PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102004053125A1 02.06.2005
Titel Wälzlageranordnung
Anmelder Timken US Corporation, Torrington, Conn., US
Erfinder Kackowski, Matthew T., Torrington, Conn., US
Vertreter Schroeter Lehmann Fischer & Neugebauer, 81479 München
DE-Anmeldedatum 03.11.2004
DE-Aktenzeichen 102004053125
Offenlegungstag 02.06.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.06.2005
IPC-Hauptklasse F16C 33/46
Zusammenfassung Lageranordnung (10; 60) mit einem Käfig (20; 70), einer Vielzahl von Rollen (40) und einer Hülse (50; 100). Der Käfig (20; 70) weist einen mittleren Abschnitt (28; 78) auf, der sich zwischen einem Paar radialer Flansche (22, 24; 72, 74) erstreckt. Der mittlere Abschnitt (28; 78) weist eine Vielzahl von Rollenhaltetaschen (30) auf, die so gestaltet sind, dass sie die Rollen (40) aufnehmen und eine wesentliche radiale Bewegung der darin angeordneten Rollen (40) in einer radialen Richtung verhindern. Die Hülse (50; 100) ist zwischen den radialen Flanschen (22, 24; 72, 74) angeordnet, wobei die radialen Flansche die Hülse (50; 100) radial überlappen. Die Hülse ist zwischen den Flanschen (22, 24; 72, 74) gehalten und verhindert eine wesentliche radiale Bewegung der Rollen (40) in der entgegengesetzten Richtung.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Wälzlager und insbesondere auf eine Wälzlagerbaueinheit.

Zunächst wird auf 1 Bezug genommen, die den Stand der Technik darstellt. Eine Wälzlageranordnung 100 weist allgemein eine Mehrzahl von Rollen 102 auf, die innerhalb eines Käfigs 104 gehalten sind. Der Käfig 104 weist eine Vielzahl von Taschen auf, in denen die Rollen 102 angeordnet und gehaltert sind. Eine Abdeckung in Form eines Napfes 106 ist um die Außenseite der Anordnung aus Käfig 104 und Rollen 102 herum vorgesehen, um eine äußere Lagerfläche für die Rollen 102 zu schaffen. Alternativ kann die Abdeckung 106 an der Innenseite der Anordnung aus Käfig 104 und Rollen 102 angebracht sein, um eine innere Lagerfläche zu bieten. Flansche 108 und 110, die sich radial von der Abdeckung 106 her erstrecken, halten die Anordnung zusammen und gestatten es dadurch der Abdeckung 106, eine radial nach außen gerichtete Bewegung der Rollen 102 zu verhindern. Es wurden verschiedene Mittel verwendet, um die Taschen zu gestalten, zum Beispiel Laschen, die sich in die Taschen hinein erstrecken, um eine radiale Bewegung der Rollen 102 in einer Richtung entgegengesetzt zu der Abdeckung 106 zu verhindern.

Während die Abdeckung 106 ein adäquates Mittel ist, um die Anordnung zusammenzuhalten, hat sie doch einige Nachteile. Zum Beispiel wird während der Herstellung einer der Flansche 108 oder 110 im Allgemeinen nicht umgebördelt gelassen, so dass die Anordnung aus Käfig 104 und Rollen 102 innerhalb der Abdeckung 106 eingesetzt werden kann. Danach ist ein zweiter Vorgang erforderlich, um den nicht umgebördelten Flansch 108 oder 110 umzubördeln. Darüberhinaus werden Lageranordnungen oft in beengten Umgebungen eingesetzt, zum Beispiel in einem Fahrzeuggetriebe, wo primär auf den Raumbedarf zu achten ist. Die axiale Dicke der Flansche 108 und 110 muss dann durch Verminderung der Länge des Käfigs 104 und damit der Rollen 102 untergebracht werden.

Diese Nachteile sollen durch die Erfindung vermieden werden.

