DE10017401B4

DE10017401B4 - Spannlager

Info

Publication number: DE10017401B4
Application number: DE2000117401
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Oetien
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2009-10-08
Anticipated expiration: 2020-04-08
Also published as: DE10017401A1

Abstract

Spannlager, im Wesentlichen bestehend aus einem als Hülse ausgebildeten verlängerten Innenring (1), der an seinen beiden Axialseiten je einen radial nach außen gerichteten Flansch (3, 4) aufweist und mit seinem axial verlaufenden Teil (2) mittels Preßsitz auf einer Welle gehalten ist, sowie aus einem Außenring (5) und aus zumindest zwei Reihen auf zugehörigen Laufbahnen abrollenden Wälzkörpern, die durch in einem Käfig (9) gehaltene Lagernadeln (8, 8') gebildet sind, deren verlängerte Rotationsachsen (15, 16) in einer Mittelsenkrechtebene (22) einen Schnittpunkt bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (5) eine kugelige Außenmantelfläche aufweist und dadurch in einem Gehäuse (19) einstellbar ist und dass die Laufbahnen der Lagernadeln (8, 8') durch jeweils zwei spanlos hergestellte und einem Härteprozess unterworfene Laufscheiben (10, 11 und 10', 11') zweier einander entgegen gerichteter Axialschrägnaclellager (6, 7) gebildet werden, welche über zwei zwischen den beiden Flanschen (3, 4) des Innenrings (1) angeordnete und aus einem Nichteisenmetall bestehende Adapterringe...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Spannlager, welches im Wesentlichen aus einem verlängerten Innenring, der auf einer Welle gehalten ist, sowie aus einem Außenring und aus auf zugehörigen Laufbahnen abrollenden Wälzkörpern besteht.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiges Spannlager ist aus dem Fachbuch M. Albert/H. Köttritsch „Wälzlager – Theorie und Praxis”, Springer-Verlag Wien, New York, 1987 vorbekannt. Das auf Seite 24 dargestellt Spannlager ist dabei als Rillenkugellager ausgebildet, das einen verlängerten Innenring besitzt, der mit einem Exzenterring oder mit zwei Gewindestiften auf einer Welle befestigt ist. Die Mantelfläche des Außenringes ist in der Regel kugelig geschliffen, so dass sich der Außenring in einem entsprechend ausgebildeten Gehäuse einstellen kann, wenn die Lagerstellen nicht fluchten. Derartige Spannlager werden vorzugsweise für einfache Lagerungen verwendet und eigenen sich hauptsächlich zur Lagerung kurzer Wellen für Einbaustellen, an denen nur geringe Wärmedehnungen zu erwarten sind. Sie sind deshalb vor allem in Landmaschinen, Förderanlagen, Baumaschinen oder in anderen Apparaten zu finden und werden dort fast ausschließlich als Festlager benutzt.
Als nachteilig bei solchen Spannlagern hat es sich jedoch erwiesen, dass die Lagerringe in aufwändiger Weise spangebend aus Stahl gefertigt werden und dass zu deren Fixierung an einer Welle ein zusätzlicher Exzenterring oder eine zusätzliche Gewindebohrung zu fertigen ist. Dadurch entsteht für solche Spannlager ein hoher Fertigungsaufwand, der letztlich für relativ hohe Herstellungskosten ursächlich ist.
Durch die FR 25 49 174 A1 ist darüber hinaus ein Spannlager bekannt, welches im Wesentlichen aus einem als Hülse ausgebildeten verlängerten Innenring, sowie aus einem Außenring und aus zumindest zwei Reihen auf zugehörigen Laufbahnen abrollenden Wälzkörpern besteht. Der Innenring weist dabei an seinen beiden Axialseiten je einen radial nach außen gerichteten Flansch auf und ist mit seinem axial verlaufenden Teil mittels Presssitz auf einer Welle gehalten. Die Wälzkörper werden bei diesem Spannlager durch zwei Reihen in jeweils einem Käfig gehaltene Lagernadeln gebildet, deren verlängerte Rotationsachsen in einer Mittelsenkrechtebene einen Schnittpunkt bilden.
Auch für dieses Spannlager ist jedoch der Fertigungsaufwand nicht wesentlich geringer als bei dem zuvor beschriebenen Spannlager, da zumindest der äußere Lagerring nach wie vor in aufwändiger Weise spangebend aus Stahl gefertigt werden muss und somit die Herstellungskosten des Lagers erhöht. Da außerdem die Mantelfläche des Außenringes nicht kugelig ausgebildet ist und sich somit der Außenring auch nicht selbsttätig in einem entsprechenden Gehäuse einstellen kann, ist ein solches Spannlager ungeeignet für in Einbaulage nicht fluchtende Lagerstellen.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen der Lösungen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Spannlager zu konzipieren, das sich mit einem geringen Fertigungsaufwand und damit kostengünstig herstellen lässt und für nicht fluchtende Lagerstellen geeignet ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Spannlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Außenring eine kugelige Außenmantelfläche aufweist und dadurch in einem Gehäuse einstellbar ist und dass die Laufbahnen der Lagernadeln durch jeweils zwei spanlos hergestellte und einem Härteprozess unterworfene Laufscheiben zweier einander entgegen gerichteter Axialschrägnadellager gebildet werden, weiche über zwei zwischen den beiden Flanschen des Innenrings angeordnete und aus einem Nichteisenmetall bestehende Adapterringe im Innenring gehalten sind.
Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung des Spannlagers ist sichergestellt, dass es auch für nicht fluchtende Lagerstellen geeignet ist, wobei die spanlose Fertigung sämtlicher Einzelbestandteile der gesamten Lageranordnung gleichzeitig deren Herstellung in unterschiedlichen Dimensionen ohne Schwierigkeiten machbar ist. Auf diese Weise wird der Gesamtprozess der Lagerherstellung wesentlich vereinfacht und die Herstellungskosten erheblich verringert.
Bevorzugte Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Spannlagers werden in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben.
So geht aus Anspruch 2 hervor, dass eine durch das Zentrum der Lagernadeln gelegte, unter einem Winkel von 90° zu deren Rotationsachse verlaufende, in Richtung Lagerachse weisende Mittelsenkrechte diese unter einem Winkel im Bereich von 15 bis 45° schneidet. Nach einem weiteren Merkmal gemäß Anspruch 3 soll der Innenring als ein Spanlosteil gefertigt sein. Gemäß Anspruch 4 sollen auch der Außenring und die Adapterringe als Spanlosteile gefertigt sein. Nach Anspruch 5 können der Außenring und die Adapterringe auch aus Aluminium bzw. aus einer Aluminiumlegierung gefertigt sein. Schließlich ist nach Anspruch 6 noch vorgesehen, dass das Spannlager in einem Gehäuse aus Grauguss, Stahl oder aus Kunststoff aufgenommen ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Spannlagers wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein Spannlager,
2 einen Längsschnitt durch ein Axialschrägnadellager und
3 ein in einem Gehäuse angeordnetes Spannlager.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Das in den 1 bis 3 dargestellte Spannlager weist den Innenring 1 auf, der mit seinem axial verlaufenden Teil 2 auf eine nicht dargestellte Welle aufgepresst ist und der an seinen in axialer Richtung gegenüberliegenden Enden in die beiden radial nach außen gerichteten Flansche 3 und 4 übergeht. Zum Spannlager gehört weiter der Außenring 5 sowie die beiden Axialschrägnadellager 6 und 7, die schräg aufeinander zulaufen, so dass deren durch die Lagernadeln 8 verlaufende Rotationsachsen 15 und 16 sich in der durch das Lager gedachte Mittelsenkrechtebene 22 treffen. Wie die 1 und 2 zeigen, bestehen die beiden Axialschrägnadellager 6 und 7 aus mit 10, 10' und 11, 11' bezeichneten Laufscheiben sowie aus in einem Käfig 9 geführten Lagernadeln 8. Die beiden Axialschrägnadellager 6 und 7 sind im Innenring 1 über die beiden Adapterringe 12 und 13 aufgenommen, wobei diese so geformt sind, dass die gewünschte Schrägstellung beider Lager realisiert ist. Im vorliegenden Beispiel ist die Schrägstellung so gewählt, dass eine durch das Zentrum der Lagernadeln 8 gelegte, unter einem Winkel von 90° zu deren Drehachse 15 und 16 verlaufende, in Richtung Lagerzentrum weisende Mittelsenkrechte 17 und 18 die Lagerachse 14 des Spannlagers unter einem Winkel von 45° schneidet.
Die Form des Außenringes 5 muss so gewählt sein, dass er mit seiner Innenfläche die vorstehend beschriebene Schrägstellung der beiden Nadellager 6 und 7 realisiert, d. h. er ist in grober Näherung dreieckförmig ausgebildet. Der Innenring 2 ist als ein Tiefziehteil aus einem Stahlwerkstoff hergestellt, die Laufscheiben 10, 10' und 11, 11' sind aus dem Stahl der Marke Ck75 gefertigt und einem Härteprozess unterworfen, während der Käfig 9 aus Polyamid gefertigt ist. Die L-förmig geformten Adapterringe 12 und 13 sind aus Aluminiumdruckguss gefertigt.
In 3 ist eine Gesamtlageranordnung in Form eines Stehlagers gezeigt, wobei das vorstehend beschriebene Spannlager im Kunststoffgehäuse 19 aufgenommen ist. Um ein besseres Verschwenken des Spannlagers bei nicht fluchtenden Lagerstellen zu gewährleisten, ist das Gehäuse 19 mit einem Schmiernippel 20 versehen, so dass eine bessere Beweglichkeit zwischen Gehäuse 19 und kugeliger Mantelfläche des Außenringes 5 möglich ist. Rechtsseitig ist das Stehlager durch eine Abdeckkappe 21 abgedichtet.

