DE102020106338A1

DE102020106338A1 - roller bearing

Info

Publication number: DE102020106338A1
Application number: DE102020106338.5A
Authority: DE
Inventors: Norbert Metten; Paul Wittmann; Manfred Tietz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-03-09
Filing date: 2020-03-09
Publication date: 2021-09-09

Abstract

Wälzlager, mit einem Innenring (2) und einem Außenring (3) sowie dazwischen aufgenommenen Wälzkörpern (4), wobei am Außenring (3) oder den Innenring (2) entweder beidseits jeweils eine einen L-förmigen Querschnitt aufweisende, den Außen- oder Innenring (3, 2) radial und axial umgreifende Isolierhülse (7, 8) oder eine den Außen- oder den Innenring radial umgreifende Isolierhülse und an jeder Stirnseite eine Isolierscheibe aus einem elektrisch isolierenden Isoliermaterial angeordnet ist, die von einer einen C-förmigen Querschnitt aufweisenden Hülse (13) umgriffen sind.Rolling bearing, with an inner ring (2) and an outer ring (3) as well as rolling elements (4) accommodated in between, the outer or inner ring on either side of the outer ring (3) or the inner ring (2) either having an L-shaped cross section (3, 2) radially and axially encompassing insulating sleeve (7, 8) or an insulating sleeve radially encompassing the outer or inner ring and on each end face an insulating washer made of an electrically insulating insulating material, which is supported by a sleeve having a C-shaped cross-section (13) are encompassed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einem Innenring und einem Außenring sowie dazwischen aufgenommenen Wälzkörpern.The invention relates to a rolling bearing with an inner ring and an outer ring and rolling elements received between them.

Derartige Wälzlager kommen in unterschiedlichsten Anwendungen zum Einsatz, wo zwei Bauteile radial zueinander zu lagern sind, sodass sie relativ zueinander bewegbar sind. Lediglich ein Beispiel ist der Verbau solcher Wälzlager in Getrieben, zum Beispiel zur Lagerung unterschiedlicher Getriebeelemente sowohl in Automatikgetrieben als auch Schaltgetrieben. Mitunter wird ein solches Wälzlager, über seine eigentliche Lagereigenschaft hinaus, derart ausgelegt, dass es noch eine weitere Funktion bietet. So ist beispielsweise aus DE 10 2015 222 541 A1 ein Wälzlager bekannt, das die Aufgabe hat, neben der eigentlichen radialen Lagerfunktion auch eine Geräuschreduzierung sowie eine Dichtfunktion zu bieten. Hierzu ist bei diesem Wälzlager, das keinem Innenring, sondern nur einen Außenring aufweist, beidseits auf den Außenring jeweils ein gewinkelt ausgeführter Ring aufgesteckt, der den Außenring abschnittsweise radial sowie an den Stirnseiten übergreift, wobei die beiden gewinkelten Ringe von einer beidseits einen Bord aufweisenden Hülse übergriffen und fixiert sind. Jeder gewinkelte Ring besteht als Sandwichring aus zwei Ringabschnitten, nämlich einem inneren, zum Außenring gerichteten und an diesem anliegenden Abschnitt aus einem elastischen Kunststoff respektive Elastomer und einem metallenen Armierungsabschnitt, der den elastischen Abschnitt umgibt. Der elastische Elastomerabschnitt hat dabei eine Doppelfunktion. Zum einen soll er den Außenring von der äußeren Hülse entkoppeln, sodass etwaige Vibrationen und Schwingungen über das Elastomermaterial gedämpft werden. Darüber hinaus ist der Elastomerabschnitt mit sich radial zu dem vom Wälzlager umgriffenen Bauteil, also einer Welle, erstreckenden Dichtlippen, die an der Welle anliegen, versehen, worüber die Abdichtung des Wälzlagers erreicht wird. Das Elastomermaterial ist an die metallenen Winkelringe angespritzt, also stoffschlüssig fixiert. Diesen Winkelringen kommt eine zentrale Armierungsfunktion zu, da das Dämpfungsmaterial zur Schwingungsdämpfung hinreichend elastisch, also weich sein muss, und demzufolge zwingend einer entsprechenden Armierung bedarf, um im Betrieb nicht von den auf das Lager wirkenden Kräften schnell verschlissen zu werden. Bei diesem bekannten Wälzlager steht allein die Geräuschdämpfung in Verbindung mit der Dichtfunktion im Vordergrund, weshalb ein solches Lager, dass auch als Sandwich lager aufgrund der sandwichartig ausgeführten Winkelringe bezeichnet werden kann, für Anwendungen vorgesehen ist, in denen es darum geht, beispielsweise bei Kraftfahrzeugen den Fahrkomfort zu verbessern, indem Geräuschentwicklungen und/oder Vibrationen von Aggregaten eliminiert werden sollen.Rolling bearings of this type are used in a wide variety of applications where two components are to be mounted radially to one another so that they can be moved relative to one another. Just one example is the installation of such roller bearings in transmissions, for example for mounting different transmission elements in both automatic transmissions and manual transmissions. Occasionally, such a roller bearing, beyond its actual bearing properties, is designed in such a way that it also offers a further function. For example, it's off DE 10 2015 222 541 A1 a roller bearing known, which has the task of offering not only the actual radial bearing function, but also a noise reduction and a sealing function. For this purpose, in this rolling bearing, which has no inner ring, but only an outer ring, an angled ring is attached to both sides of the outer ring, which overlaps the outer ring in sections radially and at the end faces, the two angled rings from a sleeve having a flange on both sides are encroached and fixed. As a sandwich ring, each angled ring consists of two ring sections, namely an inner section, directed towards the outer ring and resting against this, made of an elastic plastic or elastomer and a metal reinforcement section that surrounds the elastic section. The elastic elastomer section has a double function. On the one hand, it should decouple the outer ring from the outer sleeve so that any vibrations and oscillations are dampened by the elastomer material. In addition, the elastomer section is provided with sealing lips extending radially to the component encompassed by the roller bearing, that is to say a shaft, which lie against the shaft, by means of which the sealing of the roller bearing is achieved. The elastomer material is injected onto the metal angle rings, that is, firmly fixed. These angular rings have a central reinforcement function, since the damping material has to be sufficiently elastic, i.e. soft, to dampen vibrations, and consequently requires a corresponding reinforcement in order not to be quickly worn out by the forces acting on the bearing during operation. In this known roller bearing, the noise damping in connection with the sealing function is in the foreground, which is why such a bearing, which can also be referred to as a sandwich bearing due to the sandwich-like angular rings, is intended for applications in which it is a question of, for example, in motor vehicles To improve driving comfort by eliminating noise and / or vibrations from units.

