DE102009008996A1 - Abstandhalter für Wälz- und/oder Klemmkörper - Google Patents

Abstandhalter für Wälz- und/oder Klemmkörper Download PDF

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Abstract

Es wird ein Abstandhalter (18) für Wälz- und/oder Klemmkörper (16; 36) beschrieben. Der Abstandhalter (18) weist zumindest abschnittweise einen Kern (22) aus einem ersten, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial (24) und mindestens abschnittweise eine Haut (26) aus einem zweiten, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial (28) auf. Der Kern (22) und die Haut (26) sind in Sandwichtechnik hergestellt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Abstandhalter für Wälz- und/oder Klemmkörper.
  • Bei den Wälzkörpern handelt es sich bspw. um Kugeln, Zylinderrollen, Kegelrollen, Nadeln oder Pendelrollen. Bei den Klemmkörpern handelt es sich bspw. um Klemmelemente für Klemmelement-Freilaufeinrichtungen.
  • Der Abstandhalter bildet bspw. einen Käfig für eine Anzahl Wälz- und/oder Klemmkörper, wie sie oben erwähnt worden sind, oder um ein einzelnes Abstandhalter-Element zwischen benachbarten Wälzkörpern.
  • Die bekannten Abstandhalter bestehen beispielsweise aus Stahlblech oder aus Kunststoffmaterial. Desgleichen sind Abstandhalter bekannt, die aus einem massiven Material heraus gearbeitet sind.
  • Die EP 0 890 754 B1 offenbart einen Abstandhalter in Gestalt einer Kugelkette mit einer Anzahl Kugeln, die in einer Reihe angeordnet sind. Jede Kugel ist zwischen zwei kugelförmigen Sitzen eingespannt, die durch Flanschabschnitte miteinander verbunden sind, um eine Kugelaufnahmeeinheit zu bilden. Eine Anzahl Kugelaufnahmeeinheiten sind durch einen flexiblen Verbindungsabschnitt in Form einer Perlenkette miteinander verbunden. Bei dieser bekannten Kugelkette sind die Flanschabschnitte der jeweiligen Kugelaufnahmeeinheit durch die dazwischen eingefügten kugelförmigen Sitze von den Verbindungsabschnitten getrennt. Die Kugelaufnahmeeinheiten sind in Längsrichtung der Kugelkette voneinander beabstandet.
  • Die DE 10 2007 013 046 A1 beschreibt eine Kugelkette mit einer sich längs erstreckenden Abstandskette und einer Reihe von Kugeln. Die Abstandskette weist ein Paar zueinander parallele, dünne flexible Streifen auf, die sich entlang der Abstandskette erstrecken. Eine Anzahl flexible Querverbindungsträger sind mit den dünnen flexiblen Streifen verbunden, zwischen ihnen sind eine Reihe Öffnungen zur Aufnahme der Kugeln ausgebildet.
  • Ein Band für eine Kugelkette und ein Verfahren zur Herstellung des Bandes ist aus der DE 603 17 317 T2 bekannt. Bei diesem Verfahren erfolgt ein Spritzformen eines formbaren thermoplastischen Harzes unter integraler Ausbildung eines Bandabschnittes und eines Halteabschnittes. Das thermoplastische Harz bildet ein faserförmiges Element der Kugelkette.
  • Aus der DE 603 15 611 T2 ist eine segmentierte Kugel- bzw. Rollenführung für eine Linearbewegungs-Führungseinheit bekannt. Diese bekannte Führungsbaugruppe für mindestens einen längs eines Weges verschiebbaren Wälzkörper und mit einer Führung, ist so gestaltet, dass sie den mindestens einen Wälzkörper längs des Weges führt und dabei einen im Wesentlichen kontinuierlichen Gleitkontakt längs des Weges damit aufrechterhält, wobei mehrere Wälzkörper vorgesehen sind. Jeder Wälzkörper besitzt eine Führung, so dass die Führungen benachbarter Wälzkörper miteinander in Kontakt kommen, wenn die Wälzkörper verschoben werden. Dabei kann die Führung mindestens einen Abstandhalter aufweisen. Die Führung kann aus Materialen bestehen, die ausgewählt sind aus der aus Polymeren, Thermoplasten und einer Kombination derselben bestehenden Gruppe mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten.
