DE3401767C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Radial-Pendelrollenlager,
bei welchem die Stirnflächen
der Querstege eines Käfigs mit Pendelrollen in Flächenberührung
sind.
Zur Erläuterung des Standes der Technik, von dem die Erfindung
ausgeht, wird auf die Fig. 1 bis 3 der Zeichnungen
bezug genommen. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein zweireihiges Pendelrollenlager
herkömmlicher Bauart;
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Käfig von Fig. 1;
Fig. 3 den Schnitt nach der Linie X-X in der Fig. 2
in vergrößertem Maßstab.
Bei einem typischen Tonnenlager nach dem Stand der Technik,
wie es in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, ist ein Paar von
metallischen Käfigen 3 zwischen einem äußeren sowie einem
inneren Laufring 1 bzw. 2 angeordnet. Jeder dieser Käfige
3 ist so ausgestaltet, daß ein innen im Lager liegendes
ringförmiges Teil 4 (Innenring) und ein außen am Lager liegendes
ringförmiges Teil 5 (Außenring) miteinander als ein
Stück durch Querstege 6 verbunden sind. In der Ausnehmung
oder Tasche 11 eines jeden Käfigs 3 ist eine Pendelrolle
12 angeordnet. Die Stirnflächen 13 der die Tasche 11 bildenden
Querstege 6 haben konkav gekrümmte Flächen 18 mit axialen
sowie radialen Bogen, die eine der Rollfläche 17 der
Pendelrolle 12 entsprechende Krümmung in dem weiter nach
innen liegenden Bereich des Lagers haben. Die Ebene 16
liegt senkrecht zu einer Ebene 15, welche die Achse des
Lagers sowie die Achse 14 der Pendelrolle enthält, und sie
enthält selbst die Achse 14 der Pendelrolle 12. Die weiter
außen von dieser Ebene 16 liegenden Stirnflächen 13 der
Querstege 6 weisen eine halbzylindrische Fläche 19 auf.
Demzufolge ist zwischen der halbzylindrischen Fläche 19
und der Pendelrolle 12 keine Flächenberührung sondern nur
eine Linienberührung gegeben, weshalb der Berührungsbereich
zwischen der Stirnfläche 13 des Steges 6 und der Pendelrolle
12 gering, der Berührungsflächendruck zwischen diesen
Teilen 13 sowie 12 aber hoch ist, so daß an den Querstegen
6 ein hoher Abrieb auftritt. Wenn die Käfige 3 auf
Grund der Schwerkraft mit dem inneren Laufring 2 in Berührung
kommen, d. h., daß dann, wenn die gezeigten Käfige 3
sich mit Bezug zur Rolle 12 abwärts (in Fig. 3) bewegen,
der Umfangsspalt zwischen der Rolle 12 sowie der Stirnfläche
13 des Steges 6 groß und die Rolle 12 für eine Neigung
empfänglich wird, womit leicht eine Schräglage der Rolle
12 auftreten kann. Da der Abstand A zwischen der Außenumfangsfläche
21 eines Steges 6 und der Außenumfangsfläche
21 des benachbarten Steges 6 größer ist als der Durchmesser
des entsprechenden Teils der Pendelrolle 12, ist auch die
Breitenabmessung der Außenumfangsfläche 21 des Steges 6
in Umfangsrichtung gering und damit ist die Steifigkeit
der Querstege 6 nur schwach. Ferner fällt die in der Tasche
11 angeordnete Pendelrolle 12 durch die zylindrische Fläche
19 während des Zusammenbaus des Lagers aus der Tasche 11
heraus, weshalb der Zusammenbau des Lagers schwierig wird
und auch eine Automatisierung für den Zusammenbau des Lagers
Probleme aufwirft.
Ein zweireihiges Radial-Pendelrollenlager, welches im
wesentlichen die Merkmale des ersten Absatzes des Anspruches
1 aufweist, ist mit der DE 29 06 210 A1 bekannt geworden.
Dieses bekannte Radial-Pendelrollenlager weist einen äußeren
Laufring, einen inneren Laufring und zwei einteilige
Kunstharzkäfige auf, die mit einer Vielzahl von in
Umfangsrichtung zueinander beabstandeten Querstegen versehen
sind. Diese Querstege haben eine den Rollen zugewandte ebene
Fläche, sowie in ihrem oberen und unteren Bereich parallel
zur Rollenlängsachse verlaufende Vorsprünge, um die Rollen
in dem Käfig zu halten.
