DE102007044014A1

DE102007044014A1 - Käfig zur Aufnahme einer Anzahl von Wälzkörpern eines Wälzlagers und Verfahren zur Schmierung eines Wälzlagers

Info

Publication number: DE102007044014A1
Application number: DE102007044014A
Authority: DE
Inventors: Arbogast Dr. Grunau; Sergej Dr. Schwarz
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2009-03-19
Also published as: WO2009033457A1

Abstract

Es wird ein Käfig (1) zur Aufnahme einer Anzahl von Wälzkörpern (4) eines Wälzlagers (2), mit einer Anzahl von die Wälzkörper (4) aufnehmenden Taschen (3) angegeben, wobei der Käfig (1) mindestens einen mit einem Schmierstoff (15, 15') gefüllten Depotraum (11) zu einer Abgabe des Schmierstoffs (15, 15') im Betrieb umfasst. Dabei ist vorgesehen, dass der Depotraum (11) mindestens zwei Depotabschnitte (14) aufweist, in denen unterschiedliche Schmierstoffe (15, 15') angeordnet sind, und dass jeder Depotabschnitt (14) mindestens einen schmierstoffdurchlässigen Durchlassbereich (16, 27) zur Abgabe des Schmierstoffs (15, 15') umfasst.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Käfig zur Aufnahme einer Anzahl von Wälzkörpern eines Wälzlagers, mit einer Anzahl von die Wälzkörper aufnehmenden Taschen, wobei der Käfig mindestens einen mit einem Schmierstoff gefüllten Depotraum zu einer Abgabe des Schmierstoffs im Betrieb umfasst. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Schmierung eines Wälzlagers.
Ein Wälzlager umfasst häufig einen so genannten Innenring und einen Außenring, wobei zwischen dem Innenring und dem Außenring eine Anzahl von Wälzkörpern angeordnet ist. Die Wälzkörper sind üblicherweise in einem Käfig angeordnet, derart dass die Wälzkörper durch den Käfig in einem definierten Abstand zueinander gehalten werden. Im Betrieb eines derartigen Wälzlagers wälzen sich die im Käfig aufgenommenen Wälzkörper entlang einer Laufbahn auf dem Innenring und dem Außenring ab.
Für den Betrieb des Wälzlagers ist eine Schmierung mittels eines Schmierstoffs vorteilhaft. Die Menge des zwischen den Wälzkörpern und dem Außen-/Innenring zur Verfügung stehenden Schmierstoffs hat häufig direkten Einfluss auf die Lebensdauer und die Funktionsfähigkeit eines Wälzlagers. Ist beispielsweise zu wenig Schmierstoff vorhanden, kann das zu einem frühzeitigen Verschleiß des Wälzlagers führen. Zuviel Schmierstoff führt zu einer Erhöhung des Reibungswiderstands.
In der US 7 114 852 B2 wird ein Käfig mit einem internen Depotraum für Schmierstoff angegeben, wobei der Schmierstoff über Kanäle zu den Wälzkörpern geführt wird.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, einen für ein Wälzlager lebensdauerverlängernden Käfig anzugeben, der möglichst vielseitig einsetzbar ist.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Käfig zur Aufnahme einer Anzahl von Wälzkörpern eines Wälzlagers, mit einer Anzahl von die Wälzkörper aufnehmenden Taschen, wobei der Käfig mindestens einen mit einem Schmierstoff gefüllten Depotraum zu einer Abgabe des Schmierstoffs im Betrieb umfasst. Dabei ist vorgesehen, dass der Depotraum mindestens zwei Depotabschnitte aufweist, in denen unterschiedliche Schmierstoffe angeordnet sind, und dass jeder Depotabschnitt mindestens einen schmierstoffdurchlässigen Durchlassbereich zur Abgabe des Schmierstoffs umfasst.