Die Erfindung ist im Wesentlichen in dem Patentanspruch 1 und in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung schafft somit eine Lageranordnung mit einem Käfig, einer Vielzahl von Rollen und einer Hülse. Der Käfig weist einen zentralen Abschnitt auf, der sich zwischen einem Paar von radialen Flanschen erstreckt, die sich ihrerseits in einer ersten radialen Richtung erstrecken. Der zentrale Abschnitt weist eine Vielzahl von Rollenhaltetaschen auf. Jede Rollenhaltetasche ist so gestaltet, dass sie eine wesentliche radiale Bewegung der darin angeordneten Rolle in einer zweiten radialen Richtung, die der ersten radialen Richtung entgegengesetzt ist, verhindert. Die Hülse ist zwischen den radialen Flanschen angeordnet. Die radialen Flansche erstrecken sich über eine Entfernung in der ersten radialen Richtung derart, dass die Flansche radial die Hülse überlappen, wodurch die Hülse zwischen den Flanschen gehalten ist und wobei die Hülse eine wesentliche radiale Bewegung der Rollen in der ersten radialen Richtung verhindert.

Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen.

1 ist eine teilweise Querschnittsansicht einer Lageranordnung nach dem Stand der Technik.

2 ist eine isometrische Ansicht einer Lageranordnung, die ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, wobei dei Rollen insgesamt und die Hülse teilweise weggelassen sind.

3 ist eine Querschnittsansicht der Lageranordnung von 2 mit den eingesetzten Rollen.

4 ist eine Querschnittsansicht ähnlich der 3 und veranschaulicht ein erstes alternatives Ausführungsbeispiel.

5 ist eine Querschnittsansicht ähnlich der 3 und veranschaulicht ein zweites alternatives Ausführungsbeispiel.

6 ist eine Querschnittsansicht ähnlich der 3 und veranschaulicht ein drittes alternatives Ausführungsbeispiel.

7 ist eine Querschnittsansicht ähnlich der 3 und veranschaulicht ein viertes alternatives Ausführungsbeispiel.

In den 2 und 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Lageranordnung 10 dargestellt. Diese weist allgemein einen Lagerkäfig 20, eine Vielzahl von Rollen 40 und eine Hülse 50 auf. Der Lagerkäfig 20 hat radiale Flansche 22 und 24, die durch Querstege 26 miteinander verbunden sind. Die Querstege 26 haben einen mittleren Abschnitt 28, der radial nach innen gegenüber den seitlich äußeren Abschnitten 27 und 29 versetzt ist. Der Käfig 20 wird vorzugsweise aus einem ausgestanzten Blech hergestellt, das aufgewickelt wird, um einen Ring zu bilden, und der dann zum Beispiel an der Stelle 36 in 2 verschweißt wird. Andere Herstellungsverfahren können auch verwendet werden.

Benachbarte Querstege 26 sind von einander beabstandet, um eine Vielzahl von Rollenhalteschlitzen 30 um den Käfig 20 herum zu bilden. Jeder Schlitz 30 ist in der Größe so bemessen, dass er darin eine Rolle 40 zur Drehung haltert. Bei dem voliegenden Ausführungsbeispiel weisen die radial inneren mittleren Abschnitte 28 eine Vielzahl von sich in Umfangsrichtung erstreckenden Laschen 32 auf, die sich in die Rollenhalteschlitze 30 hinein erstrecken. Gegenüberliegende Laschen 32 definieren einen Bereich mit einer Breite R, die kleiner ist als die Breite W des Schlitzes 30, so dass die Laschen 32 eine radial nach innen gerichtete Bewegung der Rollen 40 verhindern.

