-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft ein Schrägkugellager umfassend einen Lageraußenring und einen Lagerinnenring mit je einer Laufbahn und einer Schulter zur Führung mehrerer drehbar gelagerter Kugelwälzkörper in einem Käfig mit in Umlaufrichtung angeordneten, zylindrisch geformten Wälzkörpertaschen mit einer Zylinderachse, wobei die Zylinderachse gegenüber einer zur Rotationsachse des Schrägkugellagers orthogonal stehenden Radialachse einen Neigungswinkel aufweist und der Käfig, bezogen auf die Rotationsachse, axial beidseitig außenringgeführt ist.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Einseitig außenringgeführte Wälzlager für Schrägkugellager sind beispielsweise aus
DE 10 2007 033 904 A1 oder
CN 1 07 314 031 A bekannt. Die hier präsentierten Schrägkugellager sollen verbesserte Betriebseigenschaften bei hohen Drehzahlen zeigen. Auch in
US 2018 / 0 172 075 A1 wird ein Wälzlagerkäfig aus Kunststoff vorgestellt, welcher einseitig außenbordgeführt ist. Neben Nuten in Radialrichtung des Käfigs weist er an den Außenkanten in axialer Richtung abgeschrägte oder abgerundete Formen mit definierter Rauheit auf. Durch die Abschrägungen wird die Kontaktfläche zum Wälzlageraußenring reduziert, die Nuten dienen als Schmierkanäle. Die Wälzkörpertaschen können aus fertigungstechnischen Gründen auch in konischer Form oder mit abgeschrägten oder abgerundeten Kanten ausgebildet sein. Die Erfindung hat eine Erhöhung der Lebensdauer des Lagers zum Ziel.
-
DE 26 12 272 A1 offenbart ein zweireihiges Schrägkugellager, dessen Kugelanlagewinkel mehr als 45° beträgt. Das Schrägkugellager weist einen einteiligen Ring auf und einen Ring, welcher aus zwei unverlierbar miteinander verbundenen Ringteilen besteht. Auch in
FR 492 804 A ist ein Schrägkugellager offenbart.
-
JP 2008 - 057 762 A umfasst ein Kugellager, bei welchem der Käfig an einem Seitenring Vorsprünge mit gekrümmter Oberfläche aufweist.
-
DE 10 2016 200 348 A1 offenbart einen Wälzlagerkäfig mit zwei Seitenringen und Stegen. Die Komponenten bilden gemeinsam einen einstückigen Korpus, der aus einer faserverstärkten Kunststoffmatrix besteht.
-
DE 27 46 151 A1 offenbart ein zweireihiges Axial-Schrägkugellager, bei dem sich die Kugeln der einen Kugelreihe in einem anderen Winkel als die Kugeln der anderen Kugelreihe gegen die jeweilige Kugellaufflächen abstützen.
-
In
EP 1 975 432 A1 wird ein Kugellager offenbart, welches auch als Schrägkugellager ausgebildet sein kann. Der Käfig stützt sich dabei an mindestens einer Seite radial am Lageraußenring ab, sodass ein Führungsabschnitt gebildet wird. Dieser soll in Axialrichtung nicht mehr als 8,2 % des Durchmessers der eingesetzten Kugelwälzkörper betragen. Auf diese Weise sollen im Betrieb entstehende, durch den Käfig hervorgerufene Störgeräusche unterbunden werden. Die sich am Lageraußenring abstützende Fläche des Käfigs kann eine konvexe Oberfläche aufweisen.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickeltes, im Betrieb geräuschärmeres Wälzlager anzugeben.
