DE102019115309A1 - Lagerscheibe für ein Axialrollenlager - Google Patents

Lagerscheibe für ein Axialrollenlager Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung zumindest bestehend aus einer Lagerscheibe (2) eines Axialrollenlagers (1), aus Rollen (5) mit einem radialen Durchmesser und einer axialen Länge und aus einem Auflager (7), wobei die Lagerscheibe (2) mit einem ringförmigen Scheibenkörper (3) mit einer radial in Richtung der der Rollen (5) gewölbten Laufbahn (4) für die Rollen (5) versehen ist, und wobei die gewölbte Laufbahn (4) radial gesehen mehrere aneinander anschließende, unterschiedliche Krümmungsrichtungen aufweisende Wölbungsabschnitte (6, 11, 12) und wenigstens zwei Stützabschnitte (13, 14) aufweist, wobei die Lagerscheibe (2) mit den Stützabschnitten (13, 14) radial an dem Auflager (7) anliegt

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung zumindest bestehend aus einer Lagerscheibe eines Axialrollenlagers, aus Rollen mit einem radialen Durchmesser und einer axialen Länge und aus einem Auflager, wobei die Lagerscheibe mit einem ringförmigen Scheibenkörper mit einer radial in Richtung der der Rollen gewölbten Laufbahn für die Rollen versehen ist, und wobei die gewölbte Laufbahn radial gesehen mehrere aneinander anschließende, unterschiedliche Krümmungsrichtungen aufweisende Wölbungsabschnitte und wenigstens zwei Stützabschnitte aufweist, wobei die Lagerscheibe mit den Stützabschnitten radial an dem Auflager anliegt.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Eine Lagerscheibe bzw. ein Axialrollenlager umfassend zwei solche Lagerscheiben ist aus DE 10 2010 033 122 A1 bekannt. Die Lagerscheiben des dort beschriebenen Axialrollenlagers sind als lastabhängig einfedernde Tellerfedern ausgeführt. Die Laufbahnen sind ebenflächig oder „getellert“, weisen jedoch lokal jeweils einen zum Wälzbereich hin konvexen Wölbungsabschnitt auf, das heißt, dass die Wölbungen beider Lagerscheiben zueinander gerichtet sind. Dies führt dazu, dass die Rollen im unbelasteten Zustand einen reibungsarmen Punktkontakt aufweisen, wobei mit zunehmender Last der Wölbungsabschnitt einfedert, so dass die tragende Länge der Wälzkörper zunimmt.
  • Durch die im Niedriglastbereich kurze und damit reibungsarme Kontaktlänge zwischen den Wälzkörpern und den Lagerscheiben können die Wälzkörper kinematisch günstig auf den Laufbahnen abrollen. Hierüber wird auch vermieden, dass es, wie bei bisher üblichen ungewölbten Lagerscheiben der Fall, im nahezu lastfreien Zustand zu einem kinematisch unsauberen Abrollen der Wälzkörper auf den Laufbahnen bis hin zum Stillstand der Wälzkörper bzw. des gesamten Rollenkranzes kommt und die Wälzkörper nur noch über die Laufbahnen rutschen. Durch die mit zunehmender Last beginnende Einfederung bis hin zur kompletten Einfederung bei hinreichend hoher Last wird eine mit der Lagerlast zunehmende tragende Länge der Wälzkontakte erzielt, mithin ist also die Tragfähigkeit des Lagers stets gegeben.
    Es hat sich nun jedoch herausgestellt, dass es aufgrund des Verformungsverhaltens der Scheiben dazu kommen kann, dass es bei hohen Lagerlasten nahe den Rollenenden, also im Kantenbereich, wo die zylindrische Mantelfläche in die jeweilige ebene Stirnfläche übergeht, zu einem verstärkten Kontakt mit der jeweiligen Laufbahn kommt. Dort können lebensdauerreduzierende und reibungs-erhöhende Kontaktpressungsspitzen auftreten, was nachteilig ist. Des Weiteren ist gerade nahe den Rollenenden die Unrundheit der Rollen besonders groß, so dass diese Pressungsspitzen noch weiter vergrößert werden. Zudem kann dadurch die Geräuschentwicklung des Lagers ungünstig beeinflusst werden.
