DE102016222413A1

DE102016222413A1 - Wälzlager

Info

Publication number: DE102016222413A1
Application number: DE102016222413.1A
Authority: DE
Inventors: Tobias Hock
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-11-15
Filing date: 2016-11-15
Publication date: 2018-02-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, umfassend einen Außenring (2) und einen Innenring (4), wobei im Außenring (2) und/oder im Innenring (4) wenigstens eine radiale Bohrung (8), die einen Schmiermittelzuführkanal bildet, vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist die Bohrung (8) als Stufenbohrung mit einem an der Außenseite des Außenrings (2) oder der Innenseite des Innenrings (4) im Durchmesser vergrößerten Bohrungsabschnitt (13) ausgeführt, in welchem Bohrungsabschnitt (13) ein Drosselelement (15) mit einer einen definierten Querschnitt aufweisenden Drosselbohrung (16) angeordnet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager umfassend einen Außenring und einen Innenring, wobei im Außenring und/oder im Innenring wenigstens eine radiale Bohrung, die einen Schmiermittelzuführkanal bildet, vorgesehen ist.
Hintergrund der Erfindung
Wälzlager kommen in verschiedenen Anwendungen zum Einsatz, beispielsweise im Automobilbereich oder bei Industrie- oder Werkzeugmaschinen. Üblicherweise ist eine Schmierung eines solchen Wälzlagers erforderlich, wobei insbesondere hochbelastete Wälzlager wie beispielsweise hochdrehende Spindellager und ähnliches permanent mit Schmiermittel versorgt werden müssen. Zu diesem Zweck ist es bekannt, den Außenring oder den Innenring mit einer oder mehreren radialen Bohrungen zu versehen. Diese Bohrungen enden in der Nähe der ringseitigen Wälzkörperlaufbahn. Diese radialen Bohrungen haben üblicherweise einen Durchmesser von einem Millimeter oder weniger. Etwaige Schwankungen im Durchmesser haben folglich einen großen Einfluss auf den Strömungswiderstand, den das Schmiermittel, das über die Bohrung zugeführt wird, erfährt, wobei solche Durchmesserschwankungen als Fertigungstoleranzen im Rahmen der Ausbildung der Bohrungen auftreten können.
Dieser unterschiedliche Strömungswiderstand kann sich nachteilig auf die Versorgung mit dem Schmiermittel, beispielsweise einem Öl-Luft-Gemisch, auswirken, was insbesondere dann zu Schwierigkeiten führen kann, wenn mehrere Lager, was oft der Fall ist, in einer Spindel verbaut sind und am selben Schmierstoffsystem angeschlossen sind. Durch die unterschiedliche Drosselwirkung der verschiedene Durchmesser aufweisenden Bohrungen der Ringe respektive Lager kommt es dazu, dass diese Lager respektive deren Wälzkontakte unterschiedlich mit Schmierstoff versorgt werden und teils überschmiert, teils unterschmiert werden. Dies kann zu zusätzlichen Planschverlusten, Reibung und damit Wärmeentstehung und einer verminderten Leistungsfähigkeit, insbesondere der Drehzahleignung, führen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein demgegenüber verbessertes Wälzlager anzugeben, das eine gleichmäßige Schmiermittelversorgung ermöglicht.
Beschreibung der Erfindung
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Wälzlager der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Bohrung als Stufenbohrung mit einem an der Außenseite des Außenrings oder der Innenseite des Innenrings im Durchmesser vergrößerten Bohrungsabschnitt ausgeführt ist, in welchem Bohrungsabschnitt ein Drosselelement mit einer einen definierten Querschnitt aufweisenden Drosselbohrung angeordnet ist.
Der radialen Bohrung wird folglich ein Drosselelement zugeordnet. Dieses Drosselelement weist eine Drosselbohrung mit einem definierten Querschnitt auf, das heißt, dass dieser Querschnitt, der den maximalen freien Strömungsquerschnitt definiert, bei allen am Außen- oder Innenring vorgesehenen Drosselelementen gleich ist. Das heißt, dass sämtliche Radialbohrungen eines Wälzlagers aber auch der mehreren Wälzlager, die über das gemeinsame Schmierstoffsystem zu versorgen sind, allesamt den gleichen Strömungswiderstand zeigen, resultierend aus der Verwendung der identischen Drosselelemente.
Um das oder die Drosselelemente wälzlager-respektive ringseitig integrieren zu können, ist die radiale Bohrung respektive ist jede radiale Bohrung als Stufenbohrung ausgeführt. Einerseits ist ein an der Außenringaußenseite oder der Innenringinnenseite vorgesehener vergrößerter Bohrungsabschnitt vorgesehen, also eine Sackbohrung, in welchem Bohrungsabschnitt das jeweilige Drosselelement aufgenommen ist. Von diesem vergrößerten ersten Bohrungsabschnitt erstreckt sich sodann die radiale Bohrung weiter durch den jeweiligen Ring, wobei der Bohrungsdurchmesser dieses zweiten Bohrungsabschnitts deutlich kleiner als der Durchmesser des ersten Bohrungsabschnitts ist, jedoch größer als der Querschnitt der Drosselbohrung des eingesetzten Drosselelements. Das Drosselelement selbst kann nun auf einfache Weise in dem Bohrungsabschnitt angeordnet werden, wobei natürlich die Drosselbohrung mit der radialen Bohrung fluchtet.
Damit kann durch Integration eines oder mehrerer solcher Drosselelemente innerhalb eines Wälzlagers, aber auch über mehrere Wälzlager gesehen, sichergestellt werden, dass alle Bohrungen einen identischen Strömungswiderstand zeigen, mithin also über das gemeinsame, externe Schmiermittelzuführsystem eine homogene Schmiermittelversorgung aller Bohrungen eines Wälzlagers respektive aller Bohrungen mehrerer Wälzlager sichergestellt werden kann. Folglich sind seitens des externen Schmiermittelversorgungssystems keine Vorkehrungen zu treffen, um eine möglichst homogene Schmiermittelversorgung zu gewährleisten, da dies durch die Integration der Drosselelemente sichergestellt ist.