-
Beschreibung der Erfindung
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Schrägkugellager, umfassend
- • einen eine Rotationsachse aufweisenden Lageraußenring, einen Lagerinnenring, eine orthogonal zur Rotationsachse ausgerichtete und bezogen auf die Rotationsachse radial verlaufende Radialachse und einen Käfig, welcher aus zwei Seitenringen und aus mehreren diese Seitenringe miteinander verbindenden Querstegen besteht,
- • wobei der Käfig eine Anzahl von Kugelwälzkörpern führt, welche in gleichmäßig umlaufend verteilten, aus in etwa zylinderförmigen Aufnahmebohrungen mit einer Zylinderachse bestehenden, Wälzkörpertaschen auf Laufbahnen abrollbar angeordnet sind,
- • wobei eine Druckachse im auf die Rotationsachse bezogenen radialen Querschnitt des Schrägkugellagers entlang der Rotationsachse zumindest annähernd durch die Mitte beider Laufbahnen verläuft und gemeinsam mit der Radialachse einen Druckwinkel bildet,
- • wobei die Laufbahnen jeweils, bezogen auf die Rotationsachse, axial durch eine Schulter begrenzt sind und an jeweils einer den Kugelwälzkörpern zugewandten Fläche des Lageraußenrings und des Lagerinnenrings verlaufen, wobei der eine Seitenring an einer dem Käfig zugewandten Fläche der Schulter des Lageraußenrings und der andere Seitenring an einer der Schulter, bezogen auf die Rotationsachse, axial gegenüberliegenden, dem Käfig zugewandten Fläche des Lageraußenrings geführt wird, wobei die Zylinderachse der Wälzkörpertaschen von der Radialachse verschieden ist und mit dieser einen Neigungswinkel bildet, welcher vom Druckwinkel abweicht, wobei einer der beiden Seitenringe des Käfigs an einer dem Lageraußenring zugewandten Fläche eine konvexe Krümmung aufweist, wobei der andere der beiden Seitenringe des Käfigs an einer dem Lageraußenring zugewandten Fläche eine konvexe Krümmung aufweist, wobei die konvexe Krümmung des einen Seitenrings in ihrer Ausprägung verschieden ist von der konvexen Krümmung des anderen Seitenrings.
-
Das als Schrägkugellager ausgebildete Wälzlager weist einen Lageraußenring und einen Lagerinnenring auf, welche konzentrisch und parallel zueinander um eine Rotationsachse angeordnet sind. Senkrecht zur Rotationsachse ist eine Radialachse angeordnet, welche, bezogen auf die Rotationsachse, radial ausgerichtet ist, also vom Lageraußenring kommend zum Lagerinnenring führend, beziehungsweise umgekehrt. Darüber hinaus weist das Schrägkugellager einen Käfig auf, welcher sich zwischen dem Lageraußenring und dem Lagerinnenring befindet. Der Käfig setzt sich zusammen aus zwei sich, bezogen auf die Rotationsachse, axial gegenüberliegenden kreisförmigen Geometrien, im Folgenden auch Seitenringe genannt, welche über in Umlaufrichtung, also in Richtung des Umfangs des Wälzlagers, gleichmäßig verteilten Zwischenabschnitte, nachfolgend auch als Querstege bezeichnet, miteinander in Kontakt stehen. Zwischen jeweils zwei benachbarten Zwischenabschnitten liegt eine Wälzkörpertasche, welche kugelförmige Wälzkörper aufnimmt. Gleichmäßig in Umlaufrichtung verteilt befinden sich mehrere Wälzkörpertaschen im Käfig. Die Wälzkörpertaschen werden gebildet durch eine näherungsweise zylinderförmige Aussparung mit einer zugehörigen Zylinderachse, welche durch den Mittelpunkt der zylindrischen Aussparung führt. Die Kugelwälzkörper werden dabei in den Wälzkörpertaschen drehbar geführt, sodass sie im Betrieb auf Laufbahnen an den beiden Lagerringen abrollen können. Eine Laufbahn befindet sich dabei in Form einer umlaufenden Vertiefung an der radialen Innenseite des Lageraußenrings, also an der den Wälzkörpern zugewandten Seite, und wird axial, bezogen auf die Rotationsachse, einseitig von einer Schulter beschränkt. Eine zweite Laufbahn befindet sich, ebenfalls in Form einer umlaufenden Aussparung, an der radialen Außenseite des Lagerinnenrings, also an der den Wälzkörpern zugewandten Seite. Die Laufbahn am Lagerinnenring wird axial, bezogen auf die Rotationsachse, auf der Seite, welche der Schulter des Lageraußenrings axial, bezogen auf die Rotationsachse, gegenüberliegt, von einer Schulter am Lagerinnenring beschränkt. Dabei verlaufen beide Laufbahnen