearings according to the invention have at least two outer rings or at least two inner rings and that at least one outer ring and one inner ring execute a rotational movement in the same direction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein käfigloses Wälzlager vorzuschlagen, welches eine hohe Belastbarkeit aufweist und/oder für Mangelschmierung, wie z.B. Trockenlauf, geeignet ist. Es wird ein Wälzlager (1) mit einer ersten Laufbahn (7), mit einer zweiten Laufbahn (8), mit einer Mehrzahl von Wälzkörpern (4), die so angeordnet sind, dass die Wälzkörper Wälzkontakt mit der ersten und mit der zweiten Laufbahn (7), (8) haben, und mit einer Mehrzahl von Rollkörpern (12), die so angeordnet sind, dass die Rollkörper (12) Rollkontakt mit den Wälzkörpern (4) haben, vorgeschlagen, wobei die Rollkörper (12) Rollkontakt zu einer dritten Laufbahn (11, 14) haben, wobei die dritte Laufbahn (11, 14) bewegbar zu der ersten und zu der zweiten Laufbahn (7, 8) angeordnet ist.

Description

Wälzlager mit Wälzkörpern und Rollkörpern
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einer ersten Laufbahn, mit einer zweiten Laufbahn und mit einer Mehrzahl von Wälzkörpern, welche so angeordnet sind, dass die Wälzkörper Wälzkontakt mit der ersten und mit der zweiten Laufbahn haben, und mit einer Mehrzahl von Rollkörpern, welche so angeordnet sind, dass die Rollkörper Rollkontakt mit den Wälzkörpern haben.
Wälzlager beliebiger Bauart weisen eine erste Laufbahn und eine zweite Laufbahn auf, wobei zwischen diesen Laufbahnen Wälzkörper angeordnet sind, die auf den Laufbahnen rollend abwälzen.
Oftmals sind in einem Wälzkörperraum nur eine Ausführung von Wälzkörpern angeordnet. Eine Ausnahme davon wird beispielsweise durch das Wälzlager gebildet, welches in der Patentschrift DE 197 29 450 T2 offenbart ist. Es handelt sich hierbei um ein vollkugeliges oder käfigfreies Radialwälz- lager, welches eine Reihe mit Kugeln aus Keramikwerkstoff zeigt, wobei vorgeschlagen wird, dass zwischen den Kugeln aus Keramikwerkstoff Abstandskugeln mit kleinerem Durchmesser angeordnet sind. Die Patentschrift wird so verstanden, dass die Keramikkugeln und die Abstandskugeln bei- spielsweise abwechselnd in Umlauf richtung angeordnet sind.
Eine andere Bauart von Wälzlagern beschreibt die Offenlegungsschrift DE 17 509 19, die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet. In dieser Druckschrift wird ein Radiallager vorgeschlagen, welches einen Innenring und einen Außenring aufweist, wobei zwischen Innenring und Außenring in einer Ebene senkrecht zur Lagerachse Wälzkörper zweireihig bzw. zweistöckig angeordnet sind. Bei diesem Wälzlager wird eine Bewegung des Außenrings auf die radial außen liegende Reihe von Wälzkörpern übertragen, welche dann deren Bewegung auf eine radial weiter innen liegende zweite Reihe Wälzkörper weitergibt. Die Wälzkörper der zweiten Reihe rollen dann auf dem Innenring ab. Problematisch bei dem vorgeschlagenen Wälzlager erscheint es, dass der Innenring und der Außenring zu einer gleichsinnigen Drehbewegung gezwungen sind, weil aufgrund der mehrfachen Übertragung die Drehbewegung des Außenrings zu einer Drehbewegung des Innenrings in gleicher Drehrichtung führt. Die Offenlegungsschrift DE 19 09 759 ist eine Zusatzanmeldung zu der genannten Offenlegungsschrift und zeigt eine weitere Variante des zweireihigen bzw. zweistöckigen Wälzlagers.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein käfigloses Wälzlager vorzu- schlagen, welches eine hohe Belastbarkeit aufweist und/oder für Mangelschmierung, wie z.B. Trockenlauf, geeignet ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Wälzlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung er- geben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren. Erfindungsgemäß wird ein Wälzlager vorgeschlagen, welches eine erste und eine zweite Laufbahn und eine Mehrzahl von Wälzkörpern aufweist, die zwischen der ersten und der zweiten Laufbahn angeordnet sind. Diese Laufbahnen werden als die Flächen verstanden, auf denen die Wälzkörper ab- wälzen, so dass die Wälzkörper einen Wälzkontakt mit der ersten und der zweiten Laufbahn haben. Die Kraftübertragung erfolgt somit von der einen Laufbahn über die Mehrzahl der Wälzkörper auf die andere Laufbahn. Unter Wälzkontakt wird vorzugsweise ein Bereich einer Druckellipse verstanden, wobei beispielsweise die maximale Hertzsche Pressung im Bereich der Druckellipse mehr als 100 Newton, mehr als 300 Newton, vorzugsweise mehr als 500 Newton beträgt.