Daneben sind Anwendungen beispielsweise in Elektromaschinen bekannt, bei denen über das Wälzlager eine Isolierebene zwischen den relativ zueinander beweglich gelagerten Bauteilen geschaffen werden soll, das heißt, dass das Wälzlager mit isolierenden Eigenschaften ausgerüstet ist. Dies kann beispielsweise mittels eines sogenannten Hybridlagers erreicht werden, bei dem die Wälzlager aus einer Keramik sind, also einem von Haus aus elektrisch isolierenden Material, oder bei denen zumindest eine der Laufbahnen, auf denen die Wälzkörper laufen, mit einer Keramik- oder Kunststoffbeschichtung versehen sind. Durch entsprechende Auslegung der elektrischen Isolationseigenschaften des Materials des oder der isolierenden Elemente kann eine hinreichende elektrische Isolation über das Wälzlager erreicht werden. Dabei ist in diesen Anwendungen auch in hohem Maße der Verschleißschutz zu beachten, insbesondere bei Anwendung solcher Wälzlager in Form von Loslagern in Elektromaschinen oder dergleichen, weshalb auch die mechanischen Eigenschaften entsprechend auszulegen sind. Denn einerseits darf das Lager keine radiale Relativbeweglichkeit von Außenring und Innenring zueinander zeigen, wie auch eine entsprechende Abriebfestigkeit etc. gegeben sein muss.In addition, applications are known, for example in electrical machines, in which an insulating plane is to be created between the components that are mounted movably relative to one another via the roller bearing, that is to say that the roller bearing is equipped with insulating properties. This can be achieved, for example, by means of a so-called hybrid bearing, in which the roller bearings are made of a ceramic, i.e. an inherently electrically insulating material, or in which at least one of the raceways on which the rolling elements run is provided with a ceramic or plastic coating . By appropriately designing the electrical insulation properties of the material of the insulating element or elements, adequate electrical insulation can be achieved via the roller bearing. In these applications, wear protection must also be taken into account to a great extent, especially when using such rolling bearings in the form of floating bearings in electrical machines or the like, which is why the mechanical properties must also be designed accordingly. Because, on the one hand, the bearing must not show any radial relative mobility of the outer ring and inner ring to one another, as must a corresponding abrasion resistance, etc.

Die Auslegung bisher bekannter, eine elektrische Isolationsebene aufweisender Wälzlager in Form der Hybridlager oder der beschichteten Lager ist in diesem Zusammenhang relativ aufwendig, weshalb die Lager einerseits nur mit größerem Aufwand herzustellen sind und andererseits entsprechend teuer sind.The design of previously known roller bearings having an electrical insulation level in the form of hybrid bearings or coated bearings is relatively complex in this context, which is why the bearings can only be produced with greater effort on the one hand and are correspondingly expensive on the other.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein demgegenüber verbessertes Wälzlager anzugeben.The invention is therefore based on the problem of specifying a roller bearing that is improved in comparison.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Wälzlager der eingangsgenannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass am Außenring oder den Innenring beidseits jeweils eine einen L-förmigen Querschnitt aufweisende, den Außen- oder Innenring radial und axial umgreifende Isolierhülse oder eine den Außen- oder den Innenring radial umgreifende Isolierhülse und an jeder Stirnseite eine Isolierscheibe aus einem elektrisch isolierenden Isoliermaterial angeordnet ist, die von einer einen C-förmigen Querschnitt aufweisenden Hülse umgriffen sind.To solve this problem, it is provided according to the invention in a roller bearing of the type mentioned that on both sides of the outer ring or the inner ring an insulating sleeve that has an L-shaped cross section and that radially and axially encompasses the outer or inner ring or that radially encompasses the outer or inner ring Insulating sleeve and on each end face an insulating washer made of an electrically insulating insulating material is arranged, which are encompassed by a sleeve having a C-shaped cross section.

