DE102006058172A1

DE102006058172A1 - Wälzlager mit Drahtkissenlagerkörper

Info

Publication number: DE102006058172A1
Application number: DE102006058172A
Authority: DE
Inventors: Ekkehard Gorski
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-12-09
Filing date: 2006-12-09
Publication date: 2008-06-12

Abstract

Es ist ein Wälzlager mit einem Lageraußenring und einem Lagerinnenring sowie dazwischen angeordneten Wälzkörpern und einem zwischen den Wälzkörpern und mindestens einem Lagerring angeordneten Faserkörper vorgeschlagen, wobei der Faserkörper ein Drahtkissenlagerkörper ist und eine dauerfeste Wälzfläche bildet, die sich im Betrieb des Wälzlagers in direktem Wälzkontakt mit den Wälzkörpern befindet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einem Lageraußenring und einem Lagerinnenring sowie dazwischen angeordneten Wälzkörpern und einem zwischen den Wälzkörpern und mindestens einem Lagerring angeordneten Faserkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gattungsgemäße Wälzlager bestehen im Wesentlichen aus einer inneren und einer äußeren Lagerschale oder Lagerinnenring und Lageraußenring und formschlüssig zwischen den Lagerschalen angeordneten Wälzkörpern. Bei den genannten Bauteilen handelt es sich regelmäßig um formstarre Körper mit niedrigen Elastizitätswerten, was dazu führt, dass beispielsweise bei der Krafteinleitung vom Wälzkörper in den Lagerinnenring hohe Hertz'sche Flächenpressungen auftreten, deren Höhe für die zu erwartende Lebensdauer der Wälzlager von wesentlicher Bedeutung ist.
Mit einem Lagerinnenring ausgestattete bekannte Wälzlager sind also so konfiguriert, dass Wälzkörper in der Form von beispielsweise Zylindern oder Rollen oder Kugeln zwischen dem Lagerinnenring und dem Lageraußenring angeordnet sind und die Wälzkörper unter Zwischenschaltung eines Schmierfilms an den jeweiligen Gegenflächen abrollen können.
Anhand der US-3,501,207 A ist auch bereits ein modifiziertes Wälzlager bekannt geworden, welches zwischen den Wälzkörpern in der Form von Zylinderrollen oder Kugeln und dem Lageraußenring einen schlauchförmigen Faserkörper angeordnet besitzt. Dieser Faserkörper dient dabei als Zwischenlage zwischen den Wälzkörpern und der Wälzfläche des Lageraußenrings, damit bei sich wiederholenden stoßartigen Belastungen des Wälzlagers bei dessen Stillstand keine Beschädigung der Wälzfläche herbeigeführt wird, wie dies beispielsweise bei auf Schienenfahrzeugen transportierten wälzgelagerten Baumaschinen, Fahrzeugen oder anderen Schienenfahrzeugen der Fall sein kann, wenn es durch das Überfahren der Schienenstöße durch das Transportfahrzeug zu regelmäßigen stoßartigen Belastungen zwischen Wälzkörper und Wälzfläche des Lageraußenrings kommt, was ansonsten zu einer Beschädigung der Wälzfläche in Form von beispielsweise Pitting führt. Wird nun das mit einem solchen Wälzlager ausgestattete Fahrzeug in Betrieb gesetzt, so soll sich der Faserkörper schnellstmöglich auflösen und in den im Wälzlager vorhandenen Schmierstoff eingelagert werden. Der bekannte Faserkörper ist also nicht zum Verbleiben zwischen den Wälzkörpern und der Wälzfläche vorgesehen, sondern nur als Schutz gegen die Beschädigung der Wälzfläche bei stoßartigen Belastungen im Stillstand des Wälzlagers. Der Faserkörper soll sich, wenn das so ausgestattete Wälzlager in Betrieb gesetzt wird, also in Drehung versetzt wird, schnellstmöglich auflösen, um den Wälzkontakt zwischen Wälzkörper und Wälzfläche des Lageraußenrings nicht zu stören und wird zu diesem Zweck in den Schmierstoff im Wälzlager eingelagert.
Anhand der US-3,304,138 A ist ein Wälzlager bekannt geworden, bei dem Wälzkörper in der Form von Kugeln an einem Lageraußenring abrollen und der Lageraußenring ist über einen Faserkörper gegen einen weiteren Lageraußenring abgestützt, so dass sich aufgrund des Faserkörpers zwischen dem inneren Lageraußenring und dem äußeren Lageraußenring eine gewisse Elastizität einstellen kann, die Wälzkörper aber jeweils an einem starren Innenlagerring und starren Lageraußenring – dem inneren Lageraußenring – abrollen.
