DE102017114437A1 - Rolling bearings, in particular ball bearings - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager (1), insbesondere Kugellager, aufweisend einen Lagerinnenring (2), einen Lageraußenring (3) sowie zwischen den beiden Lagerringen (2, 3) in einem Käfig (5) geführte Wälzkörper (4), wobei die Lagerringe (2, 3) durch einen spanlosen Formgebungsprozess hergestellt sind und jeder Lagerring (2, 3) eine Profilierung (6) aufweist.
Erfindungsgemäß sind die Profilierungen (6), ausgehend von der Rotationsachse des Wälzlagers (1), am Lagerinnenring (2) von radial innen und am Lageraußenring (3) von radial außen mit einem Verbundwerkstoff (9) befüllt.
The invention relates to a roller bearing (1), in particular a ball bearing, comprising a bearing inner ring (2), a bearing outer ring (3) and between the two bearing rings (2, 3) in a cage (5) guided rolling elements (4), wherein the bearing rings ( 2, 3) are produced by a non-cutting shaping process and each bearing ring (2, 3) has a profiling (6).
According to the profiling (6), starting from the axis of rotation of the rolling bearing (1), on the bearing inner ring (2) of radially inner and outer bearing ring (3) from the outside radially filled with a composite material (9).
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, insbesondere Kugellager, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Herstellungsverfahren eines solchen Wälzlagers.The invention relates to a rolling bearing, in particular ball bearings, according to the preamble of
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Wälzlager, insbesondere Kugellager, gibt es in einer Vielzahl von Ausführungen, wobei jede Wälzlagerbauart charakteristische Eigenschaften besitzt und jeweils für ein bestimmtes Anwendungsgebiet geeignet ist.Rolling, in particular ball bearings, there are a variety of designs, each rolling bearing design has characteristic properties and is each suitable for a particular application.
Vierpunktlager sind eine Sonderform von Schrägkugellager und weisen in der Regel einen massiven Außenring, einen geteilten Innenring sowie eine Vielzahl dazwischen angeordneter Wälzkörper auf. Die Laufbahnen der Lagerringe sind derart ausgebildet, dass zwischen jedem Wälzkörper und den beiden Laufbahnen der Lagerringe vier Berührungspunkte entstehen. Vierpunktlager mit einem einteiligen Lagerinnenring sind auch bekannt, wie beispielsweise in der
In der
In der
Allgemein besitzen spanlos hergestellte Lagerringe eine geringe Wanddicke. Um eine ausreichende Stabilität zu erzeugen, sind daher Umgebungsbauteile mit hoher Präzision bereitstellen. Außerdem können aufwendige Verfahren notwendig sein, um starke Verformungen der Lagerringe zu vermeiden. Dies wird beispielsweise durch Härten und mehreren Schleifdurchgängen erreicht.In general, non-cutting bearing rings have a small wall thickness. Therefore, to provide sufficient stability, environmental components are provided with high precision. In addition, expensive procedures may be necessary to avoid strong deformation of the bearing rings. This is achieved, for example, by hardening and several grinding passes.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein im Vergleich zum Stand der Technik rationeller herstellbares Wälzlager mit geringen Wanddicken aufzuzeigen, das großen Kräften standhält.Object of the present invention is to show a more producible in comparison with the prior art rationally rolling bearings with low wall thicknesses that withstands great forces.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird das im Anspruch 1 angegebene Wälzlager und in Anspruch 7 dessen Herstellungsverfahren vorgeschlagen. Optionale vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ganz oder teilweise aus den abhängigen Ansprüchen.To achieve the object of the invention, the rolling bearing specified in
Das erfindungsgemäße Wälzlager, insbesondere Kugellager, weist einen Lagerinnenring, einen Lageraußenring sowie zwischen den beiden Lagerringen in einem Käfig geführte Wälzkörper auf. Die Wälzkörper sind dabei vorzugsweise als Kugeln ausgebildet. Die Lagerringe sind durch einen spanlosen Formgebungsprozess hergestellt. Durch die spanlose Herstellung der Lagerringe sind die Wanddicken der Lagerringe sehr gering im Vergleich zu spanend hergestellten Lagerringen.The rolling bearing according to the invention, in particular ball bearings, has a bearing inner ring, a bearing outer ring and between the two bearing rings in a cage guided rolling elements. The rolling elements are preferably formed as balls. The bearing rings are manufactured by a non-cutting shaping process. Due to the non-cutting production of the bearing rings, the wall thicknesses of the bearing rings are very small compared to bearing rings produced by machining.
Des Weiteren weist jeder Lagerring eine Profilierung auf. Das erfindungsgemäße Wälzlager zeichnet sich dadurch aus, dass die Profilierungen, ausgehend von der Rotationsachse des Wälzlagers, am Lagerinnenring von radial innen und am Lageraußenring von radial außen mit einem Verbundwerkstoff befüllt sind. Das bedeutet, dass der Lagerinnenring an seiner Innenumfangsfläche und der Lageraußenring an seiner Außenumfangsfläche mit dem Verbundwerkstoff befüllt sind.Furthermore, each bearing ring has a profiling. The rolling bearing according to the invention is characterized in that the profilings, starting from the rotational axis of the rolling bearing, are filled on the bearing inner ring from radially inward and on the bearing outer ring from radially outside with a composite material. This means that the bearing inner ring are filled on its inner peripheral surface and the bearing outer ring on its outer peripheral surface with the composite material.