Durch das Vorsehen von mindestens zwei Depotabschnitten mit unterschiedlichen Schmierstoffen mit unterschiedlichen Schmiereigenschaften ist es möglich, bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen eine bedarfsoptimierte Schmierung des Wälzlagers mit einem jeweils auf die gegebene Umgebungsbedingung angepassten Schmierstoff zu erzielen. Unter Depotabschnitte werden hierbei allgemein Raumbereiche verstanden, in denen sich die Schmierstoffe befinden. Die Depotabschnitte für die unterschiedlichen Schmierstoffe brauchen hierbei örtlich nicht getrennt oder abgegrenzt zu sein. Auch können die Depotabschnitte prinzipiell ineinander greifen, beispielsweise dann, wenn es sich bei den Schmierstoffen um nicht mischbare Schmierstoffe handelt, die gemeinsam in einem Raum angeordnet sind.
Über den jeweiligen Durchlassbereich erfolgt insbesondere eine gezielte Abgabe des Schmierstoffs aus dem entsprechenden Depotabschnitt hin zu dem zu schmierenden Bereich, z. B. zu dem Wälzkörper. Dadurch ist eine gleichmäßige Schmierung zwischen dem Wälzkörper und beispielsweise dem Innenring des Wälzlagers gewährleistet. Der Durchlassbereich ist bevorzugt so angeordnet, dass eine Abgabe des Schmierstoffs in die die Wälzkörper aufnehmenden Taschen erfolgt. In diesem Fall wird der Schmierstoff beispielsweise als ein Tropfen in die Tasche abgeben, derart dass der Tropfen die Oberfläche des in der Tasche befindlichen Wälzkörpers benetzt, so dass durch die Drehung des Wälzkörpers der Schmierstoff gleichmäßig entlang der Laufbahn der Wälzkörpers verteilt wird. Alternativ ist es auch möglich, den entsprechenden Durchlassbereich so zu orientieren, dass eine Abgabe des Schmierstoffs direkt auf die Laufbahn des Wälzkörpers erfolgt. Die Abgabe eines Schmierstoffs über den entsprechenden Durchlassbereich erfolgt dann beispielsweise aus einem einzelnen Depotabschnitt oder alternativ ist beispielsweise auch die Abgabe eines Gemischs von mehreren Schmierstoffen aus verschiedenen Depotabschnitten möglich.
Der Depotraum ist beispielsweise als ein Hohlraum innerhalb des Käfigs ausgebildet, wobei die einzelnen Depotabschnitte beispielsweise durch Wände voneinander getrennt sind. Die jeweiligen Schmierstoffe werden dabei beispielsweise als ein Schmieröl oder auch als ein Schmierfett in den Depotabschnitt eingebracht. Ergänzend oder alternativ weist der Depotraum ein porö ses Material auf, beispielsweise einen Schwamm oder auch einen porösen Käfigabschnitt, wobei der entsprechende Schmierstoff beispielsweise das poröse Material durchtränkt. In den einzelnen Depotabschnitten wird dabei insbesondere jeweils ein Schmierstoff in der für die Lebensdauer des Wälzlagers vorgesehenen Menge angeordnet, so dass keine nachträgliche Befüllung der Depotabschnitte notwendig wird.
Vorzugsweise sind der Durchlassbereich und/oder die Schmierstoffe derart ausgebildet, dass die Abgabe des jeweiligen Schmierstoffs in Abhängigkeit von einem aktuellen Betriebszustand erfolgt. Die Schmierung mit einem dem jeweiligen Betriebszustand angepassten Schmierstoff gewährleistet die Funktionsfähigkeit und erhöht die Lebensdauer des Wälzlagers.
Die Abgabe des entsprechenden Schmierstoffs wird dabei bevorzugt automatisch beispielsweise über eine geschwindigkeitsabhängige Kraft, z. B. über eine Zentrifugalkraft, geregelt. Ebenso ist es möglich, dass eine Regelung der Abgabe des entsprechenden Schmierstoffs über die Wirkung einer chemischen Reaktion vorgesehen ist, beispielsweise über ein durch eine chemische Reaktion veränderbares Regelungselement.
