DE102017202330A1 - Radial bearing arrangement, in particular for a balance shaft - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Radiallageranordnung (1) mit einem äußeren Teil (3) und einem inneren Teil (4), wobei die Teile (3, 4) drehbar hinsichtlich einander um eine gemeinsame Längsachse (X1) sind, und mit Wälzkörpern (5), die radial zwischen dem äußeren Teil (3) und dem inneren Teil (4) angeordnet sind. Die Radiallageranordnung (1) ist mit einem Lagersitz (8) ausgestattet, der entweder an dem inneren oder dem äußeren Teil (4) ausgebildet ist, wobei die Wälzkörper (5) mit Linienkontakt an dem Lagersitz (8) abrollen. Der Lagersitz (8) ist mit zumindest zwei Abrollflächen (12a, 12b; 14a, 14b) ausgestattet, die sich quer erstrecken und längs voneinander durch eine Aussparung (13) getrennt sind, wobei die Wälzkörper (5) in Linienkontakt mit jeder der Abrollflächen (12a, 12b; 14a, 14b) sind. The invention relates to a radial bearing arrangement (1) having an outer part (3) and an inner part (4), wherein the parts (3, 4) are rotatable with respect to each other about a common longitudinal axis (X1), and with rolling elements (5), which are arranged radially between the outer part (3) and the inner part (4). The radial bearing assembly (1) is provided with a bearing seat (8) formed on either the inner or the outer part (4), the rolling elements (5) rolling on the bearing seat (8) with line contact. The bearing seat (8) is provided with at least two rolling surfaces (12a, 12b; 14a, 14b) extending transversely and separated longitudinally from one another by a recess (13), the rolling elements (5) being in line contact with each of the rolling surfaces (12). 12a, 12b, 14a, 14b).
Description
TECHNISCHES UMFELD DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radiallageranordnung zum Lagern eines äußeren Teils hinsichtlich eines inneren Teils, insbesondere zum Lagern einer Ausgleichswelle in einem Gehäuse, die dazu gedacht ist, in einem Motorfahrzeug verwendet zu werden. Die Erfindung betrifft auch eine Ausgleichswelle, die durch eine derartige Radiallageranordnung gelagert ist.The present invention relates to a radial bearing assembly for supporting an outer part with respect to an inner part, in particular for supporting a balance shaft in a housing which is intended to be used in a motor vehicle. The invention also relates to a balance shaft which is supported by such a radial bearing arrangement.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Eine Radiallageranordnung zum Lagern eines äußeren Teils hinsichtlich eines inneren Teils ist aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der
Es wurde erkannt, dass in konventionellen Radlagern der Lagersitz einer signifikanten geringeren Last oder überhaupt keiner mechanischen Last außerhalb der Lastzone ausgesetzt ist. Es wurde deshalb vorgeschlagen einen Lagersitz bereitzustellen mit einer Breite, die über ihren Umfang variiert, wobei der Lagersitz außerhalb der Lastzone signifikant verjüngt ist. Ein Radialnadellager dieser Art ist beispielsweise aus der
Dennoch hat diese Anordnung den Nachteil, dass die Wälzkörper, hier die Nadelrollen, in der stark verjüngten Region nicht ausreichend abgestützt sind. Zusätzlich sind Teile von manchen Wälzkörpern konstant durch den Lagersitz bedeckt und können nicht angemessen mit Schmiermittel versorgt werden.Nevertheless, this arrangement has the disadvantage that the rolling elements, here the needle rollers, are not adequately supported in the strongly tapered region. In addition, parts of some rolling elements are constantly covered by the bearing seat and can not be adequately supplied with lubricant.