  • Das vorgenannte Problem wurde mit einer Lagerscheibe für ein Axialrollenlager bzw. eine Lageranordnung der Gattung gelöst, welche mit JP2012007709A offenbart ist. Diese Rollescheibe ist mit einem ringförmigen Scheibenkörper, mit einer gewölbten Laufbahn für die Rollen versehen. Die gewölbte Laufbahn weist radial gesehen mehrere aneinander anschließende, unterschiedliche Krümmungsrichtungen aufweisende Wölbungsabschnitte auf, die unter höheren Axiallasten plan einfedern können und die Pressungsspitzen weitestgehend kompensieren.
  • Bekannt sind weiterhin aus DE 199 240 18 A1 bzw. JP2015017690A auch Axialrollenlager mit balligen bzw. gewölbten Lagerscheiben, wobei die Lagerscheiben mit den Wölbungen im Wesentlichen nur Verkippungen der Rollen zu den Wälzlaufbahnen zulassen und damit Verkippungen der gelagerten Maschinenteile bis zu gewissen Graden zulassen.
  • Ein weiteres Rollenlager ist mit DE 10 2010 033 122 A1 offenbart, bei dem die Lagerscheiben außerdem noch nach Art der Tellerfedern gegen die Axialrichtung schräg angestellt sind und somit in Richtung von Axiallasten um einen Betrag nachgebend gestaltet sind.
  • Die Lagerscheiben der betrachteten Gattung zeichnet außer den vorgenannten unterschiedliche Krümmungsrichtungen aufweisenden Wölbungen gemeinsam aus, dass diese links und rechts der gewölbten Laufbahn jeweils einen Stützabschnitt aufweisen, mit welchem die Lagerscheiben an einem Auflager anliegen und zumindest unter Last abgestützt sind.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Lageranordnung respektive eines entsprechend verbesserten Axiallagers anzugeben.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Die Lösung der Aufgabe ergibt sich nach dem Gegenstand des Anspruchs 1.
  • Die Lageranordnung besteht zumindest aus einer Lagerscheibe eines Axialrollenlagers, aus Rollen, die vorzugsweise in einem Käfig geführt sind, und aus einem Auflager, wobei die Rollen ihrer Länge (A) nach, d.h. also mit ihrer Rotationsachse radial ausgerichtet sind. Die Lagerscheibe, welche auch radial ausgerichtet ist und deren Symmetrieachse deshalb quer zur Radialrichtung, d.h. axial, ausgerichtet ist, ist mit einem ringförmigen Scheibenkörper (3) versehen, welcher eine axial in Richtung der der Rollen konvex gewölbten Laufbahn für die Rollen aufweist. Die gewölbte Laufbahn ist in radialer Richtung in mehrere aneinander anschließende und unterschiedliche Krümmungsrichtungen aufweisende Wölbungsabschnitte und wenigstens zwei Stützabschnitte aufgeteilt. Die Lagerscheibe ist mit den Stützabschnitten axial an dem Auflager abgestützt.
  • Gemäß Erfindung ist vorgesehen, dass die Laufbahn und auch die Wölbungsabschnitte mit den unterschiedlichen Krümmungsradien sind im nicht belasteten Zustand zu dem Auflager axial beabstandet, aber die Stützabschnitte sind axial an dem Auflager abgestützt. Im „nicht belasteten Zustand“ wirken keine Kräfte auf die Lageranordnung in axialer Richtung.
