DE102009049333A1

DE102009049333A1 - Kegelrollenlager

Info

Publication number: DE102009049333A1
Application number: DE102009049333A
Authority: DE
Inventors: Oliver Börsch; Rainer Eidloth; Rainer Gebauer; Matthias Gradl; Martin Grehn; Gunther Dr. Herr; Oliver Jung; Hans-Joachim Lange; Hansjürgen Prof. Dr. Linde; Rudolf Schindler; Bruno Dr. Scherb
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2011-04-21

Abstract

Kegelrollenlager mit einem Außenring (1), einem Innenring (3) und dazwischen angeordneten, in einem Scheibenkäfig (10) geführten Kegelrollen (6), wobei der Außenring (1) und/oder der Innenring (3) konische, dem Kegelwinkel der Kegelrollen angepasste Laufbahnen (2, 4) aufweisen, der Außenring (1) und/oder der Innenring (3) einen dem größeren Durchmesser (7) der Kegelrollen (6) zugewandten Bord (5, 13) aufweisen, und sowohl der Außenring (1) als auch der Innenring (3) ohne Bord auf der dem kleineren Durchmesser (8) der Kegelrollen (6) zugewandten Seite ausgeführt sind. Weiter ist vorgesehen, dass die Kegelrollen (6) in mittels Stege (11) begrenzte, einseitig offene Taschen (12) eines Scheibenkäfigs (10) gehalten sind, und dass der Scheibenkäfig (10) in einer etwa mittigen Nut (9) in der Laufbahn (2, 4) des Außenrings (1) oder des Innenrings (3) geführt ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Kegelrollenlager mit einem Außenring, einem Innenring und dazwischen angeordneten, in einem Scheibenkäfig geführten Kegelrollen, wobei der Außenring und/oder der Innenring konische, dem Kegelwinkel der Kegelrollen angepasste Laufbahnen aufweisen, der Außenring und/oder der Innenring einem dem größeren Durchmesser der Kegelrollen zugewandten Bord aufweisen, und sowohl der Außenring als auch der Innenring ohne Bord auf der dem kleineren Durchmesser der Kegelrollen zugewandten Seite ausgeführt sind.
Hintergrund der Erfindung
Ein solches, als Axial-Kegelrollenlager ausgebildetes Wälzlager ist in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2004 039 845 A1 beschrieben und dargestellt.
Derartige Axial-Kegelrollenlager dienen zur rotatorischen Übertragung von Axiallasten sowie zur Abstützung von durch Wellenbiegung bedingten radialen Kippmomenten und werden beispielsweise als Pilotlager in Kraftfahrzeug-Getrieben eingesetzt. Das Axial-Kegelrollenlager gemäß der DE 10 2004 039 845 A1 besteht im Wesentlichen aus einer oberen Druckscheibe und eine unteren Druckscheibe sowie aus einer Anzahl zwischen den Druckscheiben angeordneter Kegelrollen, die durch einen Scheibenkäfig in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden. Dabei ist die Innenfläche der oberen Druckscheibe als radial schräg nach außen verlaufende Kreislaufbahn für die Kegelrollen ausgebildet und mit einem umlaufenden Außenbord versehen, der mit seiner den Kegelrollen zugewandten Ringfläche mit den äußeren Stirnflächen der Kegelrollen in radialem Stützkontakt steht. Die Innenfläche der unteren Druckscheibe ist dagegen als ebene Gegenkreislaufbahn für die Kegelrollen ausgebildet und ausschließlich zur Abstützung axialer Lastkomponenten vorgesehen, so dass sie weder einen Innenbord noch einen Außenbord aufweist.
Der Scheibenkäfig des Axial-Kegelrollenlager der DE 10 2004 039 845 A1 ist zwischen der oberen Druckscheibe sowie der unteren Druckscheibe senkrecht zur Rotationsachse des Wälzlagers angeordnet und weist allseitig geschlossene, durch radiale Stege begrenzte Taschen zur Aufnahme der Kegelrollen auf. Dieser Scheibenkäfig ist zwar einfach durch Austanzen der Taschen aus einer ebenen Blechplatine herstellbar, er kann jedoch nur zum Führen der Kegelrollen im montierten Zustand des Kegelrollenlagers dienen, ohne eine Montageerleichterung zu bieten, da die Kegelrollen durch den Scheibenkäfig nur geführt werden, nicht jedoch unverlierbar gehalten sind.
Aufgabe der Erfindung
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kegelrollenlager mit einem Scheibenkäfig der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, der eine leichte Montage mit geringem Kraftaufwand und ohne Beschädigung der Wälzkörperoberflächen ermöglicht sowie gegebenenfalls die Kegelrollen unverlierbar am Außenring oder Innenring eines zur Übertragung von Axial- und Radialkräften geeigneten Kegelrollenlagers oder an einer oberen Druckscheibe oder einer unteren Druckscheibe eines Axial-Kegelrollenlagers festhalten kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Weiterbildungen den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Demnach geht die Erfindung aus von einem Kegelrollenlager mit einem Außenring, einem Innenring und dazwischen angeordneten, in einem Scheibenkäfig geführten Kegelrollen, wobei der Außenring und/oder der Innenring konische, dem Kegelwinkel der Kegelrollen angepasste Laufbahnen aufweisen, der Außenring und/oder der Innenring einen dem größeren Durchmesser der Kegelrollen zugewandten Bord aufweisen, und sowohl der Außenring als auch der Innenring ohne Bord auf der dem kleineren Durchmesser der Kegelrollen zugewandten Seite ausgeführt sind. Weiter ist vorgesehen, dass die Kegelrollen in mittels Stege begrenzte, einseitig offenen Taschen eines Scheibenkäfigs gehalten sind, und dass der Scheibenkäfig in einer etwa mittigen Nut in der Laufbahn des Außenrings oder des Innenrings geführt ist.
