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Title:
CASTOR COMPRISING A CYLINDRICAL ROLLER BEARING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/031646
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a castor (2) comprising a cylindrical roller bearing with an inner ring or similar, an outer ring (12) or similar and at least one row of cylindrical rolling bearings. According to the invention, to absorb an axial force that is typical in particular of support or guide castors, the cylindrical roller bearing is designed as an angular roller bearing with rolling bearing axes (24, 26) that are inclined towards the bearing axis (22), the cylindrical rolling bearings in each row (18, 20) being guided with axial play at one end by an inner edge (32, 34) that is situated on the outer ring (12) and at the other end by a stop disc (36) that is situated in the ring gap between the inner and outer rings. The axial force is absorbed exclusively by the races (6, 10; 14, 16), whilst the edge and the stop disc are used to axially guide the cylindrical rolling bearings in the load-free state.

Inventors:
DITTENHOEFER THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2009/060496
Publication Date:
March 25, 2010
Filing Date:
August 13, 2009
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER KG (DE)
DITTENHOEFER THOMAS (DE)
International Classes:
F16C13/00; F16C19/38
Foreign References:
EP1837536A22007-09-26
US2055714A1936-09-29
US2098683A1937-11-09
DE9300488U11993-03-18
DE19505740A11996-08-22
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Claims:
Patentansprüche

1. Laufrolle mit Zylinderrollenlagerung, umfassend einen Innenring oder dergleichen, einen Außenring oder dergleichen und wenigstens eine im Ring- spalt zwischen Innenring und Außenring angeordnete Zylinderrollenreihe, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderrollenlagerung als Schrägrollenlager mit zur Lagerachse (22) geneigten Rollenachsen (24, 26) ausgebildet ist, und dass die Zylinderrollen einer Rollenreihe (18, 20) jeweils an einem Ende durch einen am Außenring (12) angeordneten Innenbord (32, 34) und am anderen Ende durch eine im Ringspalt angeordnete Anlaufscheibe (36) mit axialem Spiel geführt sind.

2. Laufrolle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schrägrollenlager zweireihig ausgebildet ist, wobei die beiden Rollenreihen (18, 20) jeweils zur Lageraußenseite hin durch einen am Außenring (12) angeordneten Innenbord (32, 34) und zum Lagerinneren hin durch eine zwischen den Rollenreihen (18, 20) angeordnete, gemeinsame Anlaufscheibe (36) geführt sind.

3. Laufrolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibe (36) am Außenring (12) und/oder stirnseitig durch die Wälzkörperreihen (18, 20) zentriert ist.

4. Lagerring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibe (46) als ein die jeweils zugeordneten Rollenreihen

(42, 44) aufnehmender Käfig ausgebildet ist.

5. Laufrolle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig jeweils als zum zugeordneten Bord hin offener Kammkäfig ausgebildet ist.

6. Laufrolle nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (60) einteilig ausgebildet ist und zwei Laufbahnen auf- weist, und dass der Innenring zweiteilig ausgebildet ist, wobei jeder Teil- Innenring (52, 54) eine Laufbahn (56, 58) aufweist.

7. Laufrolle nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rollenreihen (18, 20) eine O-Anordnung bilden.

Description:
Bezeichnung der Erfindung

Laufrolle mit Zylinderrollenlagerung

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Laufrolle mit Zylinderrollenlagerung, umfassend ei- nen Innenring oder dergleichen, einen Außenring oder dergleichen und wenigstens eine im Ringspalt zwischen Innenring und Außenring angeordnete Zylinderrollenreihe. Durch die Begriffe "Innenring oder dergleichen" bzw. "Außenring oder dergleichen" sollen auch konstruktive Ausgestaltungen berücksichtigt werden, bei denen Innenlaufbahnen beispielsweise direkt auf einer Welle oder einem Zapfen und Außenlaufbahnen beispielsweise am Innenumfang einer Gehäusebohrung ausgebildet sind.