nicht radial senkrecht zur Rotationsachse, sondern um einen Winkel, bezogen auf die Radialachse, geneigt. Die Laufbahnen weisen jeweils eine Mittellinie auf, welche die Laufbahnen entlang ihrer Umlaufrichtung teilt. Werden nun die beiden Mittellinien derart miteinander verbunden, dass die resultierende Strecke die geringste Länge aller möglichen Verbindungen zwischen den Mittellinien aufweist, verläuft in der Regel entlang dieser Strecke eine Druckachse. Die zylindrischen Wälzkörpertaschen im Käfig sind derart ausgelegt, dass ihre Zylinderachsen von der Ausrichtung der Radialachse, also einer radialen Mittelachse, welche aus Richtung des Lageraußenrings kommend senkrecht auf die Rotationsachse des Schrägkugellagers trifft, abweichen und eine Neigung gegenüber der Radialachse aufweisen. Damit bildet die Zylinderachse einer Wälzkörpertasche gemeinsam mit der Radialachse des Schrägkugellagers einen Neigungswinkel. Der Wert dieses Winkels ist ungleich des Wertes des vorausgehend beschriebenen Druckwinkels, welcher den Winkel zwischen der Druckachse und der Radialachse beschreibt. In Kombination mit der spezifischen Ausgestaltung der Wälzkörpertaschen ist im Schrägkugellager eine radiale Führung des Käfigs am Lageraußenring in axialer Richtung beidseitig vorgesehen. Hierzu wird ein Seitenring des Käfigs an der radialen Innenseite des Lageraußenrings an der Schulterfläche geführt. Die Führung des anderen Seitenrings erfolgt an einer Fläche an der radialen Innenseite des Lageraußenrings, welche zur Schulter des Lageraußenrings in axialer Richtung, bezogen auf die Rotationsachse, ungefähr um den Durchmesser eines der im Schrägkugellager verwendeten Kugelwälzkörper versetzt ist.
-
Im Betrieb können unter bestimmten Betriebsbedingungen in einem Schrägkugellager Käfigschwingungen in diversen Frequenzen auftreten. Einige davon liegen im für den Menschen hörbaren Bereich und werden als störende Geräuschemissionen des Käfigs wahrgenommen. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, muss das Schwingverhalten des Käfigs beeinflusst werden. Dazu müssen die auf den Käfig einwirkenden mechanischen Faktoren, wie die auftretende Reibung, betrachtet werden. Jedoch kann nur eine ganzheitliche Betrachtung aller zum Käfig in Kontakt stehender mechanischer Lagerkomponenten einen zielführenden Lösungsansatz hervorbringen. Um also das geräuschverursachende Schwingverhalten des Käfigs zu beeinflussen, muss der Kontakt zu den Lagerkomponenten, mit welchen der Käfig im Betrieb Berührung aufweist, also Kugelwälzkörper und Lageraußenring, harmonisiert werden. Zu diesem Zweck ist der Käfig derart auszulegen, dass sich die Schwingungsfrequenzen durch den jeweiligen Kontakt zu den Wälzkörpern und dem Lageraußenring überwiegend außerhalb des hörbaren Bereichs bewegen oder aber sich im Betrieb durch destruktive Interferenz signifikant reduzieren. Eine Neigung der Wälzkörpertaschen um den Neigungswinkel führt dabei zu keiner signifikanten Geräuschreduktion im Lagerbetrieb. Auch die bloße Außenringführung hat lediglich einen geringen Einfluss auf das Schwingverhalten des Käfigs.
-
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Kombination aus einer spezifisch eingestellten Ausformung der Wälzkörpertaschen und beidseitiger Außenringführung einen solchen Effekt hervorruft und einen geräuscharmen Lagerbetrieb realisiert.
-
Das Schrägkugellager weist dazu an einem der beiden Seitenringe des Käfigs an einer dem Lageraußenring zugewandten Fläche eine konvexe Krümmung auf. Der andere der beiden Seitenringe des Käfigs weist an einer dem Lageraußenring zugewandten Fläche eine konvexe Krümmung auf, wobei die konvexe Krümmung des einen Seitenrings in ihrer Ausprägung verschieden ist von der konvexen Krümmung des anderen Seitenrings. Diese Krümmung kann eine oder auch mehrere Wölbungen in radiale Richtung, bezogen auf die Rotationsachse, aufweisen. Während ein Seitenring eine gering ausgeprägte Wölbung in Richtung der ihm, bezogen auf die Rotationsachse, radial gegenüberliegenden Fläche des Lageraußenrings aufweist, kann der zweite Seitenring einen um einen Faktor skalierte Wölbung aufweisen.
