DE102017113651A1

DE102017113651A1 - Wälzlageranordnung

Info

Publication number: DE102017113651A1
Application number: DE102017113651.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Nogueira da Silva; Welington Santos; Fabio Luis Vieira
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-06-21
Filing date: 2017-06-21
Publication date: 2018-12-27

Abstract

Wälzlageranordnung, umfassend einen Außenring, einen Innenring und auf ringseitigen Laufbahnen wälzende Wälzkörper, wobei am Außenring (4) und am Innenring (5) axial benachbart Laufbahnen (6, 8, 10, 11) für Wälzkörper in Form von Kegelrollen (7) und Laufbahnen für Wälzkörper in Form von Zylinderrollen (9) zur Bildung eines kombinierten Kegelrollen- und Zylinderrollenlagers (2) ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung, umfassend einen Außenring, einen Innenring und auf ringseitigen Laufbahnen wälzende Wälzkörper.
In manchen Anwendungen, beispielsweise Traktorengetrieben, wird eine mehrteilige Wälzlageranordnung verbaut, bestehend aus zwei gegeneinander angestellten Kegelrollenlagern, zwischen die ein Zylinderrollenlager gesetzt ist, wobei die einzelnen Lager über ihre Innenringe unmittelbar aneinander anschließen. Diese Anordnung dreier separater Lager erfordert einen beachtlichen axialen Bauraum. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die beiden Kegelrollenlager axial vorzuspannen sind. Infolge dieser axialen Vorspannung kann es zu einem geringfügigen axialen Versatz kommen, der zu erhöhtem Verschleiß im Bereich des Zylinderrollenlagers führen kann, insbesondere im Bereich der aneinander liegenden Ringschultern.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Wälzlageranordnung anzugeben.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Wälzlageranordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass am Außenring und am Innenring axial benachbart Laufbahnen für Wälzkörper in Form von Kegelrollen und Laufbahnen für Wälzkörper in Form von Zylinderrollen zur Bildung eines kombinierten Kegelrollen- und Zylinderrollenlagers ausgebildet sind.
Erfindungsgemäß wird ein kombiniertes zweireihiges Wälzlager vorgeschlagen, bestehend aus einem Kegelrollenlager und einem Zylinderrollenlager. Beide Lager weisen einen gemeinsamen Außenring und einen gemeinsamen Innenring auf, an denen, axial benachbart, konische Laufbahnen für die Kegelrollen und zylindrische Laufbahnen für die Zylinderrollen ausgebildet sind. Da ein einteiliger Außenring und ein einteiliger Innenring verwendet werden, können die Laufbahnen axial gesehen sehr eng aneinander gesetzt werden, so dass dieses kombinierte Lager respektive diese Wälzlageranordnung kürzer ist als eine Wälzlageranordnung gebildet aus einem separaten Kegelrollenlager und einem separaten Zylinderrollenlager.
Aufgrund der Einteiligkeit des Außen- und des Innenrings ergeben sich auch infolge der Vorspannung im Bereich des Kegelrollenlagers keine Schwierigkeiten hinsichtlich eines geringen Axialversatzes, wie bei separaten Lageranordnungen, so dass es auch zu keinen Verschleißproblemen am Zylinderrollenlager kommen kann.
Mitunter ist es, je nach Lageraufgabe, ausreichend, die Wälzlageranordnung nur mit dem kombinierten Kegelrollen- und Zylinderrollenlager auszuführen. Das heißt, dass aufgrund der Lageraufgabe ein Bauteil nur in einer Axialrichtung über das Kegelrollenlager abzustützen ist. Mitunter aber, beispielsweise im Falle einer Getriebeanwendung bei einem Traktor, kann auch eine Abstützung in beiden Axialrichtungen erforderlich sein. Zu diesem Zweck kann die erfindungsgemäße Wälzlageranordnung vorsehen, dass benachbart zum Zylinderrollenlager ein weiteres separates Kegelrollenlager mit Außenring, Innenring und Wälzkörper in Form von Kegelrollen angeordnet ist, wobei die Kegelrollen spiegelbildlich zu den Kegelrollen des ersten Kegelrollenlagers, also den Kegelrollen im kombinierten Lager, angeordnet sind. Diese Wälzlageranordnung, die aus zwei separaten Lagern, nämlich zum einen dem kombinierten Kegelrollen- und Zylinderrollenlager, zum anderen dem separaten Kegelrollenlager besteht, ermöglicht folglich neben der Radiallagerung eine Abstützung in beiden Axialrichtungen, nachdem die Kegelrollen spiegelbildlich zueinander angeordnet sind. Verglichen mit einer Wälzlageranordnung, wie sie bisher üblich ist und welche drei separate Lager (zwei Kegelrollenlager, ein dazwischen angeordnetes Zylinderrollenlager) umfasst, ist die erfindungsgemäße Wälzlageranordnung aufgrund der Verwendung des kombinierten Kegelrollen- und Zylinderrollenlagers axial gesehen kürzer ausgeführt, bei gleicher Trag- und Abstützfähigkeit.
Eine weitere Möglichkeit, die gesamte Wälzlageranordnung axial gesehen noch etwas zu verkürzen, gleichzeitig aber auch axial gegeneinander abzustützen, sieht vor, dass am Außenring und am Innenring sowohl des kombinierten Kegelrollen- und Zylinderrollenlagers im Bereich des Zylinderrollenlagers als auch des separaten Kegelrollenlagers ebene Stirnflächen aus gebildet sind, die in der Montagestellung flächig aneinander anliegen. Erfindungsgemäß ist also sowohl der Innenring als auch der Außenring des kombinierten Lagers und der Innenring und der Außenring des separaten Kegelrollenlagers axial aneinander abgestützt, sie liegen flächig über die jeweiligen Stirnflächen aneinander an. Die gesamte Wälzlageranordnung ist demzufolge radial nach innen und außen gekapselt. Aufgrund der entsprechend ebenflächigen Ausgestaltung der Stirnflächen ist es möglich, den Innenring und den Außenring zu verkürzen, da die entsprechende Ringschultern axial gesehen hierüber verkürzt werden können, und so die axiale Länge der Wälzlageranordnung noch ein Stück weiter zu reduzieren.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Kegelrollen des kombinierten Kegelrollen- und Zylinderrollenlagers und gegebenenfalls, sofern vorgesehen, die Kegelrollen des separaten Kegelrollenlagers in einem Käfig geführt sind, wobei die Zylinderrollen entweder freilaufen oder ebenfalls in einem Käfig geführt sind. Das heißt, dass in jedem Fall die Kegelrollen käfiggeführt sind, bei den Zylinderrollen ist die Käfigführung optional und hängt vom Anwendungsfall ab. Sind die Zylinderrollen nicht in einem Käfig angeordnet, so kann hierüber eine weitere Reduktion der axialen Länge der Wälzlageranordnung erreicht werden, oder es können längere Zylinderrollen verwendet werden, was der Tragfähigkeit des Radiallagers, also des Zylinderrollenlagers zuträglich ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

