-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einem Außenring, einem Innenring und dazwischen in zwei Reihen auf jeweils einer Laufbahn am Außenring und am Innenring abwälzenden Wälzkörpern in Form von Kugeln, welches insbesondere vorteilhaft zur Lagerung von Bauteilen oder Komponenten von landwirtschaftlichen Maschinen wie Pflanz- oder Sämaschinen oder anderen landwirtschaftlichen Ausrüstungsgegenständen einsetzbar ist.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Solche mehrreihigen Wälzlager kommen in unterschiedlichen Anwendungen zum Einsatz, insbesondere dort, wo größere Lasten abzustützen sind. Häufig werden hierbei, um sowohl axiale als auch radiale Lasten abzustützen, Wälzlager mit unterschiedlichen Wälzkörpertypen, nämlich Kugeln und Rollen, verwendet. Ein Beispiel ist aus
DE 30 04 672 A1 bekannt, wo ein zweireihiges Wälzlager beschrieben ist, das eine Tonnenrollenreihe und eine Kugelreihe aufweist. Dort sind die Kugeln durch einen Kammkäfig geführt, wogegen die Tonnenreihen vollrollig ausgeführt ist.
-
Weiterhin ist ein Wälzlager bekannt, das zur Abstützung axialer und radialer Lasten drei Wälzkörperreihen aufweist, nämlich zwei Kugelreihen sowie eine mittige Rollenreihe. Ein solches Lager eignet sich sehr gut zur Abstützung der anliegenden verschiedenen Lasten, wie sie beispielsweise im Bereich von Lagerungen von landwirtschaftlichen Maschinen oder dergleichen auftreten. Nachteilig hierbei ist jedoch die Größe des Lagers, das natürlich aufgrund der Dreireihigkeit axial beachtlich aufbaut.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes, für unterschiedliche Belastungszustände geeignetes und kompakt aufgebautes Wälzlager anzugeben.
-
Beschreibung der Erfindung
-
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Wälzlager der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass jede Reihe über eine Vier-Punkt-Kontaktlagerung an den beiden Laufbahnen gelagert ist, wobei die beiden Wälzkontaktpunkte am Außenring zu denen am Innenring versetzt sind.
-
Die Erfindung schlägt ein Wälzlager vor, das quasi eine Kombination eines zweireihigen Schrägkugellagers mit einem Vier-Punkt-Kontakt-Kugellager darstellt. Die Laufbahnen am Außen- und am Innenring sind derart ausgeführt, dass die jeweiligen Kugeln über eine Vier-Punkt-Kontaktlagerung an den Laufbahnen abgestützt sind respektive auf ihnen wälzen, dass also mithin pro Laufbahn und Kugel zwei Kontaktpunkte gegeben sind. Betrachtet man die durch den Kugelmittelpunkt laufenden Verbindungslinien zwischen den Kontaktpunkten, so ist also jede Kugelreihe als Vier-Punkt-Lager ausgeführt. Dieser Vier-Punkt-Lagerung quasi „überlagert“ ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Wälzkontaktpunkte am Außenring zu denen am Innenring zur Ausbildung einer Schräglageranordnung versetzt sind, das heißt, dass zwei am Außen- und am Innenring ausgebildete Wälzkontaktpunkte radial gesehen nicht miteinander fluchten, sondern seitlich versetzt zueinander sind. Dieser Kontaktpunktversatz führt zu einem Schräglageraufbau, in Kombination mit einer Vier-Punkt-Lagerung.
