DE3809906A1 - Radial-pendelwaelzlager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Radial-Pendelwälzlager mit einem inneren und einem äußeren Rollbahnring gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei den üblichen Bauformen hat der Außenring eine hohlkuge­ lig geschliffene Rollbahn für die Wälzkörper, so daß sich der Innenring mit den Wälzlagerreihen um den Lagermittel­ punkt schwenkbar einstellen kann. Dadurch wird das Lager unempfindlich gegen Fluchtfehler der Welle zum Gehäuse und gegen Durchbiegungen der Welle. Als Wälzkörper gelangen Kugeln sowie symmetrische oder asymmetrische Tonnenrollen zur Anwendung. Den Radial-Pendelwälzlagern ist unabhängig von der Bauform gemeinsam eine hohe radiale und eine gewisse axiale Tragfähigkeit zu eigen, weshalb sie bei hoch belaste­ ten Lagerstellen eingesetzt werden, an denen mit Fluchtfeh­ lern zwischen Welle und Gehäuse gerechnet werden muß.

Obwohl sich Radial-Pendelwälzlager grundsätzlich bewährt haben, ist es nach wie vor ein Bestreben der Praxis, die Tragfähigkeit der Lager ohne wesentliche Vergrößerung der Außen- und Innenabmaße heraufzusetzen. Dies konnte bislang aber nur in vergleichsweise geringem Umfang über eine Ver­ besserung der Werkstoffqualität und/oder durch qualitativ genauere und höherwertigere Herstellungsverfahren erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Tragfähigkeit des im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Radial-Pen­ delwälzlagers merklich zu verbessern, ohne daß dies zu La­ sten der Einbauabmaße bzw. von höheren Werkstoffqualitäten und/oder aufwendigeren Fertigungsmethoden geht.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

Die Anordnung mindestens einer weiteren Wälzkörperreihe zwischen den beiden bislang vorgesehenen Wälzkörperreihen hat an sich schon den Vorteil einer höheren Lastaufnahme. Hierbei ist darauf zu achten, daß durch geeignete maßliche Abstimmung der Wälzkörper in den wenigstens drei Wälzkörper­ reihen, insbesondere aber im Hinblick auf die mittlere Wälz­ körperreihe, bei axialen Verschiebungen des Innenrings rela­ tiv zum Außenring die Wälzkörper der mittleren Wälzkörper­ reihe nicht in den Selbsthemmungsbereich geraten und die auf diese Wälzkörperreihe entfallenden Axialkräfte in vergleichs­ weise große radiale Komponenten umgesetzt werden. Die Erfin­ dung sieht in diesem Zusammenhang gezielt die Verwendung von axial und/oder radial begrenzt elastisch verformbaren, um­ fangsseitig balligen Wälzkörpern für die mittlere Wälzkör­ perreihe vor. Solche Wälzkörper sind dann in der Lage, sich bei Relativverschiebungen von Innenring und Außenring der dann sich verändernden Geometrie anzupassen, ohne daß die erhöhte Tragfähigkeit beeinträchtigt wird und das Radial- Pendelwälzlager in den Selbsthemmungsbereich gerät.

Das Hauptanwendungsgebiet solcher Radial-Pendelwälzlager liegt bei den Pendelrollenlagern.

Wie die begrenzt axial und/oder radial elastische Verformbar­ keit der Wälzkörper erreicht wird, ist prinzipiell ohne Bedeutung, sofern nur sichergestellt ist, daß die angestreb­ te verbesserte Tragfähigkeit gewährleistet wird. Indessen sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung die Merkmale des Anspruchs 2 vor. In diesem Zusammenhang macht sich die Erfindung die Kenntnisse und Erfahrungen beim Ein­ satz der zum Stand der Technik zählenden Federrollenlager zunutze, die allerdings nur in Form von Zylinderrollenlagern bekannt sind.

Gelangen tonnenförmige Federrollen als Wälzkörper zum Ein­ satz, so ist es gemäß der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn die Merkmale des Anspruchs 3 zum Tragen kommen, weil durch die Elastizität der Rollen auch bei Durchbiegungen der Welle und bei Fluchtfehlern eine verhältnismäßig gleichmäßi­ ge Druckverteilung im Lager über die gesamte Rollenlänge erzielt wird.

Eine weitere Erhöhung der Elastizität wird unter Anwendung der Merkmale des Anspruchs 4 erzielt. Der Abstand der Win­ dungen befindet sich dann im Zehntelmillimeterbereich.

