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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wälzlager und insbesondere ein
Wälzlager,
das einen Innenring mit einer schrägen Laufbahn aufweist. Derartige
Wälzlager
sind im Stand der Technik als Kegelrollenlager bekannt und weisen
einen Innenring mit einer gegenüber
einer Lagerachse geneigten Laufbahn auf. Um den Innenring ist ein
Außenring
angeordnet und zwischen dem Innenring und dem Außenring eine Vielzahl von Wälzkörpern. Auch
der Außenring
weist bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen
eine geneigte Laufbahn auf.
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Bei
derartigen Lagern mit schrägen
Laufbahnen kann durch vorhandene Schnittpunktfehler der verlängerten
Wälzkörpermantellinie
einerseits und der Lagermittellinie andererseits kinematisch bedingt eine
ungewollte Gleitreibung entstehen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, diese ungewollte
erhöhte
Gleitreibung zu verhindern oder zumindest zu vermindern.
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Dies
wird erfindungsgemäß durch
den Gegenstand von Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen
und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Es
wird jedoch darauf hingewiesen, dass nicht alle erfindungsgemäßen Aufgaben
in gleicher Weise durch die Gegenstände aller Unteransprüche erreicht
werden.
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Das
erfindungsgemäße Wälzlager
weist einen Innenring auf, einen Außenring und eine Vielzahl von
zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordneten Wälzkörpern mit
vorgegebenen Wälzkörperoberflächen. Der
Innenring weist eine kegelstumpfförmige Außenoberfläche auf, die gegenüber einer
geometrischen Längsrichtung
des Wälzlagers um
einen vorgegebenen Winkel geneigt ist. Auch der Außenring
weist eine kegelstumpfförmige
Innenoberfläche
auf. Diese ist ebenfalls um einen vorgegebenen Winkel gegenüber der
Längsrichtung
geneigt. Erfindungsgemäß ist bzw.
verläuft
wenigstens eine Oberfläche
d. h. wenigstens die Wälzkörperoberfläche, die
Außenfläche des
Innenrings oder die Innenfläche
des Außenrings
in der geometrischen Längsrichtung
wenigstens abschnittsweise gekrümmt.
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Unter
einem gekrümmten
Verlauf bzw. einer Krümmung
in Längsrichtung
des Lagers wird verstanden, dass die betreffende Oberfläche nicht
nur in Umfangsrichtung gekrümmt
ist, sondern auch in Längsrichtung,
d. h. in Richtung ihrer Mantellinie eine Krümmung aufweist. Durch diese
Krümmung
wird erreicht, dass bei einer belastungsbedingten Lagerverkippung
die tragende Länge
der Rollen besser an die jeweiligen Laufbahnkonturen angepasst werden kann.
Auch der Verlauf der Oberfläche
unter dem vorgegebenen Winkel gegenüber der Längsrichtung wird als Verlauf
in Längsrichtung
verstanden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
sind wenigstens zwei Oberflächen
in der Längsrichtung wenigstens
abschnittsweise gekrümmt.
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Vorzugsweise
handelt es sich dabei um zwei Oberflächen, die wenigstens zeitweise
miteinander in Kontakt stehen, beispielsweise die Manteloberfläche des
Wälzkörpers einerseits
und andererseits entweder die Innenoberfläche des Außenrings oder die Außenoberfläche des
Innenrings. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind sowohl die
Innenoberfläche
des Außenrings
als auch die Außenoberfläche des
Innenrings als auch die Oberfläche
wenigstens eines Wälzkörpers und
bevorzugt die Oberflächen
aller Wälzkörper wenigstens
abschnittsweise in Längsrichtung
gekrümmt.
Durch diese Anpassung der Oberflächen
können
sich die Wälzkörper bei
ihrer Bewegung optimal an die Außenfläche des Innenrings bzw. die
Innenfläche
des Außenrings
anpassen. Dadurch werden Gleitbewegungen zwischen dem Wälzkörper bzw.
dem Außenring
vermindert oder verhindert und damit auch das Reibmoment durch den
sich anpassenden Kontaktbereich reduziert.