  • Anders als im Stand der Technik gemäß DE 10 2010 033 122 A1 , wo eine einzige konvexe Wölbung, die aus der ansonsten ebenen Lagerscheibenlauffläche konvex hervorsteht, vorgesehen ist, ist bei der erfindungsgemäßen Lagerscheibe eine variierende Krümmung aufweisende Lagerscheibenfläche vorgesehen, die nicht an dem Auflager anliegt. Die gewölbte Laufbahn weist, gesehen in Radialrichtung, mehrere, also wenigstens zwei aneinander anschließende Wölbungsabschnitte auf, die unterschiedliche Krümmungsrichtungen aufweisen, die also wenigstens einen konvexen und einen konkaven Krümmungsabschnitt bilden und radial zum Auflager beabstandet sind. Durch diese erfindungsgemäße spezifische Laufbahn- oder Laufflächengeometrie wird vorteilhaft auf das Einfederverhalten respektive auf die Laufbahngeometrie, wie sie sich insbesondere bei hohen Lagerlasten einstellt, Einfluss genommen. Durch die entsprechende Anordnung des zusätzlichen konkaven Wölbungsabschnitts kann nämlich mit besonderem Vorteil das bisher nachteilige Verformungsverhalten der Lagerscheibe im Bereich außerhalb des zentralen, konvexen Wölbungsabschnitts, das im Stand der Technik zu den erhöhten Kontaktpressungsspitzen im Bereich der Rollenenden geführt hat, weitestgehend oder idealerweise vollständig kompensiert werden. Während es sich bei den Lagerscheiben gemäß Stand der Technik herausgestellt hat, dass es bei vollständigem Einfedern des zentralen konvexen Wölbungsabschnitts zu einer geringen elastischen Aufwölbung in dem oder den benachbarten, ursprünglich ebenflächigen Laufbahnbereich kommt, was zu deutlichen Kontaktpressungsspitzen an den Rollenenden führen kann, ist durch die Integration des zusätzlichen, konkaven Wölbungsabschnitts eine Wölbungskompensation integriert, das heißt, dass hierdurch ein entsprechendes nachteiliges Aufwölben unterbunden wird.
  • Die Wölbungsabschnitte sind axial zwischen den Stützabschnitten und mit Abstand zum Auflager ausgebildet, so dass die einzelnen Wölbungsabschnitte vollständig ihren Anteil am Einfederungsverhalten der Laufbahn übernehmen. Unter Wölbungsabschnitte sind deshalb auch keine Radien zu verstehen, an denen Geometrie der Laufscheibe in die Stützabschnitte oder Borde der Laufscheibe übergehen und die sich beim Einfedern der Laufbahnen nicht verformen.
  • Rollen sind walzenartige Wälzkörper, die an den Enden auch balllig ausgebildet sein können. Rollen sind auch Nadeln, deren axiale Länge mindestens dem Zweifachen ihres Rollendurchmessers entspricht. Der Fachmann versteht unter gattungsgemäßen Lageranordnungen mit Nadeln gewöhnlich Axialnadellager. Auflager sind die Oberflächen von Wellen (deren Stirnseiten oder Schultern) oder anderen Getriebebauteilen bzw. ein Auflager eines Montagewerkzeugs.