Um eine radial nach außen gerichtete Bewegung der Rollen 40 zu verhindern, ist die Hülse 50 um die Rollen 40 herum zwischen den Käfigflanschen 22 und 24 angeordnet. Die Hülse 50 ist ein Zylinder, der eine innere Oberfläche 52 hat, die einen Durchmesser hat, der etwa gleich dem äußeren Durchmesser ist, der durch die Rollen 40 definiert ist, so dass die innere Oberfläche 52 eine äußere Lagerfläche für die Rollen 40 bietet. Die Hülse 50 kann hergestellt werden mittels eines Ziehvorgangs, indem man einen Abschnitt von einem zylindrischen Rohr abschneidet, indem man einen aufgewickelten Streifen verschweißt, oder mittels verschiedener anderer Herstellungstechniken. Um die Hülse 50 um die Rollen 40 herum zu halten, erstreckt sich jeder der Käfigflansche 22, 24 radial nach außen über den äußeren Durchmesser der Rollen 40 hinaus. Somit überlappen die Flansche 22 und 24 radial die Hülse 50, um die Hülse 50 zu halten und deren axiale Bewegung zu begrenzen, wie in 3 gezeigt ist. Die Überlappung ist derart, dass die Flansche 22 und 24 sich nicht radial nach außen über die äußere Oberfläche der Hülse 50 hinaus erstrecken, so dass die Flansche 22 und 24 nicht mit der Drehung des Lagers 10 kollidieren.

Um das Anordnen der Hülse 50 zwischen den Flanschen 22 und 24 zu erleichtern, können eine oder beide äußere Kanten der Hülse 50 eine abgeschrägte Fläche 54 aufweisen, so dass die Hülse 50 mittels Schnappsitz über einen der Flansche 22, 24 aufgebracht werden kann. Der Betrag der axialen Halterung der Hülse 50, der durch die Flansche 22 und 24 während des Betriebs erforderlich ist, ist minimal, und daher muss der Betrag der radialen Überlappung zwischen den Flanschen 22 und 24 und der Hülse 50 nicht beträchtlich sein; er muss nur ausreichend sein, um die Anordnung 10 unter minimalen Belastungen als Einheit zusammenzuhalten, die während des Transports oder sonst wie auftreten können. Somit kann die Hülse 50 über einen der Flansche 22, 24 hinweg aufgeschnappt werden. Alternativ kann die Hülse 50 ein flacher Streifen sein, der um den Käfig 20 herum gewickelt und zusammen geschweißt wird, nachdem er zwischen den Flanschen 22 und 24 positioniert ist. Bei einer weiteren Alternative kann der Käfig 20 innerhalb der Hülse 50 vor dem Verschweißen des Käfigs 20 angeordnet werden. Dies bedeutet, dass die freien Enden des aufgerollten Käfigs 20 derart überlappt werden können, dass der Käfig 20 im Durchmesser vermindert und innerhalb der Hülse 50 eingesetzt werden kann. Wenn er innerhalb der Hülse 50 eingesetzt ist, wobei die Flansche 22 und 24 die Hülse 50 umgreifen, werden die freien Enden des Käfigs 20 aneinander angestoßen, wodurch der Käfig 20 zu seinem natürlichen Durchmesser zurückkehrt, und dann wird der Käfig 20 verschweißt. Andere Arten des Einsetzens der Hülse 50 zwischen die Flansche 20 und 24 können auch verwendet werden.

Die Erfindung ermöglicht eine zylindrische Hülse 50 ohne die Notwendigkeit des Umbördelns der Enden der äußeren Laufbahn, wie es bei der Baueinheit nach dem Stand der Technik erforderlich war. Ferner wird auch die Dicke der umgebördelten Enden der Baueinheit nach dem Stand der Technik entfernt oder vermieden. Somit kann der Käfig 20 länger gemacht werden (Abstand von einem Flansch 22 zum anderen Flansch 24), wodurch längere Rollen 40 möglich sind, was eine erhöhte Kapazität der Lageranordnung 10 zur Folge hat.