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Vorzugsweise
weisen die Wälzkörper eine im
Wesentlichen zylinderförmige
Gestalt auf, und die Mantelfläche
der Wälzkörper verläuft in der
Längsrichtung
wenigstens abschnittsweise gekrümmt.
Besonders bevorzugt verläuft
wenigstens eine der genannten Oberflächen d. h. die Innenoberfläche des Außenrings,
die Außenoberfläche des
Innenrings und/oder die Mantelfläche
der Wälzkörper konvex gekrümmt.
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Dabei
wird die konvexe Krümmung
der jeweiligen Kontaktfläche
im Bezug auf den jeweiligen Körper
selbst verstanden.
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Dieser
konvexe Verlauf führt
dazu, dass im belastungsfreien Betrieb der Kontakt zwischen den Wälzkörpern einerseits
und den Innen- bzw. Außenoberflächen bevorzugt
in einem Zentralbereich der Oberflächen stattfindet. Mit anderen
Worten sind die Krümmungen
so gestaltet, dass der Abstand zwischen den Wälzkörpern und dem Innen- bzw. Außenring
in einem mittle ren Bereich des Wälzkörpers minimal
ist und in den jeweiligen Randbereichen erhöht.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind die Innenoberfläche
des Außenrings und
die Außenoberfläche des
Innenrings wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen zueinander
parallel. Durch diese Ausführungsform
wird erreicht, dass in Längsrichtung
des Lagers der Abstand zwischen dem Innenring und dem Außenring
im Wesentlichen konstant bleibt. Dadurch können als Wälzkörper solche Wälzkörper verwendet
werden, die in Längsrichtung
einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser aufweisen. Im Gegensatz
hierzu werden im Stand der Technik Wälzkörper eingesetzt, die ein kegelstumpfförmiges Außenprofil
aufweisen.
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Dies
wiederum führt
dazu, dass im Stand der Technik an dem Innen- oder Außenring
und meist an dem Innenring Borde vorgesehen sein müssen, an denen
die Wälzkörper anlaufen.
Dies führt
im Stand der Technik zu einer Bordreibung zwischen den Wälzkörpern und
einem der Lagerringe und damit zu erhöhtem Verschleiß.
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Durch
die bevorzugte Ausführung
mit den jeweils gleichen Neigungswinkeln können die genannten Halteborde
am Innen oder am Außenring
entfallen. Die Bordreibung entfällt.
Daneben ist durch den Wegfall der Halteborde eine verbesserte Schmierstoffversorgung
an beiden Laufbahnen möglich,
da ein ungehinderter Durchfluss des Schmiermittels ermöglicht wird.
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Durch
das Zusammenspiel der jeweils gleichen Neigungswinkel der Außenoberfläche des
Innenrings und der Innenoberfläche
des Außenrings
einerseits und den gekrümmten
Oberflächen
andererseits wird insgesamt eine verringerte Verschließanfälligkeit
des Wälzlagers
erreicht.
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Unter
einer zu der Außenoberfläche parallelen
kegelstumpfförmigen
Innenoberfläche
wird verstanden, dass diese Oberfläche im wesentlichem den gleichen
Kegelwinkel aufweist wie die kegelstumpfförmige Außenoberfläche des Innenrings. Zwischen
der kegelstumpfförmigen
Innenoberfläche
des Außenrings
und der kegelstumpfförmigen
Außenoberfläche des
Innenrings sind die Wälzkörper angeordnet.
Da die genannten Innen- und Außenoberflächen parallel
zueinander sind, werden die Wälzkörper nicht,
wie im Stand der Technik, kegelstumpfförmig ausgeführt, sondern können als
zylindrische Körper
mit in Längsrichtung
im Wesentlichen konstanten Durchmessern ausgeführt werden.