Der in den Profilierungen eingefüllte Verbundwerkstoff steigert die Steifigkeit der Lagerringe wodurch eine erhöhte Abstützung von Radiallasten ermöglicht wird. Des Weiteren wird durch den Verbundwerkstoff die im Wälzlager entstehende Wärme an das Gehäuse abgegeben. Hierfür sind alle geeigneten Verbundwerkstoffe mit den entsprechenden Eigenschaften verwendbar. Vorzugsweise sind die Profilierungen mit einem Keramik-Verbundwerkstoff befüllt. Beispielsweise kann ein Keramik-Verbundwerkstoff aus dem Dentalbereich verwendet werden.The composite material filled in the profilings increases the rigidity of the bearing rings, which enables increased support of radial loads. Furthermore, the heat generated in the rolling bearing is delivered to the housing by the composite material. For this purpose, all suitable composite materials with the appropriate properties can be used. Preferably, the profiles are filled with a ceramic composite material. For example, a ceramic composite material from the dental field can be used.
Beispielsweise ist die Profilierung jeweils wellenförmig ausgebildet. Vorzugsweise ist jede Profilierung eines Lagerrings jeweils aus zwei nebeneinander angeordnete Sicken ausgebildet. Unter einer Sicke ist eine rinnenförmige in Umfangsrichtung umlaufende Vertiefung am Lagerring zu verstehen. Die Vertiefungen ragen dabei in Richtung der Wälzkörper, das heißt in den Lagerinnenraum hinein.For example, the profiling is wavy in each case. Each profiling of a bearing ring is preferably formed in each case from two beads arranged next to one another. Under a bead is to understand a groove-shaped circumferential circumferential recess on the bearing ring. The recesses protrude in the direction of the rolling elements, that is, into the bearing interior.
Ferner definieren die beiden nebeneinander angeordneten Sicken eines Lagerrings vorzugsweise die Laufbahn, in der die Wälzkörper abrollen. Das Wälzlager ist vorzugsweise als Kugellager ausgebildet, so dass die Wälzkörper als Kugeln ausgebildet sind.Furthermore, the two adjacent beads of a bearing ring preferably define the raceway in which the rolling elements roll. The rolling bearing is preferably designed as a ball bearing, so that the rolling elements are designed as balls.
Beispielsweise ist das Wälzlager als Vierpunktlager ausgebildet. Hierbei stehen die Wälzkörper in vier Punkten mit den Sicken der Lagerringe in Kontakt. Vorzugsweise berührt jede Sicke in einem Punkt jeweils einen der Wälzkörper. For example, the rolling bearing is designed as a four-point bearing. Here are the rolling elements in four points with the beads of the bearing rings in contact. Each bead preferably contacts one of the rolling bodies at a point.
Der Käfig, der die Wälzkörper führt, ist vorzugsweise als zweiteiliger Käfig ausgebildet. Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn der Käfig aus Kunststoff hergestellt ist.The cage that guides the rolling elements is preferably designed as a two-part cage. Furthermore, it is expedient if the cage is made of plastic.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines oben beschriebenen erfindungsgemäßen Wälzlagers zeichnet sich dadurch aus, dass die Profilierungen der Lagerringe mit einem Verbundwerkstoff befüllt werden. Bei einer beispielhaften Ausführung werden die Profilierungen der Lagerringe mit einem Keramik-Verbundwerkstoff befüllt.The inventive method for producing a rolling bearing according to the invention described above is characterized in that the profiles of the bearing rings are filled with a composite material. In an exemplary embodiment, the profiles of the bearing rings are filled with a ceramic composite material.
Die Profilierungen der Lagerringe werden beispielsweise vor der Montage befüllt. Alternativ kann die Befüllung der Profilierungen bei bereits zusammengebauten Wälzlagern durchgeführt werden.The profiles of the bearing rings are filled, for example, before assembly. Alternatively, the filling of the profiles can be carried out in already assembled bearings.
Vorzugsweise werden die erfindungsgemäßen Wälzlager in der Automobilbranche verwendet. Ebenso ist das Wälzlager für stationäre Anwendungen geeignet.Preferably, the rolling bearings of the invention are used in the automotive industry. Likewise, the rolling bearing is suitable for stationary applications.
Figurenlistelist of figures
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung sowie aus den Zeichnungen. Diese zeigen in:
-
1 ein beispielhaftes Wälzlager ohne Befüllung in perspektivischer Ansicht, -
2 das Wälzlager aus1 in Schnittansicht, -
3 eine beispielhafte Ausführungsform eines Lageraußenrings in perspektivischer Ansicht, -
4 den Lageraußenring aus3 in Schnittansicht, -
5 eine beispielhafte Ausführungsform eines Lagerinnenrings in perspektivischer Ansicht, -
6 den Lagerinnenring aus5 in Schnittansicht, -
7 eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wälzlagers mit befüllten Profilierungen in Schnittansicht.
-
1 an exemplary rolling bearing without filling in perspective view, -
2 the rolling bearing1 in sectional view, -
3 an exemplary embodiment of a bearing outer ring in perspective view, -
4 the bearingouter ring 3 in sectional view, -
5 an exemplary embodiment of a bearing inner ring in a perspective view, -
6 the bearinginner ring 5 in sectional view, -
7 an exemplary embodiment of a rolling bearing according to the invention with filled profiles in a sectional view.
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.In all figures, identical or equivalent parts are provided with the same reference numerals.
In den
Zwischen den beiden Lagerringen
Gemäß den
Bei dem Lageraußenring
Bei dem Lagerinnenring
Die Größe der Sicken
Gemäß
In der
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Wälzlagerroller bearing
- 22
- LagerinnenringBearing inner ring
- 33
- LageraußenringBearing outer ring
- 44
- Wälzkörperrolling elements
- 55
- KäfigCage
- 66
- Profilierungprofiling
- 77
- SickeBeading
- 88th
- Laufbahncareer
- 99
- VerbundwerkstoffComposite material
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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