Bei dem erfindungsgemäßen Wälzlager wird die Isolationsebene auf sehr einfache Weise entweder mittels zweier axial auf den Außen- oder Innenring aufgesteckter Isolierhülsen oder einer Isolierhülse und zweier axialer Isolierscheiben aus einem hinreichende elektrische Isolationseigenschaften aufweisenden Isoliermaterial aufgesteckt. Werden zwei Isolierhülsen verwendet, so sind beide im Querschnitt L-förmig, umgreifend den jeweiligen Ring demzufolge sowohl radial als auch axial an seinen Stirnseiten. Im radialen Übergriff können die beiden Hülsen axial aneinander anstoßen, oder auch voneinander beabstandet sein. Alternativ kann auch eine zylindrische Isolierhülse auf den Außen- oder Innenring aufgesteckt bzw. aufgepresst werden, und an die beiden axialen Stirnseiten des Rings jeweils eine axiale Isolierscheibe angesetzt werden. Zur Fixierung der beiden Isolierhülsen bzw. der Isolierhülse und der axialen Isolierscheiben ist eine sie sowohl radial als auch axial umgreifende, also im Querschnitt C-förmige Hülse vorgesehen, die wiederum aus Metall ist und zweckmäßigerweise ein einfaches, tiefgezogenes Bauteil ist, das an einer Seite einen gezogenen Bund oder Bord und an der anderen Seite einen Bördelbund aufweist, die die beiden Isolierhülsen axial umgreifen.In the roller bearing according to the invention, the insulation plane is made from a sufficiently electrical one in a very simple manner either by means of two insulating sleeves axially slipped onto the outer or inner ring or one insulating sleeve and two axial insulating washers Insulating material having insulating properties is attached. If two insulating sleeves are used, both are L-shaped in cross-section, consequently encompassing the respective ring both radially and axially on its end faces. In the radial overlap, the two sleeves can abut one another axially, or they can also be spaced apart from one another. Alternatively, a cylindrical insulating sleeve can also be pushed or pressed onto the outer or inner ring, and an axial insulating washer can be attached to each of the two axial end faces of the ring. To fix the two insulating sleeves or the insulating sleeve and the axial insulating washers, a sleeve encompassing both radially and axially, i.e. with a C-shaped cross-section, is provided, which in turn is made of metal and is expediently a simple, deep-drawn component that is on one side has a drawn collar or board and on the other side a flanged collar which encompasses the two insulating sleeves axially.

Der Aufbau wie auch die Fertigung des erfindungsgemäßen Wälzlagers ist daher denkbar einfach. Denn es ist lediglich erforderlich, beispielsweise nach Montage von Innenring, Außenring und Wälzkörpern, die beiden Isolierhülsen bzw. die Isolierhülse und die beiden Isolierscheiben axial aufzuschieben bzw. aufzupressen bzw. axial anzusetzen und anschließend die Hülse aufzuschieben, die nachfolgend lediglich noch zur Bildung des Bördelbords umgebördelt werden muss. Die hülsen- bzw. scheibenförmigen Isolierelemente sind hierüber sodann sowohl radial als auch axial fest in Position gehalten und am Außen- oder Innenring festgelegt. Es ergibt sich demzufolge eine sehr einfach herzustellende, kompakte Lagereinheit, die alle relevanten Eigenschaften aufweist, die an ein solches Wälzlager gesetzt werden.The structure as well as the production of the roller bearing according to the invention is therefore very simple. Because it is only necessary, for example after assembly of the inner ring, outer ring and rolling elements, to push on the two insulating sleeves or the insulating sleeve and the two insulating washers axially or to press on or to attach axially and then to push on the sleeve, which is then only used to form the flanged flange must be flanged. The sleeve-shaped or disk-shaped insulating elements are then held firmly in position both radially and axially and fixed on the outer or inner ring. The result is a compact bearing unit that is very easy to manufacture and that has all the relevant properties that are associated with such a roller bearing.

Denn zum einen ist eine Isolationsebene gegeben, da das Isoliermaterial hinreichende elektrische Isoliereigenschaften aufweist, die also derart ausgelegt sind, dass sie den im Anwendungsfall zu isolierenden Spannungen Genüge leisten. Darüber hinaus sind die Isolierhülsen aber auch, was die Materialwahl angeht, in den mechanischen Eigenschaften derart ausgelegt, dass die an das Wälzlager gestellten mechanischen Anforderungen erfüllt werden. Denn eine relativ Relativbeweglichkeit des Außenrings zum Innenring ist auszuschließen, um die gewünschte Lagerbelastung respektive Tragfähigkeit sicherzustellen.This is because, on the one hand, there is an insulation level, since the insulation material has sufficient electrical insulation properties, which are therefore designed in such a way that they satisfy the voltages to be insulated in the application. In addition, with regard to the choice of material, the insulating sleeves are also designed in terms of the mechanical properties in such a way that the mechanical requirements placed on the roller bearing are met. This is because a relative mobility of the outer ring to the inner ring must be ruled out in order to ensure the desired bearing load or load-bearing capacity.