Ein Drosselelement wird in einen Bohrungsabschnitt auf einfache Weise eingelegt. Bei dem Drosselelement handelt es sich um ein kleines, scheiben- oder plättchenförmiges Element, das hinreichend flach ist und ohne Probleme in den jeweiligen Bohrungsabschnitt eingelegt werden kann. Entspricht die Dicke des Drosselelements der Tiefe des Bohrungsabschnitts, so kann das jeweilige Drosselelement lediglich eingelegt werden, da es, wenn das Wälzlager verbaut ist, und der Außen- oder Innenring am jeweiligen Gehäuse- oder Spindelbauteil aufsitzt, sich radial nicht mehr bewegen kann. Alternativ zum einfachen Einlegen kann das jeweilige Drosselelement auch eingepresst werden, auch ein Einkleben mittels eines geeigneten Klebemittels ist denkbar, wie auch eine Fixierung mittels wenigstens eines Befestigungselements, beispielsweise einer Schraube oder Ähnlichem denkbar ist.
Das Drosselelement selbst kann, da es ein eigenständiges Bauteil ist, entweder aus dem gleichen Werkstoff wie der jeweilige Ring ausgeführt sein, mithin also aus Metall. Alternativ ist auch eine Herstellung aus Kunststoff denkbar, beispielsweise in einem geeigneten Spritzgießverfahren, was die Herstellung der Drosselelemente mit Drosselbohrungsquerschnitten extrem hoher Genauigkeit ermöglicht. Die Herstellung als spritzgegossenes Kunststoffbauteil lässt es ferner zu, die Drosselelemente in hoher Zahl herzustellen. Auch ist es denkbar, über verschiedene Wälzlagertypen respektive Wälzlagerarten stets gleiche Bohrungsabschnitte vorzusehen, so dass in diesen unterschiedlichen Lagertypen oder Lagergrößen stets gleiche Drosselelemente verbaut werden können, so dass nicht unterschiedliche Drosselelementgrößen hergestellt und vorrätig gehalten werden müssen.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Bohrungsabschnitt tiefer ist als eine an der Außenseite des Außenrings oder der Innenseite des Innenrings vorgesehene umlaufende Schmiermittelsammelnut. Dies stellt sicher, dass über die Schmiermittelsammelnut das über die externe Schmiermittelzuführeinrichtung zugeführte Schmiermittel sich umfangsmäßig in der Nut verteilen kann und in den jeweiligen Bohrungsabschnitt strömen kann, wo es sodann über das Drosselelement in die Radialbohrung strömen kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
1 eine geschnittene Teilansicht eines erfindungsgemäßen Wälzlagers,
2 eine vergrößerte Teilansicht des Wälzlagers aus 1, und
3 eine Seitenansicht eines Ausschnitts des Wälzlagers aus 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine geschnittene Teilansicht eines erfindungsgemäßen Wälzlagers 1, beispielsweise eines Spindellagers, das hier als Schrägkugellager ausgeführt ist. Das Wälzlager 1 umfasst einen Außenring 2 mit einer Lauffläche 3, einen Innenring 4 mit einer Lauffläche 5 sowie Wälzkörper 6 in Form von Kugeln, die auf den Laufflächen 3, 5 abwälzen. Die Wälzkörper 6 sind in einem Wälzkörperkäfig 7 aufgenommen, der seinerseits bordgeführt ist.
Der Außenring 2 ist mit wenigstens einer, vorzugsweise mehreren radialen Bohrungen 8 versehen, über die eine Zufuhr eines Schmiermittels von außerhalb des Außenrings 2 in den Bereich des Wälzkontaktes möglich ist.
An der Außenseite 9 des Außenrings 2 ist eine umlaufende, über einen Einstich gebildete Schmiermittelsammelnut 10 ausgebildet, mit der die respektive jede radiale Bohrung 8 kommuniziert. In diese Schmiermittelsammelnut 10 wird über ein externes Schmiermittelzuführsystem, das hier nicht näher gezeigt ist, Schmiermittel eingebracht. Zur axialen Abdichtung sind in entsprechenden, an der Außenseite 9 ausgebildeten Nuten 11 am Außenring entsprechende Dichtelemente 12 in Form geeigneter Dichtringe eingesetzt.
Wie 1 und insbesondere 2 zeigt, ist die radiale Bohrung 8 als Stufenbohrung ausgeführt. Sie umfasst zum einen einen radial außenliegenden ersten Bohrungsabschnitt 13, sowie einen daran anschließenden zweiten Bohrungsabschnitt 14, der sich sodann durch den Außenring 2 erstreckt. Wie 2 deutlich zeigt ist der Durchmesser des ersten Bohrungsabschnitts 13 deutlich größer als der Durchmesser des zweiten Bohrungsabschnitts 14. Der erste Bohrungsabschnitt 13 dient der Aufnahme eines Drosselelements 15, das eine Drosselbohrung 16 mit einem definierten Bohrungsquerschnitt respektive Durchmesser aufweist, wobei dieser Bohrungsquerschnitt respektive Durchmesser kleiner ist als der Bohrungsquerschnitt respektive Durchmesser des zweiten Bohrungsabschnitts 14. Dieses Drosselelement 15 stellt sicher, dass ein definierter Strömungsquerschnitt respektive Strömungswiderstand gegeben ist. Das Drosselelement 15 selbst ist aus Kunststoff oder Metall ausgeführt und kann auf unterschiedliche Weise in den vergrößerten Bohrungsabschnitt 13 aufgenommen sein. Bevorzugt ist es darin eingepresst oder eingeklebt, wobei aber auch andere Halterungsarten denkbar sind. Das Drosselelement liegt dicht in dem ersten Bohrungsabschnitt 13, so dass das Schmiermittel ausschließlich über die Drosselbohrung 16 in den zweiten Bohrungsabschnitt 14 gelangt.
Wie 2 ferner zeigt, ist die Tiefe des vergrößerten Bohrungsabschnitts 13 größer als die Tiefe der Schmiermittelsammelnut 10. Auch die Dicke des Drosselelements 14 ist hinreichend schmal bemessen, so dass sichergestellt ist, dass die Schmiermittelsammelnut 10 trotz eingesetzten Drosselelement 15 stets frei ist und über das Drosselelement 15 der Schmiermittelzustrom zur Bohrung 8 nicht behindert wird.
Wie beschrieben sind bevorzugt mehrere solcher Bohrungen 8, ausgeführt als Stufenbohrungen mit den Bohrungsabschnitten 13 und 14, äquidistant verteilt vorgesehen. Jede dieser Bohrungen 8 ist mit einem identischen Drosselelement 15 versehen, so dass alle Bohrungen 8 einen nahezu identischen Strömungswiderstand zeigen respektive über das Drosselelement ein solcher identischer Strömungswiderstand definiert wird. Dies führt dazu, dass über das externe Schmiermittelzuführsystem eine homogene Schmiermittelversorgung aller Bohrungen 8 möglich ist.
2 zeigt schließlich eine Aufsicht auf das Wälzlager 1 respektive den Außenring 2. Gezeigt ist zum einen die ringförmig umlaufende Sammelnut 10, zum anderen der vergrößerte, ringförmige erste Bohrungsabschnitt 13, in den das Drosselelement 15 eingesetzt ist. Erkennbar ist des Weiteren die Drosselbohrung 16 im Drosselelement 15.
Bezugszeichenliste