Das Wälzlager weist zudem eine Mehrzahl von Rollkörpern auf, welche vorzugsweise in Form und/oder Größe unterschiedlich zu den Wälzkörpern ausgebildet sind, und welche angeordnet sind, so dass die Rollkörper Rollkontakt mit den Wälzkörpern haben und im Betrieb auf den Wälzkörpern abrollen.
Vorzugweise ist vorgesehen, dass in einer Radialebene senkrecht zu der Lagerachse in jedem Zwischenraum zwischen zwei Wälzkörpern ein Rollkörper angeordnet ist, der auf den beiden benachbarten Wälzkörpern abrollt.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Rollkörper Rollkontakt zu einer dritten Laufbahn haben, wobei die dritte Laufbahn bewegbar zu der ersten und zu der zweiten Laufbahn angeordnet ist. Somit rollen die Rollkörper auf den Wälzkörpern, insbesondere auf den jeweils benachbarten Wälz- körpem, und auf der gemeinsamen dritten Laufbahn ab. Die dritte Laufbahn ist jedoch bewegbar, insbesondere verdrehbar sowohl zu der ersten als auch zu der zweiten Laufbahn angeordnet und/oder gelagert. Die Erfindung geht dabei u. a. von der Überlegung aus, dass die aus dem Stand bekannten, zweireihigen bzw. zweistöckigen Wälzlager zwar eine ausgesprochen hohe Belastbarkeit aufweisen, aufgrund der zwangsläufig gleichsinnigen Bewegung von Innenring und Außenring aber weitgehend funkti- onsunfähig sind.
Zur Verbesserung wird vorgeschlagen, die lagerseitige Laufbahn für die Rollkörper von den lagerseitigen Laufbahnen für die Wälzkörper zu entkoppeln. Auf diese Weise ist es möglich, dass die erste und die zweite Laufbahn sich zueinander gegensinnig bewegen und die dritte Laufbahn sich gleichsinnig zu der ersten oder der zweiten Laufbahn, insbesondere zu der der dritten Laufbahn gegenüberliegenden Laufbahn bewegen kann.
Auf diese Weise ist ein Wälzlager gebildet, welches käfigfrei ausgebildet ist bzw. bei dem der Käfig durch eine Anordnung aus Rollkörpern und dritter Laufbahn ersetzt ist, welche die Funktion des Käfigs übernimmt. Somit wird ein Wälzlager geschaffen, welches ohne Käfig funktioniert, keine Gleitreibungen zwischen den Wälzkörpern hat, wie zum Beispiel bei vollrolligen oder vollkugeligen Lagern, und für sehr große Belastungen, wie z.B. Tragfähig- keit, schwierige Betriebsbedingungen (starke Beschleunigungen), die sonst die Lebensdauer von Lagern limitieren, geeignet ist. Ein weiterer möglicher oder nutzbarer Vorteil liegt darin, dass das erfindungsgemäße Wälzlager auch für den Einsatz mit Mangelschmierung oder im Trockenlauf geeignet ausgebildet ist bzw. sein kann.
Besonders bevorzugte Einsatzbereiche für das erfindungsgemäße Wälzlager sind dort, wo üblicherweise hochbelastete Wälzlager verwendet werden, die unter hohem Käfigverschleiß leiden bzw. Einsatzbereiche, bei denen die Wälzlager aus anderen Gründen ohne Käfig laufen müssen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Wälzlager als ein Radialwälzlager ausgebildet, wobei die erste Laufbahn auf einem Außenring, die zweite Laufbahn auf einem Innenring und die dritte Laufbahn auf einem Zusatzring angeordnet ist. Außenring und/oder Innenring können ein- teilig aber auch geteilt ausgebildet sein. Als Material kommt insbesondere Metall in Betracht, und zwar sowohl für die Ringe als auch für die Wälzkörper. Bei abgewandelten Ausführungsformen können auch Wälzkörper und/oder Ringe aus keramischem Material, Glas oder Kunststoff eingesetzt werden. In dieser konstruktiven Ausgestaltung laufen die Wälzkörper zur Kraftübertragung somit auf der radialen Außenseite des Innenring und auf der radialen Innenseite des Außenrings.