Insgesamt ist daher erfindungsgemäß ein Wälzlager vorgesehen, das im Aufbau und seiner Herstellung sehr einfach ist, das aber gleichwohl alle Erfordernisse hinsichtlich seiner elektrischen Isolationseigenschaft wie auch der mechanischen Festigkeit aufweist.Overall, a roller bearing is therefore provided according to the invention which is very simple in structure and manufacture, but which nevertheless has all the requirements with regard to its electrical insulation properties as well as mechanical strength.

Dabei sollten die L-förmigen Isolierhülsen bzw. die Isolierhülse und die Isolierscheiben aus einem Isoliermaterial sein, das eine Druckfestigkeit ≥ 150 N/mm² aufweist, um die Lagerbelastbarkeit respektive Tragfähigkeit entsprechend sicherzustellen bzw. das Lager entsprechend auszulegen. Zweckmäßigerweise sollte die Druckfestigkeit deutlich größer als 150 N/mm² sein, wobei natürlich die maximal erreichbare Druckfestigkeit vom verwendeten Isoliermaterial abhängt.The L-shaped insulating sleeves or the insulating sleeve and the insulating washers should be made of an insulating material that has a compressive strength ≥ 150 N / mm ² in order to ensure the bearing load capacity or load-bearing capacity or to design the bearing accordingly. The compressive strength should expediently be significantly greater than 150 N / mm ² , the maximum compressive strength that can of course be achieved depending on the insulating material used.

Die elektrische Durchschlagfestigkeit des verwendeten Isoliermaterials der Isolierhülsen sollte ≥ 10 kV/mm sein. Eine elektrische Durchschlagsfestigkeit dieser Größenordnung ist bereits ausreichend, die im Betrieb beispielsweise einer Elektromaschine gegeneinander zu isolierenden Potentialen zu trennen. Auch hier sollte natürlich die elektrische Durchschlagfestigkeit wenn möglich deutlich höher als die mindestens 10 kV/mm sein, wobei die jeweils maximal erreichbare elektrische Durchschlagfestigkeit wiederum vom verwendeten Isoliermaterial abhängt.The dielectric strength of the insulating material used in the insulating sleeves should be ≥ 10 kV / mm. An electrical breakdown strength of this order of magnitude is sufficient to separate the potentials to be isolated from one another during operation of an electric machine, for example. Here too, of course, the dielectric strength should, if possible, be significantly higher than the minimum 10 kV / mm, the maximum achievable dielectric strength again depending on the insulating material used.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das verwendete Isoliermaterial eine Wärmeleitfähigkeit ≥ 0,2 W/mK aufweist. Hierüber wird sichergestellt, dass ausreichend Wärme aus dem Lager abgeführt werden kann, sodass es nicht zu einer unzulässigen Lagererwärmung kommt. Eine Wärmeleitfähigkeit respektive ein Wärmeleitkoeffizient von wenigstens 0,2 W/mK ist bereits ein ausreichend guter Wert, der dies ermöglicht, gleichwohl sollte das verwendete Material wenn möglich eine möglichst hohe Wärmeleitfähigkeit zeigen, wobei auch hier der maximale Wärmeleitfähigkeitswert vom verwendeten Isoliermaterial abhängt.It is also useful if the insulating material used has a thermal conductivity of ≥ 0.2 W / mK. This ensures that sufficient heat can be dissipated from the bearing so that there is no inadmissible warming of the bearing. A thermal conductivity or a thermal conductivity coefficient of at least 0.2 W / mK is already a sufficiently good value to make this possible, but the material used should, if possible, have the highest possible thermal conductivity, with the maximum thermal conductivity value also depending on the insulating material used.

Zweckmäßigerweise wird ein Isoliermaterial verwendet, dass alle drei Eigenschaften in hinreichendem Umfang zeigt bzw. bei dem die einzelne Materialkennwerte entsprechend aufeinander abgestimmt sind, sodass die jeweiligen Mindestwerte gegeben respektive überschritten sind.An insulating material is expediently used that exhibits all three properties to a sufficient extent or in which the individual material parameters are appropriately matched to one another so that the respective minimum values are given or exceeded.

Die Isolierhülsen bzw. die Isolierhülse und die Isolierscheiben können dabei aus unterschiedlichem Isoliermaterial sein. Verwendet werden können Kunststoffe in Form von Duroplasten oder Thermoplasten, aber auch Verbundwerkstoffe aus Kunststoffbasis, beispielsweise mit in die Kunststoffmatrix eingebetteten Glas- oder Kohlenstofffasern oder ähnliches. Alternativ können die Isolierhülsen auch aus einer geeigneten Keramik sein, wie auch Isolierhülsen bzw. Isolierscheiben aus Papier eingesetzt werden können.The insulating sleeves or the insulating sleeve and the insulating washers can be made of different insulating materials. Plastics in the form of thermosets or thermoplastics can be used, but also composite materials made from a plastic basis, for example with glass or carbon fibers or the like embedded in the plastic matrix. Alternatively, the insulating sleeves can also be made of a suitable ceramic, and insulating sleeves or insulating washers made of paper can also be used.