Die bekannten Wälzlager besitzen nun den Nachteil, dass der Lagerinnenring und der Lageraußenring beispielsweise mittels eines Schleifvorgangs hochgenau fertig bearbeitet werden müssen und daher teuer sind und etwaig vorhandene Drehungleichförmigkeiten einer so gelagerten Welle über Körperschallübertragung im Wälzlager nach außen akustisch übertragen.
Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung nunmehr die Aufgabe zugrunde, das bekannte Wälzlager derart weiterzubilden, dass die Hertz'schen Flächenpressungen zwischen den Wälzkörpern und den Lagerringen verringert werden können und neben verringerten Herstellungskosten auch das akustische Verhalten des Wälzlagers verbessert werden kann.
Das zur Lösung dieser Aufgabe geschaffene Wälzlager weist nun die Merkmale gemäß dem Anspruch 1 auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
Die Erfindung schafft nun ein Wälzlager mit einem Lageraußenring und einem Lagerinnenring sowie dazwischen angeordneten Wälzkörpern und einem zwischen den Wälzkörpern und mindestens einem Lagerring angeordneten Faserkörper, wobei der Faserkörper ein Drahtkissenlagerkörper ist und eine dauerfeste Wälzfläche bildet, die sich im Betrieb des Wälzlagers in direktem Wälzkontakt mit den Wälzkörpern befindet.
Im Gegensatz zu dem bekannten Wälzlager mit Faserzwischenlage löst sich also der Drahtkissenlagerkörper nicht auf und bildet eine dauerfeste Wälzfläche, an der die Wälzkörper in Form von beispielsweise Zylinderrollen oder Kugel- oder anderer Wälzkörper abrollen können. Bei diesem Wälzkontakt zwischen dem Drahtkissenlagerkörper und den Wälzkörpern kommt es aufgrund der Elastizität des Drahtkissenlagerkörpers zur Bildung einer vergrößerten Kontaktfläche zwischen den Wälzkörpern und der Wälzfläche am Drahtkissenlagerkörper im Vergleich zur Kontaktfläche zwischen einem starren Lagerinnenring und den starren Wälzkörpern des bekannten Wälzlagers bei ansonsten gleichen geometrischen Daten, so dass die Hertz'schen Flächenpressungen auf diese Weise verringert werden können und damit die Lebensdauer des Wälzlagers vergrößert werden kann. Da bei dem erfindungsgemäßen Wälzlager die Wälzkörper nicht in direktem Kontakt mit einem beispielsweise radial innen oder radial außen des Drahtkissenlagerkörpers angeordnetem Lagerring stehen, muss der entsprechende Lageraußenring oder Lagerinnenring auch nicht in einem solchen Maße fein bearbeitet sein, also eine geschliffene Lauffläche aufweisen, wie dies beim bekannten Wälzlager der Fall ist, so dass sich die Herstellkosten verringern lassen. Zudem kommt es aufgrund der Elastizität des Drahtkissenlagerkörpers zu einer akustischen Abkopplung der Wälzkörper von einem beispielsweise vorhandenen Lagerinnenring aufgrund des zwischen Lagerinnenring und dem Wälzkörper vorhandenen Drahtkissenlagerkörpers und damit zu einem nach außen akustisch wesentlich ruhigeren Laufverhalten des gelagerten Körpers.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Lageraußenring und/oder der Lagerinnenring und/oder zumindest einzelne Wälzkörper von einem Drahtkissenlagerkörper gebildet sind, so dass also alle genannten Bauteile aus einem Drahtkissenlagerkörper gebildet sein können oder auch nur eines oder zwei der genannten Bauteile.
Nach einer Modifikation ist es aber auch möglich, dass der Drahtkissenlagerkörper einen mit einem Wälzpartner in Wälzkontakt stehenden Teil des Lageraußenrings und/oder des Lagerinnenrings und/oder des Wälzkörpers bildet, so dass also beispielsweise der Lageraußenring oder der Lagerinnenring oder der Wälzkörper nur teilweise mittels eines Drahtkissenlagerkörpers gebildet sind und teilweise beispielsweise auch einen Starrkörper aufweisen können, so dass ein Lagerinnenring eine beispielsweise weitgehend starre Lagerschale aufweisen kann, die im Bereich der Wälzfläche einen Drahtkissenlagerkörper aufweist, an dem dann die Wälzkörper in der Form beispielsweise von Zylinderrollen oder Kugeln oder Tonnen oder dergleichen abrollen können.