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genannten Schwierigkeiten zu lösen. Es wird eine Radiallageranordnung vorgeschlagen, die insbesondere geeignet ist zum Lagern einer Ausgleichswelle in einem Gehäuse, die reduziert ist in ihrem Gewicht, und die eine verbesserte Lagerschmierung ermöglicht, aber die gleichzeitig verhindert, dass Wälzkörper ihre vorbestimmte Position verlassen, wenn das Lager nicht rotiert.The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems. It is proposed a radial bearing assembly, which is particularly suitable for supporting a balance shaft in a housing which is reduced in weight, and which allows improved bearing lubrication, but at the same time prevents rolling elements to leave their predetermined position when the bearing is not rotating.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Radiallageranordnung mit einem äußeren Teil und einem inneren Teil, wobei die Teile hinsichtlich einander um eine gemeinsame Längsachse rotierbar sind, und Wälzkörper, die radial zwischen dem äußeren Teil und dem inneren Teil angeordnet sind. Die Radiallageranordnung ist mit einem Lagersitz ausgestattet, der entweder an dem inneren oder dem äußeren Teil ausgebildet ist, wobei die Wälzkörper mit Linienkontakt an dem Lagersitz abrollen.To this end, the invention relates to a radial bearing assembly having an outer part and an inner part, wherein the parts are rotatable with respect to each other about a common longitudinal axis, and rolling elements, which are arranged radially between the outer part and the inner part. The radial bearing assembly is equipped with a bearing seat which is formed on either the inner or the outer part, wherein the rolling elements roll with line contact on the bearing seat.
Gemäß der Erfindung ist der Lagersitz mit zumindest zwei Abrollflächen ausgestattet, die sich quer erstrecken, und die längs voneinander durch eine Aussparung separiert sind, wobei die Wälzkörper in Linienkontakt mit jeder der Abrollflächen sind.According to the invention, the bearing seat is provided with at least two rolling surfaces which extend transversely and which are separated longitudinally from each other by a recess, the rolling elements being in line contact with each of the rolling surfaces.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zumindest eine der Abrollflächen mit zumindest einer Unterbrechung ausgestattet, die einen Schmiermittelkanal über die Längsbreite der Abrollfläche ausbildet und die zu der Abrollfläche offen ist, wobei der Schmiermittelkanal einen Winkel mit der Kontaktlinie der Wälzkörper mit dem Lagersitz bildet und derart ausgebildet ist, dass Teile der Abrollfläche an jeder Seite des Schmiermittelkanals einander längs entlang einer quer überlappenden Länge gegenüberliegen, um so zu ermöglichen, dass die Wälzkörper von den Abrollflächen in dem Bereich des Schmiermittelkanals unterstützt werden.According to a preferred embodiment of the invention, at least one of the rolling surfaces is provided with at least one interruption, which forms a lubricant channel over the longitudinal width of the rolling surface and which is open to the rolling surface, wherein the lubricant channel forms an angle with the contact line of the rolling elements with the bearing seat and so is formed such that parts of the rolling surface on each side of the lubricant channel facing each other longitudinally along a transversely overlapping length, so as to enable the rolling elements are supported by the rolling surfaces in the region of the lubricant channel.
Dank der Erfindung sind die Wälzkörper effizient durch mehrere Abrollflächen abgestützt, auch wenn mit sehr reduzierter axialer Länge. Die Wälzkörper kontaktieren jeweils den Lagersitz durch eine Vielzahl von Kontaktlinien über die Lagersitzbreite. Dies ermöglicht die Stabilität der Radiallageranordnung zu verbessern und reduziert sehr stark das Teilegewicht mit der Möglichkeit die Abrollflächenbreite stark zu reduzieren.Thanks to the invention, the rolling elements are efficiently supported by a plurality of rolling surfaces, even if with a very reduced axial length. The rolling elements each contact the bearing seat by a plurality of contact lines over the bearing seat width. This makes it possible to improve the stability of the radial bearing arrangement and greatly reduces the weight of the parts with the possibility of greatly reducing the rolling surface width.
