DE102007060621A1 - Hollow roller body for roller bearing, has connectors accommodate lubricant and fill cavities, and cavities closed on both sides by connectors, where lubricant content of cavities is delivered into roller bearing - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft Hohlwälzkörper für Wälzlager. Derartige Hohlwälzkörper werden in Wälzlagern verwendet, um einen spielfreien, schlupf- und geräuscharmen Betrieb sicherzustellen, oder um drehzahlfest bei hohen Drehzahlen eingesetzt zu werden. Diese Hohlwälzkörper werden bevorzugt mit Vorspannung im Wälzlager montiert und ergeben eine erhöhte Schlupfresistenz, wodurch eine Verbesserung der Lebensdauer gegenüber spielbehafteten Wälzlagern mit Massivwälzkörpern erreicht wird.The The invention relates to hollow bodies for Roller bearing. Such Hohlwälzkörper be used in rolling bearings to provide a backlash-free, slip-resistant and to ensure quiet operation or speed to be used at high speeds. This Hohlwälzkörper are preferably mounted with preload in the rolling bearing and give increased slip resistance, creating a Improvement of service life compared to play-bearing roller bearings achieved with solid rolling elements.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Derartige
Hohlwälzkörper für Wälzlager
sind seit langem bekannt und beispielsweise in der
In
der
Demgegenüber
ist in der
Der
gleiche Zweck wird mit dem Zylinderrollenwälzlager gemäß der
Dem
Problem des Schmierfilmabrisses wurde bereits gemäß der
Eine ähnliche
Lösung des Problems des Schmierfilmabrisses ist in der
Um
eine Dauerschmierung, möglichst ohne Schmiermittelzufuhr
von außen, zu gewährleisten, die einen sicheren
Betrieb sowohl bei sehr niedrigen als auch bei hohen Temperaturen
ohne Schmierfilmabriss und ohne Schmiermittelverlust sowie ein geräusch-
und verschleißarmen Betrieb sichert, wird gemäß der
Einem ähnlichen
Zweck dient ein Schmierstoff für Wälzlager gemäß der
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hohlwälzkörper für ein Wälzlager vorzuschlagen, durch dessen Verwendung im Wälzlager dieses eine erhöhte Schlupfresistenz aufweist, sich bei hohen Drehzahlen einsetzen lässt, für eine Minimalmengenschmierung geeignet ist bzw. mit zusätzlichem Schmierstoff versorgt wird, keinen hohen Anlaufwiderstand unter kalten Bedingungen aufweist, unter diesen Bedingungen nicht zum Heulen neigt und eine hohe Lebensdauer aufweist.Of the Invention is based on the object, a Hohlwälzkörper to propose for a rolling bearing through which Use in rolling bearings this an increased slip resistance has, can be used at high speeds, for a minimum quantity lubrication is suitable or with additional Lubricant is supplied, no high starting resistance cold conditions, not under these conditions Howling tends and has a long life.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs wird diese Aufgabe gelöst durch einen Hohlwälzkörper für Wälzlager, in dessen Hohlraum eine in das Lager abgebbare Schmierstofffüllung eingebracht ist. Das Wälzlager kann mit nur einem oder wenigen Hohlwälzkörpern mit einer Schmierstofffüllung versehen sein, jedoch können auch sämtliche Wälzkörper des Wälzlagers als Hohlwälzkörper mit einer Schmierstofffüllung ausgebildet sein. Auf diese Weise wird der Hohlraum von Hohlwälzkörpern zur Aufnahme einer Schmierstofffüllung genutzt, und es sind keine aufwendig herzustellenden porösen Keramikwälzkörper oder mit winzig kleinen, mit einer Schmiermittelmenge gefüllte Einsenkungen auf der Wälzkörperoberfläche erforderlich. Ebenso wenig ist es notwendig, die Lagerkäfige aus einem Schmierstoff enthaltenden Material herzustellen, das den Schmierstoff an die Wälzkörper und die Laufbahn abgibt, sondern es können Käfigwerkstoffe mit besseren mechanischen Eigenschaften verwendet werden, so dass die Herstellung eines mit den erfindungsgemäßen Hohlwälz körpern versehenen Wälzlagers stark vereinfacht und besonders kostengünstig ist.According to the Features of the main claim this object is achieved by a hollow rolling element for rolling bearings, in the cavity of a deliverable in the bearing lubricant filling is introduced. The rolling bearing can with only one or a few Hollow rolling elements with a lubricant filling be provided, but also all rolling elements the rolling bearing as Hohlwälzkörper with a Be formed lubricant filling. This way will the cavity of Hohlwälzkörpern for recording used a lubricant filling, and there are no consuming to be produced porous Keramikwälzkörper or with tiny, filled with a lubricant amount Depressions on the rolling element surface required. Nor is it necessary, the bearing cages made of a lubricant containing material containing the lubricant at the rolling elements and the career gives, but It can caged materials with better mechanical Properties are used so that producing one with bodies of the invention hollow provided rolling bearing greatly simplified and particularly cost is.
