DE202005012496U1

DE202005012496U1 - Drahtwälzlager

Info

Publication number: DE202005012496U1
Application number: DE200520012496
Authority: DE
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-08-09
Filing date: 2005-08-09
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2015-08-10

Abstract

Drahtwälzlager (1) in Form eines doppelreihigen Schrägkugellagers , bestehend aus zwei konzentrisch ineinander angeordneten Tragringen (2, 3), die in einander zugekehrten Ausnehmungen Laufdrähte (13, 14, 15, 16) aufweisen, zwischen denen Wälzkörper (11, 12) abrollen, wobei der äußere Tragring (2) einen in seiner Ausdehnung veränderbaren Spalt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Tragring (2) einen durchgehenden Längsschlitz (25) aufweist, der mit Hilfe eines Spannelementes in seiner Umfangsausdehnung veränderbar ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Drahtwälzlager in Form eines doppelreihigen Schrägkugellagers, bestehend aus zwei konzentrisch ineinander angeordneten Tragringen, die in einander zugekehrten Ausnehmungen Laufdrähte aufweisen, zwischen denen Wälzkörper abrollen, wobei der äußere Tragring einen in seiner Ausdehnung veränderbaren Spalt aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Es ist allgemein bekannt, dass sich Stahlringe beim Härten verziehen. Dieses ist der Hauptgrund dafür, dass die Ringe genau laufender Wälzlager nach dem Härten geschliffen werden müssen. Der Aufwand für das Schleifen steigt mit dem Durchmesser der Lagerringe so an, dass der Einbau genau laufender Wälzlager mit großen Durchmessern im allgemeinen nicht mehr wirtschaftlich ist. Die ungünstigen Einflüsse der Härtung lassen sich durch die Verwendung ungehärteter Rollbahnen oder durch die Trennung der Rollbahnen von den umschließenden Lagerringen beseitigen. Ein Lager mit ungehärteten Rollbahnen besitzt jedoch eine geringe Tragfähigkeit. Es machen sich schon bei gerin gen Belastungen Rollbahneindrückungen durch Geräuschbildung und hakenden Lauf des Lagers bemerkbar.
Die zweite Möglichkeit, die in der Trennung der Rollbahnen von den umschließenden Lagerringen besteht, ist durch Drahtwälzlager verwirklicht worden. Die hierbei verwendeten Rollbahndrähte bestehen aus hartem Stahl, sind aber trotzdem wegen ihres geringen Querschnittes elastisch und verwindungsweich. Sie legen sich unter den Wälzkörperdruck fest an die umschließenden ungehärteten Lagerringe an, so dass diese maßgebend für die Laufgenauigkeit des Lagers sind. Der Einbau von Drahtwälzlagern ist auch bei großen Durchmessern und hohen Laufgenauigkeiten noch wirtschaftlich.
Ein derart gattungsgemäß ausgebildetes Drahtwälzlager in Form eines doppelreihigen Schrägkugellager ist aus der DE 199 03 159 A1 vorbekannt. Wie die 1 und die zugehörige Beschreibung erkennen lassen, weist dieses einen Außenlaufring, einen Innenlaufring und zwischen diesen ablaufende Wälzkörper in Form von Kugeln auf. Der Außenlaufring ist radial geteilt, was letztendlich schon aus Gründen der Montage erforderlich ist. Die Wälzkörper der beiden Schrägkugellager sind in einem von den beiden Teilen des Außenringes gebildeten, radial nach außen offenen Ringspalt angeordnet. Die beiden Teile des Außenlaufringes sind zur Einstellung des Lagerspiels in axialer Richtung gegeneinander verstellbar, wodurch auch der gegenseitige Abstand der beiden Schrägkugellager zueinander verändert wird. Der Innenlaufring greift mit einer Rippe, gegen die sich die Schrägkugellager beiderseits abstützen, in den Ringspalt. Die Wälzkörper laufen in den Laufbahnen der Laufringe ab. Diese Laufbahnen sind in Laufbahndrähte aus gehärtetem Stahl eingearbeitet, die in die Innen- und Außenlaufringe eingelegt sind. Da bei üblicher Betriebsweise und insbesondere bei Belastung des Lagers eine Glättung der Laufbahn und Kugeloberflächen sowie ein Setzen der Laufdrähte in den Laufringen auftritt, führen diese Glättungs- und Setzvorgänge nach einer gewissen Betriebszeit des Lagers zu einer Vergrößerung des Lagerspiels bzw. zu einer Änderung der Vorspannung. In Ausnahmefällen, z. B. bei Wärmeausdehnung, könnte sowohl eine Verringerung als auch eine Vergrößerung des Lagerspiels auftreten. Die beiden Teile des geteilten Laufringes sind über ein Schraubengewinde miteinander verbunden. Der Drehsinn des Schraubengewindes ist entsprechend der Drehrichtung des Lagers so gewählt, dass es zu einer Verkleinerung des Ringspalts und damit zu einer Verringerung des Lagerspiels oder zu einer Vergrößerung des Ringspalts und damit zu einer Erweiterung des Lagerspiels führt. Um die beiden Teile des Außenlaufringes in der gewünschten Drehstellung zu halten, sind diese durch eine Verdrehsicherung feststellbar. Grundsätzlich könnte das einschraubbare Teil des Lagerings durch einen Gewindestift oder dergleichen nach Einstellung des Lagerspiels bzw. der Vorspannung gegen Verdrehung gesichert werden. Um eine Anpassung bzw. Nachstellung des Lagerspiels immer dann vornehmen zu können, wenn dies erforderlich ist, ist die Verdrehsicherung lösbar auszubilden.
