DE102010008434A1 - Multi-row ball bearing has tapered roller bearing which comprises conical inner bearing surface and conical outer bearing surface - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die gegenwärtige Erfindung betrifft ein mehrreihiges Wälzlager. Die Erfindung betrifft insbesondere ein mehrreihiges Wälzlager mit mindestens einem Kegelrollenlager und mindestens einem Schrägkugellager.The present invention relates to a multi-row rolling bearing. In particular, the invention relates to a multi-row rolling bearing with at least one tapered roller bearing and at least one angular contact ball bearing.
Aus dem Stand der Technik ist ein Kegelrollenlager als eine spezielle Ausführungsform eines Wälzlagers bekannt. Ein Kegelrollenlager ist sowohl in radialer als auch in axialer Richtung hoch belastbar. Zwei konische Lagerflächen werden gegeneinander angestellt. Zwischen der konischen Innenlauffläche und der konischen Außenlauffläche sind Wälzkörper gelagert. Die Wälzkörper (Kegelrollen) auf der Innenlauffläche haben jeweils die Form eines Kegelstumpfes und sind gegen die Wellenachse geneigt. Das Spiel der Wälzkörper ist einstellbar. Die Kegelachsen der Innenlauffläche, Außenlauffläche und Kegelrollen treffen sich in einem Punkt auf der Drehachse, denn nur dann können die Kegelrollen ohne Schlupf abrollen.From the prior art, a tapered roller bearing is known as a special embodiment of a rolling bearing. A tapered roller bearing is highly resilient both in the radial and in the axial direction. Two conical bearing surfaces are set against each other. Rolling elements are mounted between the conical inner raceway surface and the conical outer raceway surface. The rolling elements (tapered rollers) on the inner race surface each have the shape of a truncated cone and are inclined against the shaft axis. The play of the rolling elements is adjustable. The tapered axles of the inner raceway, outer raceway and tapered rollers meet at one point on the axis of rotation, because only then can the tapered rollers roll without slippage.
Werden an Lagerungen noch höhere Forderungen gestellt hinsichtlich einer höheren axialen oder radialen Tragfähigkeit bei kleinen Lagerabmessungen oder hinsichtlich einer größeren Steifigkeit der Lagerung oder Einhaltung einer bestimmten Axialluft, so ist bekannt, dass solche Forderungen durch gepaarte Lager erfüllt werden können. So ist beispielsweise die Kombination zweier Kegelrollenlager aus dem Stand der Technik als ein zweireihiges Kegelrollenlager oder Kegelrollenlagerpaar bekannt, das in einer X-Anordnung oder O-Anordnung zusammengesetzt wird. Nachteilig bei Kegelrollenlagerpaaren ist, dass bei bevorzugter axialer Belastung in eine Richtung eine der beiden Kegelrollenlagerreihen höher belastet wird, wohingegen das andere Kegelrollenlager weniger belastet wird. Dies führt zu einer Über- und Unterforderung der jeweiligen Lagerreihen. Daraus resultiert eine unterschiedliche Lebensdauer der jeweiligen Lagerreihen. Im Extremfall kann bei sehr hohen Axiallasten in eine Richtung die eine Kegelrollenlagerreihe nahezu lastfrei werden, was zu einer Störung der Kinematik führt, in Konsequenz zu Schlupfzuständen, die einen Lagerschaden in Form von Anschmierungen verursachen und damit zu einem vorzeitigen Lagerausfall führen.Be even higher demands on bearings in terms of a higher axial or radial load capacity for small bearing dimensions or in terms of a greater rigidity of storage or compliance with a certain axial clearance, it is known that such requirements can be met by paired bearings. For example, the combination of two prior art tapered roller bearings is known as a double row tapered roller bearing or tapered roller bearing pair assembled in an X or O arrangement. A disadvantage of tapered roller bearing pairs is that under a preferred axial load in one direction, one of the two tapered roller bearing rows is loaded higher, whereas the other tapered roller bearing is less loaded. This leads to an over- and under-demand of the respective warehouse rows. This results in a different life of the respective rows of storage. In extreme cases, at very high axial loads in one direction, the tapered roller bearing row can be almost free of load, which leads to a disruption of the kinematics, in consequence to slip conditions that cause bearing damage in the form of lamination and thus lead to premature bearing failure.