Vorteilhafterweise weisen die Schmierstoffe unterschiedliche Viskositäten auf. In dieser Ausführung ist es beispielsweise auf einfache Weise möglich, die unterschiedlichen Fließeigenschaften der Schmierstoffe für eine automatische Dosierung der jeweils abgegebenen Schmierstoffmenge zu nutzen. Die Abgabe eines Schmierstoffs mit einer hohen Viskosität über den entsprechenden Durchlassbereich erfolgt beispielsweise erst unter der Wirkung einer betragsmäßig größeren in radialer Richtung wirkenden Kraft, z. B. einer Zentrifugalkraft, als die Abgabe eines Schmierstoffs mit einer geringeren Viskosität. Somit ist es beispielsweise möglich, dass die Schmierung des Wälzlagers mit einem Gemisch aus Schmierstoffen unterschiedlich hoher Viskositäten erfolgt, wobei z. B. bei einer wachsenden Zentrifugalkraft der Anteil eines hochviskosen Schmierstoffs ansteigt.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Durchlassbereich in radialer Richtung orientiert. Der Durchlassbereich ist demnach im Wesentlichen in Richtung auf die Rotationsachse, um die sich der Käfig im Betrieb bewegt, orientiert, so dass die Abgabe des Schmierstoffs direkt in die Laufbahn des Wälzkörpers erfolgt. Dadurch wird insbesondere eine Minimalmengenschmierung ermöglicht. Zudem ist es in dieser Ausführung vorteilhaft möglich, die abgegebene Schmierstoffmenge über die Wirkung einer in radialer Richtung wirkenden Kraft, z. B. einer Zentrifugalkraft, die im Betrieb auf den Käfig wirkt, in einfacher Weise bedarfsgerecht zu dosieren. Die für den aktuellen Betriebszustand erforderliche Schmierstoffmenge wird somit "automatisch" in die Laufbahn des Wälzkörpers dosiert.
Zweckmäßigerweise umfasst der Käfig zumindest einen porösen Abschnitt, der den Durchlassbereich bildet, wobei der poröse Abschnitt zur Abgabe des Schmierstoffs vorgesehen ist. Diese Ausführungsform ist besonders einfach und kostengünstig zu verwirklichen, indem der beispielsweise aus Kunststoff oder auch aus Metall bestehende Käfig insgesamt porös ausgestaltet ist. Durch die Wirkung beispielsweise einer Zentrifugalkraft wird der Schmierstoff dann "automatisch" aus dem Depotabschnitt in radialer Richtung durch den Durchlassbereich gedrängt, so dass eine Abgabe des Schmierstoffs direkt in die Laufbahn des Wälzkörpers erfolgt. Bevorzugt variiert die Porosität innerhalb eines Durchlassbereichs oder zwischen verschiedenen Durchlassbereichen, um eine Regelung der abgegebenen Schmierstoffmenge zu erreichen.
In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Durchlassbereich einen Kanal zur Abgabe des Schmierstoffs. In dieser Ausführung ist es z. B. über die Wahl eines Öffnungsquerschnitts des Kanals möglich, insbesondere die Abgabemenge des entsprechenden Schmierstoffs gezielt zu beeinflussen.
Durch eine genaue Positionierbarkeit der Kanalöffnung über der bekannten Laufbahn des Wälzkörpers ist es zudem möglich, eine bedarfsgerechte Schmierung des Wälzkörpers in seiner Laufbahn zu realisieren. Insgesamt wird in dieser Ausführungsform die abgegebene Schmierstoffmenge auf ein notwendiges Minimum reduziert werden.
Bevorzugterweise weisen die Kanäle für die Depotabschnitte unterschiedliche Öffnungsquerschnitte auf. Dadurch wird über die Wahl des entsprechenden Öffnungsquerschnitts eine schmierstoffspezifisch optimale Abgabemenge aus dem entsprechenden Depotabschnitt gesteuert.