  • Um solche Abstandhalter aus Kunststoffmaterial mit einer ausreichenden mechanischen Festigkeit realisieren zu können, ist es üblich, ein faserverstärktes Kunststoffmaterial zu verwenden. Die Faserverstärkung bewirkt jedoch eine unerwünschte abrasive Wirkung, die sich auf die Lebensdauer bzw. Standzeit von Wälz- bzw. Klemmkörpern auswirkt. Die Faserverstärkung kann durch Abrieb außerdem Verunreinigungen verursachen, was z. B. im Bereich der Luftfahrt oder bei Reinraum-Anwendungen einen Mangel darstellt. Auch die Gleiteigenschaften bzw. die Elastizität, die beispielsweise bei Schwerlast-Lagereinrichtungen von Wichtigkeit ist, können durch solche Faserverstärkungen beeinträchtigt werden. Schwerlast-Lagereinrichtungen kommen bspw. bei Windkraftanlagen zum Einsatz, die extremen Klimabedingungen und Temperaturschwankungen ausgesetzt sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abstandhalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei der gewünschten mechanischen Festigkeit optimale Gleit- und Elastizitätseigenschaften besitzt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1, d. h. dadurch gelöst, dass der Abstandhalter zumindest abschnittweise einen Kern aus einem ersten, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial und mindestens abschnittweise eine Haut aus einem zweiten, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial aufweist, wobei der Kern und die Haut in Sandwichtechnik hergestellt sind.
  • Bei der Sandwichtechnik handelt es sich um ein bekanntes Verfahren, bei welchem eine erste Kunststoff-Komponente als Schmelze in einem Schmelzespeicher vorgelegt wird und als Schmelze mit einer zweiten Kunststoff-Komponente in einem Form-Füllprozess in ein Formwerkzeug unter Ausbildung der Haut eingespritzt wird, oder bei welchem beide Kunststoff-Komponenten über ein spezielles Düsensystem gleichzeitig oder zeitlich versetzt in das Formwerkzeug eingespritzt werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Abstandhalter kann der Kern aus einem harten, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial und die Haut aus einem vergleichsweise weichen, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial besteht. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass der Kern aus einem weichen, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial und die Haut aus einem vergleichsweise harten, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial bestehen. Ob der Kern oder die Haut aus einem harten, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial besteht, ist von der jeweiligen Anwendung des erfindungsgemäßen Abstandhalters abhängig.
  • Zweckmäßig kann es sein, wenn das thermoplastisch verarbeitbare Kunststoffmaterial des Kernes und/oder das thermoplastisch verarbeitbare Kunststoffmaterial der Haut Füllstoffe aufweist. Dabei können die Füllstoffe des thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterials des Kernes und/oder die Füllstoffe des thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterials der Haut sich in ihrer Quantität und/oder in ihrer Qualität, d. h. Zusammensetzung, Form, Oberfläche, Größe usw. unterscheiden.
  • Unter Verarbeitungsgesichtspunkten kann es zweckmäßig sein, wenn die Kunststoffmaterialien des Kernes und der Haut die gleiche Matrix aufweisen. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Kunststoffmaterialien des Kernes und der Haut nicht die gleiche Matrix besitzen.
  • Die Füllstoffe des thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterials des Kernes und/oder die Füllstoffe des thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterials der Haut können von Fasern und/oder von Kugeln gebildet sein. Bei den Fasern kann sich bspw. um Glasfasern, Kohlenstofffasern o. dgl. handeln. Die Kugeln können von Glaskugeln o. dgl. gebildet sein. Es versteht sich, dass die Fasern und/oder die Kugeln nicht auf die zuletzt beschriebenen Materialien beschränkt sind.
