Doppelreihiges Schrägrollenlager Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Schrägrollenlager, mit einem äußeren Lagerring und einem inneren Lagerring sowie mit unter einem Winkel geneigt zu der Lagerlängsachse in O-Anordnung angestellten Laufbahnen der Lagerringe, auf denen in zwei Reihen nebeneinander angeordnete zylindrische Wälzkörper abrollen, wobei der äußere Lagerring ungeteilt und ohne Borde ausgebildet ist, wobei der innere Lagerring ebenfalls ungeteilt und ohne radial äußere Borde ausgebildet ist, und bei dem der kleinste Innendurchmesser des äußeren Lagerrings größer ist als der größte Außendurchmesser des inneren Lagerrings.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiges zweireihiges Schrägrollenlager ist in der DE 199 37 660 AI beschrieben. Da dieses mehrreihige Schrägrollenlager keine Borde an den Außen- und Innenringen aufweist, sind die zylindrischen Wälzkörper in einem Käfig geführt, der aus zwei Teilstücken gebildet ist, die an ihren einander zugewandten Enden formschlüssig miteinander verbunden sind. Die Teilstücke des Käfigs sind als spiegelbildlich ebene Käfigbänder ausgebildet, die aus einzelnen, Taschen bildenden Segmenten bestehen. Die Segmente sind in Umfangsrichtung durch Zwischenteile miteinander verbunden und beide Käfigbänder weisen an ihren aneinander zugewandten Enden erste Eingriffsteile auf, in die ein diese zusammenhaltendes Verbindungsteil in Form eines Drahtringes eingreift. Auf diese Weise ist ein scharnierartiger Verbundkäfig gebildet und die Käfigbänder sind so einander zugeordnet, dass ein Segment des einen Käfigbandes in einen Freiraum eingreift, der von zwei benachbarten Segmenten des anderen Käfigbandes gebildet ist. Die Käfigbänder weisen an ihren voneinander abgewandten Enden zweite Eingriffsteile auf, in die je ein weiterer Drahtring eingreift. Zu diesem bekannten zweireihigen Schrägrollenlager ist in der DE 10 2006 012 785 AI ausgeführt, dass die Führung der zylindrischen Wälzkörper lediglich durch den Käfig, d.h. ohne Borde, an den Lagerringen erfolgt. Um dies zu vermeiden, wird gemäß dieser DE 10 2006 012 785 AI vorgeschlagen, den äußeren Lagerring ungeteilt auszubilden und mit Anlaufbor- den für die zylindrischen Wälzkörper zu versehen. Außerdem ist der Innenring radial geteilt und weist keine Anlaufborde auf. Die Führung der zylindrischen Wälzkörper ist durch innen liegende Borde an einem getrennt ausgebildeten Führungsring gebildet, der an einem radialen Ende über seine Mantelfläche durch den äußeren Lagerring zentriert wird und am anderen radial gegenüberliegenden Ende vom inneren Lagerring umfasst ist. Der zweiteilig ausge- bildete innere Lagerring ist durch ein klammerartiges Befestigungselement zusammengefügt.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein zweireihiges Schrägrollenlager vorzuschlagen, das aus wenigen Teilen besteht und somit einfach aufgebaut ist, leicht zu montieren ist, große Radial- und Axiallasten aufzunehmen vermag, sich mit hoher Genauigkeit herstellen lässt, mit einer vorgebbaren Vorspannung versehen lässt und insbesondere für Kippmomentlager- Anwendungen geeignet ist.

Zusammenfassung der Erfindung Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird bei einem doppelreihigen Schrägrollenlager der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, dass zur radial äußeren seitlichen Bordführung der Wälzkörper beidseitig der Laufbahnen des inneren Lagerrings Bandagen oder Ringe axial unverschiebbar angeordnet sind, deren den Wälzkörpern zugewandten Seitenflächen Anlaufborde zur radial äußeren seitlichen Bordführung der Wälzkörper bilden.

Eine zweite Lösung der vorerwähnten Aufgabe besteht darin, den inneren Lagerring mit einem Bord oder Absatz zu versehen, wobei der kleinste Innendurchmesser des äußeren Lagerrings größer als der größte Außendurchmesser des Bereichs des inneren Lagerrings ohne Bord oder Absatz ist, und dass zur seitlichen Bordführung der Wälzkörper wenigstens auf der Seite ohne Bord oder Absatz eine Bandage oder ein Ring neben der Laufbahn axial unverschiebbar angeordnet ist. Gemäß einer dritten Lösung der an die Erfindung gestellten Aufgabe wird bei einem doppelreihigen Schrägrollenlager der eingangs erwähnten Art ohne radial äußere Borde oder Absätze am inneren Lagerring vorgeschlagen, dass zur radial inneren seitlichen Bordführung der Wälzkörper jede Laufbahn durch Borde am inneren Lagering begrenzt ist, und dass zur radial äußeren seitlichen Führung der Wälzkörper entsprechend steif ausgeführte Segmentkäfige vorgesehen sind, die über steckbare Außensegmente miteinander verbunden sind.

