DE102017128523B3 - ball-bearing - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kugellager (1), zumindest aufweisend eine Drehachse (2), einen Außenring (3), einen Innenring (4) und eine Mehrzahl von Kugeln (5), die zwischen dem Außenring (3) und dem Innenring (4) angeordnet sind, wobei eine äußere Kugellagerlaufbahn (6) durch mindestens einen ersten äußeren Lagerring (7) gebildet ist, der sich entlang einer Umfangsrichtung (8) erstreckt, wobei sich die Mehrzahl von Kugeln (5) über den mindestens einen ersten äußeren Lagerring (7) am Außenring (3) abstützen, wobei der erste äußere Lagerring (7) aus einem metallischem Werkstoff besteht und geschlitzt ausgeführt ist und wobei zumindest der Außenring (3) oder der Innenring (4) aus einem Kunststoff besteht. The invention relates to a ball bearing (1), at least comprising a rotation axis (2), an outer ring (3), an inner ring (4) and a plurality of balls (5) arranged between the outer ring (3) and the inner ring (4). wherein an outer ball bearing raceway (6) is formed by at least one first outer bearing ring (7) extending along a circumferential direction (8), wherein the plurality of balls (5) extend beyond the at least one first outer bearing ring (7 ) on the outer ring (3), wherein the first outer bearing ring (7) consists of a metallic material and is designed slotted and wherein at least the outer ring (3) or the inner ring (4) consists of a plastic.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kugellager, zumindest aufweisend eine Drehachse, einen Außenring, einen Innenring und eine Mehrzahl von Kugeln, die zwischen Außenring und Innenring angeordnet sind. Das Kugellager wird insbesondere für Drehknöpfe im Interieur von Kraftfahrzeugen eingesetzt.The invention relates to a ball bearing, at least comprising a rotation axis, an outer ring, an inner ring and a plurality of balls, which are arranged between the outer ring and the inner ring. The ball bearing is used in particular for knobs in the interior of motor vehicles.
Derartige, im Innenraum von Kraftfahrzeugen zur Bedienung von Schnittstellen zwischen Fahrzeug und Fahrzeuginsasse vorgesehenen Kugellager sollen insbesondere kostengünstig, spielfrei, geräuscharm und reibungsarm ausgeführt sein. Da nur geringe Lasten auf die Kugellager wirken, sind Standard-Rillenkugellager insbesondere überdimensioniert und zu teuer.Such, provided in the interior of motor vehicles for operating interfaces between the vehicle and the vehicle occupant ball bearings should be particularly cost-effective, backlash-free, quiet and low-friction. Since only small loads act on the ball bearings, standard deep groove ball bearings are particularly oversized and too expensive.
Die
Die
Aus der
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die in dem Stand der Technik entdeckten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden und ein Kugellager vorzuschlagen, das eine spielfreie Wälzlagerung bildet und dabei den speziellen Anforderungen, wie z. B. geringe Last, geringe Drehzahl, kostengünstig, reibungsarm, gerecht wird. Insbesondere soll das Kugellager lebensdauergeschmiert und gekapselt ausgeführt sein. Die Lagerung soll bevorzugt über einen Temperaturbereich (von ca. -40 Grad Celsius bis ca. 100 Grad Celsius) spielfrei ausgeführt sein.On this basis, the present invention has the object, at least partially overcome the disadvantages discovered in the prior art and to propose a ball bearing, which forms a backlash-free rolling bearing and thereby meet the special requirements, such. As low load, low speed, cost, low friction, is fair. In particular, the ball bearing should be life-lubricated and encapsulated. The storage should preferably be carried out without play over a temperature range (from about -40 degrees Celsius to about 100 degrees Celsius).
Diese Aufgabe wird mit einem Kugellager gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.This object is achieved with a ball bearing according to the features of the independent claim. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent formulated claims. The individually listed in the dependent formulated features can be combined in a technologically meaningful way and can define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, wherein further preferred embodiments of the invention are shown.
Es wird ein Kugellager vorgeschlagen, zumindest aufweisend eine Drehachse, einen Außenring, einen Innenring und eine Mehrzahl von Kugeln, die zwischen Außenring und Innenring angeordnet sind. Eine äußere Kugellagerlaufbahn ist durch mindestens einen ersten äußeren Lagerring gebildet, der sich entlang einer Umfangsrichtung erstreckt, wobei sich die Mehrzahl von Kugeln über den mindestens einen ersten äußeren Lagerring am Außenring abstützen, wobei der erste äußere Lagerring aus einem metallischem Werkstoff besteht und geschlitzt ausgeführt ist und wobei zumindest der Außenring oder der Innenring (bevorzugt beide) aus einem Kunststoff besteht. It is proposed a ball bearing, at least comprising a rotation axis, an outer ring, an inner ring and a plurality of balls which are arranged between the outer ring and the inner ring. An outer ball raceway is formed by at least one first outer race extending along a circumferential direction, the plurality of balls being supported by the at least one outer race on the outer race, wherein the first outer race is made of a metallic material and slotted and wherein at least the outer ring or the inner ring (preferably both) consists of a plastic.