Vorzugsweise ist der Scheibenkäfig zum elastischen Einschnappen der Kegelrollen in die Taschen ausgebildet. Außerdem können die Kegelrollen gegen ein Herausfallen aus den Taschen des Scheibenkäfigs in axialer Richtung durch einen dem größeren Durchmesser der Kegelrollen zugewandten Bord am Außenring oder Innenring gesichert sein, oder die Kegelrollen können jeweils eine etwa mittige Umfangsnut für einen Eingriff der Stege des Scheibenkäfigs aufweisen.
Durch die im Außenring oder Innenring angeordnete Nut zum Einrasten des Scheibenkäfigs wird die Tragzahl des Kegelrollenlagers nur geringfügig beeinträchtigt, ebenso wenig durch die Nut in den Kegelrollen. Diese Nut bewirkt jedoch eine sichere Führung des Scheibenkäfigs und der Kegelrollen, ohne dass dies einen wesentlichen Einfluss auf die innere Reibung des erfindungsgemäßen Kegelrollenlagers hat. Die Kegelrollen lassen sich auf einfache Weise in die durch elastische Stege begrenzten Taschen einschnappen, ohne dass dadurch eine Beschädigung der Wälzkörperoberflächen zu befürchten ist, selbst wenn der Scheibenkäfig aus Stahlblech hergestellt ist.
Für die Montage der Nut des Außenrings oder des Innenrings kann der Scheibenkäfig geteilt oder mehrteilig ausgeführt sein.
Schließlich kann vorgesehen sein, dass der in den Lagerring eingreifende Abschnitt des Scheibenkäfigs senkrecht zur Längsachse der Kegelrollen oder senkrecht zur Rotationsachse des Kegelrollenlagers ausgerichtet ist. Die dafür in dem jeweiligen Innenring oder Außenring vorgesehene Nut zur Aufnahme des Scheibenkäfigabschnitts ist dazu korrespondieren ausgerichtet.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen weiter erläutert. in der Zeichnung zeigt
1 einen hälftigen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kegelrollenlager mit einem in einer Nut des Außenrings gelagerten Scheibenkäfig,
2 einen hälftigen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kegelrollenlager mit einem in einer Nut des Innenrings gelagerten Scheibenkäfig,
3 ein erfindungsgemäßes Kegelrollenlager mit einem in einer Nut des Außenrings gelagerten Scheibenkäfig sowie einem Bord an Außenring und am Innenring jeweils auf der dem größeren Durchmesser der Kegelrollen zugewandten Seite,
4 ein Kegelrollenlager entsprechend 1 mit durch Umfangsnuten in den Kegelrollen geführten Kegelrollen, und
5 ein Scheibenkäfigsegment.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Das in der 1 darstellte Kegelrollenlager zeigt einen Außenring 1 mit einer konischen Laufbahn 2 und einer darin angeordneten Umfangsnut 9 sowie einen Innenring 3 mit einer konischen Laufbahn 4 und einem radial nach Außen gerichteten Anlaufbord 5. Zwischen dem Außenring 1 und dem Innenring 3 ist eine Anzahl von Kegelrollen 6 angeordnet, die durch einen Scheibenkäfig 10 auf Abstand zueinander gehalten und geführt sind.
Der Scheibenkäfig 10 kann für die Montage an einer beliebigen Stelle geteilt sein, so dass er sich zum Einsetzen in die Nut 9 verformen lässt. Der Scheibenkäfig 10 kann auch aus Segmenten bestehen, wie in 5 dargestellt, die einzeln in die Nut 9 eingesetzt werden und durch Stege 11 getrennte Taschen 12 zur Aufnahme der Kegelrollen 6 aufweisen.
Die Stege 11 sind mit elastischen Schnappnasen 15 versehen, so dass sich die Kegelrollen 6 radial in die Taschen 12 einschnappen lassen, ohne dass dies einen hohen Kraftaufwand erfordert, und ohne dass dies zu Beschädigungen der Wälzkörperoberflächen führt.
Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel nur dadurch, dass die Nut 9 zur Halterung des Scheibenkäfigs 10 im Innenring 3 angeordnet ist. Bei beiden Varianten ist die Nut 9 senkrecht zur Längs- oder Rotationsachse der Kegelrollen 6 ausgerichtet in dem jeweiligen Lagerring 1, 3 ausgebildet.
Das Kegelrollenlager gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3 weist am Außenring 1 einen zusätzlichen, dem größeren Durchmesser der Kegelrollen 6 zugewandten und nach radial innen weisenden Bord 13 auf, so dass sich die in den Scheibenkäfig 10 eingeschnappten Kegelrollen 6 axial nicht in Richtung des größeren Durchmessers bewegen können und daher im Außenring 1 durch den in der Nut 9 geführten Scheibenkäfig 10 unverlierbar gehalten sind.
Das Kegelrollenlager gemäß 4 entspricht dem Kegelrollenlager der 1 ohne Bord am Außenring 1, wobei die Kegelrollen 6 jeweils eine Umfangsnut 14 aufweisen, in welche die Stege 11 des Scheibenkäfigs 10 eingreifen und die Kegelrollen 6 axial fixieren. Dementsprechend sind die Kegelrollen 6 der Ausführungsform gemäß 4 am Außenring 1 gehalten, ohne dass ein Bord, wie in 3 dargestellt, erforderlich ist.
Das in den Figuren dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Axial-Radial-Kegelrollenlager, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern auch für ein reines Axial-Kegelrollenlager geeignet, wie dies aus der DE 10 2004 039 845 A1 bekannt ist.
Bezugszeichenliste