Die drei genannten Lösungen der vorstehend erwähnten Aufgabe zeichnen sich dadurch aus, dass sowohl der äußere Lagerring als auch der innere Lagerring ungeteilt ausgeführt sind, was die Steifigkeit der Lageranordnung im montierten Zustand verbessert und das Aufbringen einer axialen sowie radialen Vorspannung durch Montage mit einem ausreichend erwärmten äußeren Lagerring ermöglicht, ohne dass Füllstopfen erforderlich wären. Fiierbei ist vorgesehen, dass zur Herstellung eines vorgespannten Schrägrollenlagers der Zwischenraum zwischen den beiden Lagerringen mit den Wälzkörpern befüllbar ist, wenn eine vorbestimmte Temperaturdifferenz zwischen den beiden Lagerringen eingestellt ist.

Das zweireihige Schrägrollenlager gemäß der Erfindung lässt sich besonders vorteilhaft als Rundachsenlagerung im Werkzeug-, Druck- und Textilmaschinen, zur Lagerung von Windkraftanlagen, Roboterarmen, Rundtischen und von Nachführsystemen von Solaranlagen und dergleichen verwenden, wenn im äußeren und inneren Lagerring Befestigungsbohrungen angeordnet werden, um das doppelreihige Schrägrollenlager mit den entsprechenden benachbarten Strukturen form- und/oder kraftschlüssig zu verbinden.

Die Bandagen oder Ringe sind vorzugsweise durch Aufschrumpfen auf dem inneren Lagerring unverschiebbar befestigt.

Wenn die Bandagen aus Federblechringen oder aus abgelängten Endlosbändern mit überlappenden Enden bestehen, lassen sie sich vorteilhaft durch Verschraubung, Verstiftung oder Verschweißung an dem inneren Lagerring befestigen. Wenn die äußere seitliche Bordführung durch massive Stahlringe erfolgt, können diese Stahlringe axiale, umlaufende Vorsprünge aufweisen, die mit geringem Abstand zu radialen Seiten- flächen des äußeren Lagerrings angeordnet sind, Dadurch bilden die Stahlringe zugleich eine zusätzliche, spaltbildende Dichtung gegen einen unbeabsichtigten Fettaustritt nach außen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform können auf den Bandagen Kunststoffringe mit axialen umlaufenden Vorsprüngen befestigt sein, die mit geringem Abstand zu oder schleifend an radialen Seitenflächen des äußeren Lagerrings angeordnet sind und hierdurch eine Dichtung gegen einen unbeabsichtigten Fettaustritt nach außen bilden. Hierdurch lässt sich auch der Fettraum im Lager vergrößern und die Gebrauchsdauer der Fettschmierung erhöhen. Gemäß einer anderen Variante kann vorgesehen sein, dass die Wälzkörper durch Kunststoffkäfigsegmente geführt werden, die das Schrägrollenlager nach außen dichten.

Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung des Schrägrollenlagers nach wenigstens einigen der genannten Merkmale mit Befestigungsbohrungen im äußeren und inneren Lager- ring als Rundachsenlagerung in Werkzeug-, Druck- und Textilmaschinen, zur Lagerung von Windkraftanlagen, Roboterarmen, sowie von Nachführsystemen von Solaranlagen oder anderen Vorrichtungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand von mehreren in der Zeichnung dargestellten Aus- führungsformen weiter erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen zweireihigen Schrägrol- lenlagers, bei dem die Führung der Wälzkörper durch einen steif ausgeführten Segmentkäfig erfolgt,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen zweireihigen Schrägrollenlagers, bei dem die Führung der Wälzkörper durch beiderseits der Wälzkörperreihen an dem Innenring angeordnete Bandagen erfolgt, Fig. 3 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen zweireihigen Schrägrollenlagers entsprechend Fig. 2 mit Dichtungsringen aus Kunststoff,

Fig. 4 eine weitere Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen zweireihigen Schrägrol- lenlagers, bei dem die Führung der Wälzkörper durch beiderseits der Wälzkörperreihen angeordnete massive Metallringe erfolgt,

Fig. 5 ein erfindungsgemäßes zweireihiges Schrägrollenlager entsprechend Fig. 2 mit einer Abdichtung durch Außensegmente des Käfigs, und

