DE102004035212A1 - Wälzlager - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, welches zumindest einen Innenring (1) und einen Außenring (2) sowie zwischen denselben in Laufbahnen (3, 4) angeordnete Wälzkörper (5) umfasst. DOLLAR A Um ein Wälzlager zu schaffen, welches hinsichtlich einer Verschleißminderung sowie einer Schwingungs- und Geräuschdämpfung verbessert ist sowie bei dem im Hinblick auf die Erzielung eines wartungsfreien Wälzlagers jegliche Schmierung vermieden ist, ist vorgesehen, dass die Laufbahn (3) des Innenrings (1) und die Laufbahn (4) des Außenrings (2) jeweils mit einem die Wälzkörper (5) zum Innen- und Außenring (1, 2) beabstandet haltenden und separat hergestellten Belag (6, 7) versehen oder durch einen solchen Belag (6, 7) gebildet sind, wobei die Beläge (6, 7) ein in eine Harzmatrix eingebettetes Polytetrafluorethylen-Gewebe (PTFE-Gewebe) aufweisen.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, welches zumindest einen Innenring und einen Außenring sowie zwischen denselben in Laufbahnen angeordnete Wälzkörper umfasst.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Aus der DE 70 16 959 U1 ist es bekannt, die Lagerringe und/oder die Wälzkörper von Wälzlagern zur Verschleißminderung sowie Schwingungs- und Geräuschdämpfung aus Kunststoff auszubilden oder deren Grundkörper aus einem geeigneten Werkzeugstahl mit einem Kunststoff von 0,01 mm bis 1,0 mm Schichtdicke zu überziehen.
  • Gemäß der DE 69 01 053 U1 kann der genannte Kunststoffüberzug nach einem an sich bekannten Spritzgießverfahren erzeugt oder, wie in der DE 696 22 526 T2 und der DE 102 03 295 A1 vorgeschlagen, flüssig aufgetragen und nachfolgend gehärtet werden.
  • Des Weiteren ist es aus der DE 201 13 371 U1 und der DE 202 00 241 U1 bekannt, die Lagerringe aus einem Faserverbundwerkstoff herzustellen, der aus einem geeigneten Harzmaterial mit darin eingebetteten Kohlefasern oder Glasfasern gebildet ist.
  • Weiterhin ist aus der DE 40 10 694 A1 ein faserverstärkter Werkstoff zur Herstellung von Konstruktionselementen, u. a. auch von Gleitlagern, bekannt, der seinerseits durch ein flächenförmiges Textilmaterial aus Polyacrylnitrilfasern sowie ein Duroplastharz gebildet ist.
  • Ferner wird mit der DE 101 28 861 A1 ein Radsatzlager für Schienenfahrzeuge offenbart, bei dem eine mit einem Schienenrad verbundene Radsatzwelle über wenigstens ein Wälzlager in einem Gehäuse aufgenommen ist. Im Bereich zwischen dem Radsatzlager und der Radsatzwelle ist ein elastisches Dämpfungselement auf Basis eines Polytetrafluorethylen-Materials (PTFE) angeordnet, wobei das PTFE-Material als ein Gewebe ausgebildet ist, bei dem die PTFE-Fasern durch Stützfasern verstärkt und beide in einer Harzmatrix eingebettet sind.
  • Schließlich gehören wartungsfreie Hochleistungs-Gleitlager beziehungsweise Trockengleitlager der Anmelderin zum Stand der Technik, die ihrerseits ein in Kunstharz gebettetes Polytetrafluorethylen-Gewebe (Teflon®-Gewebe) vorsehen, welches auf einem Stützkörper aus Stahl verankert ist (vergl. technische Produktinformation TPI 102 der Firma INA Wälzlager Schaeffler oHG, Herzogenaurach, September 1999, „Elgoglide®, Wartungsfreie Hochleistungs-Gleitlager").