  • Auch wenn das Axiallager zwei solcher Lagerscheiben aufweist, federn die beiden erfindungsgemäßen Lagerscheiben bei hinreichend hoher Last vollständig ein, so dass sich der dann erforderliche Kontakt über die gesamte effektive Rollenlänge (Rollenlänge abzüglich der Übergangsradien an den Rollenenden) ergibt. Jedoch ist aufgrund der erfindungsgemäßen Wölbungsgeometrie im Bereich wenigstens eines Rollenendes sichergestellt, dass es dort zu keiner Aufwölbung kommt, vielmehr ergibt sich auch dort ein Kontaktpressungsspitzen vermeidender Kontakt zwischen der Rolle und der oder den Lagerscheiben.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein erster, mit Sicht auf den Außenumfang der Lagerscheibe radial innen liegender Wölbungsabschnitt mit Richtung zum Auflager konvexer und deshalb mit Richtung vom Auflager weg konkaver Wölbung, ein sich daran radial in Richtung des Außenumfangs anschließender mittlerer Wölbungsabschnitt mit axial in Richtung der Rollen konvexer Wölbung und ein sich daran anschließender mit Sicht auf die Symmetrieachse der Lagerscheibe radial äußerer Wölbungsabschnitt mit in Richtung des Auflagers konvexer und deshalb in Richtung vom Auflager weg konkaver Wölbung vorgesehen ist. Bei dieser besonders bevorzugten Erfindungsausgestaltung sind also mit Sicht axial in Richtung Auflager bzw. mit Sicht axial vom Auflager weg drei von der Krümmungsrichtung betrachtete unterschiedliche Krümmungen aufweisende Wölbungsabschnitte vorgesehen. Ein mit Sicht auf die Symmetrieachse der Lagerscheibe radial innerer konkaver Wölbungsabschnitt, ein mittlerer konvexer Wölbungsabschnitt sowie ein radial äußerer zweiter konkaver Wölbungsabschnitt. Der mittlere Wölbungsabschnitt bildet im belasteten und unbelasteten Zustand den Wälzabschnitt, an denen die Rollen zumindest im nicht oder nur leicht belasteten Betriebszustand mit Punktkontakt und unter Last im Linienkontakt anliegen. Diese Ausgestaltung bewirkt, dass unter Last nahe beider Rollenenden keine Kontaktpressungsspitzen auftreten, da sowohl am radial inneren als auch am radial äußeren Ende der effektiven Rollenlänge in diesen Bereichen oder in daran anschließenden Abschnitten die entsprechenden konkaven Wölbungsabschnitte vorgesehen sind, die auf das reale Einfederverhalten abgestimmt sind, so dass in diesem Bereich jede nachteilig, aus dem Einfedern des konkaven mittleren Wölbungsabschnitts resultierende Geometrieänderung kompensiert respektive vermieden ist. Beide Rollenenden sind also im pressungsspitzenfreien Punkt- oder Linienkontakt zu der oder den Lagerscheiben.
  • Dabei kann die Breite des mittleren Wölbungsabschnitts vorzugsweise mindestens der Länge der Rollen entsprechen, das heißt, dass im mittleren Wölbungsabschnitt, der dann, wenn lastbedingt flachgedrückt, radial gesehen den gesamten Wälzbereich definiert, eine stetige Krümmung gegeben ist. Die beiden inneren und äußeren konkaven Wölbungsabschnitte schließen sich hieran an, befinden sich aber in einem Bereich, der an den Wälzbereich, definiert über den mittleren Wölbungsabschnitt, radial erst anschließt. Diese bestimmen im Sinne eines verlängerten federnden Hebels und mit ihrer jeweiligen Wölbung sowie ihrer axialen Freiheit gegenüber dem Auflager das Einfederverhalten positiv. Alternativ dazu ist es natürlich denkbar, dass der mittlere Wölbungsabschnitt etwas kürzer als die Rollenlänge ist, vielmehr schließen sich der radial innere und der radial äußere konkave Wölbungsabschnitt bereits im Wälzbereich, wenn der konvexe Wölbungsabschnitt zusammengedrückt ist, an. Grundsätzlich ist ein krümmungsstetiger Verlauf im Bereich der Wälzkontakte zu bevorzugen, jedoch nicht zwingend.
