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Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung, umfassend ein Wälzlager mit einem Innenring, einem Außenring, Wälzkörpern und einem Käfig, wobei der Innenring eine Innenringlaufbahn aufweist und der Außenring eine Außenringlaufbahn aufweist, wobei die Wälzkörper zwischen Innenring und Außenring wälzend gelagert in dem Käfig voneinander beabstandet angeordnet sind.
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Wälzlager sind aus dem Stand der Technik bekannt. Es besteht ein anhaltendes Bedürfnis daran, Wälzlager möglichst kosteneffizient zu fertigen und langlebig auszuführen.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Wälzlageranordnung bereitzustellen, die kosteneffizient herstellbar und langlebig ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Wälzlageranordnung, umfassend ein Wälzlager mit einem Innenring, einem Außenring, Wälzkörpern und einem Käfig, wobei der Innenring eine Innenringlaufbahn aufweist und der Außenring eine Außenringlaufbahn aufweist, wobei die Wälzkörper zwischen Innenring und Außenring wälzend gelagert in dem Käfig voneinander beabstandet angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring in Axialrichtung zwischen einer ersten Innenringstirnfläche und der Innenringlaufbahn im Querschnitt einen zur Innenringlaufbahn in Radialrichtung nach Innen abfallend verlaufenden ersten Innenringabschnitt aufweist und/oder der Außenring in Axialrichtung zwischen einer ersten Außenringstirnfläche und der Außenringlaufbahn im Querschnitt einen zur Außenringlaufbahn in Radialrichtung nach Außen ansteigend verlaufenden ersten Außenringabschnitt aufweist, so dass ein erster Wälzlagerinnenraum definiert ist, welcher im Querschnitt eine trapezartige Kontur aufweist.
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Durch die trapezartige Ausbildung des Wälzlagerinnenraums wird das Oberflächenvolumen im Vergleich zu axial verlaufenden Ringabschnitten vergrößert, wodurch der Füllbogen über den bestehenden Bereich von 180 bis 190 Grad hinaus vergrößert werden kann. Ferner ist zum Aufweiten des Außenrings und/oder des Innenrings weniger Last erforderlich.
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Die Außenring- bzw. Innenringabschnitte können während der Wälzkörperfüllung so umgeformt werden, dass sie sich im Wesentlichen in Axialrichtung erstrecken.
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Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
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Wälzlager können insbesondere dazu verwendet werden, Drehbewegungen mit möglichst geringen Reibungsverlusten zu ermöglichen. Wälzlager können insbesondere zur Fixierung und/oder Lagerung von Achsen und Wellen eingesetzt werden, wobei sie, je nach Bauform, radiale und/oder axiale Kräfte aufnehmen und gleichzeitig die Rotation der Welle oder der so auf einer Achse gelagerten Bauteile ermöglichen.
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Hierzu sind zwischen einem Innenring und einem Außenring des Wälzlagers abrollende Wälzkörper angeordnet. Zwischen diesen drei Hauptkomponenten Innenring, Außenring und den Wälzkörpern tritt innerhalb des Wälzlagers in der Regel hauptsächlich Rollreibung auf. Da die Wälzkörper im Innen- und Außenring bevorzugt auf gehärteten Stahlflächen mit optimierter Schmierung abrollen können, ist die Rollreibung derartiger Lager relativ gering. Ein Wälzlager kann ein- oder mehrreihig ausgebildet sein.
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Der Innenring kann insbesondere die Wälzlager aufnehmende Welle mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Welle mit der der Welle zugewandten Seite der Mantelfläche des Innenrings verbunden sein, wo-bei auf der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Innenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen. Der Innenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Innenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.
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Der Außenring kann insbesondere die Wälzlager aufnehmende Lagerung mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Lagerung mit der der Lagerung zugewandten Seite der Mantelfläche des Außenrings verbunden sein, wobei der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Außenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen. Der Außenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Außenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.
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Die Wälzkörper haben abhängig von der Wälzlagerbauart die Form einer Kugel oder einer Rolle. Sie wälzen sich auf den Laufbahnen des Wälzlagers ab und haben die Aufgabe, die auf ein Radialwälzlager wirkende Kraft vom Außenring auf den Innenring und umgekehrt zu übertragen. Bei einem Axialwälzlager übertragen die Wälzkörper die auf das Axialwälzlager wirkenden Kräfte zwischen den Laufscheiben. Rollenförmige Wälzkörper werden auch als Rollenwälzkörper und kugelförmige Wälzkörper als Lagerkugel bezeichnet.
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Rollenförmige Wälzkörper können beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der symmetrischen Pendelrollen, der asymmetrischen Pendelrollen, der Zylinderrollen, der Nadelrollen und/oder der Kegelrollen.
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Wälzkörper können in einem Käfig oder durch Wälzkörperdistanzstücke geführt und voneinander beabstandet sein. Es ist grundsätzlich auch denkbar, ein käfigloses Wälzlager auszubilden, welches auch als vollrolliges Wälzlager bezeichnet wird. Bei vollrolligen Wälzlagern können sich benachbarte Wälzkörper kontaktieren.
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Ein Wälzlager kann einen Käfig aufweisen, wobei der Käfig die Wälzkörper führt. Der Käfig so ausgebildet, dass die Wälzkörperkugeln und/oder die Wälzkörperrollen voneinander beabstandet werden, damit beispielsweise die Reibung und Wärmeentwicklung der Wälzkörper möglichst geringgehalten wird.