Die Rollkörper sind jeweils in den Zwischenräumen zwischen den Wälzkörpern angeordnet und rollen auf den Wälzkörpern und auf der dritten Lauf- bahn ab. Vorzugsweise ist der Zusatzring als Zusatzaußenring und/oder als Zusatzinnenring ausgebildet. Es liegt somit im Rahmen der Erfindung, dass die Rollkörper in den radial außenseitigen Zwischenräumen zwischen den Wälzkörpern oder in den radial innenseitigen Zwischenräumen zwischen den Wälzkörpern angeordnet sind. Der Zusatzring ist insbesondere relativ be- wegbar zu dem Außenring und zugleich zu dem Innenring angeordnet. Insbesondere überträgt der Zusatzring keine Kräfte zwischen Innenring und Außenring.
Bei einer ersten Ausführungsalternative ist vorgesehen, dass die dritte Lauf- bahn und/oder der Zusatzring, also insbesondere der Zusatzaußenring oder der Zusatzinnenring, in axialer Richtung derart relativ zu der ersten und/oder der zweiten Laufbahn angeordnet ist, so dass die dritte Laufbahn bzw. der Zusatzring die erste bzw. die zweite Laufbahn teilt. Entsprechend ist der Zusatzring mittig und/oder zentral zu dem Außenring und/oder zu dem Innen- ring angeordnet. Im Betrieb können somit Außenring und Innenring zueinander gegensinnig rotieren, wohingegen der Zusatzring in axialer Richtung vorzugsweise mittig positioniert ist und entweder gleichsinnig zu dem Außenring oder zu dem Innenring dreht.
Eine beispielhafte konstruktive Ausgestaltung sieht vor, dass der Innenring und/oder der Außenring eine umlaufende und in Richtung der Rollkörper offene Ausnehmung aufweist, in der der Zusatzring bewegbar angeordnet und/oder gelagert ist. Die Ausnehmung ist beispielsweise als umlaufende Nut realisiert. Zum einen kann vorgesehen sein, dass der Außen- und/oder der Innenring im Bereich der Ausnehmung geteilt ist, alternativ hierzu kann die Ausnehmung beispielsweise spanabhebend eingebracht sein.
Bei einer anderen Ausführungsalternative ist die dritte Laufbahn und/oder der Zusatzring in axialer Richtung seitlich zu der ersten und/oder zweiten Laufbahn bzw. zu dem Innenring und/oder zu dem Außenring angeordnet. Statt einer zentralen Position des Zusatzrings wird bei dieser Ausführungsal- temative eine seitliche Positionierung des Zusatzrings gewählt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zwei derartige Zusatzringe angeordnet sind, welche beidseitig zu dem Innenring und/oder dem Außenring angeordnet sind und auf denen zwei Reihen von Rollkörpern abrollen. Auf diese Weise kann das Wälzlager mittensymmetrisch ausgelegt werden. Optional kann ergänzend ein zentraler Zusatzring und eine dritte Reihe Rollkörper angeordnet sein.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Wälzkörper und die Rollkörper jeweils als zylinderförmige Rollen ausgebildet, welche in Längserstreckung einen konstanten Querschnitt aufweisen. Es ist dabei besonders bevorzugt, wenn die Wälzkörperrollen, also die als zylinderförmige Rollen ausgebildeten Wälzkörper, im Durchmesser größer und/oder in der axialen Erstreckung länger als die Rollkörperrollen, also als die als zylinderförmige Rollen ausgebildeten Rollkörper, realisiert sind. Die Wälzkörper haben sowohl Kontakt zu Innenring und Außenring als auch zu der Reihe der Rollkörper.