  • Der Krümmungsradius des mittleren Wölbungsabschnitts kann konstant sein, das heißt, dass eine homogene Krümmung, die sich rechnerisch zu 1/R (R = Krümmungsradius) ergibt, gegeben ist. Alternativ ist es aber auch denkbar, dass der Krümmungsradius des mittleren Wölbungsabschnitts radial gesehen variiert, so dass sich eine radial gesehen variierende Krümmung ergibt. Die Auslegung kann derart sein, dass die Krümmung im Bereich des radial gesehenen inneren Abschnitts stärker ist als im radial äußeren Bereich. Die konkrete Krümmungsgeometrie kann in Abhängigkeit des realen Einfederverhaltens ermittelt werden, das wiederum abhängig von der Geometrie, der Dicke und dem Material der Lagerscheibe ist, wie natürlich auch der Geometrie der Rollen und den gegebenen Lastverhältnissen.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Länge und/oder der Krümmungsradius des inneren Wölbungsabschnitts gleich oder ungleich dem Krümmungsradius des äußeren Wölbungsabschnitts ist. Auch hier besteht also eine Variationsmöglichkeit, um sich optimal dem tatsächlichen Einfederverhalten resultierend aus den oben bereits angeführten, verschiedenen Eingangsgrößen optimal anpassen zu können. Je nachdem, wie das tatsächliche Einfederungsverhalten ist, was beispielsweise auch dadurch beeinflusst werden kann, dass am Innenumfang oder am Außenumfang ein Bord, der versteifende Wirkung hat, vorgesehen wird, kann die Länge oder der Krümmungsradius entsprechend variiert werden. Insbesondere wenn ein Bord vorhanden ist, können die Krümmungsradien unterschiedlich sein, bevorzugt kann in diesem Fall der Krümmungsradius des bordseitigen Wölbungsabschnitts kleiner als der Krümmungsradius desbordabgewandten Wölbungsabschnitts sein.
  • Die Lagerscheibe selbst ist bevorzugt aus einem umgeformten Metallblech hergestellt. Im Rahmen der Herstellung der Lagerscheibe, die aus einer Blechtafel ausgestanzt wird und anschließend entsprechend umgeformt wird, ist es im Rahmen dieser Umformung ohne weiteres möglich, der Laufbahn die gewünschte Wölbungsgeometrie zu geben.
  • Neben der Lageranordnung und der Lagerscheibe selbst betrifft die Erfindung ein Axialrollenlager, das neben dem Rolle- oder Rollenkranz, gegebenenfalls käfiggeführt, wenigstens eine Lagerscheibe der beschriebenen Art aufweist. Bevorzugt sind zwei derartige Lagerscheiben vorgesehen, zwischen denen die Rollen oder Rollen aufgenommen sind.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen in:
    • 1 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Lageranordnung mit einer erfindungsgemäßen Lagerscheibe im unbelasteten Zustand, dargestellt in einem sich in der Bildebene von links nach rechts radial erstreckenden Querschnitt einer Axialebene, in welcher aufgrund des gewählten Zeichnungsmaßstabs die nicht dargestellte Symmetrieachse der Lagerscheibe verläuft,
    • 2 die Lageranordnung aus 1 im belasteten Zustand,
    • 3 die Teilansicht nach 1 mit einem Diagramm unterlegt, wobei anhand der Kurve des Diagramms der Verlauf der Krümmungen der einzelnen Wölbungsabschnitte beschrieben ist,
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 und 3: Die Lageranordnung 1 weist eine Lagerscheibe 2 eines ansonsten nicht weiter dargestellten Axialnadellagers auf. Die Definition des Axiallagers ergibt sich daraus, dass die Hauptbelastungsrichtung dieses Lagers im Wesentlichen senkrecht, d.h. axial, zum Auflager ist, wenn dessen Oberfläche in radialen Ebenen verläuft. Die Lagerscheibe 2 ist mit einem Scheibenkörper 3 versehen. Der Scheibenkörper 3 weist eine Laufbahn 4 auf, auf der die Wälzkörper in Form von Rollen 5 laufen. Die Laufbahn 4 verläuft in Umfangsrichtung um die Symmetrieachse der Lageranordnung und weist eine radiale Breite auf, welche sich aus der Summe der radialen Abstände L + X + Y ergibt. Die Rollen 5 der axialen Länge A sind in Umfangsrichtung um einen Bord 10 angeordnet und mit ihren Rotationsachsen 16 radial ausgerichtet. Am Innenumfang des Scheibenkörpers 3 ist ein sich in axiale Richtung erstreckender Bord 10 ausgebildet, d.h., der Bord begrenzt umfangsseitig das Durchgangsloch 15 der Lagerscheibe 2. Die Lageranordnung 1 ist weiterhin durch ein nicht vollständig dargestelltes Auflager 7 gebildet, welches an seiner im Kontakt mit Stützabschnitten 13 und 14 stehenden Oberfläche in einer Radialebene ausgerichtet ist und an welchem die Lagerscheibe 2 über die zwei Stützabschnitte 13 und 14 abgestützt ist. Die Stützabschnitte 13 und 14 sind mit dem Abstand B axial voneinander entfernt ausgebildet, wobei sich der Abstand B je nach Belastungszustand der Lageranordnung 1 ändern kann (B' und B" siehe 2 und 3).