Hintergrund der Erfindung

Laufrollen werden in zahlreichen technischen Bereichen und in verschiedenen, vom jeweiligen Einsatzzweck abhängigen Ausführungen eingesetzt. Sie sind im Allgemeinen vorzugsweise radial belastet, können jedoch insbesondere dann, wenn sie als Kurvenrollen eingesetzt werden, auch axialen Belastungen ausgesetzt sein.

Ein typisches Anwendungsgebiet für Laufrollen mit Zylinderrollenlagerung findet sich im Druckmaschinenbau, wo man davon ausgeht, dass die auftretenden Axialkräfte < 10 % der Radialkräfte betragen können. Hier kommen vorzugsweise Laufrollen mit zur Lagerachse parallelen Rollenachsen zum Einsatz, bei denen auftretende Axialkräfte jeweils von am Innenring bzw. am Außenring angeordneten Borden aufgenommen werden, was dort jedoch zu einer erhöhten Reibung führt. Insbesondere bei Kurven-Laufrollen werden bei verschränktem bzw. verkipptem Lauf der Laufrollen in Bezug auf die Kurvenbahn auf den Außenring wirkende Axialkräfte erzeugt, die von den Zylinderrollen auf die jeweiligen Anlaufborde übertragen werden. Kinematisch bedingt kommt es dabei auch zu einer Verkippung der Zylinderrollen und damit zu ungünstigen Kontaktverhältnissen zwischen den Zylinderrollen und den Anlaufborden. Die Folge davon sind punktuelle Überlastungen, die insbesondere bei mangelhafter Schmierung zu erhöhtem Verschleiß und frühem Ausfall führen können.

Aus der Wälzlagertechnik sind zwar bereits für die Aufnahme von Radial- und Axialkräften ausgelegte Schrägrollenlager bekannt, bei denen die Wälzkörper als Kegelrollen ausgebildet sind, die ohne an den Lagerringen ausgebildete Anlaufborde auskommen (US 1 ,283,714). Derartige Kegelrollenlager sind jedoch wegen der konischen Form der Wälzkörper und wegen der daran ange- passten, unterschiedlich zur Lagerachse geneigten Laufbahnen des Innenringes einerseits und des Außenringes andererseits sehr aufwendig in der Ferti- gung und deshalb teuer.

Aus der DE 199 37 660 A1 ist zwar auch schon ein Zylinderrollenlager mit schräg zur Lagerachse geneigten Zylinderrollen bekannt, bei welchem Innenring und Außenring ohne Anlaufborde ausgeführt sind. Dabei werden die ZyMn- derrollen in beiden Rollenachsenrichtungen durch einen aufwendigen Käfig geführt, welcher aus einem zu einem Käfigring gebogenen und durch gesonderte Verbindungselemente in seiner Ringform gehaltenen Käfigband gebildet ist. Insbesondere bei einer zweireihigen Ausführung dieses Kegelrollenlagers sind darüber hinaus aufwendige Montageschritte erforderlich, um zwei Käfige zu installieren und miteinander zu verbinden.

Aufgabe der Erfindung

Ausgehend von den dargelegten Lösungen des bekannten Standes der Tech- nik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Laufrolle der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, bei der ein kinematisch ungünstiges Verkippen der Wälzkörper verhindert und damit eine hohe Sicherheit gegen Verschleiß sowie frühen Ausfall erzielbar ist, und die darüber hinaus einfach und preiswert in der Fertigung ist.

Beschreibung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer als Schrägrollenlager ausgestalteten Zylinderrollenlagerung die Axialkräfte in der Achsenrichtung des Lagers, bei der sich der Ringspalt tendenziell verengt, von den Laufbahnen aufgenommen werden, so dass nur noch für eine konstruktiv möglichst einfache Führung der Zylinderrollen für den axial nicht belasteten Fall gesorgt werden muss.

Die Erfindung geht daher aus von einer Laufrolle mit Zylinderrollenlagerung, umfassend einen Innenring oder dergleichen, einen Außenring oder dergleichen und wenigstens eine im Ringspalt zwischen Innenring und Außenring angeordnete Zylinderrollenreihe. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Zylinderrollenlagerung als Schrägrollenlager mit zur Lagerachse geneigten Rollenachsen ausgebildet ist, und dass die Zylinderrollen einer Rollenreihe jeweils an einem Ende durch einen am Außenring angeordneten Innenbord und am anderen Ende durch eine im Ringspalt angeordnete Anlaufscheibe mit axia- lern Spiel geführt sind.