Bei der ersten Ausführungsalternative sind die Rollkörperrollen in den Zwi- schenräumen zwischen den Wälzkörperrollen, vorzugsweise radial außenseitig, angeordnet, bei der zweiten Ausführungsalternative sind die Rollkörperrollen beidseitig an den freien Endabschnitten der Wälzkörperrollen ebenfalls in den Zwischenräumen, vorzugsweise radial außenseitig, angeordnet.
Bei alternativen Ausführungsformen kann auch vorgesehen sein, dass die Wälzkörper als Tonnen, Nadeln, Kugeln, Doppelkegel, etc. ausgebildet sind. Die Rollkörper und/oder die dritte bzw. weitere Laufbahn weisen eine entsprechend angepasste Form auf, so dass deren beschriebene Funktion gewährleistet ist. Beispielsweise könnten Kegelrollen als Wälzkörper und Ku- geln als Rollkörper eingesetzt werden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung: Dabei zeigen:
Figur 1 einen schematischen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Figur 2 einen schematischen Längsschnitt eines zweiten Ausführungs- beispiels der Erfindung;
Figur 3 eine schematische seitliche Draufsicht als Linienmodell des ersten oder des zweiten Ausführungsbeispiels. Die Figur 1 zeigt in einem schematischen Längsschnitt einen Teilbereich eines Zylinderrollenlagers 1 , welches einen Innenring 2 und einen Außenring 3 umfasst, zwischen denen tonnenförmige Wälzkörper 4 drehbar gelagert sind. Die Wälzkörper 4 weisen entlang ihrer Längserstreckung einen kon- stanten, kreisförmigen Querschnitt auf.
Der Innenring 2 weist bei diesem Ausführungsbeispiel beidseitig einen Bord 5 auf, so dass die Wälzkörper 4 durch die Borde 5 geführt sind. Der Außenring 3 zeigt ebenfalls zwei Borde 6, welche angeordnet sind, um die Wälz- körper 4 zu führen. Bei alternativen Ausführungsformen kann es vorgesehen sein, dass entweder der Innenring 2 oder der Außenring 3 Borde 5, 6 aufweist, dass keine Borde 5, 6 vorgesehen sind, oder dass eine beliebige, andere Anordnung der Borde 5, 6 gewählt ist.
Die Wälzkörper 4 rollen radial außenseitig auf einer ersten Laufbahn 7 ab, welche sich koaxial und/oder konzentrisch zur Lagerachse (nicht dargestellt) erstreckt, wobei der Wälzkontakt zwischen Wälzkörper 4 und der ersten Laufbahn 7 linienförmig ausgebildet ist. Radial innenseitig rollen die Wälzkörper 4 auf einer zweiten Laufbahn 8 ab, welche parallel zu der ersten Laufbahn 7 und ebenfalls koaxial und/oder konzentrisch zu der Lagerachse angeordnet ist. Auch auf der zweiten Laufbahn 8 rollen die Wälzkörper 4 mit einem linienförmigen Wälzkontakt ab. Die Kraftübertragung zwischen Innenring 2 und Außenring 3 erfolgt nur und ausschließlich über die Wälzkörperreihe der Wälzkörper 4.
In axialer Erstreckung ist mittig und/oder zentral zu den Wälzkörpern 4 eine die Lagerachse umlaufende, im gezeigten Längsschnitt rechteckige Nut 9 ausgebildet, welche zu den Wälzkörpern 4 hin geöffnet ist. In dieser Nut 9 ist ein Zusatzring 10 angeordnet, welcher als Außenring ausgebildet ist und welcher radial innenseitig eine dritte Laufbahn 11 bereitstellt, die parallel zu der ersten Laufbahn 7, der zweiten Laufbahn 8 angeordnet und koaxial und/oder konzentrisch zu der Lagerachse ausgerichtet ist. Zudem sind in der Nut 9 eine Mehrzahl von Rollkörpern 12 angeordnet, wobei jeweils ein Rollkörper 12 zwischen zwei Wälzkörpern 4 radial außenseitig angeordnet sind. Die Rollkörper 12 rollen dementsprechend über einen Rollkontakt 13 an den zu dem jeweiligen Rollkörper 12 benachbarten Wälzkör- pern 4 und an der dritten Laufbahn 11 ab.