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Vorzugsweise
liegt der Winkel, um den die kegelstumpfförmige Außenoberfläche des Innenrings gegenüber der
Längsrichtung
des Wälzlagers
geneigt ist, zwischen 2 ° und
50 ° und
bevorzugt zwischen 5 ° und
30 °. Dieser
Winkelbereich hat sich als besonders günstig bei der Optimierung der
Reibungsverhältnisse
herausgestellt.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist das Wälzlager
einen Käfig
auf, in dem die Wälzkörper angeordnet
sind. Genauer weist vorzugsweise der Käfig zwei Borde auf sowie eine Vielzahl
von Stegen, wodurch Taschen gebildet werden, in denen die Wälzkörper angeordnet
sind. Vorzugsweise sind die einzelnen Stege des Käfigs ebenfalls
um den vorgegebenen Winkel gegenüber
der Längsrichtung
des Wälzlagers
geneigt.
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Durch
die Verwendung eines Käfigs
als Abstandshalter zwischen den Wälzkörpern kann das Wälzlager
bzw. Schrägrollenlager
im Vergleich zu den im Stand der Technik bekannten Kegelrollenlagern
als bordloses Lager ausgeführt
werden. Bei dem erfindungsgemäßen Schrägrollenlager
werden die bei einer Relativverschiebung von Innen- zu Außenring,
beispielsweise einer Verkippung, entstehenden Radial- und Axialkräfte von
den Laufbahnen der Wälzkörper und
dem verwendeten Käfig
aufgenommen.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist wenigstens ein Wälzkörper als
Nadelrolle ausgeführt.
Bevorzugt sind alle Wälzkörper als Nadelrollen
ausgeführt.
Durch den Entfall der Halteborde müssen stirnseitig von den Wälzkörpern keine Kräfte mehr übertragen
werden. Aus diesem Grunde können
bei dem erfindungsgemäßen Wälzlager
Nadelrollen zum Einsatz kommen.
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Vorzugsweise
ist das Verhältnis
zwischen dem Durchmesser der Nadelrollen und der Länge der Nadelrollen
zwischen 1:1,5 und 1:20 und bevorzugt zwischen 1:2 und 1:10. Dieses
Größenverhältnis der Nadelrollen
hat sich ebenfalls als besonders günstig zur Reibungsminimierung
erwiesen.
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Alternativ
zu Nadelrollen können
als Wälzkörper auch
Zylinderrollen eingesetzt werden. Vorzugsweise wird eine Vielzahl
von Zylinderrollen eingesetzt. Vorzugsweise ist das Wälzlager
entweder einheitlich mit Zylinderrollen oder einheitlich mit Nadelrollen
bestückt.
Bevorzugt liegt das Verhältnis
zwischen dem Durchmesser der Zylinderrollen und der Länge der
Zylinderrollen zwischen 1:0,8 und 1:4 und bevorzugt zwischen 1:1
und 1:2,5. Auch diese Größenverhältnisse
der Zylinderrollen, welche die Gesamtgeometrie der Zylinderrollen
bestimmen, haben sich besonders günstig erwiesen, um die Reibung
zu minimieren.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weisen die Wälzkörper wenigstens
eine unbearbeitete Stirnfläche
auf. Vorzugsweise sind beide Stirnflächen wenigstens eines Wälzkörpers und
vorzugsweise aller Wälzkörper unbearbeitet.
Wie oben erwähnt,
ist es bei den erfindungsgemäßen Wälzkörpern möglich, auf
einen Bordanlauf mit dem Innen- bzw. Außenring zu verzichten. Damit
ist es auch möglich,
Wälzkörper mit
unbearbeiteten Stirnflächen einzusetzen.
Auf dieser Weise können
die Herstellungskosten für
die erfindungsgemäßen Schrägrollenlager
herabgesetzt werden.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist die Breite des Innenrings wenigstens so groß wie die Länge der Wälzkörper. Bei dieser Ausführungsform
können
in Längsrichtung
des Lagers die Wälzkörper im
Wesentlichen vollständig
durch den Innenring abgedeckt und damit vollständig zwischen dem Innenring
und dem Außenring
aufgenommen werden.