-
Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kugellagerungen der beiden Kugelreihen ergibt ein Wälzlager, das eine sehr gute Aufnahme sowohl axialer als auch radialer Lasten ermöglicht, gleichzeitig aber auch eine hinreichende Rotationsgeschwindigkeit ermöglicht. Die Ausbildung als Vier-Punkt-Schrägkugellager ermöglicht einerseits die Abstützung hoher axialer Lasten durch die Ausbildung der Wälzkörper-Laufbahnen mit entsprechenden hohen Laufbahnschultern bei einer entsprechend hohen Anzahl an Wälzkörpern, das heißt, dass das Lager sehr tragfähig ist, wie auch hohe axiale Kräfte aus beiden Richtungen aufgenommen werden können. Die zusätzliche „Verschrägung“ über den definierten axialen oder umfangsmäßigen Versatz der Wälzkörperkontaktpunkte am Außen- und am Innenring relativ zueinander ermöglicht des Weiteren eine Erhöhung der Tragfähigkeit in radialer Richtung, das heißt, dass das Lager in radialer Richtung steifer wird.
-
Diese hohe axiale und radiale Tragfähigkeit wird allein durch die entsprechende Lagerung der beiden Kugelreihen erreicht, die zusätzliche Integration unterschiedlicher, beispielsweise rollen- oder tonnenförmiger Wälzkörper oder die Integration einer dritten Wälzkörperreihe mit Rollen oder Tonnen ist hierfür nicht erforderlich, was dazu führt, dass das erfindungsgemäße Lager deutlich einfacher konzipiert ist, darüber hinaus deutlich kompakter und kleinbauender ist und demzufolge auch in Anwendungen mit geringem Bauraum eingesetzt werden kann.
-
Zweckmäßigerweise sind die Wälzkontaktpunkte beider Reihen symmetrisch bezüglich einer Mittelebene des Wälzlagers angeordnet. Die Lagerungen der beiden Kugelreihen sind also identisch zueinander ausgeführt, jedoch spiegelbildlich in Bezug auf die radiale Lagermittelebene ausgelegt, so dass an beiden Reihen ein gleiches Tragbild respektive eine gleiche Tragfähigkeit gegeben ist.
-
Zweckmäßigerweise sind hierbei die beiden Wälzkontaktpunkte der beiden Reihen an den Außenringlaufbahnen näher zueinander angeordnet als die beiden Wälzkörperkontaktpunkte der beiden Reihen der Innenringlaufbahnen. Betrachtet man die jeweiligen durch den Kugelmittelpunkt laufenden Mittellinien zwischen den beiden Verbindungslinien zwischen den Kontaktpunkten, die ebenfalls durch den Kugelmittelpunkt laufen, so ergibt sich bezüglich dieses Mittellinienverlaufs eine O-Anordnung, das heißt, dass die Mittellinien radial nach außen aufeinander zu und radial nach innen voneinander weglaufen. Dieser die O-Anordnung definierende Winkel zwischen diesen Mittellinien, die wie ausgeführt zwischen den beiden Verbindungslinien, die durch den Kugelmittelpunkt laufen und die korrespondierenden Wälzkontaktpunkte am Außen- und Innenring verbinden, sollten unter einem Winkel von 20° - 65° zur Normalen auf die zylindrische Mantelfläche des Außenrings verlaufen. Das heißt, dass in Bezug auf die Positionierung und den Abstand der Kontaktpunkte am Außen- und Innenring ein entsprechender Spielraum gegeben ist. Bevorzugt sollte dieser Winkel zwischen 40° - 50° betragen.
-
Auch in Bezug auf den Winkel zwischen den beiden Verbindungslinien, also dem Druckwinkel, ist eine entsprechende Variationsmöglichkeit gegeben. So sollte der Winkel zwischen den beiden Verbindungslinien, die durch den Kugelmittelpunkt laufen und die korrespondierenden Wälzkontaktpunkte am Außen- und Innenring verbinden, zwischen 20° - 70° betragen. Bevorzugt liegt auch hier der Winkel zwischen 40° - 50°.
-
Durch die Einstellung der oben definierten, entsprechenden Winkelverhältnisse ist eine Einstellung der axialen sowie radialen Tragfähigkeit innerhalb des erfindungsgemäßen Wälzlagers über eine entsprechende Bandbreite und damit eine Anpassung an die im Betrieb gegebenen Anforderungen möglich.