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen zweireihigen Schrägrollenlagers, bei dem die Führung der Wälzkörper durch einen Bord am inneren Lagerring und auf der axial anderen Seite durch eine Bandage erfolgt. Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Von den verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen zweireihigen Schrägrollenlagers ist jeweils nur eine Lagerhälfte im Längsschnitt dargestellt, und es sind in den Figuren 2 bis 6 nur die für das Verständnis wichtigen sowie die sich von den Bezugsziffern Fig. 1 unterscheidenden Bezugsziffern eingetragen.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 1 weist einen äußeren Lagerring 1 mit im dargestellten Ausführungsbeispiel unter etwa 90° zueinander geneigten Laufbahnen 2 und stirnseitigen radialen Seitenflächen 4 sowie mit den äußeren Lagerring 1 durchquerenden Befestigungs- bohrungen 3 auf. Außerdem weist dieses Schrägrollenlager einem inneren Lagerring 5 mit zu den Laufbahnen 2 komplementären Laufbahnen 6 auf, die radial nach innen durch Borde 7 begrenzt sind. Auf den Laufbahnen 2 und 6 sind in zwei Reihen zylindrische Wälzkörper 10 angeordnet, die durch steif ausgeführte Segmentkäfige 11 geführt sind. Die Segmentkäfige 11 sind durch steckbare Außensegmente 12 miteinander verbunden.

Der innere Lagerring 5 weist ebenfalls axiale Befestigungsbohrung 9 auf und hat einen ring- stegförrnigen Absatz 8, der eine Stirnseite eines der steckbaren Außensegmente 12 abdeckt, um diesen vor äußeren Einflüssen zu schützen. Die radial innere seitliche Bordführung der Wälzkörper 10 erfolgt durch die radial inneren Borde 7, während die radial äußere seitliche Bordführung der Wälzkörper 10 durch die steif ausgeführten Segmentkäfige 11 erfolgt. Da der kleinste Innendurchmesser des äußeren Lagerrings 1 größer ist als der größte Außendurchmesser des inneren Lagerrings 5, lässt sich das zweireihige Schrägrollenlager in der Weise montieren, dass zunächst die Wälzkörper 10 mit ihren Segmentkäfig 11 auf der rechten Seite des inneren Lagerrings 5 montiert werden und die Außensegmente 12 auf den Segmentkäfig 1 1 aufgesteckt werden, wonach der äußere Lagerring 1 axial von links auf den inneren Lagerring 5 bis zur Anlage an die Wälzkörper 10 aufgeschoben wird. Danach wird der zweite Segmentkäfig 11 in den Zwischenraum zwischen den Laufbahnen 2, 6 eingeführt und danach die Wälzkörper 10. Anschließend wird auch dieser zweite Segmentkäfig 1 1 durch die steckbaren Außensegmente 12 verschlossen und das erfindungsgemäße zweireihige Schrägrollenlager ist einbaufertig montiert.