Vorzugsweise wird der Hohlraum zumindest teilweise durch ein den Schmierstoff aufnehmendes Trägermedium ausgefüllt, wobei als Trägermedium schmierstoffgetränkter Filz, schmierstoffgetränkter natürlicher oder synthetischer Schwamm, schmierstoffgetränkter Schaumkunststoff, mit Schmierstoff gemischtes Polyurethan oder mit Schmierstoff gemischtes und durch Erhitzen verfestigtes Polyethylen dienen kann.Preferably the cavity is at least partially by a lubricant filled receiving medium, where as Carrier medium Lubricant-soaked felt, lubricated natural or synthetic sponge, lubricant-soaked foam plastic, lubricant mixed with polyurethane or mixed with lubricant and polyethylene solidified by heating.
Das Trägermedium speichert den Schmierstoff und gibt ihn im Betrieb in geeigneter Weise dosiert ab. Die Abgabe des Schmierstoffs in das Wälzlager bzw. in die Kontaktzonen, nämlich dem Wälzkontakt mit den Lagerringen und dem Käfigkontakt, hinein wird einerseits durch die Zentrifugalkräfte des sich drehenden Wälzkörpers und andererseits durch das elastische Einfedern des Hohlwälzkörpers beim Durchlaufen der Lastzone des Wälzlagers bewirkt. Dadurch wird eine lastabhängige Regelung der Schmierstoffmenge automatisch realisiert. Dies ergibt sich daraus, dass der Hohlwälzkörper in Abhängigkeit von der angreifenden Last unterschiedlich stark elastisch einfedert, wodurch das im Inneren des Wälzkörpers befindliche Trägermedium entsprechend lastabhängig komprimiert wird und eine entsprechende Schmierstoffmenge freigibt.The Carrier medium stores the lubricant and gives it in Operation dosed in a suitable manner. The release of the lubricant in the rolling bearing or in the contact zones, namely the rolling contact with the bearing rings and the cage contact, into it is on the one hand by the centrifugal forces of the rotating Rolling and on the other hand by the elastic Compression of the hollow roller body when passing through causes the load zone of the bearing. This will be a Load-dependent control of the lubricant quantity automatically realized. This results from the fact that the Hohlwälzkörper depending on the attacking load different degrees elastic springs, causing the inside of the rolling element located carrier medium according to load is compressed and releases a corresponding amount of lubricant.