-
Das Zusammenspiel der spezifischen Ausbildung der Wälzkörpertaschen mit der beidseitigen Führung des Käfigs, welcher an den dem Lageraußenring zugewandten Flächen jeweils eine konvexe Krümmung aufweist, am Lageraußenring beeinflusst nach Erkenntnis der Erfindung das Schwingverhalten des Käfigs dahingehend, dass störende Käfiggeräusche signifikant reduziert werden. Anders als Ansätze, geräuschverursachende Käfigschwingungen über Prozessparameter wie Temperatur, Zusammensetzung und Viskosität des Schmierstoffs und Lagerdrehzahl zu regulieren, ist die hier dargestellte Lösung des Weiteren unabhängig von dynamischen Prozesseinflussgrößen und weist damit eine zuverlässige Anwendbarkeit auf.
-
Bevorzugtermaßen weicht dabei der Neigungswinkel um nicht mehr als 20° vom Druckwinkel ab. Im Querschnitt entlang der Radialachse in Richtung der Rotationsachse, weisen sowohl die Zylinderachse der Wälzkörpertasche als auch die Druckachse eine Neigung gegenüber der Radialachse auf. Der zwischen der Zylinderachse und der Druckachse gebildete Winkel liegt vorzugsweise in einem Bereich von größer 0° bis maximal 20°.
-
In einer zweckmäßigen Weiterbildung weist das Schrägkugellager im auf die Rotationsachse bezogenen radialen Querschnitt des Käfigs entlang der Rotationsachse eine Querschnittsfläche des einen Seitenrings auf, die eine ähnliche Querschnittsgeometrie aufweist, wie die Querschnittsfläche des anderen Seitenrings. Vorzugsweise ähneln sich die geometrischen Merkmale der Querschnittsflächen der beiden Seitenringe des Käfigs, wie Orientierung oder Neigung der Kanten, Wölbungen oder geometrische Grundfigur. Dabei können die Querschnittsflächen der Seitenringe sowohl in einer Vielzahl an Merkmalen übereinstimmen als auch lediglich in einem spezifischen Merkmal.
-
Schließlich weist das Schrägkugellager in einer weiteren Ausführungsform einen als Hartgewebe- oder Kunststoffkäfig ausgebildeten Käfig auf.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Schrägkugellagers wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 Perspektivische Draufsicht auf das Schrägkugellager mit einem Ausschnitt zur Darstellung des Aufbaus;
- 2 Abschnitt eines Längsquerschnitts des Schrägkugellagers in einer schematischen Aufbauzeichnung;
- 3 Abschnitt eines Längsquerschnitts des Schrägkugellagers;
- 4 Perspektivische Draufsicht auf einen Abschnitt eines durch eine Wälzkörpertasche verlaufenden Längsquerschnitts des Käfigs;
-
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf das Schrägkugellager 1, wobei zum Zwecke der Veranschaulichung ein Viertel des dreidimensional dargestellten Schrägkugellagers 1 ausgespart ist. Das Schrägkugellager 1 ist um eine Rotationsachse 2 angeordnet und umfasst einen Lageraußenring 3, einen Lagerinnenring 4, und eine Mehrzahl von Kugelwälzkörpern 10, welche in einem Käfig 6 zwischen dem Lagerinnenring 4 und dem Lageraußenring 3 drehbar gelagert sind. Orthogonal zur Rotationsachse 2 verläuft axial, bezogen auf die Rotationsachse 2, eine Radialachse 5 durch den Mittelpunkt des Schrägkugellagers 1. Der Käfig 6 weist axial, bezogen auf die Rotationsachse 2, einen Seitenring 7 auf und etwa um den Durchmesser eines Kugelwälzkörpers 10 axial versetzt, einen zweiten Seitenring 8, welcher entlang der Radialachse 5 in Richtung des Außenrings 3 versetzt ist. Dadurch dass in 1 ein Viertel des Schrägkugellagers ausgespart ist, kann eine Querschnittsfläche entlang der Radialachse 5 in Richtung der Rotationsachse 2 eingesehen werden. Neben der Querschnittsfläche eines Kugelwälzkörpers 10 sind Querschnittsflächen des Lageraußenrings 3 sowie des Lagerinnenrings 4 und eine Querschnittsfläche 18 des Seitenrings 7 sowie eine Querschnittsfläche 19 des Seitenrings 8 sichtbar. Am Lageraußenring 3 verläuft umlaufend ein Dichtungsring 20 und dazu axial versetzt, bezogen auf die Rotationsachse 2, ein zweiter Dichtungsring 21. Zwischen den Dichtungsringen 20 und 21 befindet sich am Lageraußenring 3 ein Schmierkanal 22 zum Transport von Schmiermedien.