Insbesondere weist der erste äußere Lagerring an einer ersten Kontaktstelle (bzw. an ersten Kontaktstellen) zu den Kugeln eine gegenüber jeder Kugel konvexe Oberfläche auf. Die Oberfläche kann alternativ auch eben oder konkav ausgeführt sein.In particular, the first outer bearing ring at a first contact point (or at first contact points) to the balls on a convex surface relative to each sphere. Alternatively, the surface can also be flat or concave.
Der erste äußere Lagerring ist insbesondere aus einem Draht hergestellt. Bevorzugt weist der erste äußere Lagerring zumindest teilweise einen runden, bevorzugt einen kreisförmigen Querschnitt auf.The first outer bearing ring is made in particular of a wire. Preferably, the first outer bearing ring at least partially has a round, preferably a circular cross-section.
Insbesondere ist der erste äußere Lagerring geschlitzt ausgeführt, besonders bevorzugt unter einem Winkel von weniger oder mehr als 90 Winkelgrad (also gerade nicht unter einem Winkel von 90 Winkelgrad) gegenüber der Umfangsrichtung geschlitzt ausgeführt. Der unter einem Winkel verlaufende Schlitz ist für die Abstützung der Kugeln vorteilhaft.In particular, the first outer bearing ring is executed slotted, particularly preferably at an angle of less or more than 90 degrees (ie not just at an angle of 90 degrees) with respect to the circumferential direction slotted executed. The angled slot is advantageous for supporting the balls.
Die konvexe Oberfläche an den ersten Kontaktstellen zu den Kugeln ermöglicht die Ausführung des Kugellagers mit geringem Reibmoment.The convex surface at the first contact points to the balls allows the execution of the ball bearing with low friction torque.
Eine geschlitzte Ausführung des ersten äußeren Lagerrings ermöglicht die Anordnung des ersten äußeren Lagerrings mit einer Vorspannung gegenüber den Kugeln, wobei über einen Schlitz eine elastische Aufweitung des ersten äußeren Lagerrings ermöglicht wird. Die durch den Schlitz voneinander beabstandet angeordneten Enden des ersten äußeren Lagerrings sind im Kugellager bei einer Temperatur von 20 Grad Celsius insbesondere mindestens 0,1 Millimeter, bevorzugt mindestens 0,2 Millimeter, besonders bevorzugt mindestens 0,4 Millimeter, voneinander beabstandet angeordnet. A slotted design of the first outer bearing ring allows the arrangement of the first outer bearing ring with a bias against the balls, via a slot, an elastic expansion of the first outer bearing ring is made possible. The spaced apart by the slot ends of the first outer bearing ring are arranged in the ball bearing at a temperature of 20 degrees Celsius in particular at least 0.1 millimeters, preferably at least 0.2 millimeters, more preferably at least 0.4 millimeters, spaced from each other.
Bevorzugt besteht zumindest der Außenring oder der Innenring (besonders bevorzugt beide) aus einem Kunststoff.Preferably, at least the outer ring or the inner ring (particularly preferably both) consists of a plastic.
Die Kugeln sind entlang der Umfangsrichtung, insbesondere in jeweils gleichen Abständen zueinander angeordnet.The balls are arranged along the circumferential direction, in particular at equal distances from each other.
Der Innenring ist insbesondere auf einer Welle anordenbar oder bildet bereits die Welle.The inner ring can be arranged in particular on a shaft or already forms the shaft.
Insbesondere besteht zumindest der eine von Außenring und Innenring aus einem Kunststoff (und ist dabei ggf. als Zweikomponententeil ausgeführt) und weist mindestens eine integriert ausgeführte Dichtung auf. Die Dichtung kann durch ein anderes Material hergestellt sein und/oder eine elastisch verformbare Gestalt aufweisen.In particular, at least one of the outer ring and the inner ring is made of a plastic (and is optionally designed as a two-component part) and has at least one integrated seal. The seal may be made of another material and / or have an elastically deformable shape.