Nachteilig dabei ist, dass diese Art der Einstellung der Lagervorspannung sehr aufwendig ist. Dadurch, dass einer der beiden Laufringe in zwei getrennte Ringe geteilt ist, sind die Trennfugen der Teilringe exakt aufeinander auszurichten, was mit einem erhöhten Fertigungsaufwand verbunden ist. Weiter ist von Nachteil, dass beide Teilringe mit einem Gewinde versehen sein müssen, um sie zur Einstellung der gewünschten Vorspannung in axialer Richtung gegeneinander zu verschieben. Es liegt auf der Hand, dass die Herstellung solcher Gewinde insbesondere bei großen Lagerringen aufwendig ist. In diesem Zusammenhang ist es auch von Nachteil, dass zur Feststellung der Lage der beiden Teilringe zueinander auch noch ein zusätzliches Feststellelement hergestellt und angebracht werden muss.
Ein weiterer Nachteil dieses gattungsgemäßen Lagers ist dessen aufwendige Dämpfung. Wie aus den Figuren und der Beschreibung erkennbar, sind die Laufdrähte im Lagerring über elastische Einlagen gehalten, die diese aufnehmen. Aufgrund der Anordnung dieser elastischen Einlagen ist jedoch die Montage und Fertigung aufwendig.
Zusammenfassung der Erfindung
Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Drahtwälzlager so auszubilden, dass die Einstellung der gewünschten Lagervorspannung mit einfachen Mitteln möglich ist. Eine weitere Aufgabe besteht darin, das Lager konstruktiv so zu gestalten, dass die dämpfende Wirkung ebenfalls mit einfacheren Mitteln bewerkstelligt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass der äußere Tragring einen durchgehenden Längsschlitz aufweist, der mit Hilfe eines Spannelementes in seiner Umfangsausdehnung veränderbar ist.
Der Vorteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Lagers liegt darin, dass dessen Herstellung wesentlich vereinfacht ist. Es ist nicht mehr erforderlich, den äußeren Tragring zweiteilig mit genau zueinander fluchtenden Trennflächen auszubilden, wobei auch aufwendige Gewinde nicht mehr eingeschnitten werden müssen. Vielmehr genügt es, den Tragring mit einem durchgehenden Längsschlitz zu versehen, so dass dieser einstückig bleibt und zwei aufeinander gerichtete Enden aufweist, deren Abstand in Umfangsrichtung zueinander mit Hilfe des Spannelementes verändert werden kann. Auf diese Weise kann der Durchmesser des äußeren Tragringes vergrößert oder verkleinert werden und so im Sinne der Erfindung auf die Vorspannung des Lagers eingewirkt werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
So hat es sich nach Anspruch 2 als vorteilhaft erwiesen, dass das Spannelement eine mit einem Gewinde versehene Schraube ist. Derartige Schrauben sind als Massenteile auf dem Zuliefermarkt in mannigfaltigen Ausführungen und unterschiedlichen Größenverhältnissen kostengünstig verfügbar.
Bei Verwendung eines Spannelementes in Form einer Schraube ist es nach Anspruch 3 erforderlich, dass der äußere Tragring an einem ersten vom Längsschlitz benachbarten Ende eine radial nach außen offene Ausnehmung aufweist, die in Richtung des Längsschlitzes durch eine Durchgangsbohrung fortgesetzt ist, während ein zweites vom Längsschlitz benachbart angeordnete Ende eine mit einem Gewinde versehene Bohrung aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, die Spannschraube in einfacher Weise in den äußeren Tragring einzusetzen und durch Einschrauben in diesen den Längsschlitz in seiner Umfangsausdehnung zu verändern.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist vorgesehen, dass die in je einem Käfig geführten Kugelreihen zueinander in O- oder in X-Anordnung angestellt sind. Durch diese axiale Anstellung gegeneinander werden günstige Lastverteilungs- und somit gute Abrollverhältnisse erreicht.
Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 5 soll in das Drahtwälzlager beidseitig je ein winkelförmig ausgebildeter Dichtring eingesetzt sein, dessen einer Schenkel mit einem der Tragringe eine Spaltdichtung bildet.
Nach einem anderen zusätzlichen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 6 soll wenigstens der äußere Tragring an seiner Mantelfläche von einem Kunststoffband umschlossen sein. Auf diese Weise ist es möglich, störende Vibrationen in einfacher Weise auszuschalten. Außerdem wirkt dieses Kunststoffband als Körperschallsperre.
Schließlich ist nach einem letzten Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 7 vorgesehen, das Kunststoffband, Dichtring und Käfig mit je einem durchgehenden Schlitz versehen sind. Durch diese Schlitze ist sichergestellt, dass die genannten Teile eine Änderung in Umfangsrichtung gemeinsam mit dem äußeren Tragring in einfacher Weise mit vollziehen können. Dies ist besonders dann von Bedeutung, wenn das Drahtwälzlager einen großen Durchmesser aufweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist.