-
2 zeigt eine schematische Darstellung zum Aufbau des Schrägkugellagers 1 aus 1 im Querschnitt entlang der Radialachse 5 in Richtung der Rotationsachse 2 im Detail. Er umfasst im Wesentlichen Lageraußenring 3, Lagerinnenring 4, Käfig 6 und Kugelwälzkörper 10. Der Lageraußenring 3 weist zwei unterschiedliche Abmessungen in radialer Richtung auf, bezogen auf die Rotationsachse 2, sodass sich mit den in Axialrichtung parallel zur Rotationsachse 2 verlaufenden Begrenzungslinien des Lageraußenrings 3 zwei unterschiedlich große Querschnittsflächenteile am Lageraußenring 3 ergeben. Die beiden Querschnittsflächenteile werden in axialer Richtung getrennt durch eine in radialer Richtung, bezogen auf die Rotationsachse 2, verlaufende Aussparung, welche von einer abgerundeten Trichterform in einen rechteckigen Querschnitt übergeht und einen Schmierkanal 22 bildet. An der den Lageraußenring 3 in radialer Richtung, bezogen auf die Rotationsachse, begrenzenden Linie befindet sich an den unterschiedlich großen Querschnittsflächenteilen jeweils eine Aussparung, in welcher sich jeweils eine kreisförmige Querschnittsfläche befindet, welche radial über den Lageraußenring 3 hinausragt und jeweils einen Dichtungsring 20 und 21 abbildet. An die unterschiedlich großen Querschnittsflächenteile am Lageraußenring 3 schließt sich entlang der Radialachse 5 ein Käfig 6 mit zwei sich axial, bezogen auf die Rotationsachse 2, gegenüberliegenden Seitenringen 7, 8 und dazwischen liegenden Wälzkörpertaschen 12 zur Aufnahme von je einem Kugelwälzkörper 10 an. Entlang des Kugelwälzkörpers 10 bildet der Lageraußenring 3 einen konkaven Bogen, welcher eine Laufbahn 13 des Kugelwälzkörpers 10 am Lageraußenrings 3 bildet. Der Bogen geht linkerhand, also in Richtung des Seitenrings 7 in eine zur Rotationsachse 2 parallel verlaufende Linie über. Beides gemeinsam bildet die Grenzlinie des größeren Querschnittsflächenteils des Lageraußenrings 3 in radialer Richtung auf der dem Lagerinnenring 4 zugewandten Seite und damit eine die Laufbahn 13 begrenzende Schulter 16 am Lageraußenring 3. Die Grenzlinie des kleineren Querschnittsflächenteils des Lageraußenrings 3 in radialer Richtung, bezogen auf die Rotationsachse 2, auf der dem Lagerinnenring 4 zugewandten Seite verläuft parallel zur Rotationsachse 2. Eine in radialer Richtung, bezogen auf die Rotationsachse 2, unterhalb der Schulter 16 befindliche Seitenringquerschnittsfläche 18 des Seitenrings 7 weist sowohl an der dem Lageraußenring 3 als auch an der dem Lagerinnenring 4 zugewandten Grenzlinie einen zur Rotationsachse 2 parallelen Verlauf auf. Der Seitenringquerschnittsfläche 18 axial gegenüberliegend, bezogen auf die Rotationsachse 2, befindet sich eine Seitenringquerschnittsfläche 19 des Seitenrings 8. Die dem Kugelwälzkörper 10 zugewandte Grenzlinie der Seitenringquerschnittsfläche 18 des Käfigs 6 weist eine Neigung auf, derart, dass der Abstand zwischen der geneigten Grenzlinie des Käfigs 6 und dem Kugelwälzkörper 10 aus Richtung des Lagerinnenrings 4 kommend radial in Richtung des Lageraußenrings 3 führend, kontinuierlich zunimmt. Die axial gegenüberliegende, bezogen auf die Rotationsachse 2, dem Kugelwälzkörper 10 zugewandte Grenzlinie der Seitenringquerschnittsfläche 19, verläuft parallel dazu und beide Grenzlinien der Seitenringquerschnittsflächen 18 und 