Zweckmäßigerweise ist der Öffnungsquerschnitt des Kanals variabel, d. h. er kann im Betrieb variiert werden. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass sich der Öffnungsquerschnitt temperaturabhängig verändert, beispielsweise über eine temperaturabhängige Ausdehnung des den Kanal umgebenden Käfigmaterials. Dadurch ist es möglich, dass beispielsweise die Öffnung des Kanals temperaturabhängig geöffnet, bzw. geschlossen wird und damit eine Abgabe des Schmierstoffs erfolgt, bzw. verhindert wird. Durch geeignete Materialwahl werden den verschiedenen Depotabschnitten bevorzugt verschiedenartige Kanäle zugeordnet, deren jeweilige Öffnung sich jeweils bei einer unterschiedlichen Temperatur verändert, so dass die Abgabe eines Schmierstoffs aus dem entsprechenden Depotabschnitt temperaturabhängig gesteuert werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst der Durchlassbereich eine Verschlusskomponente, wobei die Verschlusskomponente dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einer Umgebungsbedingung, den Durchlassbereich für die Abgabe des Schmierstoffs zu öffnen. Eine derartige Verschlusskomponente ist beispielsweise ein Pfropfen, der den entsprechenden Kanal verschließt und der beispielsweise in Gegenwart eines saueren oder eines basischen Fluids aufgelöst wird, so dass der entsprechende Kanal für die Abgabe eines auf eine saure bzw. basische Umgebungsbedingung abgestimmten Schmierstoffs geöffnet wird. Alternativ ist eine derartige Verschlusskomponente beispielsweise eine Komponente, die z. B. bei der Herstellung dem porösen Abschnitt des Käfigs, der den Durchlassbereich bildet, beigemengt wird und in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen beispielsweise aufgrund chemischer oder physikalischer Vorgänge ihr Volumen verändert. Die Komponente wird beispielsweise so gewählt, dass sie in einem gewissen Temperaturintervall ihr Volumen verringert und damit die Poren des Durchlassbereichs für die Abgabe eines auf diesen Temperaturintervall abgestimmten Schmierstoffs freigibt. Alternativ reagiert die Komponente auf den ph-Wert des den Käfig umgebenden Mediums. In einer weiteren Alternative ist die Verschlusskomponente als eine aktive Verschlusskomponente, z. B. als ein Piezoelement, ausgebildet.
Zweckmäßigerweise ist ergänzend vorgesehen, die Verschlusskomponente in Abhängigkeit von einer Umgebungsbedingung den Durchlassbereich für die Abgabe des Schmierstoffs zu schließen. Dadurch wird insgesamt die Funktionsfähigkeit und die Lebensdauer der Wälzkörper und des gesamten Wälzlagers erheblich erhöht, da eine Abstimmung des Schmierstoffs auf wechselnde Umgebungsbedingungen erfolgt.
Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung ist die Verschlusskomponente derart ausgebildet, dass sie lediglich einmal und zwar insbesondere bei bestimmten außerordentlichen Umgebungsbedingungen wirkt, insbesondere öffnet. Hierdurch kann in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen einmalig der geeignete Schmierstoff ausgewählt werden. Insbesondere dient diese Maßnahme zur Gewährleistung von einmaligen Notlaufeigenschaften bei außerordentlichen Bedingungen, beispielsweise wenn das Lager aggressiven Chemikalien ausgesetzt wird.