Wird eine solche Ausbildung gewünscht, so ist es nach der Erfindung vorgesehen, dass der Drahtkissenlagerkörper eine radial innen liegende Wälzfläche eines weitgehend starren Lageraußenrings und/oder eine radial außen liegende Wälzfläche eines weitgehend starren Lagerinnenrings bildet.
Auch kann nach der Erfindung der Lageraußenring und/oder der Lagerinnenring den jeweiligen Drahtkissenlagerkörper weitgehend einschließen, so dass ein radiales Ausweichen des Drahtkissenlagerkörpers am Lagerinnenring oder Lageraußenring vermieden wird, wobei dabei aber die Wälzkörper nur mit dem Drahtkissenlagerkörper in Kontakt kommen, nicht aber mit dem Lageraußenring und/oder dem Lagerinnenring.
Auch ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Drahtkissenlagerkörper entlang der axialen Längsrichtung der Wälzfläche eine veränderliche Dichte besitzt. Hierdurch kann beispielsweise ein Drahtkissenlagerkörper geschaffen werden, der im Bereich seiner axialen Längsmitte die größte Dichte aufweist, während die Dichte in eine oder in beide Richtungen von der axialen Längsmitte aus abnimmt, so dass der Drahtkissenlagerkörper an einem oder beiden axialen Enden eine größere Elastizität aufweist, als dies im Bereich seiner axialen Längsmitte der Fall ist. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine Winkeleinstellmöglichkeit des Wälzlagers realisiert werden, die bei bekannten Wälzlagern von Pendelrollenlagern erbracht wird, die aber einen aufwendigen und damit teuren Herstellungsprozess verlangen.
Auch kann nach einer Weiterbildung der Erfindung eine solche Konfiguration getroffen werden, dass der Drahtkissenlagerkörper den Lagerring zumindest radial außen liegend umgibt derart, dass ein Bereich des Drahtkissenlagerkörpers zwischen dem Lagerring und einer Lagerringaufnahme angeordnet ist, bei der es sich beispielsweise um ein Maschinengehäuse oder dergleichen handeln kann, so dass also auch eine solche Konfiguration möglich ist, bei der ein oder der Drahtkissenlagerkörper sowohl die Wälzfläche bildet, als auch den Lagerinnenring oder den Lageraußenring radial außen umgibt.
Bei einem einen Drahtkissenlagerkörper aufweisenden Wälzkörper kann nach einer Weiterbildung der Erfindung radial innen liegend ein weitgehend starrer, insbesondere zylindrischer Formkörper vorgesehen sein, der von einem Drahtkissenkörper ummantelt ist.
Nach einer Alternative hierzu kann aber auch der Wälzkörper insgesamt von einem Drahtkissenlagerkörper gebildet sein, also ohne einen innen liegenden weitgehend starren Formkörper.
Um nun die Schmierung zwischen den Wälzkörpern und dem Drahtkissenlagerkörper zu verbessern, ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Drahtkissenlagerkörper mittels eines Hohlräume aufweisenden Drahtkissens gebildet ist und zumindest im Bereich der Wälzfläche in Hohlräumen des Drahtkissens ein Füllstoff angeordnet ist, der ein Entweichen von zwischen Wälzfläche und Wälzpartnern vorhandenem Schmierstoff durch die Hohlräume hindurch weitgehend verhindert. Damit wird erreicht, dass bei beispielsweise zwischen dem die Wälzfläche bildenden Drahtkissenlagerkörper und den Wälzkörpern vorhandenem Öl ein Entweichen von Öl oder einem anderen Schmierstoff durch die Hohlräume im Drahtkissen hindurch weitgehend vermieden wird, wenn die Wälzkörper an der Wälzfläche eine Abrollbewegung durchführen und die Wälzfläche mit einer Druckkraft beaufschlagen.
Das Drahtkissen kann dabei mittels eines insbesondere plastisch verformenden Formgebungsvorgangs gebildet sein derart, dass die Hohlräume so dimensioniert sind, dass sie mittels eines verformbaren Füllstoffs zumindest partiell so weit verkleinert werden können, dass sich zwischen den Wälzkörpern und dem Drahtkissenlagerkörper ein Schmierfilm aufbaut. Es ist also nicht erforderlich, dass die Hohlräume vollständig mit Füllstoff aufgefüllt sind, sondern der Grad der Auffüllung der Hohlräume mit dem Füllstoff so ist, dass ein Schmierfilm zwischen den Wälzkörpern und dem Drahtkissenlagerkörper aufgebaut wird und zu diesem Zweck der Füllstoff ein Abfließen von Öl oder einem anderen Schmierstoff durch die Hohlräume des Drahtkissens hindurch vermeidet.