    •
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager zu schaffen, welches hinsichtlich seiner Verschleißeigenschaften sowie seiner Schwingungs- und Geräuschdämpfungseigenschaften verbessert ist, sowie bei dem im Hinblick auf die Erzielung eines wartungsfreien Wälzlagers die Nutzung von gesonderten Schmiermitteln vermieden ist.
  • Lösung der Aufgabe
  • Im Rahmen von umfangreichen Versuchen wurde gefunden, dass sich Polytetrafluorethylen-Material (PTFE) auch besonders vorteilhaft für Wälzlager eignet.
  • Die gestellte Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs durch ein Wälzlager, welches zumindest einen Innenring und einen Außenring sowie zwischen denselben in Laufbahnen angeordnete Wälzkörper umfasst, derart gelöst, dass die Laufbahn des Innenrings und die Laufbahn des Außenrings jeweils mit einem die Wälzkörper zum Innen- und Außenring beabstandet haltenden und separat hergestellten Belag versehen oder durch einen solchen Belag gebildet sind, wobei die Beläge ein in eine Harzmatrix eingebettetes Polytetrafluorethylen-Gewebe (PTFE-Gewebe) aufweisen.
  • Bei dem Werkstoff PTFE handelt es sich um einen kälte-, wärme- und chemikalienbeständigen sowie selbstschmierenden Kunststoff, der den vorstehend formulierten Anforderungen an das zu schaffende Wälzlager besonders Rechnung trägt.
  • Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
  • In Weiterbildung der Erfindung können danach zur Verstärkung des PTFE-Gewebes in dasselbe Stützfasern eingearbeitet sein.
  • Als Stützfasern bieten sich dabei insbesondere Kunststofffasern, wie Polyamid(PA), Polyester- (PE) o. ä. Fasern, Naturfasern, wie Baumwoll-Fasern und/oder Glas-Fasern und/oder Kohlefasern an.
  • Was die Harzmatrix anbelangt, so ist diese durch ein Phenolharz, ein Epoxydharz oder ein anderes geeignetes Harz gebildet.
  • Weiterhin ist im Sinne der Erfindung vorgesehen, dass der Belag mit einem Grundkörper des Innenrings bzw. des Außenrings verklebt und/oder mit diesem verpresst ist.
  • Der Grundkörper des Innenrings bzw. des Außenrings ist vorzugsweise aus Stahl gefertigt, wodurch in vorteilhafter Weise die hohe Festigkeit des Stahls mit der hohen Verschleißbeständigkeit und den vorteilhaften Dämpfungseigenschaften der Beläge kombiniert ist.
    •
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, wobei die einzige Figur die Schnittdarstellung eines erfindungsgemäß ausgestalteten Wälzlagers zeigt.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
  • Das in der einzigen Figur gezeigte Wälzlager besteht aus einem Innenring 1 und einem Außenring 2, in die ihrerseits jeweils eine Laufbahn 3 bzw. 4 eingearbeitet ist.
  • Zwischen dem Innenring 1 und dem Außenring 2 sind innerhalb der Laufbahnen 3, 4 sich an denselben abstützende Wälzkörper 5 angeordnet. Die Wälzkörper 5 können zusätzlich innerhalb eines an sich bekannten und nicht näher dargestellten Käfigs geführt sein.
  • Um im Hinblick auf den Stand der Technik eine wirkungsvollere Verschleißminderung sowie Schwingungs- und Geräuschdämpfung zu erzielen, sind vorliegend sowohl die Laufbahn 3 des Innenrings 1 als auch die Laufbahn 4 des Außenrings 2 mit einem Belag 6 bzw. 7 versehen, welche jeweils ein in eine Harzmatrix eingebettetes Polytetrafluorethylen-Gewebe (PTFE-Gewebe) aufweisen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Beläge 6, 7 als separate Ringelemente hergestellt und mit der zugehörigen vorbereiteten Laufbahn 3, 4 eines Grundkörpers 8, 9 des Innenrings 1 bzw. Außenrings 2 aus Stahl verklebt.