Wie sich später noch besser aus der Figur 3 ergibt, sind die Dimensionen des Zusatzrings 10, der Rollkörper 12, der Wälzkörper 4 und des Innenrings 2 so gewählt, dass durch die zwischen den Wälzkörpern 4 positionierten Rollkörper 12 sichergestellt ist, dass sich die Wälzkörper 4 im Betrieb nicht berühren und auf diese Weise eine Gleitreibung zwischen den Wälzkörpern 4 verhindert wird. Die Kombination aus Rollkörper 12 und Zusatzring 10 setzt somit die Funktion eines Käfigs um, die darin besteht, die Wälzkörper 4 im Betrieb voneinander zu beabstanden. Der Abstand zwischen den Wälzkör- pern 4 ist über die Dimensionierung der genannten Komponenten definiert. Obwohl das Ausführungsbeispiel in Figur 1 zeigt, dass der Durchmesser der Rollkörper 12 kleiner ausgebildet ist, als der Durchmesser der Wälzkörper 4 ist dieses Verhältnis zwar bevorzugt, jedoch nicht absolut zwingend: So können Rollkörper 12 und Wälzkörper 4 auch die gleichen Durchmesser aufwei- sen, es ist bei abgewandelten Ausführungsformen nicht einmal ausgeschlossen, dass der Durchmesser der Rollkörper 12 größer als der Durchmesser der Wälzkörper 4 gewählt ist. Dagegen ist es zwingend, dass die Rollkörper 12 in der axialen Erstreckung derart dimensioniert und/oder positioniert sind, dass die Wälzkörper 4 in axialer Erstreckung ausreichend Kon- takt zu der ersten Laufbahn 7 haben.
Bei einer abgewandelten, nicht gezeigten Ausführungsform ist die Nut 9 nicht in dem Außenring 3 sondern in dem Innenring 2 positioniert, wobei die Rollkörper 12 dann ebenfalls radial innenseitig zu den Wälzkörpern 4 bzw. zu deren Drehachsen angeordnet sind. Bei dieser alternativen Ausführungsform wird statt einem außenlaufenden Käfig durch die Komponenten Zusatzring 10 und Rollkörper 12 ein innenlaufender Käfig gebildet. Die Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines Zylinderrollenlagers 1 , welches ebenfalls einen Innenring 2, einen mittig angeordneten Außenring 3 und dazwischen gelagerte Wälzkörper 4 aufweist, welche analog zu dem Ausführungsbeispiel in Figur 1 die Kraftüber- tragung von dem Außenring 3 über eine erste Laufbahn 7 über die Wälzkörper 4, über eine zweite Laufbahn 8 auf den Innenring 2 umsetzen. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 weist der Innenring 2 ebenfalls beidseitig Borde 5 auf, der Außenring 3 ist dagegen bordfrei realisiert.
Zur Beabstandung der Wälzkörper 4 zueinander in Umlaufrichtung zeigt das Zylinderrollenlager 1 in Figur 2 ebenfalls Rollkörper 12, die in analoger Weise zu der Figur 1 jeweils zwischen benachbarten Wälzkörpern 4 angeordnet sind. Im Gegensatz zu der Figur 1 sind die Rollkörper 12 zweireihig, beidseitig zu dem Außenring 3 angeordnet. Zur Bereitstellung einer dritten Laufbahn 11 bzw. einer vierten Laufbahn 14 sind beidseitig zu dem Außenring 3 Zusatzringe 15 und 16 angeordnet, die als Außenringe ausgeführt sind und radial innenseitig die dritte bzw. die vierte Laufbahn 11 , 14 für die Rollkörper 12 tragen. Die dritte bzw. vierte Laufbahn 11 bzw. 14 sind jeweils parallel zu der ersten Laufbahn 7, der zweiten Laufbahn 8 und koaxial und/oder kon- zentrisch zu der nicht gezeigten Lagerachse ausgebildet. Die Zusatzringe 15, 16 weisen jeweils Außenborde 17, 18 auf, welche zur seitlichen Führung der Rollkörper 12 ausgebildet sind.
Von der Funktion und der Dimensionierung her betrachtet, wirken die Kom- ponentengruppen 12, 15 bzw. 12, 16 jeweils als ein Außenkäfig für die Wälzkörper 4, welche sicherstellen, dass die Wälzkörper 4 in Betrieb zueinander mit einem Minimalabstand beabstandet sind, um die Gleitreibung zwischen den Wälzkörpern 4 zu vermeiden zu vermeiden. Der Abstand zwischen den Wälzkörpern 4 kann analog zu der Figur 1 über die Dimensionie- rung der Zusatzringe 15, 16 der Rollkörper 12 sowie des Innenrings 2 und der Wälzkörper 4 erfolgen. Auch bei dem Zylinderrollenlager 1 gemäß der Figur 2 kann statt einem Außenkäfig ein Innenkäfig durch die Rollkörper 12 gebildet sein.