Zweikomponententeil heißt hier, dass das Teil (Außenring und/oder Innenring) aus zwei verschiedenen, in unterschiedlichen Bereichen des Teils angeordneten Materialien hergestellt und dabei einteilig ausgeführt ist (z. B. durch Spritzgießen). Das eine Material kann dabei eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um die Lagerkräfte insbesondere ohne Verformung aufnehmen zu können, wobei das andere Material gerade eine elastische Verformbarkeit aufweist, um mit einem anderen Bauteil eine Dichtfläche auszubilden, so dass eine gekapselte Anordnung zumindest der Kugeln in einem nach außen über die mindestens eine Dichtung verschlossenen Gehäuse, bevorzugt lebensdauergeschmiert, ermöglicht wird.In this case, two-component part means that the part (outer ring and / or inner ring) is made from two different materials arranged in different regions of the part and in one piece (eg by injection molding). The one material may have sufficient strength to accommodate the bearing forces in particular without deformation, the other material just has an elastic deformability to form a sealing surface with another component, so that an encapsulated arrangement of at least the balls in one after outside via the at least one seal closed housing, preferably life lubricated, is made possible.
Insbesondere ist eine innere Kugellagerlaufbahn durch mindestens einen ersten inneren Lagerring gebildet, der sich entlang der Umfangsrichtung erstreckt, wobei sich die Mehrzahl von Kugeln über den mindestens einen inneren Lagerring am Innenring abstützen.In particular, an inner ball bearing raceway is formed by at least a first inner bearing ring extending along the circumferential direction, wherein the plurality of balls are supported on the inner ring via the at least one inner bearing ring.
Die Ausführungen zu dem ersten äußeren Lagerring gelten insbesondere in gleicher Weise für den ersten inneren Lagerring (metallischer Werkstoff, geschlitzte Ausführung, konvexe/ebene/konkave Oberfläche, dann an zweiten Kontaktstellen, etc.).The comments on the first outer bearing ring apply in particular in the same way for the first inner bearing ring (metallic material, slotted design, convex / even / concave surface, then at second contact points, etc.).
Der erste innere Lagerring kann insbesondere eine gegenüber den Kugeln konkave Oberfläche aufweisen. Insbesondere kann der erste innere Lagerring als Umformteil ausgeführt sein, bevorzugt aus Metall.The first inner bearing ring may in particular have a concave surface with respect to the balls. In particular, the first inner bearing ring can be designed as a formed part, preferably made of metal.
Erfindungsgemäß weist das Kugellager nur eine erste Reihe von Kugeln auf, wobei das Kugellager einen zweiten äußeren Lagerring aufweist, der sich entlang der Umfangsrichtung erstreckt, wobei sich die Kugeln über den ersten äußeren Lagerring und den zweiten äußeren Lagerring am Außenring abstützen, wobei die äußeren Lagerringe jeweils aus einem metallischem Werkstoff bestehen und geschlitzt ausgeführt sind.According to the invention, the ball bearing has only a first row of balls, wherein the ball bearing has a second outer bearing ring which extends along the circumferential direction, wherein the balls are supported on the outer ring via the first outer bearing ring and the second outer bearing ring, wherein the outer bearing rings each made of a metallic material and are designed slotted.
Insbesondere weisen die äußeren Lagerringe an ersten Kontaktstellen zu den Kugeln eine gegenüber jeder Kugel konvexe Oberfläche auf.In particular, the outer bearing rings at first contact points to the balls on a convex surface relative to each sphere.
Die Ausführungen zu dem ersten äußeren Lagerring gelten insbesondere gleichermaßen für den zweiten äußeren Lagerring.The comments on the first outer bearing ring apply in particular equally for the second outer bearing ring.
Erfindungsgemäß bilden (ausschließlich) der Außenring und der Innenring zusammen mit einem Deckel ein nach außen verschlossenes Gehäuse zumindest für die Kugeln (und wenn vorhanden für den Käfig und die Lagerringe), wobei die Kugeln über ein sich an dem Gehäuse abstützendes, elastisch verformbares Vorspannelement vorgespannt angeordnet sind.According to the invention, the outer ring and the inner ring together with a cover form an outwardly closed housing at least for the balls (and cage and bearing rings if present), the balls being biased by an elastically deformable biasing element supporting the housing are arranged.
Erfindungsgemäß weist das Kugellager einen zweiten äußeren Lagerring auf, der eine äußere Kugellagerlaufbahn bildet und sich entlang der Umfangsrichtung erstreckt, wobei sich die Mehrzahl von Kugeln über den mindestens einen zweiten äußeren Lagerring am Außenring abstützen, wobei der zweiten äußere Lagerring aus einem metallischem Werkstoff besteht und geschlitzt ausgeführt ist; wobei die Kugeln über einen der äußeren Lagerringe an dem Vorspannelement und über den anderen äußeren Lagerring an dem Gehäuse vorgespannt angeordnet sind.According to the invention, the ball bearing on a second outer bearing ring which forms an outer ball bearing raceway and extends along the circumferential direction, wherein the plurality of balls on the at least one second outer bearing ring on the outer ring are supported, the second outer bearing ring consists of a metallic material and slotted is executed; wherein the balls are arranged on one of the outer bearing rings on the biasing member and biased over the other outer bearing ring on the housing.