1: Außenring
2: Laufbahn
3: Innenring
4: Laufbahn
5: Anlaufbord
6: Kegelrolle
7: Größerer Durchmesser
8: Kleinerer Durchmesser
9: Nut
10: Scheibenkäfig
11: Steg
12: Taschen
13: Bord am Außenring
14: Umfangsnut in Kegelrolle
15: Schnappnasen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004039845 A1 [0002, 0003, 0004, 0024]

Claims

Kegelrollenlager mit einem Außenring (1), einem Innenring (3) und dazwischen angeordneten, in einem Scheibenkäfig (10) geführten Kegelrollen (6), wobei der Außenring (1) und/oder der Innenring (3) konische, dem Kegelwinkel der Kegelrollen angepasste Laufbahnen (2, 4) aufweisen, der Außenring (1) und/oder der Innenring (3) einen dem größeren Durchmesser (7) der Kegelrollen (6) zugewandten Bord (5, 13) aufweisen, und sowohl der Außenring (1) als auch der Innenring (3) ohne Bord auf der dem kleineren Durchmesser (8) der Kegelrollen (6) zugewandten Seite ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelrollen (6) in mittels Stege (11) begrenzte, einseitig offene Taschen (12) eines Scheibenkäfigs (10) gehalten sind, und dass der Scheibenkäfig (10) in einer etwa mittigen Nut (9) in der Laufbahn (2, 4) des Außenrings (1) oder des Innenrings (3) geführt ist.
Kegelrollenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenkäfig (10) zum elastischen Einschnappen der Kegelrollen (6) in die Taschen (12) ausgebildet ist.
Kegelrollenlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelrollen (6) gegen ein Herausfallen aus den Taschen (12) des Scheibenkäfigs (10) in axialer Richtung durch einen dem größeren Durchmesser (7) der Kegelrollen (6) zugewandten Bord (13, 5) am Außenring (1) und/oder Innenring (3) gesichert sind.
Kegelrollenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelrollen (6) jeweils eine etwa mittige Umfangsnut (14) für einen Eingriff der Stege (11) des Scheibenkäfigs (10) aufweisen.
Kegelrollenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenkäfig (10) geteilt ausgeführt ist.
Kegelrollenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenkäfig (10) mehrteilig ausgeführt ist.
Kegelrollenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der in den Lagerring (1; 3) eingreifende Abschnitt des Scheibenkäfigs (10) senkrecht zur Längsachse der Kegelrollen (6) ausgerichtet ist.
Kegelrollenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der in den Lagerring (1; 3) eingreifende Abschnitt des Scheibenkäfigs (10) senkrecht zur Rotationsachse des Kegelrollenlagers ausgerichtet ist.