  • Die Füllstoffe können mineralische und/organische Füllstoffe sein.
  • Erfindungsgemäß kann der erfindungsgemäße Abstandhalter für einen Wälzlagerkäfig eines Wälzlagers, für einen Linearlagerkäfig eines Linerlagers, für eine Wälzlagerkette einer Umlauf-Lagereinrichtung oder für einen Klemmkörperkäfig einer Klemmkörper-Freilaufeinrichtung Verwendung finden. Desgleichen kann der erfindungsgemäße Abstandhalter als Käfig für eine Kombination eines Wälzlagers mit einer Klemmkörper-Freilaufeinrichtung Verwendung finden. Noch eine andere erfindungsgemäße Verwendung kann der erfindungsgemäße Abstandhalter für eine Schwerlast-Lagereinrichtung finden, wie sie bspw. bei Windkraftanlagen zum Einsatz gelangt.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung diverser Ausbildungen des erfindungsgemäßen Abstandhalters für Wälz- und/oder Klemmkörper, wobei es sich versteht, dass die Erfindung nicht auf die gezeichneten Ausführungsformen beschränkt sondern durch die Ansprüche definiert ist.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Schnittdarstellung eines Wälzlagers mit einem Abstandhalter für die Wälzkörper des Wälzlagers,
  • 2 eine perspektivische Ansicht eines Abstandhalters für ein Wälzlager in Gestalt eines Kugellagers,
  • 3 einen Abstandhalter in Gestalt eines Wälzlagerkäfigs für ein Wälzlager in Gestalt eines Zylinderrollenlagers,
  • 4 eine perspektivische Ansicht eines Abstandhalters in Gestalt eines Wälzlagerkäfigs für eine Kegelrollenlager,
  • 5 eine perspektivische Ansicht eines Abstandhalters in Gestalt eines Wälzlagerkäfigs für eine Pendelrollenlager,
  • 6 eine perspektivische Ansicht eines Abstandhalters in Gestalt eines Wälzlagerkäfigs für eine Nadellager,
  • 7 eine perspektivische Ansicht eines Abstandhalters in Gestalt eines Wälzlagerkäfigs für eine Axialkugellager,
  • 8 eine schematische Schnittdarstellung eines Abstandhalters bspw. für eine Schwerlast-Lagereinrichtung zur Beabstandung von zwei Wälzkörpern in Gestalt von Lagerkugeln,
  • 9 eine perspektivische schematische Schnittdarstellung eines Abstandhalters zur Beabstandung von zwei Wälzkörpern in Gestalt von Zylinderrollen,
  • 10 einen Abschnitt einer Freilaufeinrichtung mit einem einen Abstandhalter bildenden Klemmkörperkäfig zwischen einem abschnittweise gezeichneten Außenring und einer zentralen Welle,
  • 11 eine der 10 ähnliche Darstellung einer Freilaufeinrichtung, wobei der Käfig für Wälzlagerkörper und für Klemmkörper vorgesehen ist,
  • 12 perspektivisch, teilweise aufgeschnitten eine Linearführung mit einem Schlitten und Wälzlagerketten von Umlauflagereinrichtungen,
  • 13 einen Abstandhalter in Gestalt eines Linearlagerkäfigs eines Linearlagers in einer Seitenansicht, und
  • 14 den Linearlagerkäfig gemäß 13 in Blickrichtung des Pfeiles XIV von oben.
  • 1 zeigt in einer Schnittdarstellung ein Wälzlager 10 mit einem Außenring 12, einem Innenring 14 und zwischen den Außen- und dem Innenring 12 und 14 vorgesehenen Wälzkörpern 16. Bei den Wälzkörpern 16 handelt es sich bspw. um Kugeln, um Zylinderrollen oder um Pendelrollen. Die Wälzkörper 16 sind voneinander durch einen Abstandhalter 18 beabstandet. Der Abstandhalter 18 bildet einen Wälzlagerkäfig 20. Derartige Wälzlagerkäfige 20 sind in den 2 bis 7 in unterschiedlichen Ausführungsformen dargestellt.