Der Einsatzbereich der Wälzlager mit den erfindungsgemäßen Hohlwälzkörpern erstreckt sich auf Wälzlager mit erhöhter Schlupfresistenz, die für hohe Drehzahlen geeignet sind und eine Leichtbauweise zulassen. Insbesondere zielt die Erfindung auf Anwendungen mit Minimalmengenschmierung ab. Auch bei Anwendungen, bei denen der Schmierstoff einen hohen Anlaufwiderstand bildet, etwa bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen von beispielsweise unter –20°C, sind Wälzlager mit den erfindungsgemäßen Hohlwälzkörpern hervorragend geeignet.Of the Field of application of the rolling bearing with the invention Hollow rolling elements extends to rolling bearings with increased slip resistance, for high speeds are suitable and allow a lightweight construction. In particular, aims the invention to applications with minimal quantity lubrication. Also in applications where the lubricant has a high starting resistance forms, for example, at very low ambient temperatures of, for example below -20 ° C, rolling bearings are with the invention Hollow rolling ideal.
Derartige Anwendungen sind wichtig für Kugellager in Bandspannrollen, in Umlenkrollen oder in Riemenberuhigungsrollen im Aggregatbetrieb eines Verbrennungsmotors. Hierbei besteht das Problem, dass es bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen zum so genannten Heulen der Bandspannrollen kommen kann. Besonders anfällig sind hier Bandspannrollen, die einen kleinen Umschlingungswinkel und eine geringe, aus den Ringkräften resultierende Rollengesamtkraft aufweisen. Der bisher eingesetzte Schmierstoff, in der Regel Fett, ist bei niedrigen Umgebungstemperaturen, z. B. –25°C, so fest, dass die Wälzkörper das Fett bei Betriebsbeginn nicht durchwalken können und das Fett aus den Laufbahnen verdrängt wird. In diesem Zustand fängt das Wälzlager an zu heulen, was zwar in der Regel nach 10 bis 20 Sekunden, sobald sich der Schmierstoff reibungsbedingt erwärmt hat, wieder verschwindet, jedoch als eine nicht akzeptable Fehlfunktion beurteilt wird.such Applications are important for ball bearings in belt tensioners, in pulleys or in belt calming rollers in aggregate mode an internal combustion engine. Here is the problem that it at very low ambient temperatures for the so - called howling of the Belt tensioners can come. Particularly vulnerable are here Belt tensioners, which have a small wrap angle and a low total roll force resulting from the ring forces exhibit. The previously used lubricant, usually grease, is at low ambient temperatures, eg. Eg -25 ° C, so firm that the rolling elements grease at start of operation can not durchwalken and displaced the fat from the tracks becomes. In this state, the rolling bearing begins howl, which is usually after 10 to 20 seconds, as soon as the lubricant has heated due to friction, again disappears, but judged to be an unacceptable malfunction becomes.
Wälzlager mit den erfindungsgemäßen schmierstoffgefüllten Hohlwälzkörpern sind des Weiteren vorteilhaft verwendbar, wenn hohe Anforderungen an die Lebensdauer des Lagers gestellt werden und dafür ein zusätzlicher Schmierstoff zur Verfügung gestellt werden soll. Ebenso ist die Erfindung vorteilhaft verwendbar bei Wälzlagern, deren Fettraumvolumen stark reduziert ist, wenn nur ein limitierter Bauraum aufgrund einer engen Schmiegung oder einer Kugelrollenbauweise oder einer speziellen Käfigkonstruktion in Form eines massiven, stark umgreifenden Käfigs gegeben ist. Wälzlager, die für eine Minimalmengenschmierung ausgelegt werden müssen, sind beispielsweise Festplattenlager wegen der Vermeidung oder Begrenzung von Fettausgasungen, oder Lager in der Lebensmittelindustrie. Darüber hinaus kann mit den erfindungsgemäßen schmierstoffgefüllten Hohlwälzkörpern auch eine so genannte Kombi-Schmie-rung realisiert werden, bei der das Wälzlager zunächst standardmäßig mit einem Schmierstoff vom Typ X geschmiert wird und durch die schmierstoffgefüllten Hohlwälzkörper ein weiterer Schmierstoff vom Typ Y eingebracht wird, der beispielsweise eine höhere Viskosität besitzt und somit bei höheren Temperaturen bessere Schmiereigenschaften aufweist. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Lebensdauer des Wälzlagers verlängert bzw. die Obergrenze seines Temperatureinsatzbereiches nach oben verschoben werden.Roller bearings with the lubricant-filled hollow rolling bodies according to the invention are furthermore advantageously usable if high demands are placed on the service life of the bearing and an additional lubricant is to be made available for this purpose. Likewise, the invention is advantageously used in rolling bearings whose grease Volume space is greatly reduced, if only a limited space is given due to a tight osculation or a ball roller construction or a special cage construction in the form of a massive, strong enclosing cage. Rolling bearings that need to be designed for minimum quantity lubrication are, for example, hard disk bearings for avoiding or limiting grease outgassing, or bearings in the food industry. In addition, a so-called combination lubrication can be realized with the lubricant-filled Hohlwälzkörpern invention, in which the rolling bearing is initially lubricated by default with a lubricant type X and the lubricant-filled Hohlwälzkörper another type Y lubricant is introduced, for example has a higher viscosity and thus has better lubricating properties at higher temperatures. As a result, the life of the rolling bearing can be extended in an advantageous manner or the upper limit of its temperature range can be shifted upwards.
Der Hohlraum ist vorzugsweise durch eine den Hohlwälzkörper durchquerende Bohrung gebildet, die beidseitig durch das als Stopfen ausgebildete Trägerme dium verschlossen ist, wobei das als Stopfen ausgebildete Trägermedium die Bohrung vollständig ausfüllen kann, oder aber kann das als Stopfen ausgebildete Trägermedium zum Verschließen der Bohrung aus zwei beabstandeten, einen Freiraum innerhalb der Bohrung bildenden Teilen bestehen. Bei dieser Ausführungsform kann der Freiraum zwischen den beabstandeten Stopfenteilen mit einer Schmierstoffreserve gefüllt sein. Zusätzlich zum Freiraum kann das als Stopfen ausgebildete Trägermedium zur Aufnahme einer Schmierstoffreserve ausgehöhlt sein, oder der Raum für die Schmierstoffreserve wird ausschließlich durch eine Aushöhlung im als Stopfen ausgebildeten Trägermedium gebildet.Of the Cavity is preferably through a hollow roller body formed by passing through the bore, the two sides by the plug trained Trägerme medium is closed, with the as Plug formed carrier medium the hole completely can fill, or it can be designed as a stopper Carrier medium for closing the hole two spaced, forming a space within the bore Parts exist. In this embodiment, the clearance between the spaced stuffing parts filled with a lubricant reserve be. In addition to the free space that can be designed as a stopper Carrier medium for receiving a lubricant reserve hollowed out or the space for the lubricant reserve becomes exclusive through a cavity in the carrier medium formed as a stopper educated.
Im Fall von als Kugeln ausgebildeten Wälzkörpern oder Wälzkörpern wie Rollen oder Nadeln mit konvexen Endflächen, kann wenigstens eine Seite des als Stopfen ausgebildeten Trägermediums mit einer dem Wälzkörper angepassten Konvexität ausgebildet sein.in the Case of trained as balls rolling elements or rolling elements such as rollers or needles with convex End surfaces, at least one side of the plug trained carrier medium with a rolling element adapted convexity be formed.