Die Wälzkörper werden durch den Lagersitz über den gesamten Umfang der Radiallageranordnung gelagert, so dass die Wälzkörper daran gehindert werden, herauszufallen oder sich während eines Anhalte- oder Loslaufprozesses zu verschieben.The rolling elements are supported by the bearing seat over the entire circumference of the radial bearing arrangement, so that the rolling elements are prevented from falling out or from shifting during a stopping or releasing process.
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist eine verbesserte Schmierung der Wälzkörper mittels des Schmiermittelkanals, der an zumindest einer der Abrollflächen des Lagersitzes bereitgestellt ist. Die Kontaktlinie zwischen den Wälzkörpern und der Abrollfläche wird mit Schmiermittel versorgt, und die Aussparung zwischen zwei längsbenachbarten Abrollflächen bildet ein Schmiermittelreservoir. Das Schmiermittel kann somit alle Bereiche der Wälzkörper erreichen.Another advantage of the present invention is improved lubrication of the rolling elements by means of the lubricant channel provided on at least one of the rolling surfaces of the bearing seat. The contact line between the Rolling elements and the rolling surface is supplied with lubricant, and the recess between two longitudinally adjacent rolling surfaces forms a lubricant reservoir. The lubricant can thus reach all areas of the rolling elements.
Darüber hinaus ist der Schmiermittelkanal winklig relativ zu sowohl der Rotationsachse der Radiallageranordnung und zu einer Querabrollbewegungsrichtung der Wälzkörper angestellt. Er ermöglicht, dass die Wälzkörper immer von der Abrollfläche entlang zumindest eines Teils der Kontaktlinie unterstützt werden.Moreover, the lubricant passage is set at an angle relative to both the rotational axis of the radial bearing assembly and a transverse rolling movement direction of the rolling elements. It allows the rolling elements to always be supported by the rolling surface along at least part of the contact line.
Gemäß weiteren Aspekten der Erfindung, die vorteilhaft aber nicht zwangsläufig sind, kann eine derartige Radiallageranordnung einen oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweisen:
- - Die Wälzkörper sind Nadelrollen.
- - Die Wälzkörper sind umfänglich in einem Käfig gehalten.
- - Der äußere Teil ist ein äußerer Ring, wobei der Lagersitz an einer inneren Bohrung des Rings ausgebildet ist.
- - Der äußere Teil ist ein Gehäuse, wobei der Lagersitz an einer inneren Bohrung des Gehäuses ausgebildet ist.
- - Der innere Teil ist ein Innenring, wobei der Lagersitz an einer äußeren Fläche des Rings ausgebildet ist.
- - Der innere Teil ist ein Abschnitt einer rotierenden Welle, wobei der Lagersitz an einer äußeren Fläche in der Welle ausgebildet ist.
- - Der Schmiermittelkanal ist gerade. Alternativ ist der Schmiermittelkanal gekrümmt oder erstreckt sich in einer gewellten oder gezackten Weise.
- - Der Lagersitz weist zumindest einen Längsabschnitt auf, der sich über die gesamte Breite des Lagersitzes erstreckt, wobei die Abrollflächen sich quer von dem Längsabschnitt erstrecken, wobei die Abrollflächen jeweils eine kleinere Breite als der Längsabschnitt haben. Der zumindest eine Längsabschnitt ist vorzugsweise in der Lastzone angeordnet, in welcher eine Querlast auf die Wälzkörper ausgeübt wird.
- - Der Breitenübergang zwischen dem zumindest einen Längsabschnitt und den Abrollflächen ist graduell. Alternativ ist der Breitenübergang stufenweise.
- - Die Abrollflächen sind an dem Lagersitz außerhalb einer Lastzone angeordnet, in der eine Querlast auf die Wälzkörper ausgeübt wird.
- - Zumindest eine der Abrollflächen erstreckt sich quer und senkrecht hinsichtlich der Längsachse.
- - Zumindest eine der Abrollflächen erstreckt sich quer und winklig, wobei ein Winkel mit einer Ebene senkrecht zu der Längsachse gebildet wird.