Die US-PS 42 22 620 zeigt ein einreihiges Zylinderrollenlager
mit einem einstückig gefertigten Kunststoffkäfig. Die
Taschen der Käfige sind in radialer Richtung an die Form der
Zylinderrollen angepaßt.
Die US-PS 39 12 346 beschreibt ein zweireihiges,
selbstausrichtendes Pendelrollenlager, bei welchem ein
Blechkäfig vorgesehen ist, der in seiner Kontur der Rolle
angepaßt ist.
Das DE 18 62 601 U1 zeigt ebenfalls ein einrolliges
Zylinderrollenlager, bei welchem ein Käfig verwendet wird,
der sowohl aus Blech als auch aus Kunststoff besteht. Der
Kunststoffteil ist, wie beim vorstehend zitierten US-Patent,
der Umfangsform der Rollen angepaßt.
Das DE 70 34 682 U1 zeigt ebenfalls ein Zylinderrollenlager,
bei welchem ein Zweistoff-Taschenkäfig verwendet wird, in
welchem die Rollen mittels Klammern aus Kunststoff geführt
sind.
Die DE 24 47 908 A1 beschreibt ein einrolliges Wälzlager,
bei dem der Käfig so gestaltet ist, daß die Rollen in
Schrägstellung mit positivem Schränkwinkel gehalten sind.
Das DE 19 14 884 U1 offenbart ein einrolliges Wälzlager, bei
dem ein Kunststoffkäfig verwendet wird, der aus zwei
kammkäfigartigen Hälften zusammengesetzt ist. Der
Kunststoffkäfig ist so ausgebildet, daß das Lager dadurch
gleichzeitig abgedichtet wird.
Das DE-Patent I 7746 XII/47b beschreibt ein Nadellager mit
Massivfensterkäfigen, welche aus Metall oder Kunststoff
bestehen. In den Querstegen sind Aussparungen vorgesehen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der
vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
Radial-Pendelrollenlager zu schaffen, welches einen
Kunststoffkäfig mit großer Steifigkeit aufweist, dessen
Abriebfestigkeit hoch ist und der dennoch so gestaltet ist,
daß das Lager auf einfache Weise zusammengebaut werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des
Anspruches 1 gelöst.
Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von
Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen erläutert.
In diesen zeigt
Fig. 4 einen Querschnitt eines Lagers in einer ersten
Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 5 eine Draufsicht auf den Käfig des Lagers von
Fig. 4;
Fig. 6 den Schnitt nach der Linie V-V in der Fig. 5
in vergrößertem Maßstab;
Fig. 7 den Schnitt nach der Linie W-W in der Fig. 5
in vergrößertem Maßstab;
Fig. 8 den Schnitt nach der Linie X-X in der Fig. 5
in vergrößertem Maßstab;
Fig. 9 den Vorgang der Herausnahme einer in einer Käfigtasche
bei der achten Ausführungsform befindlichen
Metallform;
Fig. 10 bis 12 Querschnitte von Lagern in weiteren
Ausführungsformen gemäß der Erfindung.
Die Fig. 4 bis 8 zeigen eine erste Ausführungsform eines zweireihigen
Pendelrollenlagers gemäß der Erfindung. Der äußere Laufring
31 hat eine sphärische äußere Laufbahn 32, der innere Laufring
33 weist zwei axial zueinander beabstandete innere Laufbahnen
34 auf. Zwei Käfige 41 aus Kunstharz sind zwischen
dem äußeren und inneren Laufring 31 bzw. 33 angeordnet,
und diese beiden Käfige 41 sind mit Bezug zu einer die
Achse des Lagers durchsetzenden sowie dazu rechtwinkligen
Ebene plansymmetrisch. Jeder der Käfige 41 ist so ausgebildet,
daß er, wie Fig. 5 zeigt, zwei axial beabstandete
ringförmige Teile (Innenring und Außenring) 42 und 43 hat,
die durch eine Vielzahl von in Umfangsrichtung gleich beabstandeten
Querstegen 44 verbunden sind. Der Außen- sowie
Innenring und die Querstege sind einstückig miteinander
ausgebildet. Eine tonnenförmige Rolle 47 ist in einer
von zwei benachbarten Querstegen 44 sowie dem Innen- und
Außenring 42 bzw. 43 umschlossenen Tasche oder Ausnehmung
45 angeordnet. Die Stirnflächen 51 der Querstege 44 haben
konkav gekrümmte Flächen 57 und 58, deren Krümmung mit
einem der Rollfläche 55 entsprechenden Bogen radial und
axial zum Lager in einem inneren sowie äußeren Bereich des
Lagers mit Bezug zu einer Ebene 54 verläuft. Die die Achse
der Rolle einschließende Ebene 54 ist rechtwinklig zu einer
Ebene 53 angeordnet, welche die Achse des Lagers und die
Achse der Rolle enthält. Die Stirnflächen 51 der Querstege
sind mit der Rolle 47 in Flächenberührung, weshalb der
Berührungsbereich zwischen den Stirnflächen 51 und der
Rolle 47 groß und der Berührungsflächendruck der Stirnflächen
51 sowie der Rolle 47 klein sind, so daß an den
Querstegen ein nur geringer Abrieb auftritt.