19 weisen eine Neigung in axialer Richtung auf, bezogen auf die Rotationsachse 2, sodass sie nicht parallel zur Radialachse 5 verlaufen. Dagegen verlaufen die dem Kugelwälzkörper 10 abgewandten jeweiligen Grenzlinien der Seitenringquerschnittsflächen 18 und 19 parallel zur Radialachse 5. Die dem Lageraußenring 3 radial, bezogen auf die Rotationsachse, unterhalb gelegene Grenzlinie der Seitenringquerschnittsfläche 19 verläuft, wie auch die analoge Grenzlinie an Seitenringquerschnittsfläche 18, parallel zur Rotationsachse 2. Abweichend von der entsprechenden Grenzlinie der Seitenringquerschnittsfläche 18 weist die dem Lagerinnenring 4 nächstgelegene, radial, bezogen auf die Rotationsachse 2, oberhalb des Lagerinnenrings 4 verlaufende, Grenzlinie der Seitenringquerschnittsfläche 19 eine Neigung auf. Diese reduziert kontinuierlich den radialen Abstand in axialer Richtung, bezogen auf die Rotationsachse 2, zwischen dem Käfig 6 und dem Lagerinnenring 4 in Richtung des Kugelwälzkörpers 10. Radial, bezogen auf die Rotationsachse, in Richtung des Zentrums des Schrägkugellagers, 5 grenzt der Lagerinnenring 4 an den Kugelwälzkörper 10 an. In axialer Richtung wird der Lagerinnenring 4 auf der auf Seitenring 7 befindlichen Seite durch eine gerade Linie begrenzt, welche, in etwa dort, wo sie die Radialachse 5 kreuzt, in eine konkave Krümmung entlang der Grenzlinie eines Segments des Kugelwälzkörpers 10 übergeht. Anschließend nimmt die in Axialrichtung weiterführende Linie wieder eine gerade Form an und bildet die auf der Seite des Seitenrings 8 befindliche Grenzlinie des Lagerinnenrings 4 in Richtung des Käfigs 6. Die konkave Krümmung formt dabei eine Laufbahn 14, die sich anschließende gerade Linie eine Schulter 17 des Lagerinnenrings 4. Die dem Kugelwälzkörper 10 abgewandte Grenzlinie des Lagerinnenrings 4 verläuft parallel zur Rotationsachse 2. Die Grenzlinien des Lagerinnenrings 4 in radialer Richtung, bezogen auf die Rotationsachse 2, verlaufen, ebenso wie die radialen Grenzlinien des Lageraußenrings 3, parallel zur Radialachse 5.
-
Im Betrieb wird eine Anzahl an Kugelwälzkörpern 10 in Wälzkörpertaschen 12 des Käfigs 6 drehbar gehalten und rollt auf den Laufbahnen 13 und 14 ab. Dabei wird eine Wälzkörpertasche 12 gebildet durch eine zylindrisch geformte Aufnahmebohrung mit einer Zylinderachse 11. Diese ist, bezogen auf die Radialachse 5, geneigt und bildet mit der Radialachse 5 einen Neigungswinkel α, welcher ungleich 0 ist. Die Kraft, die im Betrieb vom Lageraußenring 3 und vom Lagerinnenring 4 ausgehend auf einen Kugelwälzkörper 10 wirkt, verläuft entlang einer Druckachse 15. Die Druckachse 15 bildet mit der Radialachse 5 einen Druckwinkel δ. α und δ weisen keine Übereinstimmung auf. Die Neigung der Zylinderachse 11 einer Wälzkörpertasche 12 entspricht damit weder der Radialachse 5 noch der Druckachse 15. Des Weiteren stützt sich der Käfig 6 im laufenden Betrieb sowohl an der Kontaktfläche an Seitenring 7 als auch an der Kontaktfläche an Seitenring 8 am Lageraußenring 3 ab und wird durch diesen geführt. 2 sind somit sowohl die Neigung der Wälzkörpertasche 12 als auch eine zweifache Außenringführung des Käfigs 6 deutlich zu entnehmen, welche in Kombination das Schwingverhalten des Käfigs 6 dahingehend beeinflussen, dass im Betrieb auftretende Störgeräusche reduziert werden.