Als Hülse wird wie beschrieben zweckmäßigerweise eine aus einem Metallblech gezogene Hülse verwendet, die an der einen Seite einen gezogenen Bund oder Bord und an der anderen Seite einen Bördelbord aufweist.As described, a sleeve drawn from sheet metal is expediently used as the sleeve, which has a Has drawn collar or border and on the other side a flanged border.

Neben dem Wälzlager betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Wälzlagers, das sich dadurch auszeichnet, dass nach dem Zusammensetzen des Außenrings, der Wälzkörper und des Innenrings entweder auf den Außen- oder Innenring zwei einen L-förmigen Querschnitt aufweisende Isolierhülsen aus einem elektrisch isolierenden Isoliermaterial aufgesteckt werden, oder eine den Außen- oder den Innenring radial umgreifende Isolierhülse und an jeder Stirnseite eine Isolierscheibe angeordnet werden, wonach eine nur an einer Seite einen Bord aufweisende Hülse aufgesteckt bzw. aufgepresst wird, die beide Isolierhülsen oder die Isolierhülse radial übergreift, wonach durch Umformung an der anderen Seite der Hülse ein weiterer Bord ausgebildet wird.In addition to the roller bearing, the invention also relates to a method for producing such a roller bearing, which is characterized in that after the assembly of the outer ring, the rolling elements and the inner ring, either on the outer or inner ring, two insulating sleeves having an L-shaped cross section are made from an electrically insulating insulating material are attached, or an insulating sleeve encompassing the outer or inner ring radially and an insulating washer are arranged on each end face, after which a sleeve having a rim on only one side is attached or pressed on, which radially overlaps both insulating sleeves or the insulating sleeve, after which another board is formed by forming on the other side of the sleeve.

Dabei werden Isolierhülsen oder eine Isolierhülse und Isolierscheiben aus einem Isoliermaterial verwendet, das eine Druckfestigkeit ≥ 150 N/mm² und/oder eine elektrische Durchschlagsfestigkeit ≥ 10 kV/mm und/oder eine Wärmeleitfähigkeit > 0,2 W/mK aufweist.Insulating sleeves or an insulating sleeve and insulating washers made of an insulating material are used that have a compressive strength ≥ 150 N / mm ² and / or an electrical breakdown strength ≥ 10 kV / mm and / or a thermal conductivity> 0.2 W / mK.

Als Isoliermaterialien können Kunststoffe, vornämlich Thermoplasten oder Duroplasten, Verbundwerkstoffe, Keramiken oder Papier verwendet werden.Plastics, primarily thermoplastics or thermosets, composite materials, ceramics or paper can be used as insulating materials.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

1 eine Teilansicht, geschnitten, eines erfindungsgemäßen Wälzlagers einer ersten Ausführungsform,
2 eine Teilansicht, geschnitten, eines erfindungsgemäßen Wälzlagers einer zweiten Ausführungsform, und
3 eine Teilansicht, geschnitten, eines erfindungsgemäßen Wälzlagers einer dritten Ausführungsform.

The invention is explained below on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawings. The drawings are schematic representations and show:

1 a partial view, in section, of a roller bearing according to the invention of a first embodiment,
2 a partial view, in section, of a roller bearing according to the invention of a second embodiment, and
3 a partial view, in section, of a rolling bearing according to the invention of a third embodiment.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Wälzlager 1 in Form eines Kugellagers. Es umfasst einen Innenring 2, einen Außenring 3 sowie zwischen diesen aufgenommene, in einem nicht näher gezeigten Käfig geführte Wälzkörper 4 in Form von Kugeln, die auf entsprechenden Laufbahnen 5, 6 des Innen- und des Außenrings 2, 3 wälzen. 1 shows a roller bearing according to the invention 1 in the form of a ball bearing. It includes an inner ring 2 , an outer ring 3 as well as rolling elements accommodated between these and guided in a cage, not shown in detail 4th in the form of balls on corresponding raceways 5 , 6th of the inner and outer ring 2 , 3 roll over.

Auf dem Außenring 2 sind von beiden Seiten zwei Isolierhülsen 7, 8 aufgesteckt, die beide im Querschnitt L-förmig sind und jeweils einen den Außenring 3 radial außen umgreifenden zylindrischen Abschnitt 9, 10 sowie einen den Außenring 3 an seiner jeweiligen Stirnseite axial übergreifenden Radialflansch 11, 12 aufweisen. Die beiden Abschnitte 9, 10 laufen aufeinander zu, sind im gezeigten Beispiel jedoch geringfügig voneinander mittig beabstandet.On the outer ring 2 there are two insulating sleeves on both sides 7th , 8th attached, both of which are L-shaped in cross-section and each have the outer ring 3 radially outside encompassing cylindrical section 9 , 10 and one the outer ring 3 on its respective end face axially overlapping radial flange 11 , 12th exhibit. The two sections 9 , 10 run towards one another, but in the example shown are slightly spaced from one another in the middle.