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Vorzugsweise
ist die Bauhöhe
des Wälzlagers
größer als
die Summe aus der Breite des Innenrings und dem Produkt aus dem
Durchmesser des Wälzkörpers und
dem Sinus des vorgegebenen Winkels. Unter der Bauhöhe des Wälzlagers
wird die Länge
des vollständigen
Wälzlagers
unter Berücksichtigung
sowohl des Innenrings als auch des Außenrings als auch der Wälzkörper in
Längsrichtung des
Lagers verstanden. Durch das Produkt aus dem Durchmesser des Wälzkörpers und
des Sinus des vorgegebenen Winkels wird gleichzeitig der Versatz festgelegt,
den der Außenring
gegenüber
dem Innenring aufweist. Die Bauhöhe
muss mindestens so groß sein,
wie die Summe dieses Versatzes und die Breite des Innenrings.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist wenigstens ein Wälzkörper sich
in Längsrichtung
des Wälzkörpers verjüngende Endbereiche auf.
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Weitere
Vorteile und Ausführungsformen
ergeben sich aus den beigefügten
Zeichnungen. Darin zeigen:
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1 ein
Kegelrollenlager nach dem Stand der Technik;
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2 ein
erfindungsgemäßes Schrägrollenlager;
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3 eine
Teildarstellung eines Wälzkörpers;
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4 eine
Teilansicht des Wälzkörpers aus 3.
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5 eine
schematische Darstellung eines Innenrings;
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6 eine
Darstellung der Außenoberfläche des
Innenrings; und
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7 eine
Darstellung zur Veranschaulichung der Krümmung
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1 zeigt
ein Kegelrollenlager nach dem Stand der Technik. Dieses weist einen
Innenring 2 auf, dessen Außenoberfläche 7 in einem vorgegeben Winkel
gegenüber
der Längsrichtung
L des Wälzlagers
geneigt ist. Ein Außenring 3 des
Wälzkörpers weist
eine Innenoberfläche 8 auf,
die ebenfalls um einen weiteren Winkel gegenüber der Längsrichtung L geneigt ist.
Dieser Winkel, um den die Außenoberfläche 7 des
Innenrings 2 gegenüber
der Längsrichtung geneigt
ist und derjenige, um den die Innenoberfläche 8 des Außenrings 3 geneigt
ist, sind unterschiedlich. Aus diesem Grunde ändert sich der Abstand zwischen
der Außenoberfläche 7 und
der Innenoberfläche 8 in
Längsrichtung
L des Wälzlagers.
Daher muss der Wälzkörper 5 mit
einer kegelstumpfförmigen
Manteloberfläche
ausgebildet werden. Dies Widerrum führt dazu, dass es nötig ist,
den Innenring 2 mit Borden 2a und 2b zu
versehen, um den Wälzköper 5 zu
führen.
Damit kommt es zu einem Bordanlauf der Wälzkörper und damit zu zusätzlichen
ungewollten Reibungsverlusten.
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2 zeigt
ein erfindungsgemäßes Schrägrollenlager 1.
Dieses Lager weist ebenfalls einen Innenring 2 und einen
Außenring 3 auf,
zwischen denen die Wälzkörper 5 angeordnet
sind. Die Außenoberfläche 7 des
Innenrings 2 ist mit einem vorgegebenen Winkel α gegenüber der
Längsrichtung
L geneigt. Die Innenoberfläche 8 des
Außenrings 3 ist ebenfalls
um den selbem Winkel α gegenüber der Längsrichtung
L des Lagers geneigt. Bei der Betrachtung dieser Winkel bleiben
etwaige leichte Krümmungen
der Oberflächen 7, 8 unberücksichtigt
bzw. es wird bei der Bestimmung des Winkels α ein Zentralbereich der Wälzkörper betrachtet,
in dem dieser bei der in 2 gezeigten Ausführungsform
im Wesentlichen eben ist.