  • Der Scheibenkörper 3 weist einen gewölbten Wölbungsabschnitt 6 auf, der radial zu den Rollen 5 hin konvex aufgewölbt ist. Im Bild links und rechts des Wölbungsabschnitts sind weitere Wölbungsabschnitte 11 und 12 ausgebildet. In der lastfreien Situation liegen die Rollen 5 näherungsweise in einem einzigen Punkt 17 an der Laufbahn 4 und zwar nur am Wölbungsabschnitt 6 an, das heißt, dass ein reibungsarmer und punktförmiger Wälzkontakt gegeben ist.
  • In der gezeigten Stellung, in der das Rollenlager 1 über die Stützabschnitte 13 und 14 an dem Auflager 7 abgestützt ist, ist die Lagerscheibe 2 im Bereich des Scheibenkörper 3 jeweils endseitig am Auflager 7 aufgelagert, das heißt, dass resultierend aus der Wölbung des Scheibenkörper 3 ein axialer Spalt 18 zwischen dem Scheibenkörper 3 und dem Auflager 7 insgesamt unter allen Wölbungsabschnitten 11, 6 und 12 gegeben ist. Der Spalt 18 wird zu den Stützabschnitten 13 und 14 hin immer schmaler.
  • 2: Wirkt nun eine Last auf das Axialrollenlager ein, die mindestens der Einebnungslast der Wölbungsabschnitte 11, 6 und 12 entspricht, kommt es dazu, dass der Wölbungsabschnitt 6 niedergedrückt, also gegen das Auflager 7 gedrückt wird. Es ergibt sich, vorbehaltlich von Einflüssen balliger Enden der Rollen 5, ein Linienkontakt zwischen dem Wölbungsabschnitt 6 und den Rollen 5 an der Oberfläche der Laufbahn 4. Die Lagerscheibe 2 liegt an der Gegenseite zur Laufbahn 4 flach an dem Auflager 7 an, weil der Spalt axial überwunden ist. Es gilt vorzugsweise A ≤ L.
  • 1 und 3: Bei der erfindungsgemäßen Lagerscheibe 2 sind drei separate Wölbungsabschnitte vorgesehen, nämlich ein radial innerer erster Wölbungsabschnitt 11 mit konkaver Krümmung, ein mittiger zweiter Wölbungsabschnitt 6 mit konvexer Krümmung oder Wölbung, sowie seitlich davon und ein radial äußerer Wölbungsabschnitt 12 mit ebenfalls konkaver Krümmung. Jede Wölbung der Wölbungsabschnitte 6, 11 und 12 ist über einen entsprechenden Krümmungsradius definiert, wobei die Krümmungsradien hier mit R1 (für den mittleren Wölbungsabschnitt 6), R2 (für den radial inneren Wölbungsabschnitt 11) und R3 (für den radial äußeren Wölbungsabschnitt 12) dargestellt sind. Innerhalb der einzelnen Wölbungen können die Radien konstant sein, das heißt, dass homogene stetige Krümmungen gegeben sind. Es ist aber auch denkbar, dass der jeweilige Radius, radial gesehen, variiert, so dass auch der Krümmungsverlauf innerhalb des jeweiligen Wölbungsabschnitts 6, 11, 12 variiert, also nicht konstant ist.