Der Bord am Außenring dient jeweils ausschließlich zur Führung der Wälzkörper, während auf den Außenring einwirkende Axialkräfte von den zueinander parallelen Laufbahnen aufgenommen werden. Ein kinematisch ungünstiges Verkippen der Zylinderrollen wird verhindert, so dass eine höhere Sicherheit gegen Verschleiß und frühes Ausfallen erreichbar ist. Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass bei dieser Anordnung eine gute Raumausnutzung gegeben ist, so dass längere Wälzkörper und damit eine höhere Tragzahl erreichbar sind, und mehr Raum für das Fettvolumen im Lager zur Verfügung steht.

Die Anordnung des Bordes oder der Borde am Außenring ist fertigungstechnisch einfacher als am Innenring, insbesondere wenn als Innenring eine Welle oder ein Zapfen dient, wie weiter vorne erwähnt wurde. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung insbesondere dann, wenn der Bord dem radial äußeren Ende der Zylinderrollen zugeordnet ist, ist, dass bei höheren Drehzahlen die Zylinderrollen durch Fliehkräfte nach außen und damit zu dem Anlaufbord hin gedrückt werden.

Die Anlaufscheibe hat die Aufgabe, das Anlaufen der Zylinderrollen am Bord zu unterstützen, so dass immer der Bord als primäre Führung dient. Sie kann dünn und damit Platz sparend ausgebildet sein, so dass beispielsweise Raum zur Aufnahme von Schmierfett bleibt.

Um Axialkräfte in beiden Lagerachsenrichtungen aufnehmen zu können, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Schrägrollenlager zweireihig ausgebildet ist, wobei die beiden Rollenreihen jeweils zur Lageraußenseite hin durch einen am Außenring angeordneten Innen- bord und zum Lagerinneren hin durch eine zwischen den Rollenreihen angeordnete, gemeinsame Anlaufscheibe geführt sind. Die Rollenachsen der beiden Rollenreihen sind dabei gegeneinander geneigt, so dass jede der Rollenreihen für die Aufnahme einer Axialkraft in einer der beiden Lagerachsenrichtungen vorgesehen ist. Für die Führung der Zylinderrollen axial nach außen sind wie- derum Borde vorgesehen, während für die Führung zum Lagerinneren hin eine einzige, beiden Rollenreihen gemeinsame Anlaufscheibe ausreichend ist.

Die Anlaufscheibe kann beispielsweise durch die Zylinderrollen selbst in ihrer Lage gehalten sein, indem diese stirnseitig mit den Wälzkörpern der beiden Wälzkörperreihen in Kontakt ist. Gemäß einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch die Anlaufscheibe am Außenring zentriert, d.h. die Zylinderrollen sind sowohl axial nach außen als auch nach innen im Außenring geführt.

Die Anlaufscheibe kann zusätzlich zu der beschriebenen Führungsaufgabe auch dazu dienen, die Zylinderrollen auf Abstand zueinander zu halten. Dafür ist die Anlaufscheibe gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung als ein die jeweils zugeordneten Rollenreihen aufnehmender Käfig ausgebildet. Da der Käfig die Zylinderrollen nicht axial nach außen führen muss, ist es ausreichend, wenn der Käfig jeweils als zum zugeordneten Bord hin offener Kammkä- fig ausgebildet ist. Auf diese Weise kann er seine Führungsfunktion zum Lagerinneren hin wahrnehmen, während die Führung zur Lageraußenseite hin von den Borden vorgenommen wird.