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Durch
die gleichen Neigungen α der
Innenoberfläche 8 und
der Außenoberfläche 7 ist
es möglich,
dass die Wälzkörper 5 mit
einem wesentlichen konstanten Durchmesser Dw ausgeführt werden. Das
Bezugszeichen 4 bezieht sich auf einen Käfig, durch
den die einzelnen Wälzkörper 5 in
Abstand zu einander gehalten werden. Die Bezugszeichen 12 beziehen
sich auf die Führungsnasen
die an den jeweiligen Stegen 4a der Käfige angebracht sind. Wie in 2 gezeigt,
ist der Steg des Käfigs 4 ebenfalls um
den Winkel α gegenüber der
Längsrichtung
L des Wälzlagers 1 geneigt.
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Das
Bezugszeichen 9 bezieht sich auf einen Vorsprung bzw. Kragen,
der an dem Lagerkäfig 4 angeordnet
ist. Dieser hier in Umfangsrichtung nach außen weisende Kragen 9 verhindert
ein Auseinanderfallen des Schrägrollenlagers
beispielsweise während
der Montage. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform
verlaufen die Stege 4a der Lagerkäfige unterhalb der Mittellinie
bzw. Drehachse der Wälzkörper. Bei
dieser Ausführungsform
werden damit die Wälzkörper an
dem Außenring 3 gehalten.
Der Kragen 9 steht bevorzugt in formschlüssiger Verbindung mit
dem Außenring 3.
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Durch
den Kragen 9 wird verhindert, dass der Käfig 4 mit
den Wälzkörpern in 2 nach
rechts herausgezogen werden kann. Ohne den Kragen könnten der
Käfig 4 und
die Wälzkörper nach
rechts abgezogen werden und die Wälzkörper würden aus den durch die Stege 4a und
die Borde des Käfigs
gebildeten Taschen nach oben herausgleiten. Ein Abziehen des Käfigs nach
links in 2 ist ebenfalls nicht möglich, da
bei einer derartigen Bewegung die Wälzkörper tiefer in die Taschen
gedrückt
würden und
auf diese Weise die Bewegung verhindert würde.
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Anstelle
der hier gezeigten Ausführungsform sind
auch weitere Ausführungsformen
denkbar, etwa solche, bei denen der Vorsprung auf der rechten Seite
angeordnet ist, radial nach innen ragt und mit dem Innenring in
formschlüssiger
Verbindung steht. Der hier gezeigte Käfig ist bevorzugt aus Metall,
kann aber aus Kunststoff gefertigt sein.
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Die
Innenringbreite IB ist vorzugsweise größer als die Länge Lw des
Wälzkörpers 5 oder
dieser gleich. Auf diese Weise kann in wesentlichen die vollständige Oberfläche- bzw.
Mantelfläche
des Wälzkörpers 5 in
Kontakt mit der Außenoberfläche 7 des Innenrings
treten. Das Verhältnis
zwischen dem Durchmesser Dw des Wälzkörpers und der Länge des
Lw Wälzkörpers liegt
bei der in 2 gezeigten Ausführungsform
bevorzugt zwischen 0,1 und 1. Für die
Bauhöhe
BH des Lagers gilt folgende Beziehung: BH ≥ Dw·sin(α) + IB,wobei
IB auch hier die Innenringbreite ist. Durch das Produkt aus dem
Wälzkörperdurchmesser
Dw und dem Sinus des Winkels α wird
die Verschiebung x bestimmt, die zwischen den Innenring 2 und
den Außenring 3 auftritt.
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3 zeigt
eine Detaildarstellung eines Wälzkörpers. Dieser
Wälzkörper 5 weist
eine Mantelfläche 14 auf.