Obwohl es verschiedene Möglichkeiten gibt, die Federrollen­ bolzen abzustützen, sieht eine besonders zweckmäßige Ausfüh­ rungsform der Erfindung die Merkmale des Anspruchs 5 vor. In diesem Fall hat jede Wälzkörperreihe einen eigenen Wälzkör­ perkäfig bzw. Wälzkörperkorb. Vorstellbar ist selbstverständ­ lich auch eine Bauart, bei welcher für sämtliche Wälzkörper­ reihen ein gemeinsamer Käfig vorgesehen wird.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Mit 1 ist in der Darstellung ein Radial-Pendelrollenlager bezeichnet. Der zur Festlegung auf einer Welle dienende Innenring trägt das Bezugszeichen 2, während der beispiels­ weise in einem Gehäuse zu fixierende Außenring das Bezugs­ zeichen 3 trägt.

Das Pendelrollenlager 1 ist mit drei nebeneinander angeord­ neten Lagerreihen 4-6 versehen. Hierbei bestehen die beiden äußeren Lagerreihen 4 und 6 aus massiven tonnenförmigen Wälzkörpern 7, die jeweils für sich in einem Käfig 8 auf umfangsseitig gleichmäßigem Abstand zwischen Innenring 2 und Außenring 3 gehalten sind.

Es ist zu erkennen, daß sich die massiven Wälzkörper 7 an Rollbahnen 9 des Innenrings 2 abstützen, die durch Borde 10 seitlich begrenzt sind. Hinsichtlich des Außenrings 3 stützen sich die Wälzkörper 7 an einer gemeinsamen hohlku­ geligen Rollbahn 11 ab, deren Krümmung der Krümmung der Wälzkörper 7 entspricht.

Denkbar ist aber auch eine Bauart, bei der die Borde 10 entfallen können. In diesem Fall würden sich die Wälzkörper 7 dann durch Selbsteinstellung zwangsweise ins Zentrum der Rollbahn 9 bringen.

Die mittlere Wälzkörperreihe 5 weist tonnenförmige Federrol­ len 12 auf, die sich an einer durch Borde 13 seitlich be­ grenzten Rollbahn 14 am Innenring 2 abstützen und deren Kontur ebenfalls an die hohlkugelige Rollbahn 11 im Außen­ ring 3 angepaßt ist.

Die einzelnen Federrollen 12 sind aus einem Federstahlband 15 gebildet, das schraubenförmig auf einen Bolzen 16 ge­ wickelt, anschließend in der Rollenlänge abgestochen, dann gehärtet und schließlich geschliffen ist. Um einseitige Schmierstoff-Förderungen zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Federrollen 12 abwechselnd mit Rechts- und Linkssteigung einzusetzen. Der Innendurchmesser der Federrollen 12 ist größer als der Außendurchmesser der Bolzen 16 bemessen.

Die Federrollenbolzen 16 stützen sich an zwei neben den Federrollen 12 erstreckenden schmalen Führungsringen 17 ab.

Obwohl es denkbar ist, daß die Windungen der Federrollen 12 unmittelbar aneinanderliegen, kann es jedoch zur Erhöhung ihrer axialen und/oder radialen Elastizität zweckmäßig sein, zwischen den Windungen einen Abstand im Zehntelmillimeterbe­ reich vorzusehen.

Claims (5)

1. Radial-Pendelwälzlager mit einem inneren und einem äuße­ ren Rollbahnring, bei welchem in zumindest einem Käfig auf umfangsseitig gleichmäßigem Abstand gehaltene massive kugel- oder tonnenförmige Wälzkörper in zwei Lagerreihen nebenein­ ander angeordnet und an Rollbahnen am Innenring sowie an einer gemeinsamen hohlkugeligen Rollbahn im Außenring abge­ stützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Wälzkörperreihen (4, 6) mit massiven Wälzkörpern (7) mindestens eine weitere Wälzkörperreihe (5) mit axial und/oder radial begrenzt elastisch verformba­ ren, umfangsseitig balligen Wälzkörpern (12) angeordnet ist.

2. Radial-Pendelwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Wälzkör­ per (12) durch tonnenförmige Federrollen gebildet sind, die sich an einer durch Borde (13) seitlich begrenzten Roll­ bahn (14) am Innenring (2) abstützen und deren Kontur an die hohlkugelige Rollbahn (11) im Außenring (3) angepaßt ist.

3. Radial-Pendelwälzlager nach mindestens einem der Ansprü­ che 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder elastische Wälzkörper (12) aus einem schraubenför­ mig über einen Bolzen (16) gewickelten Federstahlband (15) gebildet ist.

4. Radial-Pendelwälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen des Feder­ stahlbands (15) mit Abstand zueinander verlaufen.

5. Radial-Pendelwälzlager nach mindestens einem der Ansprü­ che 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federrollenbolzen (16) an zwei sich neben den ela­ stischen Wälzkörpern (12) erstreckenden schmalen Führungs­ ringen (17) abgestützt sind.