In 4 ist eine Lageranordnung 10' als zweites Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Lageranordnung 10' ist im wesentlichen die gleiche wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel und weist einen Käfig 20' auf sowie eine Vielzahl von Rollen 40 und eine Hülse 50, wobei die Rollen 40 und die Hülse 50 im Wesentlichen identisch wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel sind. Der wesentliche Unterschied gegenüber dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die mittleren Abschnitte 28' des Käfigs 20' eine vergrößerte axiale Länge oder Breite 32' haben, um Bereiche von verminderter Breite R zu bilden, im Gegensatz zu den Laschen 32 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels. Somit verhindern die mittleren Abschnitte 28' eine radial nach innen gerichtete Bewegung der Rollen 40. Die radialen Flansche 22 und 24 überlappen wiederum in radialer Richtung die Hülse 50 und halten diese dadurch, was eine radial nach außen gerichtete Bewegung der Rollen 40 verhindert.

5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Lageranordnung 10''. Diese ist im Wesentlichen gleich wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen. Sie weist einen Käfig 20'', eine Vielzahl von Rollen 40 und eine Hülse 50 auf, wobei die Rollen 40 und die Hülse 50 im Wesentlichen identisch zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen sind. Die mittleren Abschnitte 28'' des Käfigs 20'' erstrecken sich radial nach außen gegenüber den seitlich äußeren Abschnitten 27'' und 29'', die radial innerhalb angeordnet sind. Jeder seitlich äußere Abschnitt 27'' und 29'' bildet Laschen 32'', die sich in die Rollenhalteschlitze 30 hinein erstrecken, um den Bereicht verminderter Breite R zu bilden. Die Laschen 32'' der seitlich äußeren Abschnitte 27'' und 29'' verhindern somit eine radial nach innen gerichtete Bewegung der Rollen 40. Die radialen Flansche 22 und 24 überlappen wieder radial die Hülse 50 und halten diese dadurch, was eine radial nach außen gerichtete Bewegung der Rollen 40 verhindert. Die mittleren Abschnitte 28'' können auch mit radial äußeren Haltemitteln versehen sein, aber dieses ist nicht erforderlich, da die Hülse 50 eine radial nach außen gerichtete Bewegung verhindert.

Diese verschiedenen Ausführungsbeispiele veranschaulichen, dass verschiedene Mittel gegenüber der Hülse 50 vorgesehen sein können, um eine radiale Bewegung der Rollen 40 in einer Richtung entgegengesetzt zu der Hülse 50 zu verhindern. Diese verschiedenen Mittel sind nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern können andere Gestaltungen aufweisen.

6 zeigt einen Lageranordnung 60 als viertes Ausführungsbeispiel. Die Lageranordnung 60 ist eine umgekehrte Version der Lageranordnung 10 des ersten Ausführungsbeispiels. Somit ist die Hülse 100 innerhalb der Rollen 20 angeordnet und hat eine äußere Oberfläche 102, die als innere Lagerfläche für die Rollen 40 dient und eine radial nach innen gerichtete Bewegung der Rollen 40 verhindert. Der Käfig 70 weist eine Vielzahl von Querstegen 76 auf, die sich zwischen radialen Flanschen 72 und 74 erstrecken. Bei diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Flansche 72 und 74 radial nach innen, so dass die Flansche 72 und 74 die Hülse 100 radial überlappen. Jeder Quersteg 76 weist einen radial äußeren mittleren Abschnitt 78 auf, der sich zwischen seitlich äußeren Abschnitten 77 und 79 erstreckt. Ähnlich wie bei den beiden ersten Ausführungsbeispielen weist der mittlere Abschnitt 78 Laschen, eine vergrößerte Dicke oder andere Mittel (nicht gezeigt) auf, um eine radial nach außen gerichtete Bewegung der Rollen 40 zu verhindern. Die Lageranordnung 60 kann auf verschiedene Weise hergestellt werden, einschließlich der oben mit Bezug auf die anderen Ausführungsbeispiele beschriebenen. Zum Beispiel kann die Hülse 100 abgeschrägte Kanten 104 aufweisen, um einen Schnappeingriff der Hülse 100 innerhalb der Flansche 72 und 74 zu erleichtern. Alternativ kann der Käfig 70 um die Hülse 100 herum gewickelt und danach verschweißt werden. Andere Verfahren können auch verwendet werden.