Auch kann nach einer Weiterbildung der Erfindung der Füllstoff ein Adhäsionsmittel aufweisen zur Verstärkung der Anbindung des Füllstoffs am Drahtkissen. Die Drähte des Drahtkissens können dabei aus metallischen, keramischen, glasartigen Werkstoffen oder Polymeren oder Gemischen daraus gebildet sein.
Der Füllstoff kann aus metallischen Werkstoffen oder Kunststoffwerkstoffen oder Gummiwerkstoffen, insbesondere Elastomeren oder Epoxydharzen gebildet sein und beispielsweise auch in der Matrix weitere Werkstoffe mit selbstschmierenden Eigenschaften eingelagert besitzen, wie beispielsweise Graphit oder Polytetraflurethylen.
Wird nun eine Wälzfläche mit höheren Elastizitätswerten gewünscht, so kann das Drahtkissen aus Messing gebildet sein, in dessen Hohlräume ein Gummiwerkstoff angeordnet ist. Nach einer Alternative hierzu kann das Drahtkissen auch aus Stahl gebildet sein, in dessen Hohlräumen ein Gummiwerkstoff oder ein Epoxyd angeordnet ist.
Schließlich ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass das Drahtkissen aus metallischen Werkstoffen mit unterschiedlicher Härte gebildet ist und im Bereich der Wälzfläche ein metallischer Werkstoff mit niedrigerer Härte vorgesehen ist, als in dem von der Wälzfläche radial nach außen angeordneten Bereich. Hierdurch kann erreicht werden, dass bei einer Wälzfläche aus einem weicheren Werkstoff, beispielsweise Messing, diese stärker komprimiert wird als der darunter liegende Drahtkissenlagerkörper im radial außen liegenden Bereich, der aufgrund seiner höheren Festigkeit nach dem Pressvorgang noch Rückfederungsverhalten zeigt, so dass damit eine vorbestimmte Winkeleinstellbarkeit realisiert werden.
Je nachdem, wie dicht nun das Drahtkissen gepackt ist, kann eine unterschiedliche radiale Elastizität der Wälzfläche erreicht werden, wobei hier insbesondere eine Elastizität von weniger als 1 mm, vorzugsweise 1 bis 100 μm von Vorteil sein können.
Das vorstehend beschriebene Wälzlager nimmt die Lagerkraft im Bereich der Wälzflächen über den Drahtkissenlagerkörper auf. Aufgrund der Elastizität des Drahtkissenlagerkörpers kommt es zu einem Einfedern der Wälzfläche. Das erfindungsgemäße Wälzlager kann nun so weitergebildet werden, dass sich der Drahtkissenlagerkörper in Axiallängsrichtung des Wälzlagers über die Wälzfläche hinaus in einen Bereich zwischen Lageraußenring und Lagerinnenring erstreckt und eine Gleitfläche zwischen Lageraußenring und Lagerinnenring ausbildet, an der die Lagerringe nach dem Erreichen eines Einfederbetrages des Drahtkissenlagerkörpers im Bereich der Wälzfläche eine Relativbewegung zueinander ausführen.