1 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Wälzlageranordnung, und
2 eine Explosionsdarstellung der Wälzlageranordnung aus 1.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Wälzlageranordnung 1, hier bestehend aus einem kombinierten Kegelrollen- und Zylinderrollenlager 2 sowie einem separaten Kegelrollenlager 3. Bereits an dieser Stelle der Hinweis, dass die erfindungsgemäße Wälzlageranordnung auch nur aus dem kombinierten Kegelrollen- und Zylinderrollenlager 2 bestehen kann, wenn dies für die jeweilige Lageraufgabe ausreichend ist.
Das kombinierte Kegelrollen- und Zylinderrollenlager 2 weist einen gemeinsamen Außenring 4 sowie einen gemeinsamen Innenring 5 auf, die entsprechende Laufbahnen für die beiden Wälzkörperreihen aufweisen. So sind am Außenring 4 eine Laufbahn 6 für die Kegelrollen 7 sowie eine Laufbahn 8 für die Zylinderrollen 9 ausgebildet, wobei diese Laufbahnen 6, 8 axial möglichst eng zueinander angeordnet sind.
Am Innenring 5 ist eine entsprechende Laufbahn 10 für die Kegelrollen 7 sowie eine Laufbahn 11 für die Zylinderrollen 9 ausgebildet. Die Laufbahnen 6, 8 und 10, 11 sind so angeordnet, dass die Kegelrollen 7 axial vorgespannt werden können.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind nur die Kegelrollen 7 in einem Käfig 12 geführt, während die Zylinderrollen 9 freilaufen, also käfiglos sind.
Das separate Kegelrollenlager 3 besteht ebenfalls aus einem Außenring 13 sowie einem Innenring 14, an denen ebenfalls entsprechende Laufbahnen 15, 16 für die Kegelrollen 17 ausgebildet sind. Auch diese Kegelrollen 17 sind in einem Käfig 18 geführt.
Wie die Schnittansicht gemäß 1 deutlich zeigt, liegen die beiden Außenringe 4, 13 sowie die beiden Innenring 5, 14 axial direkt aneinander an. Hierzu sind die Stirnflächen 19, 20 des Außen- und Innenrings 4, 5 sowie die Stirnflächen 21, 22 des Außen- und Innenrings 13, 14 ebenflächig ausgeführt und weisen insoweit keine separaten Ringschultern oder Ähnliches auf. Hierüber wird erreicht, dass die Ringe axial aneinander abgestützt sind, auch eine entsprechende axiale Bauraumverkürzung wird hierüber erreicht. Dieser Bauraumverkürzung ist ohnehin bereits die Ausgestaltung des einen Lagers als kombiniertes Kegelrollen- und Zylinderrollenlager zuträglich, wie auch der Umstand, dass die Zylinderrollen 9 nicht käfiggeführt sind.
2 zeigt eine Explosionsansicht der Wälzlageranordnung 1 aus 1. Gezeigt ist, von rechts nach links, der Außenring 4, von dem primär die Lauffläche 8 erkennbar ist, gefolgt von dem Käfig 12, in dem die Kegelrollen 7 in entsprechenden Käfigtaschen 23 aufgenommen und geführt sind. Dem Käfig 12 folgend sind die Kegelrollen 7 gezeigt, die im Käfig 12 aufgenommen sind, sowie die im gezeigten Beispiel freilaufenden Zylinderrollen 9.
Anschließend ist der Innenring 5 dargestellt, von dem die konische Lauffläche 10 für die Kegelrollen 7 sowie die zylindrische Lauffläche 11 für die Zylinderrollen 9 dargestellt ist.
Diese beschriebenen Bauelemente bilden das kombinierte Kegelrollen- und Zylinderrollenlager 2.
Dargestellt sind des Weiteren, nach wie vor von rechts nach links folgend, die Kegelrollen 17 des separaten Kegelrollenlagers 3, gefolgt vom Innenring 14 mit der konischen Lauffläche 16 für die Kegelrollen 17. Anschließend ist der Käfig 18 dargestellt, in dessen Taschen 24 die Kegelrollen 17 aufgenommen sind, gefolgt vom Außenring 13, von dem die konische Lauffläche 15 für die Kegelrollen 17 dargestellt ist.
Wenngleich nicht dargestellt, besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, die Zylinderrollen 9 in einem Käfig zu führen.
Die Käfige 12 und 18, gegebenenfalls auch der optionale Käfig, der die Zylinderrollen 9 aufnimmt, sind bevorzugt als Kunststoffkäfige ausgeführt, können aber auch als Metallkäfige ausgeführt werden.
Bezugszeichenliste