7 zeigt als fünftes Ausführungsbeispiel eine Lageranordnung 60''. Diese ist eine umgekehrte Version der Lageranordnung 10'' des dritten Ausführungsbeispiels. Wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist die Hülse 100 innerhalb der Rollen 40 angeordnet und hat eine äußere Oberfläche 102, die als innere Lagerfläche für die Rollen 40 dient und eine radial nach innen gerichtete Bewegung der Rollen 40 verhindert. Der Käfig 70'' weist eine Vielzahl von Querstegen 76 auf, die sich zwischen den Flanschen 72 und 74 erstrecken, wobei sich die Flansche 72 und 74 radial nach innen erstrecken, so dass sie die Hülse 100 radial überlappen. Jeder Quersteg 76 weist radial nach außen gerichtete, seitlich äußere Abschnitte 77'' und 79'' auf, wobei der mittlere Abschnitt 78'' demgegenüber radial nach innen gerichtet ist. Ähnlich wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel weisen die seitlich äußeren Abschnitte 77'' und 79'' Laschen, eine vergrößerte Dicke oder andere Einrichtungen (nicht gezeigt) auf, um eine radial nach außen gerichtete Bewegung der Rollen 40 zu verhindern.


Anspruch[de]
  1. Lageranordnung (10; 60) mit

    – einem Käfig (20; 70), der einen Taschenabschnitt aufweist, der sich zwischen einem Paar von radialen Flanschen (22, 24; 72, 74) erstreckt, die sich in einer ersten radialen Richtung erstrecken, wobei der Taschenabschnitt eine Vielzahl von Rollenhaltetaschen (30) aufweist, wobei jede Rollenhaltetasche (30) so gestaltet ist, dass sie eine wesentliche radiale Bewegung einer darin angeordneten Rolle (40) in einer zweiten radialen Richtung, entgegengesetzt zu der ersten radialen Richtung, verhindert,

    – einer Vielzahl von Rollen (40), die in entsprechenden Rollenhaltetaschen (30) angeordnet sind,