Durch diese Weiterbildung wird gleichsam ein Kombinationslager geschaffen mit Eigenschaften eines Wälzlagers und Eigenschaften eines Gleitlagers. Solange die Lagerkraft so klein ist, dass die Wälzfläche den vorbestimmten Einfederbetrag noch nicht erreicht hat, besteht zwischen dem Lagerinnenring und dem Lageraußenring zu beiden Seiten axial der Wälzkörper ein Spalt zwischen Lagerinnenring und Drahtkissen beziehungsweise Lageraußenring und Drahtkissen. Nimmt nun die Lagerkraft zu, so wird auch der Spalt zwischen dem Lagerinnenring und dem Lageraußenring kleiner, bis der Lageraußenring und der Lagerinnenring unter Zwischenschaltung des dazwischen angeordneten Drahtkissenlagerkörpers aufeinander zu liegen kommen. In diesem Zustand gleiten dann der Lageraußenring und der Lagerinnenring mit dazwischen angeordnetem Drahtkissenlagerkörper aufeinander ab, so dass der Drahtkissenlagerkörper die Funktion einer Gleitfläche beziehungsweise einer Gleitschicht bildet und damit das so geschaffene Wälzlager eine höhere Tragfähigkeit besitzt. Eine beispielsweise mit dem erfindungsgemäßen Wälzlager gelagerte Welle läuft also bei geringerer Last wälzgelagert um und mit zunehmender Last federt das Drahtkissen unter den Wälzkörpern stärker ein, so dass nach dem Schließen des Spaltes zwischen dem Lageraußenring und dem Lagerinnenring eine tragende Gleitschicht entsteht. Wird nun der Drahtkissenlagerkörper so angeordnet, dass er sich axial beidseits der Wälzkörper in Axiallängsrichtung des Wälzlagers erstreckt, so können die beidseits der Wälzkörper angeordneten Bereiche des Drahtkissenlagerkörpers zusätzlich eine Abdichtungsfunktion ausüben und vermeiden somit das Austreten von Schmierstoff aus dem Wälzlager und zu diesem Zweck der Drahtkissenlagerkörper in axial außen liegenden Bereich mit Füllstoff versehen sein kann und zusätzlich eine weichere Kennlinie als im Lagerringbereich besitzen kann.
Der Schmierstoff im Bereich der Wälzfläche unterliegt während des Betriebs des Wälzlagers Veränderungen seiner Viskosität. Um nun ein nahezu ungehindertes Hindurchtreten des Schmierstoffs im Bereich der Wälzfläche durch die im Drahtkissen vorhandenen Hohlräume zu vermeiden, wird – wie dies vorstehend bereits erwähnt wurde – Füllstoff in den Hohlräumen vorgesehen. Der Füllgrad der Hohlräume nun mit dem Füllstoff wird nach einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit der Viskosität des Schmierstoffs im betriebswarmen Zustand des Schmierstoffs ausgewählt, so dass der Schmierstoff aufgrund des in den Hohlräumen vorhandenen Füllstoffs auch im betriebwarmen Zustand nicht ungehindert durch die Hohlräume hindurchwandert, sondern im Bereich der Wälzfläche verbleibt.
Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
1 eine schematische Teilschnittansicht einer Ausführungsform eines Wälzlagers gemäß der vorliegenden Erfindung in der Form eines Nadellagers;
2 eine ähnliche Darstellung eines Nadellagers, bei dem sowohl radial innen als auch radial außen ein Wälzflächen bildender Drahtlagerkissenkörper angeordnet ist;
3 eine Darstellung einer Ausführungsform eines Nadellagers mit Drahtkissenlagerkörpern, die über die Axiallängsrichtung eine sich verändernde Dichte besitzen;
4 eine ähnliche Darstellung einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung in der Form eines Kugellagers mit sowohl radial innen als auch radial außen liegenden Drahtkissenlagerkörpern;
5 eine ähnliche schematische Darstellung eines Kugellagers mit sowohl radial innen als auch radial außen liegenden Drahtkissenlagerkörpern und einem starren Lageraußenring sowie Lagerinnenring; und
6 eine ähnliche schematische Darstellung eines Kugellagers mit radial außen liegendem Drahtkissenlagerkörper und sich über den Bereich der Wälzkörper hinaus erstreckendem Drahtkissenlagerkörper.
1 zeigt in einer schematischen und teilweise geschnittenen Darstellung ein Nadellager 1 nach einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das Nadellager 1 weist einen Lageraußenring 2 in der Form einer weitgehend starren Lagerschale auf mit einer Wälzfläche 3. Die Wälzkörper 4 sind in der Form weitgehend starrer Nadeln ausgebildet, die an einer Wälzfläche 5 abrollen können, die an einem Lagerinnenring 6 ausgebildet ist, der bei der in 1 dargestellten Ausführungsform vollständig von einem Drahtkissenlagerkörper 7 gebildet ist.
Der Drahtkissenlagerkörper kann dabei aus einem Drahtkissen gebildet sein, welches eine Vielzahl von miteinander verbundenen Drähten oder Filamenten aufweist, die beispielsweise aus Stahl gebildet sind.
Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform befindet sich der Drahtkissenlagerkörper 7 direkt am Außenumfang einer nicht näher dargestellten Welle oder dergleichen angeordnet. Wird nun die Welle in Drehung versetzt, so führt dies auch zu einer Drehbewegung des Lagerinnenrings 6 in der Form des Drahtkissenlagerkörpers 7, so dass die Wälzlager 4 an der Wälzfläche 5 des Tragkissenlagerkörpers 7 abwälzen und sich dabei im jeweiligen Betrachtungspunkt an der Berührungsfläche zwischen dem Wälzkörper 4 und der Wälzfläche 5 eine langgestreckte Druckellipse ausbildet mit einer aufgrund der Elastizität beziehungsweise Nachgiebigkeit des Drahtkissenlagerkörpers 7 größeren Kontaktfläche zwischen dem Wälzkörper 4 und der Wälzfläche 5, so dass sich aufgrund der größeren Kontaktfläche eine niedrigere Hertz'sche Flächenpressung einstellt.
Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist ein starrer Lagerinnenring vollständig in Wegfall geraten, so dass entsprechende Herstellkosten ebenfalls wegfallen. Durch die elastische Nachgiebigkeit des Drahtkissenlagerkörpers 7, die je nach dem jeweiligen Anwendungsfall durch mehr oder weniger starkes radiales Verpressen beziehungsweise Verdichten des Drahtkissens verändert werden kann, findet eine akustische Entkopplung zwischen der nicht näher dargestellten Welle und dem Wälzkörper 4 und damit dem Lageraußenring 2 statt, so dass sich eine von der Drehbewegung der Welle stammende Körperschallanregung nicht bis zum Lageraußenring 2 fortsetzen kann, der beispielsweise in einem Maschinengehäuse befestigt ist. Damit wird ein akustischer Vorteil gegenüber bekannten starre Lagerschalen aufweisenden Wälzlagern erzielt.
2 der Zeichnung nun zeigt ein Wälzlager in der Form eines Nadellagers mit zwei Drahtkissenlagerkörpern 7 sowohl im Bereich radial außerhalb als auch radial innerhalb des Wälzkörpers 4.
Der radial innen liegende Drahtkissenlagerkörper 7 wird weiter radial innen liegend und beidseits axial von einer Hülse 8 umfasst, die ein etwaiges seitliches Auswandern des Drahtkissenlagerkörpers 7 und eine Zunahme von Setzbeträgen des Drahtkissenlagerkörpers 7 vermeidet. In ähnlicher Weise weist auch der radial außen liegende Drahtkissenlagerkörper 7' eine äußere Hülse 9 auf, die den radial außen liegenden Drahtkissenlagerkörper 7 sowohl radial als auch beidseitig axial umgibt und in ähnlicher Weise wie die radial innen liegende Hülse 8 ein seitliches Fließen beziehungsweise eine Zunahme der Setzbeträge des Drahtkissenlagerkörpers 7' vermeidet.
3 der Zeichnung nun zeigt eine Ausführungsform ähnlich derjenigen in 2 mit dem Unterschied, dass die Drahtkissenlagerkörper 7 beziehungsweise 7' in Axiallängsrichtung eine sich verändernde Dichte besitzen. Dies kann beispielsweise durch. eine entsprechende Berücksichtigung beim Verpressen eines Drahtkissens bei der Fertigung des Drahtkissenlagerkörpers 7 beziehungsweise 7' erreicht werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform weisen die beiden Drahtkissenlagerkörper 7 beziehungsweise 7' eine Dichteverteilung entsprechend dem oberhalb des Nagellagers 10 dargestellten Diagramms 11 auf. Wie es ohne weiteres anhand des Diagramms 11 ersichtlich ist, nimmt die Dichte der beiden Drahtkissenlagerkörper 7, 7' von den beiden axialen Enden 12, 13 in Richtung zur axialen Längsmitte 14 der jeweiligen Drahtkissenlagerkörper 7, 7' zu, so dass die beiden Drahtkissenlagerkörper 7, 7' im Bereich der jeweiligen axialen Enden 12, 13 weicher ausgestaltet sind, als im Bereich der axialen Längsmitte 14. Diese Konfiguration kann beispielsweise dazu verwendet werden, eine bestimmte Winkeleinstellbarkeit der radial innen liegenden Hülse 8 relativ zur radial außen liegenden Hülse 9 zu erreichen, wie dies beispielsweise der Funktion eines Pendelrollenlagers entspricht.
4 zeigt ein Wälzlager nach der vorliegenden Erfindung in der Form eines Kugellagers 15. Wie es ohne weiteres ersichtlich ist, weist das Kugellager 15 sowohl radial innen liegend als auch radial außen liegend Drahtkissenlagerkörper 7, 7' auf, zwischen denen Kugeln 16 als Wälzkörper vorgesehen sind.