-
Der Außenring selbst ist zweckmäßiger Weise einteilig ausgeführt und krümmt sich mit seinen beiden Laufbahnen zur Mitte hin zum Innenring, das heißt, dass die beiden Laufbahnschultern im Bereich der Lagermittel radial nach innen zum Innenring gezogen sind. Der Außenring ist also massiv. Demgegenüber ist der Innenring geteilt, er besteht aus zwei separaten Ringabschnitten mit jeweils einer Laufbahn, die sich in Richtung der axialen Stirnseite des jeweiligen Ringabschnitts zum Außenring hin krümmen. Das heißt, dass an diesen Ringabschnitten die bevorzugt endständigen Laufbahnschultern radial nach außen zum Außenring laufen. Die Laufbahnschultern nehmen die entsprechenden hohen axialen Kräfte in beiden Richtungen sowie die entsprechenden hohen radialen Kräfte auf.
-
Die Kugeln jeder Reihe sind bevorzugt in einem separaten Käfig geführt. Ein solcher Käfig kann aus Messing oder einem Kunststoff, vorzugsweise Polyamid, sein. Bevorzugt handelt es sich bei dem Käfig um einen Schnappkäfig. Die beiden Käfige sind zweckmäßigerweise im Bereich der Trennebene der beiden Ringabschnitte benachbart zueinander angeordnet, das heißt, sie liegen quasi im Bereich der Mittelebene des Wälzlagers axial aneinander an oder sind eng benachbart zueinander positioniert.
-
Figurenliste
-
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagers wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine geschnittene Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Wälzlagers,
- 2 eine Aufsicht auf die Schnittebene des Wälzlagers in einer Teilansicht aus 1, und
- 3 eine vergrößerte Darstellung der Ansicht aus 2.
-
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Wälzlager 1, mit einem Außenring 2, einem Innenring 3 sowie dazwischen in zwei Reihen 4, 5 laufenden Wälzkörper in Form von Kugeln 6, 7. Jede Reihe 4, 5 läuft auf entsprechenden Laufbahnen 8, 9 am Außenring 2 respektive Laufbahnen 10, 11 am Innenring. Der Außenring 2 selbst ist ein massives Bauteil, während der Innenring 3 aus zwei Ringabschnitten 3a, 3b besteht, um die Montage des Wälzlagers 1 zu ermöglichen. Die Kugeln 6, 7 der beiden Reihen 4, 5 selbst sind in entsprechenden Käfigen 12, 13 geführt, bei denen es sich um Metall- oder Kunststoffkäfige, vorzugsweise aus Messing oder Polyamid, handeln kann, wo die Kugeln 6, 7 in entsprechenden Schnappaufnahmen aufgenommen sind.
-
2 zeigt eine vergrößerte Teilansicht des Wälzlagers 1 mit Blick auf die Schnittebene. Die Laufbahnen 8, 9 des Außenrings 2 sind über entsprechende Laufbahnschultern 14, 15 gebildet, so dass sie sich im Bereich der Lagermittelebene gekrümmt radial nach innen erstrecken.
-
Demgegenüber sind an den Ringabschnitten 3a, 3b endständige Laufbahnschultern 16, 17 ausgeführt, die die Laufbahnen 10, 11 ausbilden respektive definieren, und die gekrümmt radial nach außen gezogen sind.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Wälzlager 1, wie insbesondere 3 zeigt, ist jede Reihe 4, 5 respektive jede Kugel 6, 7 über eine Vier-Punkt-Kontaktlagerung an den Laufbahnen 8, 9 und 10, 11 gelagert. An den außenringseitigen Laufbahnen 8, 9 sind die vier Wälzkontaktpunkte a, b, c und d realisiert und dargestellt, während an den innenringseitigen Laufbahnen 10, 11 die Wälzkontaktpunkte e, f, g und h gegeben sind. Die Lagerung jeder Reihe 4, 5 ist also eine Vier-Punkt-Lagerung.