  • Erfindungsgemäß ist der jeweilige Abstandhalter 18, d. h. der jeweilige Wälzlagerkäfig 20, zumindest abschnittweise von einem Kern 22 aus einem ersten, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial 24 und einer zumindest abschnittweise vorgesehenen Haut 26 aus einem zweiten, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial 28 gebildet, wobei der Kern 22 und die Haut 26 in Sandwichtechnik hergestellt sind (siehe die 8 und 9). Mit der Bezugsziffer 16 sind auch in den 8 und 9 Wälzkörper bezeichnet, die voneinander durch einen Abstandhalter 18 definiert beabstandet sind.
  • 10 verdeutlicht schematisch abschnittweise eine Freilaufeinrichtung 30 mit einem Klemmkörperkäfig 32, der zwischen einem Außenring 12 und einer zentralen Welle 34 vorgesehen ist. Der Klemmkörperkäfig 32 ist für Klemmkörper 36 vorgesehen, die zwischen einer Freilauf-Position und einer Klemm-Position hin und her verstellbar sind. Der jeweilige Klemmkörper 36 ist federnd gegen die Welle 34 und gegen den Außenring 12 zwängbar. Die jeweilige Federung ist in 10 schematisch durch eine Zick-Zack-Linie 38 angedeutet. Erfindungsgemäß weist der Klemmkörperkäfig 32 einen Kern 22 und eine Haut 26 (siehe die 8 und 9) auf, wobei die Haut 26 entsprechend ausgeformt, bspw. mit elastisch federnden Verdickungen bzw. Ausbauchungen gestaltet ist, um die Federungseigenschaften zu bewirken. Solche Ausbauchungen sind in 10 mit der Bezugsziffer 40 bezeichnet.
  • 11 zeigt einen Abstandhalter 18, der einen Klemmkörperkäfig 32 und gleichzeitig einen Wälzlagerkäfig 20 bildet. Der Abstandhalter 18 ist also sowohl für Wälzkörper 16 als auch für Klemmkörper 36 vorgesehen.
  • Gleiche Einzelheiten sind in 11 mit denselben Bezugsziffern wie in 10 bezeichnet, so dass es sich erübrigt, in Verbindung mit 11 alle Einzelheiten noch einmal detailliert zu beschreiben.
  • 12 verdeutlicht perspektivisch und teilweise aufgeschnitten eine Linearführung 42 mit einer Führungsschiene 44 und einem entlang der Führungsschiene 44 verfahrbaren Schlitten 46. Zwischen der Führungsschiene 44 und dem Schlitten 46 sind Umlauflagereinrichtungen 48 vorgesehen. Jede Umlauflagereinrichtung 48 weist Wälzkörper 16 in Gestalt von Kugeln auf, die voneinander durch eine Wälzlagerkette 50 definiert beabstandet sind. Die Wälzlagerkette 50 bildet für die Wälzkörper 16 einen Abstandhalter 18, der zumindest abschnittweise einen Kern 22 aus einem ersten, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial 24 und zumindest abschnittweise eine Haut 26 aus einem zweiten, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial 28 (siehe die 8 und 9) aufweist.
  • Während die 12 flexible Wälzlagerketten 50 verdeutlicht, ist in den 13 und 14 ein steifer Linearlagerkäfig 52 gezeichnet, der einen Abstandhalter 18 für Wälzkörper 16 in Gestalt von Kugeln bildet. Auch der solchermaßen ausgebildete Abstandhalter 18 weist einen Kern 22 und eine Haut 26 auf, wie sie oben beschrieben worden sind. Durch den Kern 22 und die Haut 26, die in Sandwichtechnik hergestellt sind, ist es in vorteilhafter Weise möglich, die jeweils gewünschten mechanischen Festigkeitseigenschaften und gleichzeitig die gewünschten Gleit- und Dämpfungseigenschaften bei der gewünschten Elastizität eines Wälzlagers oder eines Linearlagers, einer Umlauflagereinrichtung, einer Klemmkörper-Freilaufeinrichtung, einer Kombination eines Wälzlagers mit einer Klemmkörper-Freilaufeinrichtung, oder einer Schwerlast-Lagereinrichtung zu verwirklichen.