- - Der Lagersitz weist zwei Abrollflächen auf, die sich jeweils quer und winklig erstrecken, aber in entgegengesetzte Richtungen, um so eine im wesentlichen X-Form mit einer Kreuzung zu definieren.
- - Zumindest ein Schmiermittelkanal ist an der Kreuzung zwischen den zwei winkligen Abrollflächen bereitgestellt, wobei der Schmiermittelkanal sich parallel sich hinsichtlich einer der Abrollflächen erstreckt, um so die Abrollflächen voneinander zu separieren.
- - The rolling elements are needle rollers.
- - The rolling elements are circumferentially held in a cage.
- - The outer part is an outer ring, wherein the bearing seat is formed on an inner bore of the ring.
- - The outer part is a housing, wherein the bearing seat is formed on an inner bore of the housing.
- - The inner part is an inner ring, wherein the bearing seat is formed on an outer surface of the ring.
- - The inner part is a portion of a rotating shaft, wherein the bearing seat is formed on an outer surface in the shaft.
- - The lubricant channel is straight. Alternatively, the lubricant channel is curved or extends in a wavy or serrated manner.
- - The bearing seat has at least one longitudinal portion which extends over the entire width of the bearing seat, wherein the rolling surfaces extend transversely from the longitudinal portion, wherein the rolling surfaces each have a smaller width than the longitudinal portion. The at least one longitudinal section is preferably arranged in the load zone, in which a transverse load is exerted on the rolling elements.
- The width transition between the at least one longitudinal section and the rolling surfaces is gradual. Alternatively, the width transition is gradual.
- - The rolling surfaces are arranged on the bearing seat outside a load zone in which a transverse load is exerted on the rolling elements.
- - At least one of the rolling surfaces extends transversely and perpendicularly with respect to the longitudinal axis.
- - At least one of the rolling surfaces extends transversely and at an angle, wherein an angle is formed with a plane perpendicular to the longitudinal axis.
- - The bearing seat has two rolling surfaces, each extending transversely and angularly, but in opposite directions, so as to define a substantially X-shape with an intersection.
- - At least one lubricant channel is provided at the intersection between the two angular rolling surfaces, wherein the lubricant channel extends in parallel with respect to one of the rolling surfaces, so as to separate the rolling surfaces from each other.
Die Erfindung betrifft auch eine Ausgleichswelle, die durch eine Radiallageranordnung gemäß einem der vorherigen Ausführungsbeispiele gelagert ist, wobei ein Abschnitt der Ausgleichswelle der innere Teil der Radiallageranordnung ist, und wobei ein Lagersitz an einer äußeren Fläche des Abschnitts der Ausgleichswelle ausgebildet ist.The invention also relates to a balance shaft which is supported by a radial bearing assembly according to one of the previous embodiments, wherein a portion of the balance shaft is the inner part of the radial bearing assembly, and wherein a bearing seat is formed on an outer surface of the portion of the balance shaft.
