DE19803929A1 - Wälzlager-Drehverbindung - Google Patents
Wälzlager-DrehverbindungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wälzlager-Drehverbindung, die aus zwei konzen
trisch ineinander angeordneten Laufringen besteht, zwischen denen Wälzkörper
auf zugehörigen Laufbahnen abrollen.
Derartige Wälzlager-Drehverbindungen sind bereits bekannt ("Die Wälzlager
praxis", Vereinigte Fachverlage GmbH, Mainz 1995). Solche Wälzlager-Dreh
verbindungen werden als Schwenklager für die Abstützung von Baggern, Kränen
oder im Fahrzeugbau für Gelenkbusse bzw. Straßenbahnen eingesetzt, d. h. in
Einsatzgebieten, bei denen bei begrenztem Einbauraum hohe Belastungen
auftreten und die eine hohe Betriebssicherheit verlangen. Diese Drehverbindun
gen können Axialkräfte, Radialkräfte und Kippmomente aufnehmen. Kleinere
Drehverbindungen mit einem Laufkreisdurchmesser bis zu 200 mm werden
darüber hinaus in der Medizintechnik, im Roboterbau oder in der Wehrtechnik
benötigt.
Diese Schwenklager werden als Vierpunktlager ausgebildet, das insbesondere
zur Aufnahme von Kippkräften bei kleinem Querschnitt gut geeignet ist. Gelen
ke von Industrierobotern und andere Lagerstellen, die die Tragfähigkeit und die
Steifigkeit von Kugellagern überfordern, rüstet man gern mit Kreuzrollenlagern
aus. Diese Lager haben einen Kranz von Rollen mit annähernd quadratischem
Querschnitt, die abwechselnd mit versetzter Achse auf den Laufbahnen abrol
len.
Nachteilig dabei ist, daß die Laufbahnen direkt im inneren bzw. im äußeren
Laufring untergebracht sind, so daß aufgrund der erforderlichen Güte der
Laufbahnen deren Herstellung verteuert ist. So ist immer der gesamte Laufring
einem Schleif- und Härteverfahren zu unterwerfen. Das kann beim Härten
beispielsweise dazu führen, daß der Laufring einem Härteverzug unterliegt und
für die Drehverbindung unbrauchbar ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wälzlager-Drehverbin
dung zu entwickeln, die sich im Vergleich zum bisherigen Stand der Technik
wesentlich einfacher fertigen läßt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von
Anspruch 1 dadurch gelöst, daß die Wälzkörper durch Lagernadeln zweier
einander entgegengerichteter Axialschrägnadellager gebildet sind, die Lauf
scheiben aufweisen und wobei der Schnittpunkt der verlängerten Drehachsen
der Lagernadeln im äußeren Laufring liegt.
Diese Axialschrägnadellager werden als separate Bauteile gefertigt und erlauben
eine von der eigentlichen Wälzlagerung der Drehverbindung unabhängige
Fertigung der beiden Laufringe, so daß die Wälzlager-Drehverbindung in ihrer
Gesamtheit einfacher gefertigt werden kann. Durch die Trennung von Laufrin
gen und Wälzlagerung wird auch eine Gewichtsverminderung der Wälzlager-
Drehverbindung in einfacher Weise möglich, indem die Laufringe aus einem
Leichtmetall hergestellt werden. Gegenüber den bekannten Drehverbindungen,
die in beschriebener Weise bevorzugt als Vierpunktlager oder Kreuzrollenlager
ausgeführt sind, ist bei Verwendung von zwei Schrägnadellagern die Wälzkör
peranzahl mindestens doppelt so hoch. Die statische Tragzahl bzw. axiale Kipp
steifigkeit der erfindungsgemäßen Drehverbindung wird daher erheblich verbes
sert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen 2, 3, 4, 5 und 6 beschrieben.
So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß der innere Laufring an seiner Mantel
fläche einen in Richtung äußeren Laufring weisenden Vorsprung besitzt, der
Anlageflächen für die beiden Axialschrägnadellager bildet. Im Gegensatz zum
bisherigen Stand der Technik erstrecken sich in diesem Fall die Anlageflächen
hervorstehend nach außen, so daß diese problemlos in der erforderlichen Weise
mechanisch bearbeitet werden können.
In Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 soll der äußere Laufring
zweigeteilt sein und eine Trennebene aufweisen, die einen um 90° zur Dreh
achse der Drehverbindung versetzt angeordneten Verlauf nimmt bzw. parallel
zu dieser verläuft. Durch diese Trennebene wird die Montage der Wälzlager-
Drehverbindung erleichtert bzw. überhaupt erst ermöglicht.
Nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 4 soll in der
Trennebene der Wälzlager-Drehverbindung eine Abstimmscheibe angeordnet
sein. Mit Hilfe von unterschiedlichen Stärken dieser Abstimmscheiben kann nun
in einfacher Weise auf die Vorspannung dieser Drehverbindung eingewirkt wer
den.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 5 soll der äußere
Laufring an seiner inneren Mantelfläche eine Ausnehmung zur Aufnahme der
Schrägnadellager besitzen, in die ein Gewindering einschraubbar ist. Durch
diese spezielle Ausbildung des äußeren Laufringes ist es möglich, daß dieser
einstückig ausbildbar ist. Darüber hinaus kann ebenfalls in einfacher Weise
durch die axiale Stellung des Gewinderinges auf die Vorspannung der Wälz
lagerung eingewirkt werden.
Schließlich geht aus Anspruch 6 hervor, daß die Axialschrägnadellager spanlos
hergestellt, die Lagernadeln in einem Käfig geführt und die Laufscheiben gehär
tet sein sollen.
Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch ein Axialschrägnadel
lager,
Fig. 2 und 3 eine teilweisen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Wälzlager-Drehverbindung.
Das in Fig. 1 gezeigte und mit 1 bezeichnete Axialschrägnadellager besteht
aus zwei Laufscheiben 2 und 3, zwischen denen auf nicht näher bezeichneten
Laufbahnen in einem Käfig 4 geführte Lagernadeln 5 abwälzen. Dieses Axial
schrägnadellager 1 ist so ausgebildet, daß die Laufscheiben 2 und 3 gegenüber
der Drehachse 6 des Axialschrägnadellagers 1 unter einem Winkel verlaufen,
der kleiner als 90° ist, d. h. schräggestellt sind. Die Drehachse der Lagerna
deln 5 ist in Fig. 1 mit 7 bezeichnet.
Die in Fig. 2 mit 8 bezeichnete Wälzlager-Drehverbindung besteht aus einem
inneren Laufring 9 und einem äußeren Laufring 10, der entlang einer Trenn
ebene 13 in die beiden Teilringe 11 und 12 zerfällt. Die Trennebene 13 verläuft
dabei sowohl parallel zur Drehachse 6 als auch zu dieser um 90° versetzt. Der
innere Laufring 9 weist an seiner Mantelfläche einen radial nach außen gerichte
ten Vorsprung 14 auf, der trapezförmig ausgebildet ist. An den schrägverlaufen
den Seitenflächen des Vorsprunges 14 liegen die beiden Axialschrägnadel
lager 1 jeweils mit ihrer inneren Laufscheibe 2 an. Die anderen, ebenfalls
schräg zur Drehachse 6 verlaufenden Anlageflächen für die Axialschrägnadel
lager 1 werden durch die beiden Teilringe 11 und 12 gebildet. In der Trenn
ebene 13 zwischen den beiden Teilringen 11 und 12 ist eine Abstimmscheibe
15 angeordnet über dessen Stärke auf die Vorspannung der Wälzlager-Drehver
bindung 8 eingewirkt werden kann. Je geringer diese Abstimmscheibe 15 in
ihrer Dicke ausgebildet ist, um so näher lassen sich die beiden Teilringe 11 und
12 in axialer Richtung aufeinander zubewegen, so daß auf diese Art und Weise
die gewünschte Vorspannung der Wälzlager-Drehverbindung einstellbar ist. Der
Fig. 2 ist weiter entnehmbar, daß die verlängerten Drehachsen 7 der Lagerna
deln 5 ihren Schnittpunkt im äußeren Laufring 10 haben, etwa im Bereich der
Trennebene 13, in dem diese von einem waagerechten Verlauf in einen senk
rechten Verlauf übergeht.