Der Lageraußenring ist bevorzugt einteilig ausgebildet und weist zwei Laufbahnen für die beiden Rollenreihen auf. Um eine Montage zu ermöglichen, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Innenring zweiteilig ausgebildet, wobei jeder Teil-Innenring eine Laufbahn für eine der Rollenreihen aufweist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden Rollenreihen eine sogenannte O-Anordnung bilden, wie anhand eines Ausfüh- rungsbeispieles genauer dargelegt werden wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die erfindungsgemäß ausgebildete Laufrolle wird nachfolgend in mehreren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 in einem Längsschnitt eine Laufrolle mit zweireihiger Zylinderrollenlagerung mit einfacher Anlaufscheibe;

Figur 2 einen Längsschnitt durch eine Laufrolle mit zweireihiger Zylinderrollenlagerung und einer als Käfig ausgebildeten Anlaufscheibe;

Figur 3 die Anordnung gemäß Figur 2 in einer teilweise geschnittenen, perspektivischen Darstellung;

Figur 4 eine Laufrolle ähnlich der Figur 2, jedoch mit geteiltem Innenring. Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Die in Figur 1 dargestellte Laufrolle 2 umfasst einen geteilten Innenring, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel einerseits durch eine am Außenumfang des Rollenzapfens 4 ausgebildete Laufbahn 6 und andererseits durch einen gesonderten Teil-Innenring 8, welcher eine Laufbahn 10 aufweist, gebildet ist. Die Laufrolle 2 umfasst weiter einen einteiligen Außenring 12, welcher zwei Laufbahnen 14, 16 aufweist.

Zwischen Innenring und Außenring sind zwei Zylinderrollenreihen 18 bzw. 20 angeordnet, die als Schrägrollenlager mit zur Lagerachse 22 geneigten Rollenachsen 24 bzw. 26 ausgebildet. Die beiden Schrägrollenlager bilden eine O- Anordnung, bei welcher sich die auf den Rollenachsen 24, 26 senkrecht ste- henden Achsen 28 bzw. 30 einer Zylinderrollenreihe 18 bzw. 20 auf der Lagerachse 22 schneiden und miteinander eine Art O bilden.

Am Außenring 12 sind zwei die Zylinderrollenreihen axial nach außen führende Borde 32 bzw. 34 ausgebildet, und zwischen den Zylinderrollenreihen 18, 20 ist eine im Außenring 12 zentrierte Anlaufscheibe 36 angeordnet, welche die Zylinderrollenreihen 18, 20 nach innen mit Spiel führt.

Die in der Figur 1 dargestellte Laufrolle 2 kann als dauergeschmierte Laufrolle ausgebildet sein, wobei der Ringspalt zwischen Innenring und Außenring 12 ein Schmierfett aufnehmen kann. Der Ringspalt ist nach außen in an sich bekannter Weise durch Dichtringe 38, 40 abgedichtet.

Figur 2 und Figur 3 zeigen eine Anordnung ähnlich der Figur 1 , wobei jedoch im Unterschied zu dieser die zwischen den Zylinderrollenreihen 42 bzw. 44 angeordnete Anlaufscheibe 46 als doppelter Kammkäfig ausgebildet ist, wie insbesondere aus der Figur 3 zu erkennen ist. Dieser Kammkäfig 46 führt die Zylinderrollen der Zylinderrollenreihen 42, 44 axial innen, während die Führung der Zylinderrollenreihen 42, 44 außen durch die Borde 48 bzw. 50 sicherge- stellt wird.

Figur 4 zeigt eine Anordnung etwa gemäß der Figur 2, wobei jedoch kein Rollenzapfen vorgesehen ist und der Innenring durch zwei gesonderte Teil- Innenringe 52, 54 gebildet ist, die beispielsweise auf eine nicht dargestellte Welle aufgezogen werden. Jeder der Teil-Innenringe 52, 54 trägt eine Laufbahn 56 bzw. 58 für eine der beiden Zylinderrollenreihen. Der Außenring 60 ist wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen einteilig.

Bezugszahlenliste

Laufrolle

Rollenzapfen

Laufbahn

Teil-Innenhng

Laufbahn

Außenring

Laufbahn

Laufbahn

Zylinderrollenreihe

Zylinderrollenreihe

Lagerachse

Zylinderrollenachse

Zylinderrollenachse

Achsen

Achsen

Bord

Bord

Anlaufscheibe

Dichtung

Dichtung

Zylinderrollenreihe

Zylinderrollenreihe

Anlaufscheibe

Bord

Bord

Teil-Innenring

Teil-Innenring

Laufbahn

Laufbahn

Außenring