Die beiden Isolierhülsen 7, 8 sind aus einem elektrisch isolierenden Material, das eine elektrische Durchschlagfestigkeit ≥ 10 Kv/mm aufweist. Das verwendete Isoliermaterial weist des Weiteren eine Druckfestigkeit ≥ 150 N/mm² auf, wie zweckmäßigerweise auch eine Wärmeleitfähigkeit ≥ 0,2 W/mK. Bevorzugt wird ein Kunststoff, vornämlich ein Thermo- oder ein Duroplast, verwendet, alternativ dazu kann auch ein Verbundwerkstoff, eine Keramik oder Papier verwendet werden.The two insulating sleeves 7th , 8th are made of an electrically insulating material with a dielectric strength of ≥ 10 Kv / mm. The insulating material used also has a compressive strength of 150 N / mm ² , and expediently also a thermal conductivity 0.2 W / mK. A plastic, primarily a thermoplastic or a thermosetting plastic, is preferably used; alternatively, a composite material, a ceramic or paper can also be used.

Die beiden Isolierhülsen 9, 10 sind radial außen sowie axial von einer aufgepressten Hülse 13 umgriffen und in ihrer Position fixiert. Die Hülse 13 weist einen C-förmigen Querschnitt mit einem ersten, die beiden Isolierhülsen 7, 8 radial umgreifenden zylindrischen Abschnitt 14 sowie zwei die beiden zweiten Radialflansche 11, 12 der Isolierhülse axial übergreifenden zweite Borde 15, 16 auf. Die Hülse 13 ist aus Metall, zweckmäßigerweise aus Stahl und bevorzugt tiefgezogen, wobei im Rahmen des Tiefziehens der Bord 16 ausgebildet wird, während der andere Bord 15 nach Aufpressen der Hülse 13 auf die beiden Isolierhülsen umgebördelt wird, mithin also als Bördelbord ausgeführt wird.The two insulating sleeves 9 , 10 are radially outside and axially from a pressed-on sleeve 13th grasped and fixed in their position. The sleeve 13th has a C-shaped cross section with a first, the two insulating sleeves 7th , 8th radially encompassing cylindrical section 14th as well as two the two second radial flanges 11 , 12th the insulating sleeve axially overlapping second ribs 15th , 16 on. The sleeve 13th is made of metal, expediently made of steel and preferably deep-drawn, with the board in the context of deep-drawing 16 is trained while the other board 15th after pressing on the sleeve 13th is crimped onto the two insulating sleeves, so it is designed as a crimped rim.

Im Rahmen der Herstellung werden zunächst die beiden Isolierhülsen 7, 8 auf die aus Innenring 2, Außenring 3 und den Wälzkörpern 4 bestehende Lagereinheit aufgeschoben respektive ausgepresst, das heißt, sie liegen mit entsprechender Vorspannung radial am Außenring 3 an. Sodann wird die nur an einer Seite einen zweiten Bord 16 aufweisende Hülse 13 aufgesteckt respektive aufgepresst, das heißt, dass die Hülse 13 mit ausreichender Vorspannung radial auf die Isolierhülsen 7, 8 aufgepresst ist, wonach der zweite Bord 15 durch Umbördeln als Bördelbord ausgebildet wird.In the course of production, the two insulating sleeves 7th , 8th on the from inner ring 2 , Outer ring 3 and the rolling elements 4th Existing bearing unit pushed on or pressed out, that is, they lie radially on the outer ring with appropriate preload 3 at. Then there is a second shelf on one side only 16 having sleeve 13th attached or pressed on, that is, the sleeve 13th with sufficient preload radially on the insulating sleeves 7th , 8th is pressed on, after which the second board 15th is formed by flanging as a flanged rim.

Bei dem in 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein außen isoliertes Wälzlager 1 beschrieben, da die Isolierebene, realisiert über die beiden Isolierhülsen 7, 8, am Außenring vorgesehen ist. Die beiden Isolierhülsen 7, 8 isolieren demzufolge den metallenen Außenring 3 von der metallenen Hülse 13, die ihrerseits in einem geeigneten Lagersitz, beispielsweise einer Gehäusebohrung oder in einem Lagerschild oder einer Lagerbrille aufgenommen ist. In jedem Fall wird über die beiden Isolierhülsen 7, 8 gebildete Isolierebene das Bauteil, auf dem der Innenring 2 sitzt, also die Welle, zu dem Bauteil, in dem die Hülse 13 aufgenommen ist, elektrisch isoliert. Aufgrund der hervorragenden mechanischen Eigenschaften des verwendeten Isoliermaterials insbesondere im Hinblick auf die Druckfestigkeit ist das Wälzlager auch mechanisch derart ausgelegt, dass es hohe Lagerlasten aufnehmen kann, es also nicht zu einer Relativbewegung des Wälzlagers zu den zu lagernden Bauteilen kommen kann und das Lager demzufolge die gewünschte Tragfähigkeit aufweist.The in 1 described embodiment is an externally insulated roller bearing 1 described, as the insulating level, implemented via the two insulating sleeves 7th , 8th , is provided on the outer ring. The two insulating sleeves 7th , 8th consequently isolate the metal outer ring 3 from the metal sleeve 13th , which in turn is received in a suitable bearing seat, for example a housing bore or in a bearing plate or a bearing bracket. In any case, the two insulating sleeves 7th , 8th The insulating plane formed is the component on which the inner ring 2 sits, i.e. the shaft, to the component in which the sleeve 13th is added, electrically isolated. Due to the excellent mechanical properties of the insulation material used, especially with regard to compressive strength, this is Rolling bearings are also designed mechanically in such a way that they can accommodate high bearing loads, i.e. there cannot be a relative movement of the rolling bearing to the components to be supported and the bearing consequently has the desired load-bearing capacity.