Sowohl der Abstand B zwischen den Außenumfangsflächen von
zwei einander benachbarten Querstegen wie auch der Abstand
C zwischen den Innenumfangsflächen von zwei benachbarten
Querstegen ist kürzer als der Durchmesser der Rollen 47 in
deren einander gegenüberliegenden Teilen. Demzufolge sind
die Breitenabmessung der Außenumfangsfläche 61 des Steges
44 in Umfangsrichtung und die Breitenabmessung der Innenumfangsfläche
62 des Steges 44 in Umfangsrichtung groß, weshalb
die Steifigkeit der Querstege stark ist und ferner die
Rollen 47 an einem Herausfallen aus der Tasche 45 gehindert
sind, was den Zusammenbau des Lagers leicht macht.
Wie die Fig. 5 und 7 zeigen, sind in radialer Richtung
des Lagers verlaufende Nuten 65 mit einem gekrümmten Querschnitt
im in Umfangsrichtung äußeren Teil des Lagers
im Grenzbereich zwischen den Stirnflächen 51 der Querstege
44 und dem Innen- sowie Außenring 42 bzw. 43 vorgesehen.
Diese radial verlaufenden Nuten mindern die auf die genannten
Grenzbereiche einwirkende Spannungskonzentration, so
daß dadurch eine Zerstörung der Käfige und eine Störung
oder Beeinträchtigung in der Gestalt der Stirnflächen 51
der Querstege während des Spritzgießens der Käfige 41,
während des Einsetzens der Rollen 47 in die Taschen 45 und
während des Arbeitens des Lagers verhindert werden.
In den in Umfangsrichtung mittleren Teilen der Außenumfangsflächen
61 der Querstege 44 sind axial verlaufende
Nuten 67 vorgesehen, die die in Umfangsrichtung einander
gegenüberliegenden Kanten der Außenumfangsflächen 61 in
leichter Weise federnd oder nachgiebig während des Spritzens
der Käfige 41 sowie während des Einsetzens einer Rolle
47 in eine Tasche 45 verformen lassen, wodurch diese Nuten
67 dahingehend wirksam sind, eine Störung in der Gestalt
der Stirnflächen 51 der Querstege 44 sowie eine Zerstörung
der Käfige 41 zu verhindern.
Radial zum Lager verlaufende nutenartige Ausnehmungen 71
sind in den axial mittleren Teilen der Stirnflächen 51
der Querstege 44 ausgestaltet, in denen ein Schmiermittel,
z. B. Fett, zurückgehalten wird. Dieses Schmiermittel gelangt
aus den Nuten 71 in die Tasche 45, womit das Schmiervermögen
im Lager verbessert wird. Selbst wenn der Krümmungsradius
der axialen Bogen der Stirnflächen 51 größer
wird als der Krümmungsradius der axialen Bogen der Rollfläche
55 der Rollen 47, z. B. auf Grund von Bearbeitungsgenauigkeit,
Verformung usw. der Käfige, so berühren die
Rollen 47 zwei oder mehr axiale Abschnitte dieser Stirnflächen,
so daß die Rollen in stabiler Weise gegen die Stirnflächen
51 abgestützt werden. Die erwähnten Ausnehmungen
oder Nuten 71 vermindern die Kraft, die auf die Grenzbereiche
zwischen den Stirnflächen 51 und dem Innen- sowie
Außenring 42 bzw. 43 während des Spritzens der Käfige 41
und während des Einsetzens der Rollen 47 in die Taschen
45 zur Wirkung kommt.