Das ebenfalls beanspruchte Wälzlager kann mit wenigstens einem Hohlkörper mit den vorgenannten Merkmalen versehen sein, wobei sich die Anzahl der im Wälzlager angeordneten, erfindungsgemäßen Hohlwälzkörper nach dem beabsichtigten Verwendungszweck richtet und maximal sämtliche Wälzkörper im Wälzlager umfassen kann. Die erfindungsgemäßen Wälzkörper können dabei bei ansonsten standardgemäßer Schmierung des Wälzlagers mit einem Schmierstoff vom Typ X wahlweise entweder eine zusätzliche Menge Schmierstoff des gleichen Typs oder eine zusätzliche Menge Schmierstoff vom Typ Y mit abweichenden Eigenschaften bereitstellen.The also claimed rolling bearing can with at least one Hollow body be provided with the aforementioned features, wherein the number of arranged in the rolling bearing, according to the invention Hollow rolling elements according to the intended use directed and a maximum of all rolling elements in the rolling bearing can include. The invention Rolling elements can be used otherwise Standard lubrication of the rolling bearing with a type X lubricant, either an additional one Quantity of lubricant of the same type or an additional one Provide quantity of type Y lubricant with different properties.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Einige bevorzugte Ausführungsformen erfindungsgemäß ausgebildeter Hohlwälzkörper werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:Some preferred embodiments inventively trained Hollow rolling elements are referred to below explained in more detail in the accompanying drawings. Showing:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings
In
Die
Ausführungsform gemäß
Die
Ausführungsform gemäß
Das
Ausführungsbeispiel gemäß
Als den Schmierstoff aufnehmendes Trägermedium kommen schmierstoffgetränkter Filz, schmierstoffgetränkter Schwamm, schmierstoffgetränkter Schaumkunststoff, mit Schmierstoff gemischtes Polyurethan oder mit Schmierstoff gemischtes und durch Erhitzen verfestigtes Polyethylen in Frage.When the lubricant receiving carrier medium are lubricated soaked Felt, grease-soaked sponge, lubricated Foamed plastic, lubricant mixed with polyurethane or with Lubricant mixed and heat strengthened polyethylene in question.
Die Abgabe des Schmierstoffs ins Lager bzw. in die Kontaktzonen hinein wird durch die Zentrifugalkräfte des sich drehenden und auf den Laufbahnen abwälzenden Wälzkörper und durch das elastische Einfedern des Hohlwälzkörpers beim Durchlaufen der Lastzone des Wälzlagers bewirkt. Da der Hohlwälzkörper in Abhängigkeit von der angreifenden Last unterschiedlich stark elastisch einfedert, wird das im Inneren des Wälzkörpers befindliche Trägermedium entsprechend lastabhängig komprimiert, was zur Folge hat, dass in Abhängigkeit vom Kompressionsgrad jeweils eine bestimmte Schmierstoffmenge freigegeben wird, wobei das Einfedern und damit die Schmierstoffabgabe durch Anpassung der Wandstärke des Hohlwälzkörpers einstellbar ist. Je nach Konsistenz des gewählten Trägermediums kann beim Entlasten infolge der Dekomprimierung auch wieder Schmierstoff vom Trägermedium aufgenommen werden.The Dispensing of the lubricant into the bearing or into the contact zones is caused by the centrifugal forces of the rotating and on the raceways rolling rolling elements and by the elastic deflection of the hollow roller body when passing through the load zone of the bearing causes. There the hollow roller body as a function of the elastic load springs in different ways is located in the interior of the rolling element Carrier medium compressed according to load, as a result, depending on the degree of compression each a certain amount of lubricant is released, wherein the compression and thus the lubricant delivery by adjusting the Wall thickness of the hollow roller body adjustable is. Depending on the consistency of the selected carrier medium can when relieving due to the decompression again lubricant be absorbed by the carrier medium.
- 11
- Wälzkörper, Kugelrolling elements, Bullet
- 22
- Hohlraum, BohrungCavity, drilling
- 33
- Trägermedium, StopfenCarrier medium Plug
- 44
- Stopfen, geteiltPlug, divided
- 55
- Freiraumfree space
- 66
- Stopfen, geteiltPlug, divided
- 77
- Aushöhlungerosion
- 88th
- Wälzkörper, Rolle oder Nadelrollerolling elements, Roll or needle roller
- 99
- Hohlraum, BohrungCavity, drilling
- 1010
- Trägermedium, StopfenCarrier medium Plug
- 1111
- Aushöhlungerosion
- 1212
- Konvexe Endflächenconvex end surfaces
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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