Zweireihiges Wälzlager

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein zweireihiges Wälzlager, das einen vorgespannten Innenring aufweist.

Hintergrund der Erfindung

In der DE 10 2019 104 395 Al ist ein Pendelrollenlager offenbart. Das Pendelrollenlager weist einen Außenring, einen Innenring und zwischen den beiden Lagerringen zwei zueinander geneigte Reihen von Rollenkörper, die in Käfigen geführt sind, auf. Das Lager zeigt einen in Axialrichtung geteilten Außenring, welcher in zwei voneinander beabstandete Lagerringteile geteilt ist. Um die Funktionsfähigkeit eines solchen Lagers in X-Anordnung gewährleisten zu können, wird dieses in ein Gehäuse eingebaut und die Lageraußenringe zueinander verspannt. Damit wir eine, durch die geometrischen Randbedingungen definierte Vorspannung durch den Lagereinbau aufgebracht. Die Vorspannung beeinflusst dabei die Laufeigenschaften und die Lebensdauer.

Des Weiteren ist aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise zweireihigen Kegelrollenlagern an den axial geteilten Außenringen vorzuspannen, beispielsweise über das definierte Einbringen von Passringen, wie in der CN201368122 Y gezeigt. Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein weiterentwickeltes Rollenlager aufzuzeigen, das eine verbesserte Laufeigenschaften und eine verlängerte Lebensdauer im Vergleich zum Stand der Technik aufweist.

Zusammenfassung der Erfindung

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird das im Anspruch 1 angegebene zweireihiges Wälzlager vorgeschlagen. Optionale vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ganz oder teilweise aus den abhängigen Ansprüchen.

Das erfindungsgemäße zweireihige Wälzlager weist einen geteilten Innenring, einen Außenring, Wälzkörper und wenigstens einen Käfig auf. Der Innenring weist dabei zumindest eine Innenringlaufbahn und der Außenring zumindest eine Außenringlaufbahn auf. Die Wälzkörper, welche als Wälzkörperrollen ausgebildet sind, wälzen in zwei Reihen zwischen Innenring und Außenring ab und sind dabei in dem wenigstens einen Käfig voneinander beabstandet angeordnet. Das Lager bildet eine X-Anordnung aus. Der Innenring ist in zwei ringförmige Innenringteile geteilt und die zwei Innenringteile mit einem dazwischen angeordneten Vorspannmittel gegeneinander vorgespannt sind.

Soll ein zweireihiges Rollenwälzlager vorgespannt werden, erfolgt dies bisher ausschließlich über eine äußere Krafteinwirkung, das heißt über eine axiale Kraft, die durch den Außenring beim Einbau des Lagers. Dies ist darin begründet, dass das Lager bei der Montage auf die Welle aufgepresst oder aufgeschrumpft wird und im Anschluss keine axiale Beweglichkeit des Innenrings mehr möglich ist. Im Gegensatz dazu kann der Außenring bei der Montage in einem Gehäuse nach Belieben verspannt werden. Entgegen dieser Auslegung schlägt die Erfindung jedoch vor, den Innenring in zwei ringförmige Innenringteile zu teilen und mit einem mittigen Vorspannelement gegeneinander vorzuspannen. Damit muss im vorliegenden Fall, entgegen der technisch üblichen Umsetzung, eine Beweglichkeit des Innenrings nach der Montage verbleiben. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass diese Art der Vorspannung der Innenringteile, eine kontinuierliche, sprich bei unterschiedlichsten Betriebsbedingungen, gleichbleibende Vorspannung des Wälzlagers sicherstellt und so die Laufeigenschaften sowie die Lebensdauer verbessert.

Die aufgebrachte Vorspannung des Vorspannmittels auf die zwei ringförmigen Innenringteile führt zu einer variablen Lagerluft beziehungsweise einem variablen Betriebsspiel. So kann innerhalb des Lagers eine gleichbleibende Vorspannung erzeugt werden, welche auch bei Temperaturunterschieden die Lastzone ideal und kontinuierlich gestaltet. Des Weiteren kann das vorgeschlagene Lager kurzfristige hohe Lasten kompensiert und so einer Überlastung desselben entgegenwirken.

Unter dem Begriff Käfig sind jegliche Käfigbauformen zu verstehen. Auch wirkt das Material, aus dem der Käfig hergestellt wird, nicht begrenzend auf die Erfindung. Es ist des Weiteren denkbar, den Käfig ein- oder mehrteilig auszuführen.

Grundsätzlich ist die Erfindung für alle Wälzkörperrollen, sprich rollenförmige Wälzkörper jeglicher Art, geeignet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Lager jedoch als Pendelrollenlager ausgeführt, da hier die Vorspannung des Innenrings besonders wirksam ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Vorspannelement des zweireihigen Wälzlagers als eine Feder oder mehrere Federn ausgebildet. Denkbar sind hier jegliche Arten von Federn, beispielsweise Tellerfedern oder Wellenfedern. In diesem Fall wird die Vorspannung nicht über einen vollvolumigen Körper, sondern mittels Feder, erzeugt. Bevorzugt weist das Vorspannelement eine Vorspannung F(axial) zwischen 0,0001 und 0,15 * statischer Tragzahl Cor des Wälzlagers auf. Es hat sich herausgestellt, dass dieser Bereich für den Einsatz als Vorspannelement zwischen zwei Innenringhälften besonders geeignet ist. In einer besonders bevorzugten Ausführung weist das Vorspannelement des zweireihigen Wälzlagers eine Vorspannung F(axial) zwischen 0,05 +/- 0,01* statischer Tragzahl Cor des Wälzlagers auf die Innenringteile auf.