Es zeigen:
1 einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäß gestaltetes Drahtwälzlager entlang der Linie I-I in 2 und
2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Das in den 1 und 2 dargestellte und mit 1 bezeichnete Drahtwälzlager ist als ein doppelreihiges Schrägkugellager ausgebildet und kann beispielsweise als Drehverbindung in der Computertomographie (CT) eingesetzt werden. Im Einzelnen weist das Drahtkugellager 1 den äußeren Tragring 2 und den inneren Tragring 3 auf, die konzentrisch ineinander angeordnet sind. Der äußere Tragring 2 ist in seiner Mitte mit dem radial einwärts gerichteten Vorsprung 4 versehen, während der innere Tragring 3 an seinen beiden Enden mit je einem radial auswärts gerichteten Bord 5, 6 ausgestaltet ist. Auf diese Weise sind zwei Freiräume 7, 8 gebildet, die radial durch die voneinander beabstandeten Tragringe 2, 3 begrenzt sind. In beiden Freiräumen 7, 8 sind Kugelkränze untergebracht, die aus im Käfig 9, 10 geführten Lagerkugeln 11, 12 bestehen. Die Lagerkugeln 11, 12 wälzen auf profilierten Laufdrähten 13, 14, 15, 16 ab, die einerseits an den Borden 5, 6 des inneren Tragringes 3 und andererseits am Vorsprung 4 des äußeren Tragringes 2 abgestützt sind. Die Kugeldrucklinien der Lagerkugeln 11, 12 verlaufen schräg von innen nach außen, d.h., die Kugelkränze sind zueinander in O-Anordnung angestellt. Zum Drahtwälzlager 1 gehören weiter winkelförmig ausgebildete Dichtringe 17, 18, deren axial verlaufende Schenkel 19, 20 in den Tragring 2 eingepasst sind. Die radialen Schenkel 21, 22 bilden beidseitig mit dem inneren Tragring 3 eine Spaltdichtung, d.h., sie liegen an diesem nicht an. Außerdem begrenzen die Schenkel 21, 22 die beiden Freiräume 7, 8 in axialer Richtung. Zum Drahtwälzlager 1 gehören auch zwei Kunststoffbänder 23, 24, die in einer nicht bezeichneten Ausnehmung auf der Mantelfläche des äußeren Tragringes 2 angeordnet sind.
Wie insbesondere aus 2 erkennbar, ist der äußere Tragring 2 mit einem durchgehenden Längsschlitz 25 versehen, der parallel zu einer nicht dargestellten Lagerachse verläuft. Auf diese Weise ist der einstückige äußere Tragring 2 mit einem ersten und einem zweiten Ende 26, 27 versehen, die sich in Umfangsrichtung gegenüberliegen. Im ersten Ende 26 des äußeren Tragringes 2 ist die Ausnehmung 28 angeordnet, die in radialer Richtung nach außen offen ist. Die Ausnehmung 28 wird in Umfangsrichtung hin zum Längsschlitz 25 durch die Durchgangsbohrung 29 fortgesetzt. Das zweite Ende 27 des äußeren Tragringes 2 ist mit der weiteren Bohrung 30 versehen, die ein Innengewinde 31 trägt und mit der Durchgangsbohrung 29 fluchtet. Über die im äußeren Tragring 2 rechtsseitig angeordnete Ausnehmung 28 wird nun die mit dem Kopf 33 und dem Außengewinde 34 versehene Schraube 32 eingesetzt, wobei deren Schaft die Durchgangsbohrung 29 und die Bohrung 30 durchsetzt. Beim Einschrauben und Verdrehen der Schraube 32 liegt deren Kopf 33 am linksseitigen Ende der Ausnehmung 28 an und bewegt die beiden Enden 26, 27 aufeinander zu, so dass der Längsschlitz 25 in seiner Umfangsausdehnung verringert ist. Auf diese Weise wird der Durchmesser des äußeren Tragringes 2 verkleinert und somit die Vorspannung des Lagers 1 erhöht. Natürlich ist es in umgekehrter Weise auch möglich, die Schraube 32 zu lösen, so dass der Längsschlitz 25 zwischen den beiden Enden 26, 27 des äußeren Tragringes 2 in seiner Umfangsausdehnung wieder vergrößert wird. Die nicht sichtbaren durchgehenden Schlitze in den Kunststoffbändern 23, 24, den Dichtringen 17, 18 und den Käfigen 9, 10 sorgen dafür, dass die Umfangsveränderung dieser Teile problemlos dem jeweiligen Durchmesser des äußeren Tragringes 2 angepaßt werden können.
Der Zusammenbau des erfindungsgemäßen Drahtwälzlagers erfolgt derart, dass in einem ersten Schritt sowohl der äußere als auch der innere Tragring 2, 3 mit geschlitzten kreisrunden Laufdrähten 14, 16, 13, 15 ausgestattet werden. Danach wird der innere Tragring 3 in den äußeren Tragring 2 eingesetzt und in diesem exzentrisch verschoben, so dass eine sichelförmige Ausnehmung gebildet ist, in die dann beidseitig die Lagerkugeln 11, 12 zwischen ihre Laufbahnen 13, 14, 15, 16 eingeschoben werden können. Nach deren gleichmäßiger Verteilung und konzentrischer Ausrichtung der Tragringe 2, 3 zueinander werden wiederum beidseitig in axialer Richtung von außen die Lagerkäfige 9, 10 derart zugeführt, dass deren Taschen die Lagerkugeln 11, 12 umschließen, bevor abschließend die beiden Dichtringe 17, 18 eingesetzt werden.