  • Ebenso ist es möglich, dass beispielsweise zylindrisch ausgebildete Beläge 6, 7 mit dem Innen- bzw. Außenring 1, 2 einen Pressverband eingehen, indem die Beläge 6, 7 mittels eines nicht näher gezeigten Dorns in die jeweilige, ebenfalls zylindrisch ausgebildete Laufbahn 3, 4 eingepresst werden (nicht näher dargestellt).
  • Denkbar ist es weiterhin und wird durch die Erfindung ebenfalls mit erfasst, dass die Laufbahnen 3, 4 nicht in den Grundkörper 8, 9 eingearbeitet, sondern durch die separat hergestellten Beläge 6, 7 selbst gebildet sind.
  • Beispielsweise kann auf einen zylindrischen Grundkörper 8 des Innenrings 1 ein ebenfalls zylindrisch ausgebildeter Belag 6 aufgeklebt und/oder aufgepresst und der andere Belag 7 in die Bohrung eines zylindrischen Grundkörpers 9 des Außenrings 2 eingeklebt und/oder eingepresst sein (nicht näher dargestellt).
  • Zur weiteren Verstärkung der Beläge 6, 7 können in das PTFE-Gewebe Stützfasern eingearbeitet sein, die ihrerseits durch Kunststofffasern, wie Polyamid(PA), Polyester- (PE) o. ä. Fasern, durch Naturfasern, wie Baumwollfasern und/oder durch Glas-Fasern und/oder Kohlefasern gebildet sind.
  • Für die Harzmatrix bietet sich vorzugsweise ein Phenol- oder Epoxydharz an, wobei die Erfindung nicht auf diese Werkstoffe beschränkt ist, sondern auch andere geeignete Kunstharze mit äquivalenten Eigenschaften Anwendung finden können.
  • Aufgrund der vorstehend näher beschriebenen besonders ausgebildeten Beläge 6, 7 der Lagerringe (Innenring 1, Außenring 2) ist zum einen eine wirkungsvollere Verschleißminderung sowie Schwingungs- und Geräuschdämpfung des Wälzlagers erzielbar, zum anderen kann auf jegliche Schmierung desselben verzichtet werden, da der zur Anwendung kommende Werkstoff PTFE ein selbstschmierender Kunststoff ist.
    • 1
    Innenring
    2
    Außenring
    3
    Laufbahn (Innenring 1)
    4
    Laufbahn (Außenring 2)
    5
    Wälzkörper
    6
    Belag (Innenring 1)
    7
    Belag (Außenring 2)
    8
    Grundkörper (Innenring 1)
    9
    Grundkörper (Außenring 2)

Claims (6)

  1. Wälzlager, welches zumindest einen Innenring (1) und einen Außenring (2) sowie zwischen denselben in Laufbahnen (3, 4) angeordnete Wälzkörper (5) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahn (3) des Innenrings (1) und die Laufbahn (4) des Außenrings (2) jeweils mit einem die Wälzkörper (5) zum Innen- und Außenring (1, 2) beabstandet haltenden und separat hergestellten Belag (6, 7) versehen oder durch einen solchen Belag (6, 7) gebildet sind, wobei die Beläge (6, 7) ein in eine Harzmatrix eingebettetes Polytetrafluorethylen-Gewebe (PTFE-Gewebe) aufweisen.
  2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in das PTFE-Gewebe zur Verstärkung Stützfasern eingearbeitet sind.
  3. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfasern durch Kunststofffasern, wie Polyamid- (PA), Polyester- (PE) o. ä. Fasern, durch Naturfasern, wie Baumwoll-Fasern und/oder durch Glas-Fasern und/oder Kohlefasern gebildet sind.
  4. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Harzmatrix durch ein Phenolharz, ein Epoxydharz oder ein anderes geeignetes Harz gebildet ist.
  5. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Belag (6, 7) mit einem Grundkörper (8, 9) des Innenrings (1) bzw. des Außenrings (2) verklebt und/oder mit diesem verpresst ist.
  6. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (8, 9) des Innenrings (1) bzw. des Außenrings (2) aus Stahl gefertigt ist.
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