Wie sich in dem Längsschnitt zeigt, ist der Außendurchmesser des Außen- rings 3 größer gewählt als der Außendurchmesser der Zusatzringe 15 bzw. 16, so dass bei einem Einbau des Zylinderrollenlagers 1 in eine Baugruppe der Außenring 3 beispielsweise verpresst werden kann, wohingegen die Zusatzringe 15 bzw. 16 relativ zu dem Außenring 3 und relativ zu dem Innenring 2 frei beweglich bzw. drehbar sind. Auf diese Weise ist auch sicherge- stellt, dass die dritte Laufbahn 11 bzw. die vierte Laufbahn 14 relativ zu der ersten Laufbahn 7 und relativ zu der zweiten Laufbahn 8 bewegbar ist. Auch bei der Figur 1 ist der Zusatzring 10 bewegbar zu dem Außenring 3 und bewegbar zu dem Innenring 2 angeordnet, so dass die dritte Laufbahn 11 bewegbar zu der ersten Laufbahn 7 und zu der zweiten Laufbahn 8 angeordnet ist.
Die Figur 3 zeigt eine seitliche Draufsicht in Form einen Linienmodells auf das Zylinderrollenlager 1 gemäß der Figur 1 oder der Figur 2 zur Illustration der Bewegungen der Lagerkomponenten bei einer Relatiwerdrehung von Außenring 3 zu Innenring 2.
Die Figur 3 zeigt - radial von außen beginnend - einen Abschnitt des Außenrings 3, welcher - wie bereits zur Figur 2 erwähnt - einen größeren Außendurchmesser aufweist als die Zusatzringe 10, 15 und 16, so dass dement- sprechend der Zusatzring 10 bzw. die Zusatzringe 15, 16 radial weiter innen angeordnet sind. Auf der radialen Innenseite der Zusatzringe 10/15, 16 rollen die Rollkörper 12 auf der dritten bzw. vierten Laufbahn 11/11 , 14 ab. Weiter radial nach innen ist die erste Laufbahn 7 dargestellt, welche die radial innenseitige Oberfläche des Außenrings 3 bildet. Wie bereits zu den Figuren 1 und 2 erläutert, wälzen auf der ersten Laufbahn 7 die Wälzkörper 4 ab, so dass linienförmige Wälzkontakte 19 gebildet sind. Zugleich rollen die Rollkörper 12 auf jeweils zwei benachbarten Wälzkörpern 4 ab. Radial weiter innenseitig ist die zweite Laufbahn 8 gezeigt, welche die radiale Außenseite des Innenrings 2 bildet, auf der die Wälzkörper 4 ebenfalls unter Ausbildung eines Wälzkontakts 20 abrollen. Zusammenfassend erfolgt die Kraftübertragung von dem Außenring 3 über die erste Laufbahn 7 über die Wälzkontakte 19 auf die Wälzkörper 4. Von den Wälzkörpern 4 erfolgt über die Wälzkontakte 20 auf die zweite Laufbahn 8 der Kraftübertrag auf den Innenring 2. Der Kontakt zwischen dem Zusatzring 10/15, 16 zu den Rollkörpern 12 und von den Rollkörpern 12 auf die jeweils benachbarten Wälzkörper 4 dient dagegen ausschließlich der Beabstandung der Wälzkörper 4 und nicht der Übertragung einer Kraft von Außenring 3 zu Innenring 2. Dies kann allein schon daraus geschlossen werden, dass die Zusatzringe 10/15, 16 bewegbar zu dem Außenring 3 angeordnet sind.