Diese Mantelfläche
weist den eingangs beschriebenen konvex gekrümmten Verlauf auf. Zu den Endbereichen
hin nimmt der Durchmesser Dw des Wälzkörpers jedoch ab, wobei für diese
Abnahme bevorzugt ein logarithmischer Zusammenhang gilt. Dieser
Verlauf des Durchmessers verhindert, dass durch auftretende radiale
Belastungen eine verstärkte
Abnutzung des Lagers auftritt. Anstelle einer logarithmischen Abnahme
wäre auch
eine lineare Abnahme des Durchmessers möglich. Auch wären weitere
funktionale Zusammenhänge
für die
Abnahme des Durchmessers möglich,
wie etwa solche Zusammenhänge,
die sich aus einem linearen und einem logarithmischen Anteil zusammensetzen.
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An
den links- und rechtsseitigen Enden weist der Wälzkörper jeweils eine Abschrägung 15 auf.
Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform
verläuft
die Abschrägung 15 in
einem Winkel zwischen 30 und 60 Grad und bevorzugt zwischen 40 und
50 Grad gegenüber
der Längsrichtung
L.
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4 zeigt
eine Teildarstellung des Endbereichs eines Wälzkörpers 5. Man erkennt,
dass der Durchmesser des Wälzkörpers nach
außen
hin zunächst
geringfügig
und dann im Endbereich 15 relativ steil abnimmt (logarithmischer
Verlauf). Bevorzugt weist der Wälzkörper 15 bei
der in 4 gezeigten Ausführungsform eine verstärkte Endprofilierung
auf.
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Die
Endbereiche 15 weisen gekrümmte Oberflächen auf. Auch dadurch sollen
starke Abnutzungen des Lagers durch einseitige Belastungen verhindert
werden. Der Krümmungsradius
R dieser Krümmungen
liegt bevorzugt unter 1 mm.
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5 zeigt
eine schematische und stark vereinfachte Darstellung eines Innenrings 2.
Dieser ist im Stand der Technik kegelstumpfförmig ausgebildet, was durch
die gestrichelt eingezeichnete Mantellinie m veranschaulicht wird.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform
verläuft
diese Mantellinie m nicht geradlinig, sondern gekrümmt, genauer
gesagt konvex also nach außen
gekrümmt.
Der Verlauf dieser Krümmung
ist in 5 übertrieben
dargestellt.
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6 zeigt
eine Darstellung der Außenoberfläche 7 des
Innenrings. Dabei zeigt das untere Teilbild von 6 den
Bereich der Oberfläche
die in dem oberen Teilbild durch die Linie 7 dargestellt
ist. In dieser Figur bezieht sich das Bezugszeichen X auf die Längsrichtung
des Wälzkörpers und
das Bezugszeichen Y auf eine hierzu senkrechte Richtung. Man erkennt,
dass der Innenring bzw. dessen Außenoberfläche 7 ein konvexes
Profil aufweist d. h. sein Durchmesser in dem mittleren Bereich
erhöht
ist. Zu den Seiten hin nimmt der Durchmesser des Innenrings 2 jeweils
bevorzugt logarithmisch ab.
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Wie
eingangs erwähnt,
treten in Schrägrollenlagern
Schnittpunktfehler zwischen der Verlängerung der Mantellinie des
Wälzkörpers und
der Verlängerung
der Mittellinie des Wälzlagers
auf. Durch diese Schnittpunktfehler kommt es zu einer erhöhten Gleitreibung
und zwischen den Innen- bzw. Au ßenringflächen und
der Mantelfläche
des Wälzkörpers. Durch
die in 6 gezeigte Profilierung bzw. Gestaltung der sich
kontaktierenden Wälzkörperoberflächen und
der Oberflächen 7, 8 der
Außen-
und Innenringe kann bei einer belastungsbedingten Lagerverkippung
die tragende Länge
der Wälzkörper optimal an
die jeweiligen Laufbahnkonturen angepasst werden. Der im Stand der
Technik auftretende Kantenlauf der Wälzkörper wird durch diese Gestaltung
der Außenoberflächen verhindert
und auf diese Weise können
auch Gleitbewegungen (die zu Verschleiß führen) und das Reibmoment durch
den sich anpassenden Kontaktbereich reduziert werden.
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7 zeigt
eine vergrößerte Darstellung
zur Veranschaulichung der Krümmung.