Des Weiteren wird, da das verwendete Isoliermaterial einen hinreichend hohen Wärmeleitkoeffizienten aufweist, auch sichergestellt, dass über das Isoliermaterial ausreichend Wärme aus dem Lager abgeführt werden kann.Furthermore, since the insulating material used has a sufficiently high coefficient of thermal conductivity, it is also ensured that sufficient heat can be dissipated from the bearing via the insulating material.

2 zeigt ein erfindungsgemäßes Wälzlager 1 einer zweiten Ausführungsform, wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Auch hier ist ein Innenring 2, ein Außenring 3 sowie Wälzkörper 4 in Form von Kugeln vorgesehen. 2 shows a roller bearing according to the invention 1 a second embodiment, the same reference numerals being used for the same components. Again, there is an inner ring 2 , an outer ring 3 as well as rolling elements 4th provided in the form of balls.

Bei diesem Wälzlager 1 befindet sich die Isolierebene am Innenring 2. Hier sind auf den Innenring 2 zwei Isolierhülsen 7, 8 aus einem entsprechenden Isoliermaterial aufgeschoben, die wiederum jeweils einen zylindrischen Abschnitt 9, 10, der mit geeigneter Vorspannung den Innenumfang des Innenrings 2 radial umgreift, und einen Radialflansch 11, 12, der jeweils die Stirnseite des Innenrings 2 axial übergreift, aufweisen.With this rolling bearing 1 the insulating layer is on the inner ring 2 . Here are on the inner ring 2 two insulating sleeves 7th , 8th made of a suitable insulating material, which in turn each have a cylindrical section 9 , 10 , which with suitable preload the inner circumference of the inner ring 2 encompasses radially, and a radial flange 11 , 12th , each of the face of the inner ring 2 axially overlaps have.

Weiterhin ist auch hier eine Hülse 13 aus Metall, vorzugsweise Stahl, vorgesehen, die wiederum die beiden Isolierhülsen 7, 8 sowohl radial als auch axial übergreift und auch hier einen C-förmigen Querschnitt mit einem radial auf die Isolierhülsen 7, 8 aufgepressten zylindrischen Abschnitt 14 sowie zwei axial fest auf die Isolierhülsen aufgepressten zweiten Borde 15, 16 aufweist.There is also a sleeve here 13th made of metal, preferably steel, provided, which in turn, the two insulating sleeves 7th , 8th overlaps both radially and axially and also here has a C-shaped cross section with a radial on the insulating sleeves 7th , 8th pressed on cylindrical section 14th as well as two second rims pressed axially firmly onto the insulating sleeves 15th , 16 having.

3 zeigt ein Wälzlager 1 umfassend einen Innenring 2, einen Außenring 3 sowie zwischen diesen aufgenommene, in einem nicht näher gezeigten Käfig geführte Wälzkörper 4 in Form von Kugeln, die auf entsprechenden Laufbahnen 5, 6 des Innen- und des Außenrings 2, 3 wälzen. Auf den Außenring ist eine Isolierhülse 17 aus einem Isoliermaterial wie vorstehend definiert aufgeschoben bzw. aufgepresst. Axial an den Stirnseiten des Außenrings sind zwei axiale Isolierscheiben 18 ebenfalls aus einem solchen Isoliermaterial angeordnet. 3 shows a roller bearing 1 comprising an inner ring 2 , an outer ring 3 as well as rolling elements accommodated between these and guided in a cage, not shown in detail 4th in the form of balls on corresponding raceways 5 , 6th of the inner and outer ring 2 , 3 roll over. There is an insulating sleeve on the outer ring 17th pushed or pressed on from an insulating material as defined above. Axially on the end faces of the outer ring are two axial insulating washers 18th also arranged from such an insulating material.

Die Isolierhülse 17 und die beiden Isolierscheiben 18 sind radial außen sowie axial von einer aufgepressten Hülse 13 umgriffen und in ihrer Position fixiert. Die Hülse 13 weist einen C-förmigen Querschnitt mit einem ersten, die Isolierhülse 17 radial umgreifenden zylindrischen Abschnitt 14 sowie zwei die beiden Isolierscheiben 18 axial übergreifenden zweite Borde 15, 16 auf. Die Hülse 13 ist aus Metall, zweckmäßigerweise aus Stahl und bevorzugt tiefgezogen, wobei im Rahmen des Tiefziehens der Bord 16 ausgebildet wird, während der andere Bord 15 nach Aufpressen der Hülse 13 auf die beiden Isolierhülsen umgebördelt wird, mithin also als Bördelbord ausgeführt wird.The insulating sleeve 17th and the two insulating washers 18th are radially outside and axially from a pressed-on sleeve 13th grasped and fixed in their position. The sleeve 13th has a C-shaped cross-section with a first, the insulating sleeve 17th radially encompassing cylindrical section 14th as well as two the two insulating washers 18th axially overlapping second ribs 15th , 16 on. The sleeve 13th is made of metal, expediently made of steel and preferably deep-drawn, with the board in the context of deep-drawing 16 is trained while the other board 15th after pressing on the sleeve 13th is crimped onto the two insulating sleeves, so it is designed as a crimped rim.