Figurenlistelist of figures
Die Erfindung wird nun in Zusammenhang mit den angehängten Figuren als illustrative Beispiele erklärt, ohne den Gegenstand der Erfindung einzuschränken. In den angehängten Figuren:
-
1 ist eine schematische Draufsicht auf einen Teil einer Radiallageranordnung gemäß einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
2 ist eine schematische Draufsicht auf einen Teil einer Radiallageranordnung gemäß einem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
3a bis3c sind detaillierte Ansichten von Schmiermittelkanälen, mit denen dieRadiallageranordnung von 2 ausgestattet sein kann, gemäß drei Ausführungsbeispielen, -
4 ist eine schematische Draufsicht auf einen Teil einer Radiallageranordnung gemäß einem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
5 ist eine schematische Draufsicht auf einen Teil einer Radiallageranordnung gemäß einem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung, und -
6 ist eine schematische Draufsicht auf einen Teil einer Radiallageranordnung gemäß einem fünften beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
1 is a schematic plan view of a portion of a radial bearing assembly according to a first exemplary embodiment of the invention, -
2 is a schematic plan view of a part of a radial bearing assembly according to a second exemplary embodiment of the invention, -
3a to3c are detailed views of lubricant channels with which the radial bearing assembly of2 may be equipped according to three embodiments, -
4 is a schematic plan view of a part of a radial bearing assembly according to a third exemplary embodiment of the invention, -
5 is a schematic plan view of a portion of a radial bearing assembly according to a fourth exemplary embodiment of the invention, and -
6 is a schematic plan view of a portion of a radial bearing assembly according to a fifth exemplary embodiment of the invention.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON EINIGEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DETAILED DESCRIPTION OF SOME EMBODIMENTS
Die Radiallageranordnung
Die Anordnung
Im Nachfolgenden werden, um die spezifischen Identifikationen der Anordnung
Der äußere Teil
Die Wälzkörper
Die Wälzkörper sind beispielsweise umfänglich gleich voneinander beabstandet und von einem Kä
Mit weiterführender Referenz auf
Gemäß der Erfindung weist der Lagersitz
In dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie in
Die Abrollflächen
Die zwei Abrollflächen
Der Lagersitz
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in
Jede der Abrollflächen
Darüber hinaus sind die Schmiermittelkanäle
In dem Ausführungsbeispiel der
In dem Ausführungsbeispiel von
Weiterhin kann die Aussparung
Die
In
Wie in
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Breite L3 des Schmiermittelkanals
Diese Konfigurationen der Schmiermittelkanäle können unter anderem in Abhängigkeit der Anwendung, der nötigen Menge von Schmiermittel, das an die Wälzkörper geliefert werden soll, der Bewegung der Wälzkörper verwendet werden.These configurations of the lubricant channels may be used, among other things depending on the application, the required amount of lubricant to be supplied to the rolling elements, the movement of the rolling elements.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in
Die Kanäle
Die Kanäle
Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in
Die Abrollfläche
Die Abrollfläche
Die Abrollfläche
Ein erster Abschnitt der Abrollfläche
Die winklige Richtung der Abrollflächen
Ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in
Die Schmiermittelkanäle
Als eine nicht gezeigte Alternative können mehr Schmiermittelkanäle an den Abrollflächen 14b bereitgestellt sein, oder können an der anderen Abrollfläche
Repräsentative, nicht begrenzende Beispiele der Erfindung wurden oben im Detail mit Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben. Diese Detailbeschreibung ist lediglich dazu gedacht, einem Fachmann weitere Details zu lehren, um bevorzugte Aspekte der vorliegenden Lehre zu praktizieren, und ist nicht dazu gedacht, den Schutzbereich der Erfindung zu limitieren. Darüber hinaus kann jede der zusätzlichen Eigenschaften und Lehren, die oben offenbart sind, separat oder in Zusammenhang mit anderen Eigenschaften und Lehren verwendet werden, um verbesserte Radiallageranordnungen bereitzustellen.Representative, non-limiting examples of the invention have been described above in detail with reference to the attached drawings. This detailed description is merely intended to teach one skilled in the art further details in order to practice preferred aspects of the present teachings and is not intended to limit the scope of the invention. Moreover, each of the additional features and teachings disclosed above may be used separately or in conjunction with other features and teachings to provide improved radial bearing arrangements.
Darüber hinaus können verschiedene Eigenschaften der oben beschriebenen, repräsentativen Beispiele, genauso wie die verschiedenen unabhängigen und abhängigen Ansprüche weiter unten, auf Weisen kombiniert werden, die nicht speziell und explizit aufgelistet sind, um zusätzliche sinnvolle Ausführungsbeispiele der vorliegenden Lehren bereitzustellen.In addition, various features of the representative examples described above, as well as the various independent and dependent claims below, may be combined in ways that are not specifically and explicitly listed to provide additional useful embodiments of the present teachings.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2014935 A1 [0002]EP 2014935 A1 [0002]
- EP 1775484 A2 [0003]EP 1775484 A2 [0003]
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