    • 10
    Wälzlager
    12
    Außenring (von 10)
    14
    Innenring (von 10)
    16
    Wälzkörper (von 10 zwischen 12 und 14)
    18
    Abstandhalter (zwischen 16 und 16)
    20
    Wälzlagerkäfig (von 10)
    22
    Kern (von 18 bzw. 20)
    24
    erstes Kunststoffmaterial (von 22)
    26
    Haut (von 18 bzw. 20)
    28
    zweites Kunststoffmaterial (von 26)
    30
    Freilaufeinrichtung
    32
    Klemmkörperkäfig (von 30 für 36)
    34
    Welle (von 30)
    36
    Klemmkörper (von 30)
    38
    Zick-Zack-Linie/Federung (für 36 gegen 12 und 34)
    40
    Ausbauchung (von 26 für 36 bzw. 38)
    42
    Linearführung
    44
    Führungsschiene (von 42 für 46)
    46
    Schlitten (von 42 an 44)
    48
    Umlauflagereinrichtung (zwischen 44 und 46)
    50
    Wälzlagerkette (von 48 für 16)
    52
    Linearlagerkäfig (für 42)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 0890754 B1 [0005]
    • - DE 102007013046 A1 [0006]
    • - DE 60317317 T2 [0007]
    • - DE 60315611 T2 [0008]

Claims (14)

  1. Abstandhalter für Wälz- und/oder Klemmkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandhalter (18) zumindest abschnittweise einen Kern (22) aus einem ersten, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial (24) und mindestens abschnittweise eine Haut (26) aus einem zweiten, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial (28) aufweist, wobei der Kern (22) und die Haut (26) in Sandwichtechnik hergestellt sind.
  2. Abstandhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (22) aus einem harten, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial und die Haut (26) aus einem vergleichsweise weichen, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial bestehen.
  3. Abstandhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (22) aus einem weichen, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial und die Haut (26) aus einem vergleichsweise harten, thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterial bestehen.
  4. Abstandhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastisch verarbeitbare Kunststoffmaterial des Kernes (22) und/oder das thermoplastisch verarbeitbare Kunststoffmaterial der Haut (26) Füllstoffe aufweist.
  5. Abstandhalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffe des thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterials des Kernes (22) und die Füllstoffe des thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffmaterials der Haut (26) sich in ihrer Qualität und/oder in ihrer Quantität unterscheiden.
  6. Abstandhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffmaterialien des Kernes (22) und der Haut (26) die gleiche Matrix aufweisen.
  7. Abstandhalter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffe von Fasern und/oder Kugeln gebildet sind.
  8. Abstandhalter nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffe mineralische und/oder organische Füllstoffe sind.
  9. Verwendung des Abstandhalters nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für einen Wälzlagerkäfig (20) eines Wälzlagers (10).
  10. Verwendung des Abstandhalters nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für einen Linearlagerkäfig (20) eines Linearlagers.
  11. Verwendung des Abstandhalters nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für eine Wälzlagerkette (50) einer Umlauf-Lagereinrichtung (48).
  12. Verwendung des Abstandhalters nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für einen Klemmkörperkäfig (32) einer Klemmkörper-Freilaufeinrichtung (30).
  13. Verwendung des Abstandhalters nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für eine Kombination eines Wälzlagers (10) mit einer Klemmkörper-Freilaufeinrichtung (30).
  14. Verwendung des Abstandhalters nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für eine Schwerlast-Lagereinrichtung.
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