Die axial innen im Lager liegende Seitenfläche 73 des Innenumfangsteils
75, das am Außenring 43 weiter innen ist
als die Innenumfangsfläche 62 des Quersteges, ist eine
ebene Fläche, die senkrecht zur Achse des Lagers angeordnet
ist. Der Freiraum zwischen diesem Innenumfangsteil 75 und
den Rollen 47 ist größer als der Freiraum zwischen dem
Außenumfangsteil 78 und den Rollen 47. Demzufolge hat das
Innenumfangsteil 75 durch die während des Spritzens der
Käfige 41 erzeugte Verformung, durch die aus der Zentrifugalkraft
während des Arbeitens des Lagers resultierende
Verformung und durch die im Betrieb des Lagers durch Temperaturanstieg
erzeugte Verformung eine Tendenz zum Einwärtskrümmen,
jedoch hält das Innenumfangsteil 75 nicht
die Stirnflächen der Rollen 47 bei in Betrieb befindlichem
Lager fest. Ein Schmiermittel, z. B. Fett, wird in dem Freiraum
zwischen dem Innenumfangsteil 75 des Außenringes 43
und den Rollen 47 zurückgehalten, und dieses Schmiermittel
tritt aus dem erwähnten Freiraum in die Tasche 45 aus, wodurch
durch ein Schmierfilmabreißen an der Kante des Grenzbereichs
zwischen den Stirnflächen der Rollen 47, die nach
außen gerichtet sind, und den Rollflächen 55 unterbunden
wird. Die im Lager axial außen liegende Innenumfangsfläche
des Außenringes 43 ist als Käfig-Führungsfläche 81 ausgebildet,
die von der Führungsfläche für den Käfig am inneren
Laufring 33 geführt wird.
Die Käfige 41 können aus Kunstharz in einem Spritzgießvorgang
gefertigt werden, und zwar insbesondere durch ein
radial auswärts gerichtetes Herausnehmen einer in der Tasche
45 befindlichen Metallform 82, wie Fig. 9 zeigt.
In diesem Fall werden die in Umfangsrichtung einander entgegengesetzten
Kanten der Außenumfangsflächen 61 der Querstege
44 leicht federnd verformt, wie auch diese einander
entgegengesetzten Kanten während des Einsetzens der Rollen
47 in die Tasche etwas federnd verformt werden.
Zwischen den beiden inneren Laufbahnen 34 ist eine am inneren
Laufring 33 angebrachte Pendel-Führungsbahn 86 angeordnet,
die vom inneren Laufring 33 geführt wird und selbst
die axial innenliegenden Stirnflächen der Rollen 47 sowie
die Käfige 41 führt.
Bei der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform bilden
die Außenumfangsfläche des Außenringes 43 und eine Dichtfläche
92 am äußeren Laufring 31 zusammen ein berührendes
oder nicht-berührendes Dichtungsteil. Ferner bilden die
Käfig-Führungsfläche 81 und die den Käfig führende Fläche
am inneren Laufring 33 zusammen ein Dichtungsteil, wodurch
also das im Lager befindliche Schmiermittel hermetisch abgeschlossen
wird. Damit stellt diese Ausführungsform ein
Lager dar, dessen Breite nicht groß ist, das eine geringe
Anzahl von Teilen aufweist, das kostengünstig zu fertigen
ist und eine Abdichtwirkung bietet. Des weiteren ist diese
Ausführungsform ein Standard-Pendelrollenlager von internationaler
Austauschbarkeit mit Abdichtvermögen, dessen Innen-
sowie Außendurchmesser und Breite unveränderbar sind.
Die Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform, bei der die
Außenumfangsfläche des Außenringes 43 des Käfigs 41 als
Käfig-Führungsflächen 81 dienen, die an der zugeordneten
Führungsfläche des äußeren Laufringes 31 geführt werden.
Zwischen den zwei Reihen von Rollen 47 ist eine am äußeren
Laufring 31 angebrachte Pendel-Führungsbahn 86 angeordnet,
die vom äußeren Laufring 31 geführt wird und selbst die
innenliegenden Stirnflächen der Rollen 47 sowie den Käfig
41 führt.
Bei der in Fig. 12 gezeigten Ausführungsform stellen
die Außenumfangsflächen der innen im Lager liegenden
Käfig-Innenrings Käfig-Führungsflächen 92′ dar, die von
der zugeordneten Führungsfläche am äußeren Laufring 31
geführt werden.
Wie erläutert wurde, sind bei den Pendel-Rollenlagern
in den Grenzbereichen zwischen den Quersteg-Stirnflächen,
die die Tasche bilden, und Innen- bzw. Außenring
radial verlaufende Nuten vorgesehen, und das bringt
die Wirkung, daß die auf diese Grenzbereiche einwirkende
Spannungskonzentration vermindert wird sowie eine Zerstörung
der Käfige und eine Störung oder Verschlechterung in
der Ausgestaltung der Quersteg-Stirnflächen verhindert
werden kann.