Vorzugsweise wirkt die Verschlusskomponente temperaturabhängig, wobei hierzu eine Materialpaarung mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten vorgesehen ist. Durch eine geeignete Kombination des Materials der Verschlusskomponente und des Materials des die Verschlusskomponente umfassenden Durchlassbereichs wird über eine temperaturabhängige Volumen änderung der Verschlusskomponente der Durchlassbereich temperaturabhängig für eine Abgabe des Schmierstoffs aus dem dem Durchlassbereich zugeordneten Depotabschnitt automatisch geöffnet bzw. geschlossen. In dieser Ausführung ist es auf einfache Weise möglich, die Schmierung beispielsweise der Wälzkörper mit einem für die gegebene Temperatur geeignetem Schmierstoff automatisch zu gewährleisten.
In einer bevorzugten Ausführung ist die temperaturabhängig regelbare Verschlusskomponente als ein in die jeweiligen Kanäle eingefügtes Röhrchen ausgebildet, wobei die Wärmeausdehnungskoeffizienten des Röhrchens und des den Kanal umgebenden Materials unterschiedlich sind. In dieser Variante wird beispielsweise einfach ein Kunststoffröhrchen in einen einem Depotabschnitt zugeordneten Kanal eingefügt, so dass beispielsweise die Abgabe des in dem Depotabschnitt befindlichen Schmierstoffs bei einer niedrigen Temperatur möglich ist. Steigt die Temperatur an, dehnt sich das Kunststoffröhrchen schneller aus als der Öffnungsquerschnitt des Kanals, so dass ab einem gewissen Temperaturgrenzwert das Röhrchen gewissermaßen den Kanal verstopft, so dass der Schmierstoff nicht mehr durch den Kanal fließen kann. Insbesondere ist es somit auch einfach möglich, beispielsweise in den jeweiligen Kanal verschiedener Depotabschnitte Röhrchen mit unterschiedlicher Materialzusammensetzung einzufügen. In Abhängigkeit von den verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten der jeweiligen Röhrchen wird das temperaturabhängige Ausdehnungsverhalten der Röhrchen vorgegeben, um damit eine Öffnung bzw. eine Schließung des Kanals zur Abgabe des entsprechenden Schmierstoffs temperaturabhängig zu regeln.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung weiterhin gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Die im Hinblick auf den Käfig angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen lassen sich sinngemäß auch auf das Verfahren übertragen.
Mit einem derartigen Verfahren wird der Vorteil einer bedarfsgerechten, insbesondere von den Umgebungsbedingungen abhängigen Schmiermitteldosierung erreichen. Von besonderem Vorteil ist weiterhin, dass der Schmierstoff direkt im Käfig integriert ist, so dass keine aufwändige Schmierstoffzufuhr erforderlich ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen jeweils stark schematisch:
1: in einem Querschnitt eine ausschnittsweise Detailansicht eines Käfigs in einer ersten Ausführungsform,
2: in einem Querschnitt eine ausschnittsweise Detailansicht eines Käfigs in einer zweiten Ausführungsform,
3: in einem Querschnitt eine ausschnittsweise Detailansicht eines Käfigs in einer dritten Ausführungsform.
Gleichwirkende Teile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Gemäß den Figuren umfasst ein Käfig 1 eines ausschnittsweise dargestellten Wälzlagers 2 in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt mehrere Taschen 3, in denen jeweils ein Wälzkörper 4 aufgenommen ist. In den ausschnittsweisen Darstellungen der Figuren ist jeweils nur eine Tasche 3 und ein Wälzkörper 4 dargestellt. Der Käfig 1 mit dem Wälzkörper 4 ist zwischen einem Innenring 5 und einem Außenring 6 angeordnet. Die Wälzkörper 4 ragen aus den Taschen 3 heraus und wälzen sich im Betrieb auf einer jeweiligen Laufbahn 7 des Innenrings 5 sowie des Außenrings 6 ab. Im Einsatz ist einer der Ringe 5, 6 feststehend und der andere Ring 6, 5 dreht sich um eine zentrale Rotationsachse des Wälzlagers 2, beispielsweise in Bewegungsrichtung 10.
