DE102007013936A1

DE102007013936A1 - Zweireihiges Schräglager

Info

Publication number: DE102007013936A1
Application number: DE102007013936A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Oetjen
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2008-09-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schräglager (1), bestehend aus zwei gegeneinander angestellten Schrägrollenlagern (2, 3), deren in je einem Käfig (2.2, 3.2) geführten zylindrisch ausgebildeten Wälzkörper (2.1, 3.1) zueinander in O-Anordnung angestellt sind und auf zugehörigen Laufscheiben (7, 8, 9, 10) abrollen, deren Laufbahnen unter einem Winkel geneigt zu einer Längsachse (6) verlaufen, wobei die Schrägrollenlager (2, 3) von einem als Außenring wirkenden einteiligen und V-förmig ausgebildeten Kunststoffteil (11) und einem als Innenring wirkenden zweiteiligen Kunststoffteil (12) aufgenommen sind, das aus zwei L-förmigen Teilringen (12.1, 12.2) besteht. In erfinderischer Weise zeichnet sich das Schräglager (1) dadurch aus, dass die L-förmig ausgebildeten Teilringe (12.1, 12.2) im Bereich einer Mittelsenkrechtebene (13) formschlüssig miteinander verbunden sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Schräglager, bestehend aus zwei gegeneinander angestellten Schrägrollenlagern, deren je in einem Käfig geführten zylindrisch ausgebildeten Wälzkörper zueinander in O-Anordnung angestellt sind und auf zugehörigen Laufscheiben abrollen, deren Laufbahnen unter einem Winkel geneigt zu einer Lagerachse verlaufen, wobei die Schrägrollenlager von einem als Außenring wirkenden einteiligen und V-förmig ausgebildeten Kunststoffteil und einem als Innenring wirkenden zweiteiligen und L-förmig ausgebildeten Kunststoffteil aufgenommen sind, das aus zwei L-förmigen Teilringen besteht.
Hintergrund der Erfindung
Zweireihige Schrägrollenlager kommen immer dann zur Anwendung, wenn auf gleichem Bauraum zweireihige Schrägkugellager oder auch ein Kreuzrollenlager nicht mehr die notwendigen Kräfte (Lebensdauer) oder Momente (Kippsteifigkeit) übertragen können. Ein solches zweireihiges Schrägrollenlager in Form eines Spannlagers ist aus der DE 100 17 401 A1 vorbekannt. Das in den 1 bis 3 dargestellte Lager 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, sodass deren durch die Lagernadeln 8 verlaufende Rotationsachsen 15 und 16 sich in der durch das Lager gedachten Mittelsenkrechtebene 22 treffen. Wie weiter erkennbar, bestehen die beiden Axialschrägnadellager 6 und 7 aus je mit 10 und 11 bezeichneten Laufscheiben, sowie aus im 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 zueinander 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 unter einem Winkel von 45° schneidet.
Nachteilig dabei ist, dass die beiden aus Kunststoff bestehenden Adapterringe 12, 13 durch eine metallische Hülse zusammengehalten sind, in dem der axial verlaufende Teil 2 die Adapterringe 12, 13 axial und die beiden rechts- und linksseitig angeordneten Flansche 3, 4 die Adapterringe 12, 13 radial umfassen. Zum einen wird durch dieses zusätzliche Teil das Lager elektrisch leitend, was bei bestimmten Anwendungsfällen unbedingt zu vermeiden ist. Zum anderen muss dieses zusätzliche Teil hergestellt und montiert werden, was insgesamt eine solche Lageranordnung verteuert.
Zusammenfassung der Erfindung
Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Schrägrollenla ger derart weiter zu entwickeln, dass es sich einfacher und damit kostengünstiger herstellen lässt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass die L-förmig ausgebildeten Kunststoffteile im Bereich einer Mittelsenkrechtebene formschlüssig miteinander verbunden sind.