1: Drahtwälzlager
2: äußere Tragring
3: innerer Tragring
4: Vorsprung
5: Bord
6: Bord
7: Freiraum
8: Freiraum
9: Käfig
10: Käfig
11: Lagerkugel
12: Lagerkugel
13: Laufdraht
14: Laufdraht
15: Laufdraht
16: Laufdraht
17: Dichtring
18: Dichtring
19: axialer Schenkel
20: axialer Schenkel
21: radialer Schenkel
22: radialer Schenkel
23: Kunststoffband
24: Kunststoffband
25: Längsschlitz
26: erstes Ende
27: zweites Ende
28: Ausnehmung
29: Durchgangsbohrung
30: Bohrung
31: Innengewinde
32: Schraube
33: Kopf
34: Außengewinde

Claims

Drahtwälzlager (1) in Form eines doppelreihigen Schrägkugellagers , bestehend aus zwei konzentrisch ineinander angeordneten Tragringen (2, 3), die in einander zugekehrten Ausnehmungen Laufdrähte (13, 14, 15, 16) aufweisen, zwischen denen Wälzkörper (11, 12) abrollen, wobei der äußere Tragring (2) einen in seiner Ausdehnung veränderbaren Spalt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Tragring (2) einen durchgehenden Längsschlitz (25) aufweist, der mit Hilfe eines Spannelementes in seiner Umfangsausdehnung veränderbar ist.
Drahtwälzlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement eine mit einem Gewinde (34) versehene Schraube (32) ist.
Drahtwälzlager (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Tragring (2) an einem ersten vom Längsschlitz (25) benachbarten Ende (26) eine radial nach außen offene Ausnehmung (28) aufweist, die in Richtung des Längsschlitzes (25) durch eine Durchgangsbohrung (29) fortgesetzt ist, während ein zweites vom Längsschlitz (25) benachbart angeordnetes Ende (27) eine mit einem Gewinde (31) versehene Bohrung (30) aufweist.
Drahtwälzlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in je einem Käfig (9, 10) geführten Kugelreihen (11, 12) zueinander in O- oder in X-Anordnung angestellt sind.
Drahtwälzlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig je ein winkelförmig ausgebildeter Dichtring (17, 18) eingesetzt ist, dessen einer Schenkel (21, 22) mit einem der Tragringe (3) eine Spaltdichtung bildet.
Drahtwälzlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der äußere Tragring (2) an seiner Mantelfläche von einem Kunststoffband (23, 24) umschlossen ist.
Drahtwälzlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kunststoffband (23, 24), Dichtring (17, 18) und Käfig (9, 10) mit je einem durchgehenden Schlitz versehen sind.