Die U. S. Patentanmeldung 2007/025654 A1 und die Broschüre
In manchen Fällen sind die Walzgeschwindigkeiten so hoch, dass Axial-Kegelrollenlager und Axial-Pendelrollenlager aus den oben beschriebenen Gründen ungeeignet sind. Man verwendet dann beispielsweise als Axiallager ein Schrägkugellager oder Rillenkugellager. Ein Schrägkugellager kann axiale Kräfte in einer Richtung sowie radiale Kräfte aufnehmen. Bei einem Schrägkugellager ist eine Vielzahl von Kugeln zwischen einer gekrümmten Innenlauffläche und einer gekrümmten Außenlauffläche gelagert. Die Kugeln berühren die gekrümmten Laufflächen in einem gegenüber der Drehachse des Wälzlagers versetzten Druckwinkel.In some cases, the rolling speeds are so high that tapered roller thrust bearings and spherical roller thrust bearings are unsuitable for the reasons described above. For example, an angular contact ball bearing or deep groove ball bearing is used as the thrust bearing. An angular contact ball bearing can absorb axial forces in one direction as well as radial forces. In an angular contact ball bearing, a plurality of balls are supported between a curved inner race and a curved outer race. The balls touch the curved running surfaces in a relation to the axis of rotation of the rolling bearing offset pressure angle.
Die französische Patentanmeldung
Das europäische Patent
Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist, ein mehrreihiges Wälzlager mit mindestens einem Kegelrollenlager und mindestens einem Schrägkugellager anzugeben, das kostengünstig produzierbar ist.Object of the present invention is to provide a multi-row rolling bearing with at least one tapered roller bearing and at least one angular contact ball bearing, which is inexpensive to produce.
Die Aufgabe wird durch ein mehrreihiges Wälzlager gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.The object is achieved by a multi-row roller bearing comprising the features of
Das erfindungsgemäße Wälzlager umfasst mindestens ein Kegelrollenlager und mindestens ein Schrägkugellager. Erfindungsgemäß sind entweder die Innenlaufflächen oder die Außenlaufflächen der beiden Lager auf einem gemeinsamen Träger ausgebildet. Es können auch die Innenlaufflächen und die Außenlaufflächen der beiden Lager auf einem gemeinsamen Träger ausgebildet sein. Sind die Innenlaufflächen auf einem gemeinsamen Träger ausgebildet, so sind entsprechend die Innenlaufflächen einteilig. Sind die Außenlaufflächen auf einem gemeinsamen Träger ausgebildet, so sind entsprechend die Außenlaufflächen einteilig. Einteilige Bauteile, wie hier die Träger, sind kostengünstig herstellbar.The rolling bearing according to the invention comprises at least one tapered roller bearing and at least one angular contact ball bearing. According to the invention, either the inner raceways or the outer raceways of the two bearings are formed on a common carrier. It may also be formed on a common carrier, the inner raceways and the outer raceways of the two bearings. If the inner running surfaces are formed on a common carrier, then the inner running surfaces are correspondingly one piece. If the outer running surfaces are formed on a common carrier, the outer running surfaces are correspondingly in one piece. One-piece components, such as here the carrier, are inexpensive to produce.
Wie oben bereits beschrieben, weist das Kegelrollenlager eine konische Innenlauffläche und eine konische Außenlauffläche auf, zwischen denen eine Vielzahl von Kegelrollen gelagert ist.As described above, the tapered roller bearing has a conical inner raceway surface and a tapered outer raceway surface between which a plurality of tapered rollers are supported.
Wie oben ebenfalls bereits beschrieben, weist das Schrägkugellager eine gekrümmte Innenlauffläche und eine gekrümmte Außenlauffläche auf, zwischen denen eine Vielzahl von Kugeln gelagert ist. Die Kugeln berühren die gekrümmten Laufflächen in einem gegenüber der Drehachse des Wälzlagers versetzten Druckwinkel.As also described above, the angular contact ball bearing has a curved inner race and a curved outer race, between which a plurality of balls is mounted. The balls touch the curved running surfaces in a relation to the axis of rotation of the rolling bearing offset pressure angle.