Funktionell betrachtet wird eine Rotationsbewegung in Uhrzeigerrichtung des Außenrings 3 gemäß Pfeil 21 über die Wälzkontakte 19 zu einer Drehbewegung gemäß Pfeil 22 der Wälzkörper 4 übertragen. Die Wälzkörper 4 übertragen die Drehbewegung dann auf den Innenring 2, welcher gemäß Pfeil 23 gegen den Uhrzeigersinn rotiert. Außenring 3 und Innenring 2 rotieren dementsprechend zueinander gegensinnig. Zudem wird die Drehbewegung ge- maß Pfeil 22 der Wälzkörper 4 auf die Rollkörper 12 übertragen, welche gemäß Pfeil 24 gegen den Uhrzeigersinn rotieren. Diese Drehbewegung gegen den Uhrzeigersinn wird auf die Zusatzringe 10/15, 16 übertragen, die dadurch in eine Rotation gegen den Uhrzeigersinn gemäß Pfeil 25 versetzt werden.
Als eine generelle Regel kann gesehen werden, dass Wälzlager gemäß der Erfindung mindestens zwei Außenringe oder mindestens zwei Innenringe aufweisen und dass mindestens ein Außenring und ein Innenring eine gleichsinnige Drehbewegung ausführen. Bezugzeichenliste
1 Zylinderrollenlager
2 Innenring
3 Außenring
4 Wälzkörper
5 Borde des Innenrings
6 Borde des Außenrings
7 erste Laufbahn
8 zweite Laufbahn
9 Nut
10 Zusatzring
11 dritte Laufbahn
12 Rollkörper
13 Rollkontakt
14 vierte Laufbahn
15, 16 Zusatzringe
17, 18 Außenborde
19, 20 Wälzkontakte
21 Pfeile
22 Pfeile
23 Pfeile
24 Pfeile
25 Pfeile

Claims

Patentansprüche
1. Wälzlager (1) mit einer ersten Laufbahn (7), mit einer zweiten Laufbahn (8), mit einer Mehrzahl von Wälzkörpem (4), die so angeordnet sind, dass die Wälzkörper Wälzkontakt mit der ersten und mit der zweiten Lauf- bahn (7, 8) haben, und mit einer Mehrzahl von Rollkörpern (12), die so angeordnet sind, dass die Rollkörper (12) Rollkontakt mit den Wälzkörpern (4) haben, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollkörper (12) Rollkontakt zu einer dritten Laufbahn (11 , 14) ha- ben, wobei die dritte Laufbahn (11 , 14) bewegbar zu der ersten und zu der zweiten Laufbahn (7, 8) angeordnet ist.
2. Wälzlager (1) nach Anspruch 1 , gekennzeichnet als Radialwälzlager.
3. Wälzlager (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Laufbahn (7) auf einem Außenring (3), die zweite Laufbahn (8) auf einem Innenring (2) und die dritte Laufbahn (11 , 14) auf einem Zusatzring (10, 15, 16) angeordnet ist.
4. Wälzlager (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzring (10, 15, 16) als Zusatzaußenring und/oder als Zusatzinnenring ausgebildet ist.
5. Wälzlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Laufbahn (11 , 14) und/oder der Zusatzring (10, 15, 16) in axialer Richtung mittig und/oder zentral zu der ersten und/oder zu der zweiten Laufbahn (7, 8) bzw. zu dem Außen- ring (3) und/oder zu dem Innenring (2) angeordnet ist.
6. Wälzlager (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (2) und/oder der Außenring (3) eine umlaufende und in Richtung der Rollkörper (12) offene Ausnehmung (9) aufweist, in der der Zusatzring (10) bewegbar angeordnet ist.
7. Wälzlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Laufbahn (11 , 14) und/oder der Zusatzring (10, 15, 16) in axialer Richtung seitlich zu der ersten und/oder zu der zweiten Laufbahn (7, 8) bzw. zu dem Innenring (2) und/oder zu dem Außenring (3) angeordnet ist.
8. Wälzlager nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine vierte Laufbahn (14) und/oder einen weiteren Zusatzring (16), wobei die vierte Laufbahn (14) und/oder der weitere Zusatzring (16) seitlich zu der ersten und/oder zweiten Laufbahn (7, 8) bzw. zu dem Innenring (2) und/oder dem Außenring (3) angeordnet ist.
9. Wälzlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (4) und die Rollkörper (12) als zylinderförmige Rollen ausgebildet sind.
10. Wälzlager (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörperrollen (4) im Durchmesser größer und/oder in der axialen Erstreckung länger als die Rollkörperrollen (12) ausgebildet sind.
11. Wälzlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (4) als Tonnen, Nadeln, Kugeln, Kegel, Doppelkegel etc. ausgebildet sind.
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