Eine gewünschte Vorspannung und Spielfreiheit des erfindungsgemäßen zweireihigen Schrägrollenlagers lassen sich dadurch erreichen, dass der äußere Lagerring 1 vor der Montage ausreichend erwärmt wird. Wenn sich der äußere Lagerring 1 nach Beendigung der Montage abkühlt, zieht er sich zusammen und erzeugt die gewünschte Vorspannung und Spielfreiheit.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 dadurch, dass die radial äußere seitliche Bordführung der Wälzkörper 10 mittels beidseitig der Laufbahnen 6 des inneren Lagerrings 5 angeordneter Bandagen 13 erfolgt. Die den Wälzkörpern 10 zugewandten Seitenflächen der Bandagen 13 sind entsprechend dem Winkel der Wälzkörper 10 abgeschrägt und bilden die Anlaufborde für die Wälzkörper 10 zur radial äußeren seitlichen Bordführung. Die rechte Bandage 13 liegt axial an dem Absatz 8 des inneren Lagerrings 5 an und ist dadurch axial fixiert. Die linke Bandage 13 kann auf die Außenumfangsfläche des inneren Lagerrings 5 aufgeschrumpft sein, wenn sie als Feder- blechring ausgebildet ist und durch die Schrumpfspannung axial fixiert ist. Bei dieser Aus- f hrungsform lässt sich eine erwünschte Vorspannung und Spielfreiheit ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 erreichen. Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 weist gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 2 auf den Bandagen 13 angeordnete Kunststoffringe 14 mit axialen, umlaufenden Vorsprüngen 24 auf, die mit geringem Abstand zu oder schleifend an den radialen stirnseitigen Seitenflächen 4 des äußeren Lagerrings 1 angeordnet sind. Durch die Gestaltung dieser Kunststoffringe 14 ergibt sich ein vergrößerter Fettaufnahmeraum, wodurch sich eine längere Gebrauchsdauer der Fettfüllung ergibt.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen zweireihigen Schrägrollenlagers ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den vorherigen Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 bis 3 dadurch, dass statt der Bandagen 13 massive gehärtete Stahlringe 17 auf den inneren Lagerring 5 aufgeschrumpft sind. Diese Stahlringe 17 sind mit Anlaufflächen 18 für eine Axialbordwirkung versehen und weisen des Weiteren axiale umlaufende Vorsprünge 25 auf, die mit geringem Abstand zu den radialen Seitenflächen 4 des äußeren Lagerrings 1 angeordnet sind und das Lagerinnere gegen Fettverlust schützen. Diese Ausführungsform ist mit Kammsegmentkäfigen 16 versehen, die radial außen nicht verbunden sind, da die radial äußere seitliche Bordführung der Wälzkörper 10 durch die gehärteten Stahlringe 17 und deren Anlaufflächen 18 erfolgt. Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 2 dadurch, dass der innere Lagerring 15 keinen Absatz an seiner radialen Außenfläche aufweist, so dass beide Bandagen 13 entweder durch Schrumpfsitz auf dem inneren Lagerring 15 fixiert sind, oder, wenn die Bandagen 13 aus abgelängten Endlosbändern mit überlappenden Enden bestehen, durch Verschraubung, Verstiftung oder Verschweißung am inneren Lagerring befestigt sind. In dieser Ausführungsform sind Kunststoffkäfigsegmente 19 mit Dichtwirkung durch aufgesteckte Außensegmente 20 vorgesehen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 weist der innere Lagerring 21 auf seiner in der Abbildung rechten Seite einen Anlaufbord 22 für die Wälzkörper auf, so dass auf dieser Seite eine Führung durch eine Bandage 13 oder einen Stahlring 17 nicht erforderlich ist. Bei dieser Ausführungsform ist ein Segmentkäfig 23 vorgesehen, dessen einzelne Segmente durch dichtende Außensegmente 20, wie in Fig. 5 dargestellt, miteinander verbunden sind, oder einzeln, z.B. mit Überlappungen ausgeführt sind. Der Segmentkäfig 23 ist hier aus einem Kunststoff oder aus einem Blech hergestellt.

Bei den Ausführungsformen gemäß den Figuren 2 bis 6 können die Segmentkäfige 11 , 16, 19, 23 durch nicht dargestellte Distanzstücke zwischen den Wälzkörpern 10 ersetzt werden, die eine Führung der Wälzkörper 10 ohne Verkippen gewährleisten.

Alle Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 bis 6 sind mit radial inneren Borden 7 dargestellt, die indessen bei den Ausfuhrungsformen gemäß Figuren 2 bis 6 zwar vorteilhaft sind, jedoch nicht zwingend vorhanden sein müssen.

Durch Verschieben der Mittelkreisdurchmesser lässt sich die Größe der Wälzkörper wählen. Der massive innere Lagerring 5, 15, 21 und der kurze Hebel am Außenumfang lassen eine hohe Steifigkeit erwarten und erfordern in der Regel keine zusätzliche Unterstützung durch die zu lagernde Welle, sondern nur einen Zentrierabsatz auf derselben. Das zweireihige Schrägrollenlager gemäß der Erfindung ist selbstverständlich auch ohne die Befestigungsbohrungen 3 und 9 brauchbar, wenn die Einbauverhältnisse derartige Befestigungsbohrungen nicht erfordern. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung des erfindungsgemäßen zweireihigen Schrägrollenlagers mit Befestigungsbohrungen 3, 9 im äußeren und inneren Lagerring 1, 5, 15, 21 als Rundachsenlagerung in Werkzeug-, Druck- und Textilmaschinen, zur Lagerung von Windkraftanlagen, Roboterarmen, Rundtischen, von Nachführsystemen von Solaranlagen und dergleichen, wenn gleichzeitig hohe Ansprüche an die Kippsteifigkeit bei gleichzeitig guter Drehzahlfestigkeit gestellt werden. Bezugszeichenliste

1 Äußerer Lagerring

2 Laufbahnen

3 Befestigungsbohrungen

4 Radiale Seitenflächen

5 Innerer Lagerring

6 Laufbahnen

7 Radial innere Anlaufborde

8 Absatz

9 Befestigungsbohrungen

10 Zylindrische Wälzkörper

11 Steif ausgeführter Segmentkäfig

12 Steckbare Außensegmente

13 Bandagen

14 Kunststoffringe bzw. Segmente

15 Innerer Lagerring

16 Kammsegmentkäfige

17 Stahlringe

18 Anlaufflächen

19 Kunststoffkäfigsegmente

20 Außensegmente

21 Innerer Lagerring

22 Anlaufbord

23 Blechsegmentkäfig, Kunststoffsegmentkäfig

24 Vorsprung am Kunststoffring

25 Vorsprung am Stahlring