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Ferner hält der Käfig die Wälzkörperkugeln und/oder Wälzkörperrollen in einem festen Abstand beim Abwälzen zueinander, wodurch eine gleichmäßige Lastverteilung erzielt werden kann. Der Käfig kann einstückig oder mehrstückig ausgeführt sein.
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Die Wälzkörper können innerhalb des Wälzlagers insbesondere auf der Innenringlaufbahn des Innenrings abwälzen. Hierzu kann vorteilhafter Weise die Oberfläche der Innenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein, beispielsweise auch durch ein entsprechendes Oberflächenbehandlungsverfahren und/oder durch Aufbringen einer entsprechenden zusätzlichen Materialschicht.
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Die Innenringlaufbahn kann eben oder profiliert ausgebildet sein. Eine profilierte Ausgestaltung der Innenringlaufbahn kann beispielsweise zur Führung der Wälzkörper auf der Innenringlaufbahn dienen. Eine ebene Ausformung der Innenringlaufbahn kann hingegen beispielsweise eine gewisse axiale Verschiebbarkeit der Wälzkörper auf der Innenringlaufbahn erlauben.
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Die Wälzkörper können innerhalb des Wälzlagers insbesondere auf der Außenringlaufbahn des Außenrings abwälzen. Hierzu kann vorteilhafter Weise die Oberfläche der Außenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein, beispielsweise auch durch ein entsprechendes Oberflächenbehandlungsverfahren und/oder durch Aufbringen einer entsprechenden zusätzlichen Materialschicht.
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Die Außenringlaufbahn kann eben oder profiliert ausgebildet sein. Eine profilierte Ausgestaltung der Außenringlaufbahn kann beispielsweise zur Führung der Wälzkörper auf der Außenringlaufbahn dienen. Eine ebene Ausformung der Außenringlaufbahn kann hingegen beispielsweise eine gewisse axiale Verschiebbarkeit der Wälzkörper auf der Außenringlaufbahn erlauben.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass der Innenring in Axialrichtung zwischen einer zweiten Innenringstirnfläche, welche der ersten Innenringstirnfläche gegenüberliegt, und der Innenringlaufbahn im Querschnitt einen in Radialrichtung nach Innen abfallend verlaufenden zweiten Innenringabschnitt aufweist, und/oder der Außenring in Axialrichtung zwischen einer zweiten Außenringstirnfläche, welche der ersten Außenringstirnfläche gegenüberliegt, und der Außenringlaufbahn im Querschnitt einen in Radialrichtung nach Außen ansteigend verlaufenden zweiten Außenringabschnitt aufweist, so dass ein zweiter Wälzlagerinnenraum definiert ist, welcher im Querschnitt eine trapezartige Kontur aufweist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Die Zeichnungen sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele innerhalb des technisch machbaren frei miteinander kombiniert werden. Es zeigt:
- 1 ein erfindungsgemäßes Wälzlager in einer schematischen Querschnittsdarstellung.
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1 zeigt eine Wälzlageranordnung 1 mit einem Wälzlager 2 mit einem Innenring 3, einem Außenring 4, Wälzkörpern 5 und einem Käfig 6. Der Innenring 3 weist eine Innenringlaufbahn 7 auf und der Außenring 4 eine Außenringlaufbahn 8, wobei die Wälzkörper 5 zwischen Innenring 3 und Außenring 4 wälzend gelagert in dem Käfig 6 voneinander beabstandet angeordnet sind.
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Der Innenring 3 besitzt in Axialrichtung zwischen einer ersten Innenringstirnfläche 9 und der Innenringlaufbahn 7 im Querschnitt einen zur Innenringlaufbahn 7 in Radialrichtung nach Innen abfallend verlaufenden ersten Innenringabschnitt 10. Der Außenring 4 seinerseits weist in Axialrichtung zwischen einer ersten Außenringstirnfläche 11 und der Außenringlaufbahn 8 im Querschnitt einen zur Außenringlaufbahn 8 in Radialrichtung nach Außen ansteigend verlaufenden ersten Außenringabschnitt 12 auf, so dass ein erster Wälzlagerinnenraum 13 definiert ist, welcher im Querschnitt eine trapezartige Kontur aufweist.
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Der Innenring 3 besitzt ferner in Axialrichtung zwischen einer zweiten Innenringstirnfläche 14, welche der ersten Innenringstirnfläche 9 gegenüberliegt, und der Innenringlaufbahn 7 im Querschnitt einen in Radialrichtung nach Innen abfallend verlaufenden zweiten Innenringabschnitt 15. Der Außenring 4 wiederum weist in Axialrichtung zwischen einer zweiten Außenringstirnfläche 16, welche der ersten Außenringstirnfläche 11 gegenüberliegt, und der Außenringlaufbahn 8 im Querschnitt einen in Radialrichtung nach Außen ansteigend verlaufenden zweiten Außenringabschnitt 17 auf, so dass ein zweiter Wälzlagerinnenraum 18 definiert ist, welcher im Querschnitt eine trapezartige Kontur aufweist.
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Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wälzlageranordnung
- 2
- Wälzlager
- 3
- Innenring
- 4
- Außenring
- 5
- Wälzkörper
- 6
- Käfig
- 7
- Innenringlaufbahn
- 8
- Außenringlaufbahn
- 9
- erste Innenringstirnfläche
- 10
- erste Innenringabschnitt
- 11
- erste Außenringstirnfläche
- 12
- erste Außenringabschnitt
- 13
- erster Wälzlagerinnenraum
- 14
- zweite Innenringstirnfläche
- 15
- zweite Innenringabschnitt
- 16
- zweite Außenringstirnfläche
- 17
- zweite Außenringabschnitt
- 18
- zweiter Wälzlagerinnenraum