Der Zusammenhalt der Gesamtlageranordnung ist somit durch ein einfaches Verschnappen der beiden L-förmig ausgebildeten Kunststoffteile, die als Innenring wirken, möglich. Darüber hinaus ist durch die nicht mehr erforderliche Hülse aus einem metallischen Werkstoff zum Zusammenhalt der beiden L-förmigen Kunststoffteile der Stromdurchgang durch das Lager gehindert, weil sowohl radial innen als auch radial außen elektrisch isolierend wirkende Kunststoffbauteile vorhanden sind.
In Weiterbildung der Erfindung hat es sich dabei als zweckmäßig erwiesen, dass ein Vorsprung des einen L-förmigen Kunststoffteils in eine Ausnehmung des anderen L-förmigen Kunststoffteils eingreift, wobei Vorsprung und Ausnehmung nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sich über einen Umfangsbereich von 180° erstrecken. Dies hat entscheidenden Vorteil, dass für die Herstellung beider L-förmig ausgebildeter Kunststoffteile nur ein Spritzgießwerkzeug hergestellt zu werden braucht, da beide Kunststoffteile sowohl rechts- als auch linksseitig eingesetzt werden können. Sie brauchen lediglich um 180° zueinander verdreht werden.
Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal ist es vorteilhaft, wenn das V-förmige Kunststoffteil an seiner äußeren Mantelfläche mit einer Verrippung versehen ist. Darunter ist zu verstehen, dass auf der äußeren Mantelfläche dieses Kunststoffteils mehrere in Achsrichtung verlaufende, gleichmäßig über den Umfang verteilte Nuten vorhanden sind, sodass zwischen den Nuten in radialer Richtung hervorstehende Noppen gebildet sind. Die vom Nutgrund und den Noppen gebildeten Freiräume sorgen dafür, dass sich ein solches Lager problemlos in einen vorhandenen Lagersitz einpressen lässt, sodass dieser keine Feinstbearbeitung erforderlich macht. Mit anderen Worten, durch diese Verrippung lassen sich vorhandene Toleranzen in eleganter Art und Weise ausgleichen. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es genauso vorteilhaft, wenn die L-förmig ausgebildeten Kunststoffteile an ihrer inneren Mantelfläche mit dieser Verrippung versehen sind. Auch dadurch ist sichergestellt, dass sich eine aufzunehmende Welle unter Ausgleichung von Toleranzen sicher aufnehmen lässt.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung sollen die Kunststoffteile aus einem Polyamid gefertigt sein. Wie der Fachmann weiß, zeichnen sich Polyamide durch hervorragende mechanische Eigenschaften aus, die auch auf dem technischen Sektor von Interesse sind. Hier geht es vor allem um eine gute Formbeständigkeit in der Wärme, sowie die Beständigkeit gegen Treib- und Schmierstoffe. Hierbei dürfte sich insbesondere das Polyamid 66 eignen, welches von den Polyamiden mit der größten Härte, Steifigkeit, Abriebsfestigkeit und Formbeständigkeit in der Wärme versehen ist.
In Weiterbildung der Erfindung soll nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal das V-förmige Kunststoffteil und die beiden L-förmigen Kunststoffteile in radialer Richtung miteinander fluchten und zwischen beiden ein Dichtelement angeordnet sein. Dadurch ist verhindert, dass einerseits Schmutz von außen nach innen in das Lager eindringen und das andererseits Schmiermittel von innen nach außen das Lager verlassen kann. In diesem Zusammenhang hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dass das Dichtelement ein O-Ring ist. Derartige O-Ringe lassen sich als Zukaufteil in mannigfaltigen Ausführungsvarianten kostengünstig auf dem Markt erwerben.
Schließlich ist nach einem letzten Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass die Laufscheiben einem Härteprozess unterworfen sind. Durch diese Härtung wird trotz vorhandener Kunststoffteile eine hohe Tragfähigkeit der Lageranordnung gewährleistet.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter Form dargestellt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Lager entlang der Linie I-I in 2,
2 eine Seitenansicht dieses Lagers,
3 eine perspektivische Darstellung dieses Lagers,
4 eine Seitenansicht eines Teilrings und