  • 1: Der mittlere Wölbungsabschnitt 6 ist länger als die Länger A der Rollen 5 und weist die Länge L auf, das heißt, dass in dem eigentlichen Bereich, in dem die Rollen 5, wenn eingeebnet, laufen, eine stetige Krümmung ohne Wechsel der Krümmungsrichtung gegeben ist.
  • 3: Die Zeichnung ist mit einem Diagramm unterlegt, das längs der Abszisse den radialen Abstand „r“ und längs der Ordinate die Krümmung als Funktion 1/R darstellt, wobei R für die Krümmungsradien steht. Wie das Diagramm zeigt, ist in diesem Beispiel im Bereich der Länge L des mittleren Wölbungsabschnitts keine konstante Krümmung gegeben, vielmehr variiert dort die Krümmung axial, das heißt, dass der Krümmungsradius über die Laufbahnbreite in diesem Bereich variiert. 3 zeigt des Weiteren, dass sich die Längen X und Y der inneren und äußeren Wölbungsabschnitte 11, 12 ebenfalls unterscheiden können, wie auch ihre Krümmungen. Das heißt, dass auch hier eine entsprechende Variationsmöglichkeit zur Optimierung der Kompensation etwaiger geometrisch bedingter Aufwölbungen gegeben ist. Die Krümmungslinie 19 der Laufbahn 4 verläuft von radial innen der Lagerscheibe 2 nach radial außen der Lagerscheibe betrachtet wie folgt: Im ersten Abschnitt der Länge X, der den Verlauf des ersten Wölbungsabschnitts beschreibt, ist die Linie konkav gekrümmt. Es ergibt sich ein negativ gerichtetes Verhältnis 1/R. An einem ersten Umkehrpunkt 20, welcher den Wechsel vom ersten Wölbungsabschnitt 11 zum zweiten und mittleren Wölbungsabschnitt 6 kennzeichnet, wird das Verhältnis 1/R positiv, d.h., der Wölbungsabschnitt 6 ist konvex gewölbt. An einem zweiten Umkehrpunkt 21 wechselt das Verhältnis 1/R wieder ins Negative. Der Umkehrpunkt 21 kennzeichnet den Wechsel vom zweiten Wölbungsabschnitt 6 zum dritten Wölbungsabschnitt 12, d.h. der dritte Wölbungsabschnitt ist konkav gekrümmt. Erfindungswesentlich für den Verlauf der Krümmungen ist es, dass die Umkehrpunkte 20 und 21 radial zwischen den Stützabschnitten 13 und 14 liegen. Die Stützabschnitte 13 und 14 sind in diesem Falle Berührungslinien, die sich umfangsseitig um die Symmetrieachse der Lagerscheibe, welche der Rotationsachse des Axiallagers entspricht, bzw. um das Loch 15.