1: Innenring
2: axial verlaufender Teil
3: Flansch
4: Flansch
5: Außenring
6: Axialschrägnadellager
7: Axialschrägnadellager
8: Lagernadeln
9: Käfig
10: Laufscheibe
10': Laufscheibe
11: Laufscheibe
11': Laufscheibe
12: Adapterring
13: Adapterring
14: Lagerachse
15: Rotationsachse
16: Rotationsachse
17: Mittelsenkrechte
18: Mittelsenkrechte
19: Gehäuse
20: Schmiernippel
21: Abdeckkappe
22: Mittelsenkrechtebene

Claims

Spannlager, im Wesentlichen bestehend aus einem als Hülse ausgebildeten verlängerten Innenring (1), der an seinen beiden Axialseiten je einen radial nach außen gerichteten Flansch (3, 4) aufweist und mit seinem axial verlaufenden Teil (2) mittels Preßsitz auf einer Welle gehalten ist, sowie aus einem Außenring (5) und aus zumindest zwei Reihen auf zugehörigen Laufbahnen abrollenden Wälzkörpern, die durch in einem Käfig (9) gehaltene Lagernadeln (8, 8') gebildet sind, deren verlängerte Rotationsachsen (15, 16) in einer Mittelsenkrechtebene (22) einen Schnittpunkt bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (5) eine kugelige Außenmantelfläche aufweist und dadurch in einem Gehäuse (19) einstellbar ist und dass die Laufbahnen der Lagernadeln (8, 8') durch jeweils zwei spanlos hergestellte und einem Härteprozess unterworfene Laufscheiben (10, 11 und 10', 11') zweier einander entgegen gerichteter Axialschrägnaclellager (6, 7) gebildet werden, welche über zwei zwischen den beiden Flanschen (3, 4) des Innenrings (1) angeordnete und aus einem Nichteisenmetall bestehende Adapterringe (12, 13) im Innenring (1) gehalten sind.
Spannlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch das Zentrum der Lagernadeln (8) gelegte, unter einem Winkel von 90° zu deren Rotationsachse (15, 16) verlaufende, in Richtung Lagerachse (14) weisende Mittelsenkrechte (17, 18) diese unter einem Winkel im Bereich von 15° bis 45° schneidet.
Spannlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (1) als ein Spanlosteil gefertigt ist.
Spannlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (5) und die Adapterringe (12, 13) als Spanlosteile gefertigt sind.
Spannlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (5) und die Adapterringe (12, 13) aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung gefertigt sind.
Spannlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (19) aus Grauguß, Stahl oder Kunststoff gefertigt ist.