Claims (4)
1. Zweireihiges Radial-Pendelrollenlager mit einem äußeren
Laufring, einem inneren Laufring und zwei einteiligen
Kunstharzkäfigen, die jeweils aus einem Käfigaußenring sowie
einem zu diesem axial beabstandeten Käfiginnenring bestehen,
die miteinander durch eine Vielzahl von in Umfangsrichtung
zueinander beabstandeten Querstegen verbunden sind, wobei in
den von zwei benachbarten Querstegen sowie dem Käfigaußen- und
dem Käfiginnenring umschlossenen Taschen tonnenförmige
Rollen angeordnet sind, die durch Haltemittel in den Taschen
gehalten sind, wobei die die Taschen (45) begrenzenden
Stirnflächen (51) der Querstege (44) konkav gekrümmte
Flächen (57, 58) aufweisen, deren Krümmung mit einem der
Rollfläche (55) der Rolle (47) entsprechenden Bogen radial
und axial zum Lager in einem inneren sowie äußeren Bereich
des Lagers mit Bezug zu einer ersten Ebene (54) verläuft,
wobei diese erste Ebene (54) die Achse der tonnenförmigen Rolle (47) einschließt und rechtwinklig zu einer zweiten Ebene (53) angeordnet ist, welche die Achse des Lagers und die Achse der Rolle enthält,
wobei in diesen Taschen in radialer Richtung des Lagers verlaufenden Nuten (65) im Grenzbereich zwischen den Stirnflächen (51) der Querstege (44) und dem Innen- sowie Außenring (42, 43) vorgesehen sind,
wobei die radial äußere Umfangsfläche und/oder die radial innere Umfangsfläche von jedem dieser Querstege (44) des Käfigs eine sich axial erstreckende Nut (67) aufweist, und
wobei die Haltemittel dadurch gebildet sind, daß der Abstand (B) zwischen den radial außen liegenden Umfangsflächen (61) von zwei einander benachbarten Querstegen (44) kleiner ist, als der Durchmesser der Rolle (47) und der Abstand (C) zwischen den radial innen liegenden Umfangsflächen (62) von zwei einander benachbarten Querstegen (44) kleiner ist als der Durchmesser der Rolle (47).
wobei diese erste Ebene (54) die Achse der tonnenförmigen Rolle (47) einschließt und rechtwinklig zu einer zweiten Ebene (53) angeordnet ist, welche die Achse des Lagers und die Achse der Rolle enthält,
wobei in diesen Taschen in radialer Richtung des Lagers verlaufenden Nuten (65) im Grenzbereich zwischen den Stirnflächen (51) der Querstege (44) und dem Innen- sowie Außenring (42, 43) vorgesehen sind,
wobei die radial äußere Umfangsfläche und/oder die radial innere Umfangsfläche von jedem dieser Querstege (44) des Käfigs eine sich axial erstreckende Nut (67) aufweist, und
wobei die Haltemittel dadurch gebildet sind, daß der Abstand (B) zwischen den radial außen liegenden Umfangsflächen (61) von zwei einander benachbarten Querstegen (44) kleiner ist, als der Durchmesser der Rolle (47) und der Abstand (C) zwischen den radial innen liegenden Umfangsflächen (62) von zwei einander benachbarten Querstegen (44) kleiner ist als der Durchmesser der Rolle (47).
2. Radial-Pendelrollenlager nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Freiraum (76) zwischen dem
Innenumfangsteil (75) des Käfig-Außenringes (43) und den
Rollen (47) größer ist als der Freiraum (79) zwischen dem
Außenumfangsteil (78) des Käfig-Außenringes (43) und den
Rollen (47).
3. Radial-Pendelrollenlager nach einem der Ansprüche 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfangsfläche des
Käfig-Außenringes (43) und eine am äußeren Laufring (31)
vorgesehene Dichtungsfläche (92) zusammen ein Dichtungsteil
bilden.
4. Radial-Pendelrollenlager nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Spalten zwischen
den Käfigen (41) und den Laufringen (33, 31) größer sind als
der radiale Spalt zwischen der Stirnfläche (51) eines jeden
Quersteges (44) und den Rollen (47).
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP609483U JPS59113517U (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | 複列自動調心ころ軸受 |
JP16922783U JPS6077815U (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 複列自動調心ころ軸受 |
JP17002983U JPS6077816U (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | ころ軸受 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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