Das Kegelrollenlager und das Schrägkugellager können in einer X-Anordnung oder O-Anordnung sein. Falls mehr als zwei Lagerreihen vorgesehen sind, sind benachbarte Paare von Kegelrollenlagern und Schrägkugellagern in einer X-Anordnung bzw. O-Anordnung.The tapered roller bearing and the angular contact ball bearing can be in an X-arrangement or O-arrangement. If more than two rows of bearings are provided, adjacent pairs of tapered roller bearings and angular contact ball bearings are in an X or O arrangement.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wälzlagers weisen die konischen Innenlaufflächen des Kegelrollenlagers kein Haltebord für die Kegelrollen auf. Halteborde sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie haben nur eine Haltefunktion und Verliersicherung derart, dass der Innenring, der Wälzkörpersatz und der Käfig des Wälzlagers eine Einheit bilden und so zusammen auf einer Welle montiert werden können. Von Vorteil beim Wegfall solcher Halteborde ist, dass die Montage des Wälzlagers einfacher ist, die Herstellung der Innenlaufflächen für die Kegelrollenlager kostengünstiger ist und ein Wälzkörpersatz mit einem Käfig als Baueinheit zur Verfügung gestellt werden kann.In a preferred embodiment of the rolling bearing according to the invention, the tapered inner race surfaces of the tapered roller bearing no holding board for the tapered rollers. Retaining racks are known from the prior art. They have only a holding function and captive such that the inner ring, the rolling element and the cage of the bearing form a unit and can be mounted together on a shaft. An advantage of eliminating such retaining rims is that the mounting of the rolling bearing is easier, the production of the inner raceways for the tapered roller bearings is cheaper and a rolling element with a cage as a unit can be provided.
Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren erläutert werden. Dabei zeigen:In the following, the invention and its advantages will be explained with reference to the accompanying figures. Showing:
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie das erfindungsgemäße Wälzlager ausgestaltet sein kann und stellen keine abschließende Begrenzung dar.For identical or equivalent elements of the invention, identical reference numerals are used. Furthermore, for the sake of clarity, only reference symbols are shown in the individual figures, which are required for the description of the respective figure. The illustrated embodiments are only examples of how the rolling bearing according to the invention can be configured and do not represent a final limitation.
An den äußeren Seiten der beiden Träger
Die Kegelrolle
Da das zweireihige Kegelrollenlager
Dadurch, dass unterschiedliche Arten von Lagern, hier ein Kegelrollenlager
Da das zweireihige Wälzlager
An dem äußeren Ende der konischen Innenlauffläche
An dem inneren Ende der konischen Innenlauffläche
Die gegenwärtige Erfindung ist in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden. Dennoch können Änderungen und Abwandlungen der hier vorgeschlagenen Gestaltungen des Wälzlagers durchgeführt werden, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.The present invention has been described in terms of preferred embodiments. Nevertheless, changes and modifications of the proposed embodiments of the rolling bearing can be carried out without departing from the scope of the following claims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Wälzlagerroller bearing
- 22
- KegelrollenlagerTapered roller bearings
- 2a2a
- erstes Kegelrollenlagerfirst tapered roller bearing
- 2b2 B
- zweites Kegelrollenlagersecond tapered roller bearing
- 33
- konische Innenlaufflächeconical inner tread
- 44
- konische Außenlaufflächeconical outer tread
- 4a4a
- erste konische Außenlaufflächefirst conical outer tread
- 4b4b
- zweite konische Außenlaufflächesecond conical outer tread
- 55
- KegelrolleTapered roller
- 5a5a
- erste Kegelrollefirst tapered roller
- 5b5b
- zweite Kegelrollesecond tapered roller
- 6, 166, 16
- Drehachse des Wälzkörpers (der Kegelrolle bzw. der Kugel)Rotary axis of the rolling element (the tapered roller or the ball)
- 6a, 16a6a, 16a
- Senkrechte zur Drehachse des WälzkörpersVertical to the axis of rotation of the rolling element
- 2626
- Drehachse des WälzlagersRotary axis of the rolling bearing
- 26a26a
- Senkrechte zur Drehachse des WälzlagersVertical to the axis of rotation of the bearing
- 77
- Federelementspring element
- 88th
- erster Druckwinkelfirst contact angle
- 99
- gemeinsamer Trägercommon carrier
- 19, 2919, 29
- separater Trägerseparate carrier
- 1010
- Haltebordholding board
- 1212
- SchrägkugellagerAngular contact ball bearings
- 13 13
- gekrümmte Innenlaufflächecurved inner tread
- 1414
- gekrümmte Außenlaufflächecurved outer tread
- 1515
- KugelBullet
- 1818
- zweiter Druckwinkelsecond pressure angle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 1745221 B1 [0007] EP 1745221 B1 [0007]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
-
”FAG Wälzlager in Walzgerüsten”, Seite 6, http://www.schaeffler.com/remotemedien/media/_shared_ media/library/downloads/wl_17200_4_de_de.pdf” [0004] "FAG Rolling Bearings in Rolling Mills",
page 6, http://www.schaeffler.com/remotemedien/media/_shared_ media / library / downloads / wl_17200_4_en_en.pdf " [0004]
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