Dabei wurde das linkere obere Teilbild in Y Richtung gestreckt um
die Größenverhältnisse
veranschaulichen zu können.
Im Gegensatz zu der in 6 gezeigten Krümmung wurde
in 7 eine lineare Krümmung verwendet. Es wäre jedoch
auch möglich,
an der Außenfläche des
Innenrings eine linear verlaufende Krümmung vorzusehen und an der
Innenfläche
des Außenrings eine
logarithmisch verlaufende Krümmung.
Auch können
sowohl am Innenring als auch am Außenring jeweils logarithmische
oder linear verlaufende Krümmungen
vorgesehen sein.
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Das
Bezugszeichen 8 bezieht sich auf die Oberfläche des
Außenrings
bzw. deren Verlauf. Man erkennt, dass diese Oberfläche 8 entlang
der Mittellinie M am weitesten in 7 nach unten
ragt.
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Das
Bezugszeichen h bezieht sich auf den im Folgenden als Ballenhöhe bezeichneten
Abstand, der ein Maß für die Krümmung der
Oberfläche
ist. Definitionsgemäß handelt
es sich dabei um denjenigen Abstand, den der Punkt X1 und der Punkt
X2 die sich beide auf der Oberfläche 8 befinden
in, Y-Richtung zueinander aufweisen. In X Richtung sind die beiden
Punkte X1 und X2 um das 0,3-fache der gesamten Längsausdehnung X des Außenrings
voneinander entfernt.
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In
aufwändigen
Experimenten wurde eine jeweils besonders geeignete Ballenhöhe für unterschiedliche
Außendurchmesser
des Wälzlagers
ermittelt. Bei kleinen Außendurchmessern
im Bereich zwischen 0 und 90 mm hat sich eine Ballenhöhe zwischen
0 und 2 μm
als besonders geeignet heraus gestellt. Bei Außendurchmessern zwischen 90
und 240 mm liegt die Ballenhöhe
vorteilhaft im Bereich zwischen 0 und 3 μm. Für Außendurchmesser zwischen 240
und 60 mm ergibt sich eine Ballenhöhe im Bereich von 4 μm und für große Außendurchmesser
von mehr als 600 mm liegt die Ballenhöhe bevorzugt zwischen 0 und
6 μm.
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Für das erfindungsgemäße Schrägrollenlager
werden alternativ Metall- oder Kunststoffkäfige verwendet. Diese können speziell
angepasste Geometrien aufweisen, die den Öldurchfluss durch das Lager
verbessern und auch die Reibung zwischen dem Käfig und den Wälzkörpern verringern.
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Auch
der nicht gezeigte Wälzkörper weist vorzugsweise
eine wie in den 5 und 6 dargestellte
Krümmung
auf.
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Sämtliche
in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich
beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem
Stand der Technik neu sind.
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- 1
- Schrägrollenlager
- 2
- Innenring
- 2a,
2b
- Bord
des Innenrings (Stand der Technik)
- 3
- Außenring
- 4
- Lagerkäfig
- 4a
- Steg
des Lagerkäfis 4
- 5
- Wälzkörper
- 7
- Außenoberfläche des
Innenrings 2
- 8
- Innenoberfläche des
Außenrings 3
- 9
- Kragen
- 12
- Führungsnase
- 13
- in
Längsrichtung äußerer Bereich
des Wälzkörpers 5
- 14
- Mantelfläche des
Wälzkörpers 5
- 15
- Endbereich
des Wälzkörpers 5
- 15a
- gekrümmte Oberfläche des
Endbereichs
- Dw
- Durchmesser
des Wälzkörpers 5
- IB
- Breite
des Innenrings 2
- Lw
- Länge des
Wälzkörpers 5
- BH
- Bauhöhe des Wälzlagers
- α
- Neigungswinkel
der Wälzkörper
- L
- Längsrichtung
des Wälzlagers
- R
- Krümmungsradius
- h
- Ballenhöhe
- m
- Mantellinie
des Innenrings