1: Wälzlageranordnung
2: Kegelrollen- und Zylinderrollenlager
3: Kegelrollenlager
4: Außenring
5: Innenring
6: Laufbahn
7: Kegelrollen
8: Laufbahn
9: Zylinderrollen
10: Laufbahn
11: Laufbahn
12: Käfig
13: Außenring
14: Innenring
15: Laufbahn
16: Laufbahn
17: Kegelrollen
18: Käfig
19: Stirnfläche
20: Stirnfläche
21: Stirnfläche
22: Stirnfläche
23: Käfigtaschen
24: Taschen

Claims

Wälzlageranordnung, umfassend einen Außenring, einen Innenring und auf ringseitigen Laufbahnen wälzende Wälzkörper, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenring (4) und am Innenring (5) axial benachbart Laufbahnen (6, 8, 10, 11) für Wälzkörper in Form von Kegelrollen (7) und Laufbahnen für Wälzkörper in Form von Zylinderrollen (9) zur Bildung eines kombinierten Kegelrollen- und Zylinderrollenlagers (2) ausgebildet sind.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zum Zylinderrollenlager ein weiteres separates Kegelrollenlager (3) mit Außenring (13), Innenring (14) und Wälzkörpern in Form von Kegelrollen (17) angeordnet ist, wobei die Kegelrollen (17) spiegelbildlich zu den Kegelrollen (7) des ersten Kegelrollenlagers angeordnet sind.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenring (4) und am Innenring (5) sowohl des kombinierten Kegelrollen- und Zylinderrollenlagers (2) im Bereich des Zylinderrollenlagers als auch des separaten Kegelrollenlagers ebene Stirnflächen (19, 20, 21, 22) ausgebildet sind, die in der Montagestellung flächig aneinander anliegen.
Wälzlageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelrollen (7) des kombinierten Kegelrollen- und Zylinderlagers (2) und gegebenenfalls die Kegelrollen (17) des separaten Kegelrollenlagers (3) in einem Käfig (12, 18) geführt sind, wobei die Zylinderrollen (9) freilaufen oder ebenfalls in einem Käfig geführt sind.