Der Käfig 1 umfasst eine Anzahl von Depoträumen 11. In den ausschnitthaften Darstellungen der Figuren sind davon jeweils zwei Depoträume 11 zu sehen. Jeder Depotraum 11 umfasst wiederum zwei Depotabschnitte 14. Jeder Depotabschnitt 14 ist mit einem Schmierstoff 15, 15' befüllt. Die Schmiereigenschaften der jeweiligen Schmierstoffe 15, 15' unterscheiden sich voneinander. Die Abmessungen und das Volumen des jeweiligen Depotabschnitts 14 sind so gewählt sind, dass die Menge an Schmierstoff 15, 15' für die Lebensdauer des Wälzlagers 2 ausreichend ist.
Der Käfig 1 ist im Ausführungsbeispiel der 1 aus einem Material mit porösen Eigenschaften gefertigt, so dass eine Abgabe des jeweiligen Schmierstoffs 15, 15' aus dem entsprechenden Depotabschnitt 14 über einen porösen Abschnitt 16 des Käfigs 1 erfolgt. Die Depotabschnitte sind durch eine Innenwand 17 voneinander getrennt. Im Betrieb des Wälzlagers 2 wird der Schmierstoff 15, 15' unter Wirkung einer in radialer Richtung 19 wirkenden Kraft, z. B. unter Wirkung einer Zentrifugalkraft, aus dem jeweiligen Depotabschnitt 14 hinausgedrängt und direkt auf die Laufbahn 7 des Wälzkörpers 4 dosiert. Durch die Bewegung des Wälzkörpers 4 wird der Schmierstoff 15, 15' dann gleichmäßig auf der Laufbahn 7 verteilt. Je höher die Geschwindigkeit des Käfigs 1 und entsprechend auch des Wälzkörpers 4 ist, desto größer ist die in radialer Richtung 19 wirkende radiale Kraft, und desto größer ist die aus dem Depotabschnitt 14 auf den Innenring 5 abgegebenen Menge an Schmierstoff 15, 15', so dass automatisch eine geschwindigkeitsabhängige Schmierstoffabgabe erfolgt.
Die Porosität der porösen Abschnitte 16 unterscheidet sich untereinander, je nachdem welchem Depotabschnitt 14 der poröse Abschnitt 16 zugeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass automatisch die unterschiedlichen Schmierstoffe 15, 15', geschwindigkeitsabhängig in einem unterschiedlichen Mischungsverhältnis auf die Laufbahn 7 dosiert werden. So kann beispielsweise der Schmierstoff 15' eine höhere Viskosität besitzen, derart dass z. B. erst unter der Wirkung einer höheren, in radialer Richtung 19 wirkenden Kraft eine Abgabe aus dem entsprechenden Depotabschnitt 14 über den porösen Abschnitt 16 möglich ist. Da der poröse Abschnitt 16, der dem entsprechenden Depotabschnitt 14 zugeordnet ist, eine höhere Porosität, also eine größere Porendichte, aufweist, steigt der Anteil des bei einer höheren Geschwindigkeit abgegebenen Schmierstoffs 15' verhältnismäßig schneller an, als der Anteil des abgegebenen Schmierstoffs 15. Somit kann über die Wahl der Schmiereigenschaften der Schmierstoffe 15, 15' und der Porosität des entsprechenden porösen Abschnitts 16 das geeignete Mischungsverhältnis der Schmierstoffe 15, 15' für den jeweiligen Geschwindigkeitsbereich eingestellt werden.
Beim Ausführungsbeispiel der 2 sind die Schmierstoffe 15, 15' jeweils mittels eines Schwamms 26, der jeweils von dem entsprechenden Schmierstoff 15, 15' durchtränkt ist, in den jeweiligen Depotabschnitt 14 bevorratet. Aufgrund dessen müssen die jeweiligen Depotabschnitte 14 des Depotraums 11 nicht wie in 1 dargestellt durch eine Trennwand 17 voneinander getrennt werden.