Schließlich zeigt 5 ein Kugellager 15 mit einem Lagerinnenring 6 und einem Lageraußenring 2 und zwischen den beiden Lagerringen 2, 6 angeordneten Kugeln 16 als Wälzkörpern, die auf jeweiligen Drahtkissenlagerkörpern 7, 7' laufen, die jeweilige Wälzflächen 3, 5 ausbilden.
Der Lageraußenring zeigt eine partielle Kammerung des Drahtkissenlagerkörpers, der Lagerinnenring zeigt eine vollständige Kammerung.
6. der Zeichnung nun zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wälzlagers in der Form eines Kugellagers 15 mit einem sich seitlich über den Lageraußenring 2 und den Lagerinnenring 6 hinaus erstreckendem Drahtkissenkörper 7. Wird das Kugellager 15 mit geringer Last belastet, so stellt sich im Bereich der Wälzfläche 3 ein Einfederbetrag des Drahtkissenlagerkörpers 7 ein, der noch nicht dafür sorgt, dass ein Spalt 18 zwischen dem Lagerinnenring 6 und der dem Lagerinnenring 6 zugewandten Fläche des Drahtkissenlagerkörpers 7 geschlossen wird. Erhöht sich nun die Lagerkraft und führt dies zu einem weiteren Setzen des Drahtkissenlagerkörpers 7 im Bereich der Wälzfläche 3, so führt dies zu einem Schließen des Spaltes 18 und damit zu einer Relativbewegung des Lageraußenrings 2 und des Lagerinnenrings 6 mit dazwischen angeordneten Drahtkissenlagerkörper 7, der mit beiden Lagerringen 2, 6 in Kontakt steht und somit eine Gleitfläche beziehungsweise eine Gleitschicht ausbildet. Damit erhöht sich die Tragfähigkeit des erfindungsgemäßen Wälzlagers und zudem sorgen die beidseits über die Kugeln 16 axial hinaus stehenden Bereiche des Drahtkissenlagerkörpers 7 dafür, eine Dichtfunktion auszuüben, so dass im Kugellager 15 vorhandener Schmierstoff nicht aus diesem austreten kann.
Obwohl bei den dargestellten Ausführungsformen jeweils starre Wälzkörper 4, 16 gezeigt worden sind, können auch die Wälzkörper 4, 16 oder ähnliche Wälzkörper in der Form von Zylinderrollen, Tonnen oder dergleichen mittels eines Drahtkissenlagerkörpers gebildet werden und auf bekannten starren Wälzflächen oder solchen aus Wälzflächen von einem oder zwei Drahtkissenlagerkörpern abwälzen. Um nun die Schmierung zwischen den jeweiligen Wälzpartnern aufrecht zu erhalten, können die in den Drahtkissenlagerkörpern 7, 7' vorhandenen Hohlräume 17 (1) mittels eines Füllstoffs in der Form beispielsweise eines Epoxydharzes oder dergleichen soweit gefüllt sein, dass ein im Bereich der Wälzfläche 3, 5 vorhandener Schmierstoff nicht nach radial außen beziehungsweise axial ausweichen kann und auch bei der Wälzbewegung der Wälzkörper 4, 16 relativ zu den Drahtkissenlagerkörpern 7, 7' im Bereich der Wälzflächen 3, 5 verbleibt.
Hinsichtlich vorstehend im Einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale wird im Übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnung verwiesen.

1: Nadellager
2: Lageraußenring
3: Wälzfläche
4: Wälzkörper
5: Wälzfläche
6: Lagerinnenring
7: Drahtkissenlagerkörper
7': Drahtkissenlagerkörper
8: Hülse
9: Hülse
10: Nadellager
11: Diagramm
12: axiales Ende
13: axiales Ende
14: axiale Längsmitte
15: Kugellager
16: Kugel
17: Hohlraum
18: Spalt

Claims

Wälzlager mit einem Lageraußenring (2) und einem Lagerinnenring (6) sowie dazwischen angeordneten Wälzkörpern (4) und einem zwischen den Wälzkörpern (4) und mindestens einem Lagerring angeordneten Faserkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserkörper ein Drahtkissenlagerkörper (7, 7') ist und eine dauerfeste Wälzfläche (3, 5) bildet, die sich im Betrieb des Wälzlagers in direktem Wälzkontakt mit den Wälzkörpern (4) befindet.
Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (2) und/oder der Lagerinnenring (6) und/oder zumindest einzelne Wälzkörper (4) von einem Drahtkissenlagerkörper (7, 7') gebildet sind.
Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkissenlagerkörper (7, 7') einen mit einem Wälzpartner in Wälzkontakt stehenden Teil des Lageraußenrings (2) und/oder des Lagerinnenrings (6) und/oder des Wälzkörpers (4) bildet.
Wälzlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkissenlagerkörper (7, 7') eine radial innen liegende Wälzfläche (3, 5) eines weitgehend starren Lageraußenrings (2) und/oder oder eine radial außen liegende Wälzfläche (3, 5) eines weitgehend starren Lagerinnenrings (6) bildet.
Wälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (2) und/oder der Lagerinnenring (6) den jeweiligen Drahtkissenlagerkörper (7, 7') weitgehend einschließt.
Wälzlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkissenlagerkörper (7, 7') entlang der Axiallängsrichtung der Wälzfläche (3, 5) eine veränderliche Dichte besitzt.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkissenlagerkörper (7, 7') den Lagerring zumindest radial außen liegend umgibt derart, dass ein Bereich des Drahtkissenlagerkörpers (7, 7') zwischen dem Lagerring und einer Lagerringaufnahme angeordnet ist.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Drahtkissenlagerkörper (7, 7') aufweisenden Wälzkörper (4) radial innenliegend einen weitgehend starren, insbesondere zylindrischen Formkörper besitzen, der von einem Drahtkissenlagerkörper (7, 7') ummantelt ist.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (4) jeweils von einem Drahtkissenlagerkörper (7, 7') gebildet sind.
Wälzlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkissenlagerkörper (7, 7') mittels eines Hohlräume (17) aufweisenden Drahtkissens gebildet ist und zumindest im Bereich der Wälzfläche (3, 5) in Hohlräumen (17) des Drahtkissens ein Füllstoff angeordnet ist, der ein Entweichen von zwischen Wälzfläche (3, 5) und Wälzpartner vorhandenem Schmierstoff durch die Hohlräume (17) hindurch weitgehend verhindert.
Wälzlager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtkissen mittels eines insbesondere plastisch verformenden Formgebungsvorgangs gebildet ist derart, dass die Hohlräume (17) so dimensioniert sind, dass sie mittels eines verformbaren Füllstoffs zumindest partiell soweit verkleinerbar sind, dass sich zwischen den Wälzkörpern (4) und dem Drahtkissenlagerkörper (7, 7') ein Schmierfilm aufbaut.
Wälzlager nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff ein Adhäsionsmittel aufweist zur Verstärkung der Anbindung des Füllstoffs am Drahtkissen.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte des Drahtkissen aus metallischen, keramischen, glasartigen Werkstoffen oder Polymeren oder Gemischen daraus gebildet sind.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff aus metallischen Werkstoffen oder Kunststoffwerkstoffen oder Gummiwerkstoffen, insbesondere Elastomeren oder Epoxydharzen gebildet ist.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtkissen aus Messing gebildet ist, in dessen Hohlräumen (17) ein Gummiwerkstoff angeordnet ist.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtkissen aus Stahl gebildet ist, in dessen Hohlräumen (17) ein Gummiwerkstoff oder ein Epoxyd angeordnet ist.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtkissen aus metallischen Werkstoffen mit unterschiedlicher Härte gebildet ist und im Bereich der Wälzfläche (3, 5) ein metallischer Werkstoff mit niedrigerer Härte vorgesehen ist als in dem von der Wälzfläche (3, 5) radial nach außen angeordneten Bereich.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff einen Gummiwerkstoff mit einer Shorehärte von mindestens 90 aufweist.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtkissen eine radiale Elastizität von insbesondere weniger als 1 mm aufweist.
Wälzlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Drahtkissenlagerkörper (7, 7') in Axiallängsrichtung des Wälzlagers über die Wälzfläche (3, 5) hinaus in einen Bereich zwischen Lageraußenring (2) und Lagerinnenring (6) erstreckt und eine Gleitfläche zwischen Lageraußenring (2) und Lagerinnenring (6) ausbildet, an der die Lagerringe (2, 6) nach dem Erreichen eines Einfederbetrages des Drahtkissenlagerkörpers (7, 7') im Bereich der Wälzfläche (3, 5) eine Relativbewegung zueinander ausführen.
Verfahren der Bildung eines Wälzlagers nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllgrad der Hohlräume (17) mit Füllstoff in Abhängigkeit der Viskosität des Schmierstoffs im betriebswarmen Zustand des Schmierstoffs ausgewählt wird.