Insbesondere weist der zweite äußere Lagerring an einer ersten Kontaktstelle zu den Kugeln eine gegenüber jeder Kugel konvexe Oberfläche auf.In particular, the second outer bearing ring at a first contact point to the balls has a convex surface opposite to each ball.
Zumindest einer der (inneren und/oder äußeren) (bevorzugt alle) Lagerringe ist (sind) metallisch oder aus einem Metall hergestellt. Insbesondere ist zumindest einer der Lagerringe (bevorzugt alle) aus einem Draht hergestellt. Die metallische Ausführung der Lagerringe ermöglicht eine dauerhaft gewährleistbare Abstützung der Kugeln des Kugellagers.At least one of the (inner and / or outer) (preferably all) bearing rings is (are) metallic or made of a metal. In particular, at least one of the bearing rings (preferably all) is made of a wire. The metallic design of the bearing rings allows a permanently ensured support of the balls of the ball bearing.
Die Kugeln sind insbesondere aus einem Metall oder aus Kunststoff hergestellt, wobei auch eine metallische Beschichtung eines Kunststoffs oder eine Kunststoffbeschichtung eines Metalls möglich ist. The balls are in particular made of a metal or plastic, wherein a metallic coating of a plastic or a plastic coating of a metal is possible.
Die Kugeln können in einem Käfig aufgenommen sein, so dass eine Anordnung der Kugeln entlang der Umfangsrichtung definiert ist. Der Käfig kann zur Vereinfachung der Montage der Kugeln ebenfalls geschlitzt ausgeführt sein.The balls can be accommodated in a cage, so that an arrangement of the balls along the circumferential direction is defined. The cage can also be made slotted to simplify the mounting of the balls.
Die geschlitzte Ausführung zumindest eines Lagerrings und/oder die Bereitstellung eines elastisch verformbaren Vorspannelements führen dazu, dass die gegebenenfalls unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der unterschiedlichen Materialien (Kunststoff/ Metall) und auch die im Verhältnis zur metallischen Ausführung größeren Toleranzen der aus Kunststoff ausgeführten Bauteile nur einen geringen Einfluss auf die Vorspannung und somit das Reibmoment haben.The slotted execution of at least one bearing ring and / or the provision of an elastically deformable biasing element cause the possibly different thermal expansion coefficients of the different materials (plastic / metal) and also in relation to the metallic design larger tolerances of the components made of plastic only a small influence on the bias and thus have the friction torque.
Die Ausführung der Bauteile aus Kunststoff ermöglicht eine kostengünstige Montage und die Ausbildung von Dichtungen, die das Kugellager vor in das Gehäuse eindringendem Schutz und Feuchtigkeit schützen und den Schmierstoff im Gehäuse zurückhalten.The design of the plastic components allows cost-effective assembly and the formation of seals that protect the ball bearing from penetrating into the housing protection and moisture and retain the lubricant in the housing.
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“,...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.By way of precaution, it should be noted that the numerical terms used here ("first", "second",...) Primarily (only) serve to distinguish a plurality of similar objects, variables or processes, ie in particular no dependence and / or order of these objects, quantities or mandate processes to one another. If a dependency and / or order are required, this is explicitly stated here or it obviously results for the person skilled in the art when studying the concretely described embodiment.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:
-
1 : eine erfindungsgemäße Ausführungsvariante eines Kugellagers in einer Seitenansicht im Schnitt.
-
1 : An embodiment of a ball bearing according to the invention in a side view in section.
Die
Das Kugellager
Der erste innere Lagerring
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kugellagerball-bearing
- 22
- Drehachseaxis of rotation
- 33
- Außenringouter ring
- 44
- Innenringinner ring
- 55
- KugelBullet
- 66
- äußere Kugellagerlaufbahnouter ball bearing raceway
- 77
- erster äußerer Lagerringfirst outer bearing ring
- 88th
- Umfangsrichtungcircumferentially
- 99
- erste Kontaktstellefirst contact point
- 1010
- konvexe Oberflächeconvex surface
- 1111
- --
- 1212
- innere Kugellagerlaufbahninner ball bearing raceway
- 1313
- erster innerer Lagerringfirst inner bearing ring
- 1414
- erste Reihefirst row
- 1515
- zweiter äußerer Lagerringsecond outer bearing ring
- 1616
- --
- 1717
- zweite Kontaktstellesecond contact point
- 1818
- --
- 1919
- --
- 2020
- Deckelcover
- 2121
- Gehäusecasing
- 2222
- Vorspannelementbiasing member
- 2323
- erster Käfigfirst cage
- 2424
- --
- 2525
- --
Claims (4)
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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