    – einer Hülse (50; 100), die zwischen den radialen Flanschen (22, 24; 72, 74) angeordnet ist, wobei die radialen Flansche sich über einen Abstand in der ersten radialen Richtung derart erstrecken, dass die Flansche radial die Hülse (50; 100) überlappen, wodurch die Hülse zwischen den Flanschen gehalten ist und die Hülse eine wesentliche radiale Bewegung der Rollen (40) in der ersten radialen Richtung verhindert.
  2. Lageranordnung nach Anspruch 1, bei der jede Tasche (30) eine allgemeine Breite W hat, die geringfügig größer ist als ein Durchmesser einer entsprchenden Rolle (40), sowie wenigstens einen Bereich von vermindertem Durchmesser R, kleiner als die Breite W.
  3. Lageranordnung nach Anspruch 2, bei der der Taschenabschnitt durch eine Vielzahl von gegenseitig beabstandeten Querstegen (26; 76) gebildet ist, wobei jeder Quersteg einen mittleren Abschnitt (28; 78) aufweist, der sich zwischen einem Paar seitlich äußerer Abschnitte (27, 29; 77, 79) erstreckt, wobei der mittlere Abschnitt radial gegenüber den seitlich äußeren Abschnitten versetzt ist.
  4. Lageranordnung nach Anspruch 3, bei der die mittleren Abschnitte (28; 78) in der zweiten radialen Richtung relativ zu den äußeren Abschnitten (27, 29; 77, 79) versetzt sind und die mittleren Abschnitte wenigstens einen Bereich von vergrößerter Breite R in Umfangsrichtung haben, um den wenigstens einen Bereich von vermindertem Durchmesser R zu bilden.
  5. Lageranordnung nach Anspruch 4, bei der die erste radiale Richtung radial nach außen und die zweite radiale Richtung radial nach innen gerichtet ist.
  6. Lageranordnung nach Anspruch 4, bei der die erste radiale Richtung radial nach innen und die zweite radiale Richtung radial nach außen gerichtet ist.
  7. Lageranordnung nach Anspruch 3, bei der die mittleren Abschnitte in der ersten radialen Richtung relativ zu den äußeren Abschnitten versetzt sind und die äußeren Abschnitte wenigstens einen Bereich von vergrößerter Breite in Umfangsrichtung haben, um den wenigstens einen Bereich von vermindertem Durchmesser R zu bilden.
  8. Lageranordnung nach Anspruch 7, bei der die erste radiale Richtung radial nach außen und die zweite radiale Richtung radial nach innen gerichtet ist.
  9. Lageranordnung nach Anspruch 7, bei der die erste radiale Richtung radial nach innen und die zweite radiale Richtung radial nach außen gerichtet ist.
  10. Lageranordnung nach Anspruch 1, die eine zentrale Achse hat, wobei die Hülse einen inneren Radius und einen äußeren Radius relativ zu der zentralen Achse hat und jeder Flansch an einer Endoberfläche endet, die einen Radius relativ zu der zentralen Achse hat, der zwischen den inneren und äußeren Radien der Hülse liegt.
  11. Lageranordnung nach Anspruch 1, bei der die Hülse wenigstens eine abgeschrägte seitliche Kante hat.
  12. Lageranordnung nach Anspruch 1, bei der die erste radiale Richtung radial nach außen und die zweite radiale Richtung radial nach innen gerichtet ist.
  13. Lageranordnung nach Anspruch 12, bei der die Rollen einen äußeren Durchmesser definieren und die Hülse einen inneren Durchmesser hat, der im Wesentlichen gleich dem durch die Rollen definierten äußeren Durchmesser ist, so dass die Hülse eine äußere Lagerfläche für die Rollen bietet.
  14. Lageranordnung nach Anspruch 13, bei der jeder Flansch an einer Endoberfläche endet und die Endoberfläche jedes Flansches einen Durchmesser hat, der größer ist als der innere Durchmesser der Hülse.
  15. Lageranordnung nach Anspruch 14, bei der die Hülse einen äußeren Durchmesser hat, der größer ist als der Durchmesser der Endoberfläche jedes Flansches.
  16. Lageranordnung nach Anspruch 12, bei der die Hülse an einer inneren Oberfläche längs wenigstens einer ihrer seitlichen Kanten abgeschrägt ist.
  17. Lageranordnung nach Anspruch 1, bei der die erste radiale Richtung radial nach innen und die zweite radiale Richtung radial nach außen gerichtet ist.
  18. Lageranordnung nach Anspruch 17, bei der die Rollen einen inneren Durchmesser definieren und die Hülse einen äußeren Durchmesser hat, der im Wesentlichen gleich dem durch die Rollen definierten inneren Durchmesser ist, so dass die Hülse eine innere Lagerfläche für die Rollen bietet.
  19. Lageranordnung nach Anspruch 18, bei der jeder Flansch an einer Endoberfläche endet und die Endoberfläche jedes Flansches einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der äußere Durchmesser der Hülse.
  20. Lageranordnung nach Anspruch 19, bei der die Hülse einen inneren Durchmesser hat, der kleiner ist als der Durchmesser der Endoberfläche jedes Flansches.
  21. Lageranordnung nach Anspruch 17, bei der die Hülse an einer äußeren Oberfläche längs wenigstens einer ihrer seitlichen Kanten abgeschrägt ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com