1: Wälzlager
2: Außenring
3: Lauffläche
4: Innenring
5: Lauffläche
6: Wälzkörper
7: Wälzkörperkäfig
8: Bohrung
9: Außenseite
10: Schmiermittelsammelnut
11: Nut
12: Dichtelement
13: Bohrungsabschnitt
14: Bohrungsabschnitt
15: Drosselelement
16: Drosselbohrung

Claims

Wälzlager umfassend einen Außenring (2) und einen Innenring (4), wobei im Außenring (2) und/oder im Innenring (4) wenigstens eine radiale Bohrung (8), die einen Schmiermittelzuführkanal bildet, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (8) als Stufenbohrung mit einem an der Außenseite des Außenrings (2) oder der Innenseite des Innenrings (4) im Durchmesser vergrößerten Bohrungsabschnitt (13) ausgeführt ist, in welchem Bohrungsabschnitt (13) ein Drosselelement (15) mit einer einen definierten Querschnitt aufweisenden Drosselbohrung (16) angeordnet ist.
Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselelement (15) in den Bohrungsabschnitt (13) eingelegt, eingepresst, eingeklebt oder mittels wenigstens eines Befestigungselements darin fixiert ist.
Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselelement (15) aus Metall oder Kunststoff ist.
Wälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Kunststoff gefertigte Drosselelement (15) ein Spritzgussteil ist.
Wälzlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrungsabschnitt (13) tiefer ist als eine an der Außenseite des Außenrings (2) oder der Innenseite des Innenrings (4) umlaufende Schmiermittelsammelnut (10).
Wälzlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Spindellager ist.