Die Abgabe des jeweiligen Schmierstoffs 15, 15' aus dem entsprechenden Depotabschnitt 14 geschieht über eine Anzahl von Kanälen 27, die in radialer Richtung 19 orientiert sind. Im Betrieb des Wälzlagers 2 wird der Schmierstoff 15, 15' unter Wirkung einer in radialer Richtung 19 wirkenden Kraft aus dem jeweiligen Depotabschnitt 14 hinausgedrängt und auf die Laufbahn 7 des Wälzkörpers 4 dosiert, wodurch der Schmierstoff 15, 15' gleichmäßig auf der Laufbahn 7 verteilt wird.
Die einzelnen Kanäle 27 besitzen einen unterschiedlichen Durchmesser 30 und damit einen unterschiedlichen Öffnungsquerschnitt. Damit kann schmierstoffspezifisch eine optimale Abgabemenge aus dem jeweiligen Depotabschnitt 14 gesteuert werden.
In die einzelnen Depotabschnitte 14 sind Schmierstoffe 15, 15' bevorzugt mit unterschiedlichen Viskositäten eingefüllt. Dabei ist insbesondere ein Schmierstoff 15' für eine Schmierung bei einer niedrigen Temperatur bis zu einer Grenze T1 vorgesehen. Der andere Schmierstoff 15 ist für eine Schmierung bei einer höheren Temperatur ab einer Grenze T2 vorgesehen. Jedem Depotabschnitt 14 ist jeweils ein Kanal 27 zugeordnet, über den der jeweilige Schmierstoff 15, 15' unter der Wirkung einer in radialer Richtung 19 wirkenden Kraft aus dem jeweiligen Depotabschnitt 14 abgegeben wird und direkt auf die Laufbahn 7 dosiert wird.
Um eine temperaturabhängige Abgabe eines der Schmierstoffe 15, 15' aus dem jeweiligen Depotabschnitt 14 zu steuern, ist im Ausführungsbeispiel der 3 in einem der Kanäle 27 als eine Verschlusskomponente ein Röhrchen 31 aus einem Kunststoff eingefügt. Die Abbildung zeigt den Zustand des Käfigs 1, wie er sich bei einer hohen Betriebstemperatur, die über T1 liegt, darstellt:
Das Röhrchen 31 ist in den Kanal 27 eingefügt, der dem Depotabschnitt 14 mit dem für eine niedrige Temperatur vorgesehen Schmiermittel 15' zugeordnet ist. In dem abgebildeten Zustand, also bei einer hohen Betriebstemperatur über einem Wert T1, verschließt das eingefügte Röhrchen 31 den Kanal 27 und verhindert somit die Abgabe des entsprechenden Schmiermittels 15'. Sinkt in diesem Fall nun die Temperatur unter einen Wert T1, dann "schrumpft" die Ausdehnung des Röhrchens 31, derart dass ein Durchfluss des Schmiermittels 15' ermöglicht wird.
Anders ist es bei dem Kanal 27, der dem Depotabschnitt 14 mit dem Schmiermittel 15 für eine Schmierung bei einer hohen Temperatur zugeordnet ist. Der Durchmesser 30 dieses Kanals 27 ist derart gewählt, dass bei einer hohen Temperatur, die über einem Wert T2 liegt, eine Abgabe des entsprechenden Schmiermittels 15 möglich ist. Sinkt in dem Fall die Temperatur unter den gegebenen Grenzwert T2, so erhöht sich einerseits die Viskosität des Schmierstoffs 15, womit der Schmierstoff 15 zähflüssiger wird. Andererseits "schrumpft" der Durchmesser 30 des Kanals 27. Insgesamt kann somit das Schmiermittel 15 nicht mehr durch den Kanal 27 fließen kann. Damit wird automatisch eine an die gegebene Temperaturbedingung angepasste Schmierung des Wälzlagers 2 gewährleistet.