Wenngleich mit 3 ein Wälzlager 1 mit einer am Außenring 3 vorgesehenen Isolierebene gezeigt ist, ist natürlich eine Ausbildung der Isolierebene am Innenumfang des Innenrings 2 gleichermaßen denkbar, ähnlich wie in 2 gezeigt, jedoch mit nur einer Isolierhülse 17 und zwei separaten axialen Isolierscheiben 18.Albeit with 3 a roller bearing 1 with one on the outer ring 3 provided insulating plane is shown, is of course a formation of the insulating plane on the inner circumference of the inner ring 2 equally conceivable, similar to in 2 shown, but with only one insulating sleeve 17th and two separate axial insulating washers 18th .

Die 1 - 3 zeigen drei Wälzlager 1 in Form von Rillenkugellagern, wie sie insbesondere in Elektromaschinen respektive elektrischen Antrieben, insbesondere im Kraftfahrzeugbereich, verwendet werden können, und dort insbesondere als Loslager. Gleichwohl ist die Erfindung auf einen solchen Lagertyp respektive eine solche Lagerausführung nicht beschränkt, vielmehr können beliebige Kugellager, aber auch Rollenlager mit zylindrischen oder kegeligen Rollen oder Nadellager etc. in der erfindungsgemäßen weiß ausgerüstet werden.the 1 - 3 show three rolling bearings 1 in the form of deep groove ball bearings, as can be used in particular in electrical machines or electrical drives, in particular in the motor vehicle sector, and there in particular as floating bearings. Nevertheless, the invention is not limited to such a bearing type or such a bearing design, rather any ball bearings, but also roller bearings with cylindrical or tapered rollers or needle bearings, etc. can be equipped in the white according to the invention.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: Wälzlagerroller bearing
22: InnenringInner ring
33: AußenringOuter ring
44th: WälzkörperRolling elements
55: Laufbahncareer
66th: Laufbahncareer
77th: IsolierhülseInsulating sleeve
88th: IsolierhülseInsulating sleeve
99: zylindrischer Abschnittcylindrical section
1010: zylindrischer Abschnittcylindrical section
1111: RadialflanschRadial flange
1212th: RadialflanschRadial flange
1313th: HülseSleeve
1414th: zylindrischer Abschnittcylindrical section
1515th: BordBoard
1616: BordBoard
1717th: IsolierhülseInsulating sleeve
1818th: IsolierscheibeInsulating washer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102015222541 A1 [0002]

Claims

Rolling bearing, with an inner ring (2) and an outer ring (3) as well as rolling elements (4) accommodated in between, characterized in that on the outer ring (3) or the inner ring (2) either on both sides an L-shaped cross-section, the outer - Or inner ring (3, 2) radially and axially encompassing insulating sleeve (7, 8) or an insulating sleeve radially encompassing the outer or inner ring and on each end face an insulating washer made of an electrically insulating insulating material, which is arranged from a C-shaped Cross-section having sleeve (13) are encompassed.

Roller bearings after Claim 1 , characterized in that the L-shaped insulating sleeves (7, 8) or the insulating sleeve and the insulating washers are made of an insulating material which has a compressive strength ≥ 150 N / mm ² .

Roller bearings after Claim 1 or 2 , characterized in that the L-shaped insulating sleeves (7, 8) or the insulating sleeve and the insulating washers are made of an insulating material which has an electrical breakdown strength of ≥ 10 kV / mm.

Rolling bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the L-shaped insulating sleeves (7, 8) or the insulating sleeve and the insulating washers are made of an insulating material which has a thermal conductivity of ≥ 0.2 W / mK.

Rolling bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the L-shaped insulating sleeves (7, 8) or the insulating sleeve and the insulating washers are made of plastic, composite material, ceramic or paper.

Rolling bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (13) is drawn and has a drawn rim (16) on one side and a flanged rim (15) on the other side.

Method for producing a rolling bearing according to one of the preceding claims, characterized in that after the assembly of the outer ring (3), the rolling elements (4) and the inner ring (2) either two insulating sleeves (7, 8) having an L-shaped cross section are made an electrically insulating insulating material can be attached to the outer or inner ring, or an insulating sleeve is attached to the outer or inner ring and two insulating washers are placed on the end faces of the outer or inner ring made of an electrically insulating insulating material, after which only one is placed on one side a sleeve (13) having a rim (16) is attached which radially overlaps both insulating sleeves (7, 8) or the insulating sleeve, after which another rim (15) is formed by forming on the other side of the sleeve (13).

Procedure according to Claim 7 , characterized in that L-shaped insulating sleeves (7, 8) or the insulating sleeve and the insulating washers made of an insulating material that has a compressive strength ≥ 150 N / mm ² and / or an electrical breakdown strength ≥ 10 kV / mm and / or a thermal conductivity ≥ 0.2 W / mK can be used.

Procedure according to Claim 7 or 8th , characterized in that the L-shaped insulating sleeves (7, 8) or the insulating sleeve and the insulating washers made of plastic, composite material, ceramic or paper are used.