Die in Fig. 3 gezeigte Wälzlager-Drehverbindung 16 besteht ebenfalls aus
einem inneren Laufring 9 und einem äußeren Laufring 10 und dazwischen
angeordneten Axialschrägnadellagern 1. Der innere Laufring 9 ist wiederum mit
einem radial nach außen zeigenden Vorsprung 14 versehen, der jedoch im
Vergleich zu Fig. 2 dreieckförmig ausgebildet ist und wiederum die Anlageflä
chen für beide Axialschrägnadellager 1 bildet. Der äußere Laufring 10 ist an
seiner Innenseite mit einer nicht bezeichneten Ausnehmung versehen, die an
ihrem oberen Ende schräg zur Drehachse 6 der Wälzlager-Drehverbindung 16
verläuft und die andere Anlagefläche für eines der beiden Axialschrägnadel
lager 1 bildet. In diese Ausnehmung des äußeren Laufringes 10 wird nun ein
Gewindering 17 eingeschraubt, der an seinem oberen Ende dachartig abfällt
und die zweite Auflagefläche im äußeren Laufring 10 für das zweite Axialschrä
gnadellager 1 bildet. Über die axiale Verschiebbarkeit des Gewinderinges 17 im
äußeren Laufring 10 kann nun auf die Vorspannung der beiden Axialschrä
gnadellager 1 und damit auf die Vorspannung der Wälzlager-Drehverbindung
16 eingewirkt werden. Der Vorteil dieser Lösung gegenüber der in Fig. 2 ist
hauptsächlich darin zu sehen, daß der äußere Laufring 10 einstückig ausgebildet
sein kann und in einfacher Weise durch Verdrehen des Gewinderinges 17 auf
die Vorspannung eingewirkt werden kann.
1
Axialschrägnadellager
2
Laufscheibe
3
Laufscheibe
4
Käfig
5
Lagernadel
6
Drehachse
7
Drehachse
8
Wälzlager-Drehverbindung
9
innerer Laufring
10
äußerer Laufring
11
Teilring
12
Teilring
13
Trennebene
14
Vorsprung
15
Abstimmscheibe
16
Wälzlager-Drehverbindung
17
Gewindering
Claims (6)
1. Wälzlager-Drehverbindung (8, 16), die aus zwei konzentrisch ineinander
angeordneten Laufringen (9, 10) besteht, zwischen denen Wälzkörper auf
zugehörigen Laufbahnen abrollen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkör
per durch Lagernadeln (5) zweier einander entgegengerichteter Axialschräg
nadellager (1) gebildet sind, die Laufscheiben (2, 3) aufweisen und wobei der
Schnittpunkt der verlängerten Drehachsen (7) der Lagernadeln (5) im äußeren
Laufring (10) liegt.
2. Wälzlager-Drehverbindung (8, 16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der innere Laufring (9) an seiner Mantelfläche einen in Richtung des
äußeren Laufringes (10) weisenden Vorsprung (14) besitzt, der Anlageflächen für
die beiden Axialschrägnadellager (1) bildet.
3. Wälzlager-Drehverbindung (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der äußere Laufring (10) zweigeteilt ist und eine Trennebene (13) aufweist,
die einen um 90° zur Drehachse (6) der Drehverbindung versetzt angeordneten
Verlauf nimmt bzw. parallel zu dieser verläuft.
4. Wälzlager-Drehverbindung (8) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Trennebene (13) eine Abstimmscheibe (15) angeordnet ist.
5. Wälzlager-Drehverbindung (16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der äußere Laufring (10) an seiner inneren Mantelfläche eine Ausnehmung
zur Aufnahme der Axialschrägnadellager (1) besitzt, in die ein Gewindering (17)
einschraubbar ist.
6. Wälzlager-Drehverbindung (8, 16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Axialschrägnadellager (1) spanlos hergestellt, die Lagernadeln (5)
in einen Käfig (4) geführt und die Laufscheiben (2, 3) gehärtet sind.
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