1: Käfig
2: Wälzlager
3: Tasche
4: Wälzkörper
5: Innenring
6: Außenring
7: Laufbahn
10: Bewegungsrichtung
11: Depotraum
14: Depotabschnitt
15, 15': Schmierstoff
16: poröser Abschnitt
17: Trennwand
19: radiale Richtung
26: Schwamm
27: Kanal
30: Durchmesser
31: Röhrchen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 7114852 B2 [0004]

Claims

Käfig (1) zur Aufnahme einer Anzahl von Wälzkörpern (4) eines Wälzlagers (2), mit einer Anzahl von die Wälzkörper (4) aufnehmenden Taschen (3), wobei der Käfig (1) mindestens einen mit einem Schmierstoff (15, 15') gefüllten Depotraum (11) zu einer Abgabe des Schmierstoffs (15, 15') im Betrieb umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Depotraum (11) mindestens zwei Depotabschnitte (14) aufweist, in denen unterschiedliche Schmierstoffe (15, 15') angeordnet sind, und dass jeder Depotabschnitt (14) mindestens einen schmierstoffdurchlässigen Durchlassbereich (16, 27) zur Abgabe des Schmierstoffs (15, 15') umfasst.
Käfig (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlassbereich (16, 27) und/oder die Schmierstoffe (15, 15') derart ausgebildet sind, dass die Abgabe des jeweiligen Schmierstoffs (15, 15') in Abhängigkeit von einem aktuellen Betriebszustand erfolgt.
Käfig (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffe (15, 15') unterschiedliche Viskositäten aufweisen.
Käfig (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlassbereich (16, 27) in radialer Richtung (19) orientiert ist.
Käfig (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er zumindest einen porösen Abschnitt (16) umfasst, der den Durchlassbereich bildet, wobei der poröse Abschnitt (16) zur Abgabe des Schmierstoffs (15, 15') vorgesehen ist.
Käfig (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlassbereich einen Kanal (27) zur Abgabe des Schmierstoffs (15, 15') umfasst.
Käfig (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (27) für die Depotabschnitte (14) unterschiedliche Öffnungsquerschnitte aufweisen.
Käfig (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsquerschnitt des Kanals (27) variabel ist.
Käfig (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlassbereich (16, 27) eine Verschlusskomponente (31) umfasst, wobei die Verschlusskomponente (31) dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einer Umgebungsbedingung, den Durchlassbereich (16, 27) für die Abgabe des Schmierstoffs (15, 15') zu öffnen.
Käfig (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusskomponente (31) dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einer Umgebungsbedingung, den Durchlassbereich (16, 27) für die Abgabe des Schmierstoffs (15, 15') zu schließen.
Käfig (1) nach einem Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusskomponente (31) lediglich einmalig in Abhängigkeit einer außerordentlichen Umgebungsbedingung wirkt.
Käfig (1) nach einem Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusskomponente (31) temperaturabhängig wirkt, wobei hierzu eine Materialpaarung mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten vorgesehen ist.
Käfig (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung der temperaturabhängig wirkenden Verschlusskomponente in den Kanal (27) ein Röhrchen (31) eingefügt ist, wobei die Wärmeausdehnungskoeffizienten des Röhrchens (31) und des den Kanal (27) umgebenden Materials unterschiedlich sind.
Verfahren zur Schmierung eines Wälzlagers (2) mit einem Käfig (1), in dem eine Anzahl von Wälzkörpern (4) in Taschen (3) aufgenommen sind, wobei zur Schmierung der Wälzlager (2)) aus einem mit einem Schmierstoff (15, 15') gefüllten Depotraum (11) des Käfigs (1) im Betrieb Schmierstoffs (15, 15') abgegeben wird dadurch gekennzeichnet, dass im Käfig zumindest zwei unterschiedliche Schmierstoffe (15, 15') be vorratet sind und dass das Wälzlager (2) bedarfsabhängig zumindest mit einem der beiden Schmierstoffe geschmiert wird.