5 einen Axialschnitt durch zwei Teilringe.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Das in den 1 bis 3 dargestellte und mit den Bezugszeichen 1 versehene Schräglager besteht aus den beiden Schrägrollenlagern 2, 3, die zueinander in O-Anordnung angestellt sind. Ihre Wälzkörperdrucklinien 4, 5 verlaufen dabei radial schräg von außen nach innen und schneiden sich jeweils in einem nicht dargestellten Punkt mit der Lagerachse 6. Jedes Schrägrollenlager 2, 3 besteht aus den Laufscheiben 7, 8, 9, 10, die unter dem Winkel α geneigt zur Lagerachse 6 angeordnet sind, wobei α einen Wert zwischen 45° und 60° annehmen kann. Wie weiter erkennbar, werden die Schrägrollenlager 2, 3 radial außen von dem V-förmigen Kunststoffteil 11 und radial innen vom zweiteiligen Kunststoffteil 12 umfasst. Das einstückig ausgebildete Kunststoffteil 11 weist den Richtung Lagerachse 6 zeigenden Vorsprung 11.1 auf, der dreieckigförmig ausgebildet ist und Anlageflächen für die inneren Laufscheiben 8, 10 stellt. Die Teilringe 12.1, 12.2 sind im Wesentlichen L-förmig ausgestaltet und stoßen mit ihren axial verlaufenden Teilen 12.1.1, 12.2.1 in der Mittelsenkrechtebene 13 aneinander und sind formschlüssig miteinander verbunden. Die radial verlaufenden Teile 12.1.2, 12.2.2 stellen wiederum die Anlageflächen für die Laufscheiben 7, 9.
Das Kunststoffteil 11 ist derart mit einer Verrippung versehen, dass auf seiner äußeren Mantelfläche mehrere in Richtung der Lagerachse 6 verlaufende gleichmäßig über den Umfang verteilte Nuten 11.2 vorhanden sind. Dadurch entstehen zwischen den Nuten 11.2 in radialer Richtung hervorstehenden Noppen 11.3 gleicher Ausdehnung. Diese Verrippung führt dazu, dass keine all zu großen Anforderungen an die das Lager aufnehmende Bohrung gestellt werden müssen, da beim Einpressen durch ein Verquetschen der Noppen 11.3 in die Freiräume ein Toleranzausgleich vorgenommen werden kann. In der gleichen Weise sind die Teilringe 12.1, 12.2 an ihrer inneren Mantelfläche verrippt, in dem mehrere in Richtung der Lagerachse 6 verlaufende gleichmäßig über den Umfang verteilte Nuten 12.1.3, 12.2.3 vorhanden sind. Dadurch entstehen zwischen diesen Nuten 12.1.3, 12.2.3 in radialer Richtung wiederum hervorstehende Noppen 12.1.4, 12.2.4. Auch dadurch ist es möglich, mit einer aufzunehmenden Welle oder Achse Toleranzen auszugleichen. 1 lässt auch erkennen, dass die beiden Kunststoffteile 11, 12 in radialer Richtung fluchten, d. h. beide die gleiche axiale Länge aufweisen. Im zwischen ihnen eingeschlossenen Bereich ist axial außerhalb der beiden Schrägrollenlager 2, 3 ein Dichtelement in Form eines O-Ringes 14 angeordnet. Dadurch ist verhindert, dass, einerseits Schmutz in das Lager eindringen kann und dass, andererseits Schmiermittel aus dem Lager gelangen kann.
Aus den 4 und 5 geht schließlich der Zusammenhalt des erfindungsgemäßen Schräglagers 1 hervor. Wie erkennbar erfolgt dies derart, dass die Teilringe 12.1., 12.2 miteinander verschnappt sind, wobei ein Vorsprung 12.1.5 des Teilringes 12.1 in die Ausnehmung 12.2.6 des Teilringes 12.2 und ein Vorsprung 12.2.5 des Teilringes 12.2 in die Ausnehmung 12.1.6 des Teilringes 12.1 eingreift. Dabei sind sowohl die Vorsprünge 12.1.5, 12.2.5 als auch die Ausnehmungen 12.1.6, 12.2.6 halbschalenförmig, d. h. um 180° ausgeführt. Damit dann das Verschnappen erfolgen kann, müssen wie aus den Figuren ebenfalls ersichtlich, die Vorsprünge 12.1.5, 12.2.5 in axialer Richtung die zugehörigen Ausnehmungen 12.1.6, 12.2.6 überragen. Schließlich ist auch in den Figuren noch dargestellt, dass der radial verlaufende Teil 12.1.2 des Teilringes 12.1 in Umfangsrichtung mit gleichmäßig voneinander beabstandeten Freistellungen 12.1.7 versehen ist, die den Teilring 12.1 gewichtsmäßig nochmals verringern. Das gleiche trifft ebenfalls für den Teilring 12.2 zu.
Neben den geringen Herstellkosten des erfindungsgemäßen Schräglagers 1 weist dieses noch folgende technische Vorteile auf:

– geringes spezifisch Gewicht (Kunststoffteile)
– korrosionsbeständig
– geräuscharm
– elektrisch isolierend
– antimagnetisch
– montagefreundlich (Zusammenstecken der Einzelbauteile)

1: Schräglager
2: Schrägrollenlager
2.1: Wälzkörper
2.2: Käfig
3: Schrägrollenlager
3.1: Wälzkörper
3.2: Käfig
4: Wälzkörperdrucklinie
5: Wälzkörperdrucklinie
6: Lagerachse
7: Laufscheibe
8: Laufscheibe
9: Laufscheibe
10: Laufscheibe
11: einteiliges Kunststoffteil
11.1: Vorsprung
11.2: Nut
11.3: Noppe
12: zweiteiliges Kunststoffteil
12.1: Teilring
12.1.1: axial verlaufender Teil
12.1.2: radial verlaufender Teil
12.1.3: Nut
12.1.4: Noppe
12.1.5: Vorsprung
12.1.6: Ausnehmung
12.1.7: Freistellung
12.2: Teilring
12.2.1: axial verlaufender Teil
12.2.2: radial verlaufender Teil
12.2.3: Nut
12.2.4: Noppe
12.2.5: Vorsprung
12.2.6: Ausnehmung
13: Mittelsenkrechtebene
14: Dichtelement
α: Neigungswinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10017401 A1 [0002]

Claims

Schräglager (1), bestehend aus zwei gegeneinander angestellten Schrägrollenlagern (2, 3), deren in je einem Käfig (2.2, 3.2) geführten zylindrisch ausgebildeten Wälzkörper (2.1, 3.1) zueinander in O-Anordnung angestellt sind und auf zugehörigen Laufscheiben (7, 8, 9, 10) abrollen, deren Laufbahnen unter einem Winkel (α) geneigt zu einer Lagerachse (6) verlaufen, wobei die Schrägrollenlager (2, 3) von einem als Außenring wirkenden einteiligen und V-förmig ausgebildeten Kunststoffteil (11) und einem als Innenring wirkenden zweiteiligen Kunststoffteil (12) aufgenommen sind, das aus zwei L-förmigen Teilringen (12.1, 12.2) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die L-förmig ausgebildeten Teilringe (12.1, 12.2) im Bereich einer Mittelsenkrechtebene (13) formschlüssig miteinander verbunden sind.
Schräglager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorsprung (12.1.5, 12.2.5) des einen L-förmigen Teilringes (12.1, 12.2) in eine Ausnehmung (12.2.6, 12.1.6) des anderen L-förmigen Teilringes (12.2, 12.1) eingreift.
Schräglager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (12.1.5, 12.2.5) und die Ausnehmung (12.1.6, 12.2.6) sich über einen Umfangsbereich von 180° erstrecken.
Schräglager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das V-förmige Kunststoffteil (11) an seiner äußeren Mantelfläche mit einer Verrippung versehen ist.
Schräglager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die L-förmig ausgebildeten Teilringe (12.1, 12.2) an ihrer inneren Mantelfläche mit einer Verrippung versehen sind.
Schräglager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffteile (11, 12) aus einem Polyamid gefertigt sind.
Schräglager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das V-förmige Kunststoffteil (11) und die beiden L-förmigen Teilringe (12.1, 12.2) in radialer Richtung miteinander fluchten und zwischen beiden ein Dichtelement (14) angeordnet ist.
Schräglager (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement ein O-Ring (14) ist.
Schräglager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufscheiben (7, 8, 9, 10) einem Härteprozess unterworfen sind.