-
3 zeigt einen Abschnitt des Schrägkugellagers 1 im Querschnitt entlang einer Radialachse 5 in Richtung einer darauf orthogonal stehenden Rotationsachse 2. Dargestellt sind, analog zu 2, Lageraußenring 3 mit Laufbahn 13 und Schulter 16, Lagerinnenring 4 mit Laufbahn 14 und Schulter 17 sowie ein Käfig 6 mit Wälzkörpertasche 12 für Kugelwälzkörper 10. Der Käfig 6 weist Seitenringe 7 und 8 und zugehörige Seitenringquerschnittsflächen 18 und 19 auf. Eine Zylinderachse 11 der Wälzkörpertasche 12 bildet mit der Radialachse 5 einen Neigungswinkel α. Eine Druckachse 15 bildet mit der Radialachse 5 einen Druckwinkel δ, wobei α von δ verschieden ist. Abweichend zu 2 weist die Grenzlinie der Seitenringquerschnittsfläche 18, welche sich radial, bezogen auf die Rotationsachse 2, unterhalb des Lageraußenrings 3 befindet, eine konvexe Krümmung auf, ebenso wie die der Seitenringquerschnittsfläche 19. Die Ausprägung der Krümmung an den Seitenringquerschnittsflächen 18 und 19 ist hier jeweils als Bogen dargestellt, wobei die Ausprägungen und Bogenverläufe voneinander abweichen.
-
4 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf einen Abschnitt, welcher einen Querschnitt entlang der Radialachse 5 des Käfigs 6 des in 2 dargestellten Schemas zum Aufbau des Schrägkugellagers zeigt. Der dargestellte Querschnitt verläuft durch eine Wälzkörpertasche 12 und weist an einem Seitenring 7 eine Seitenringquerschnittsfläche 18 und ihm radial, bezogen auf die Radialachse 5, gegenüberliegend an einem Seitenring 8 eine Seitenringquerschnittsfläche 19 auf. Beide Seitenringquerschnittsflächen 18 und 19 sind verbunden durch die Querschnittsfläche eines Querstegs 9. Die radial, bezogen auf die Radialachse 5, befindlichen axial verlaufenden Grenzlinien der Seitenringquerschnittsflächen 18 und 19, welche sich jeweils auf den der Wälzkörpertasche 12 abgewandten Seite befinden, verlaufen parallel zur Radialachse 5. Die sich axial außen, bezogen auf die Radialachse 5, befindlichen radial verlaufenden Grenzlinien der Seitenringquerschnittsflächen 18 und 19, verlaufen orthogonal zur Radialachse 5, ebenso wie die sich axial innen, bezogen auf die Radialachse 5, befindliche radial verlaufende Grenzlinie der Seitenringquerschnittsfläche 18. Die verbleibende sich axial innen, bezogen auf die Radialachse 5, befindliche radial verlaufende Grenzlinie der Seitenringquerschnittsfläche 19 weist eine Neigung auf derart, dass der Abstand zu der ihr in Axialrichtung, bezogen auf die Radialachse 5, gegenüberliegenden Grenzlinie der Seitenringquerschnittsfläche 19 von radial außen, bezogen auf die Radialachse 5, nach radial innen zunimmt. Die beiden von axial außen nach axial innen, bezogen auf die Radialachse 5, der Radialachse 5 nächstgelegenen, verlaufenden Grenzlinien der Seitenringquerschnittsflächen 18 und 19 begrenzen eine in etwa zylindrisch geformte, eine Zylinderachse 11 aufweisende, Wälzkörpertasche 12. Sie verlaufen parallel zur Zylinderachse 11, welche eine Neigung aufweist derart, dass sie gemeinsam mit der Radialachse 5 einen Neigungswinkel α bildet.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schrägkugellager
- 2
- Rotationsachse
- 3
- Lageraußenring
- 4
- Lagerinnenring
- 5
- Radialachse
- 6
- Käfig
- 7
- Erster Seitenring
- 8
- Zweiter Seitenring
- 9
- Quersteg
- 10
- Kugelwälzkörper
- 11
- Zylinderachse
- 12
- Wälzkörpertasche
- 13
- Laufbahn am Lageraußenring
- 14
- Laufbahn am Lagerinnenring
- 15
- Druckachse
- 16
- Schulter am Lageraußenring
- 17
- Schulter am Lagerinnenring
- 18
- Erste Seitenringquerschnittsfläche
- 19
- Zweite Seitenringquerschnittsfläche
- 20
- Erster Dichtungsring
- 21
- Zweiter Dichtungsring
- 22
- Schmierkanal
- α
- Winkel zwischen der Zylinderachse und der Radialachse
- δ
- Winkel zwischen der Druckachse und der Radialachse