-
Wie 3 aber deutlich zeigt, sind die Wälzkontaktpunkte a - g am Außenring 2 relativ zu den Wälzkontaktpunkten e - h am Innenring 3 respektive den Ringabschnitten 3a, 3b in Axial- oder Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet. Die Wälzkontaktpunkte a, b sind näher zueinander positioniert als die Wälzkontaktpunkte e, h. Dies führt dazu, dass die Mittellinie M1 bzw. M2, die sich durch den jeweiligen Kugelmittelpunkt K1 bzw. K2 erstrecken und mittig zwischen den Verbindungslinien V1 und V2 respektive V3 und V4, die jeweils ebenfalls durch den Kugelmittelpunkt K1 bzw. K2 laufen und jeweils zwei Wälzkontaktpunkte miteinander verbinden, jeweils unter einem Winkel α zur Normalen N auf die Mantelfläche 18 des Außenrings 2 stehen, der < 90° ist. Bevorzugt beträgt dieser Winkel zwischen 20° - 65°, insbesondere zwischen 40° - 50°. Dabei verbindet die Verbindungslinie V1 die Wälzkontaktpunkte a und f, die Verbindungslinie V2 verbindet die Wälzkontaktpunkte b und e, die Verbindungslinie V3 verbindet die Wälzkontaktpunkte c und h und die Verbindungslinie V4 verbindet die Wälzkontaktpunkte d und g. Ersichtlich führt diese quasi verdrehte Kontaktpunktanordnung dazu, dass vorliegend die Verbindungslinien V1 und V3 näher zur Senkrechten verlaufend angeordnet sind, als sie es wären, wenn die entsprechenden Wälzkontaktpunkte radial miteinander fluchten würden, wenn also, wie bei Vier-Punkt-Lagern üblich, vorliegend der Wälzkontaktpunkt a mit dem Wälzkontaktpunkt e radial fluchtet, der Wälzkontaktpunkt b mit dem Wälzkontaktpunkt f etc. Dies ermöglicht eine bessere Aufnahme radialer Lasten, das heißt, dass die radiale Tragfähigkeit deutlich erhöht ist.
-
Gleichzeitig ist auch die jeweilige Verbindungslinie V2 und V4 stärker relativ zur Vertikalen verkippt angeordnet, als sie es wäre, wenn die Wälzkontaktpunkte wie vorstehend beschrieben radial miteinander fluchten würden. Dies verbessert wiederum die axiale Lastaufnahme.
-
Der Winkel β zwischen den Verbindungslinien V1 und V2 bzw. V3 und V4 sollte zwischen 20° - 70°, vorzugsweise ebenfalls ca. 40° - 50° betragen.
-
Da der Aufbau zur Mittelebene symmetrisch ist, sind folglich die Winkel α und β beider Teillagerungen bzw. beider Reihen 4, 5 identisch.
-
Ersichtlich kann durch entsprechende Variation der Kontaktpunktanordnung der entsprechende Verlauf der Verbindungslinien V1 - V4 wie auch der Mittellinien M1, M2 eingestellt respektive beeinflusst werden, worüber aber auch die jeweilige axiale und radiale Tragfähigkeit eingestellt werden kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Wälzlager
- 2
- Außenring
- 3
- Innenring
- 3a
- Ringabschnitt
- 3b
- Ringabschnitt
- 4
- Reihe
- 5
- Reihe
- 6
- Kugel
- 7
- Kugel
- 8
- Laufbahn
- 9
- Laufbahn
- 10
- Außenring
- 11
- Außenring
- 12
- Käfig
- 13
- Käfig
- 14
- Laufbahnschulter
- 15
- Laufbahnschulter
- 16
- Laufbahnschulter
- 17
- Laufbahnschulter
- 18
- Mantelfläche
- a - h
- Wälzkontaktpunkt
- M1, M2
- Mittellinie
- K1, K2
- Kugelmittelpunkt
- V1 - V4
- Verbindungslinie
-
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
-