Bei erhöhter axialer Belastung eines zweireihigen Wälzlagers als Festlager können die Axialkräfte über eine Wellenschulter zum Innenring über das federnde Element in die Rollen zum Außenring beziehungsweise in das Gehäuse geleitet werden. Hierbei kann das federnde Element komplett eingefedert werden, das heißt, auf direkten Kontakt „Innenringteil-federndes Element-Innenringteil", kommen. Dabei ist es denkbar, das federnde Element so auszulegen, dass dieses im eingefederten Zustand den minimal zulässigen Weg zwischen den Innenringhälften begrenzt. Beim Einsatz von federnden Elementen, die bei einer kompletten Einfederung Schaden nehmen könnten oder langfristig an Vorspannung verlieren würden, ist es denkbar, die Beweglichkeit der beiden Innenringteile in axialer Richtung zueinander durch einen Absatz an einem der Innenringteile zu begrenzen. Dies kann durch einen oder mehrere Absätze an einem oder beiden der Innenringhälften erfolgen, oder über einen, teilweise oder ganz, umfänglichen Absatz.

In einer weitere bevorzugten Ausführungsform ist der Käfig mehrteilig ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die beiden Käfigteile zueinander beweglich sind und dass so bei unterschiedlichen axialen Positionen der Wälzkörperreihen, hervorgerufen durch die Möglichkeit der Bewegung der beiden Innenringteile, ein Verklemmen vermieden wird.

Um dies weiter zu unterstützen, wird der Käfig bevorzugterweise am Außenring geführt. Das zweireihige Wälzlager kann für seinen Einsatz in ein Gehäuse montiert werden und von einer Welle durchzogen sein. Denkbar ist hierbei auch, zudem den Außenring des zweireihigen Wälzlagers zweiteilig auszuführen, um das Lager leicht montieren zu können. In diesem Fall kann der Außenring über einen oder mehrere Passringe in eine vorgegebene Position gebracht werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten, beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sowie aus der Zeichnung. Dabei zeigt:

Figur 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen zweireihigen Wälzlagers ausgeführt in Schnittansicht,

Figur 2 eine weiter beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen zweireihigen Wälzlagers ausgeführt in Schnittansicht und

Figur 3 eine Lageranordnung im Schnitt mit einem zweireihigen Wälzlager nach der Ausführungsform aus Figur 1.

In der Figur sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

In Figur 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen zweireihigen Wälzlagers 1 mit einer Rotationsachse 2 in Schnittansicht dargestellt. Das zweireihigen Wälzlagers 1 weist einen geteilten Innenring 3, einen Außenring 4, Wälzkörper 5 und einen Käfig 6 auf, wobei der geteilte Innenring 3 je Wälzkörperreihe eine Innenringlaufbahn 7 und der Außenring 4 eine Außenringlaufbahn 8 aufweist und die Wälzkörper 5, die als Wälzkörperrollen 9 ausgebildet sind, zwischen Innenring 3 und Außenring 4 wälzend in dem Käfig 6 voneinander beabstandet angeordnet sind. Das Lager ist in X-Anordnung ausgebildet. Der Innenring 4 ist axial mehrteilig in zwei Innenringteile 10 und 11 geteilt, wobei die zwei Innenringteile 10 und 11 mit einem dazwischen angeordneten Vorspannmittel gegeneinander vorgespannt sind. In der hier gezeigten Ausführungsform sind die Wälzkörperrollen 9 des zweireihigen Wälzlagers als Pendelrollen ausgeformt. Des Weiteren ist das das Vorspannelement als Feder ausgebildet, wobei auch andere Elemente denkbar sind.

Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform in Schnittansicht, wobei die Beweglichkeit der beiden Innenringteile in axialer Richtung zueinander durch einen Absatz 13 an einem der Innenringteile, in diesem Fall am Innenringteil 11, begrenzt wird.

Selbstverständlich kann der Absatz auch am anderen Innenringteil 10 vorgesehen sein und in einer anderen Ausbildung vorliegen.

Figur 3 zeigt eine Lageranordnung 19 im Schnitt mit dem vorgeschlagenen zweireihigen Wälzlager in einer beispielhaften Ausführungsform folgend Figur 1. Dabei ist das zweireihige Wälzlager von einer Welle 14 durchzogen und der Außenring 4 in ein Gehäuse 20 montiert ist. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist der Außenring des zweireihigen Wälzlagers 1 zweiteilig ausgeführt. In diesem Fall kann der Außenring 4, bestehend aus zwei Außenringteilen 17 und 18 über eine Befestigungselement 16 befestigt werden. Dabei können ein oder mehrere Passringe 15 zur Einstellung der Vorspannkraft zum Einsatz kommen.

Bezugszeichenliste

1 Zweireihiges Wälzlagers

2 Rotationsachse

3 Innenring

4 Außenring

5 Wälzkörper

6 Käfig

7 Innenringlaufbahn

8 Außenringlaufbahn

9 Wälzkörperrollen

10 Innenringteil

11 Innenringteil

12 Vorspannelement

13 Absatz

14 Welle

15 Passring

16 Befestigungselement

17 Außenringteil

18 Außenringteil

19 Lageranordnung

20 Gehäuse

F(axial) axiale Vorspannkraft

Cor statische Tragzahl des Wälzlagers