  • Die Erfindung lässt folglich durch die Anpassung der lokalen Scheibenprofilierung an das jeweilige konkrete Einfederungsverhalten der gewölbten Laufbahnscheibe die Realisierung eines sehr gleichmäßigen Verlaufs der Kontaktpressung über die Wälzkörperlänge bei hohen Lagerlasten zu, während gleichzeitig ein unerwünschter Laufbahnkontakt respektive eine übergroße Kantenpressung an den Rollenenden vermieden werden kann. Dabei wird die lokale Scheibenprofilierung in Abhängigkeit beispielsweise der Breite der Lagerscheibe, der Höhe des Bordes, des Tellerungswinkels, der Scheibendicke, des Scheibenmaterials etc. gewählt, da diese Parameter letztlich das Einfederungsverhalten bestimmen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Lageranordnung
    2
    Lagerscheibe
    3
    Scheibenkörper
    4
    Laufbahn
    5
    Rolle
    6
    Wölbungsabschnitt
    7
    Auflager
    8
    Aufwölbungsabschnitt
    9
    Rollenkante
    10
    Bord
    11
    Wölbungsabschnitt
    12
    Wölbungsabschnitt
    13
    Stützabschnitt
    14
    Stützabschnitt
    15
    Durchgangsloch
    16
    Rotationsachse
    17
    Punkt
    18
    Spalt
    19
    Krümmungslinie
    20
    Umkehrpunkt
    21
    Umkehrpunkt
  • 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
    • DE 102010033122 A1 [0002, 0006, 0012]
    • JP 2012007709 A [0004]
    • DE 19924018 A1 [0005]
    • JP 2015017690 A [0005]

Claims (9)

  1. Lageranordnung (1) zumindest bestehend aus einer Lagerscheibe (2) eines Axialrollenlagers, aus Rollen (5) und aus einem Auflager (7), wobei die Rollen (5) ihrer Länge (A) nach radial ausgerichtet sind und die Lagerscheibe (2) mit einem ringförmigen Scheibenkörper (3) mit einer axial in Richtung der der Rollen (5) gewölbten Laufbahn (4) für die Rollen (5) versehen ist, und wobei die gewölbte Laufbahn (4) in radialer Richtung mehrere aneinander anschließende, unterschiedliche Krümmungsrichtungen aufweisende Wölbungsabschnitte (6, 11, 12) und wenigstens zwei Stützabschnitte (13, 14) aufweist, wobei die Lagerscheibe (2) mit den Stützabschnitten (13, 14) axial an dem Auflager (7) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahn (4) axial und die unterschiedliche Krümmungsradien aufweisenden Wölbungsabschnitte (6, 11, 12) zu dem Auflager axial beabstandet sind aber die Stützabschnitte (13, 14) axial an dem Auflager abgestützt sind.
  2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahn (4) in axialer Richtung breiter ist als die Länge der Rollen (5).
  3. Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbungsabschnitte axial zwischen den Stützabschnitten ausgebildet und zu dem Auflager radial beabstandet sind.
  4. Lageranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich axial an einen der Stützabschnitte (13, 14) axial anschließender erster Wölbungsabschnitt (11) konkav gewölbt ist, ein sich daran anschließender mittlerer zweiter Wölbungsabschnitt (6) mit konvexer Wölbung versehen ist und damit der erste Wölbungsabschnitt (11) radial in entgegengesetzter Richtung zum ersten Wölbungsabschnitt (11) in Richtung der Rollen (5) gewölbt ist, und ein sich an den zweiten Wölbungsabschnitt (6) anschließender dritter Wölbungsabschnitt (12) wie der erste Wölbungsabschnitt (11) mit einer konkaven Wölbung versehen ist.
  5. Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des mittleren Wölbungsabschnitts (6) mindestens der Länge der Rollen (5) oder Rollen entspricht.
  6. Lageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Seite des Scheibenkörpers (3) ein umlaufender Bord (10) vorgesehen ist, wobei der Bord (10) radial auf einen der Stützabschnitte folgt.
  7. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zwei Lagerscheiben (2), zwischen denen die Rollen (5) radial aufgenommen sind.
  8. Lagerscheibe für eine Lageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Krümmungsradius des bordseitigen Wölbungsabschnitts (11) kleiner als der Krümmungsradius des bordabgewandten Wölbungsabschnitts (12) ist.
  9. Lagerscheibe für eine Lageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem umgeformten Metallblech besteht.
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