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Vorliegende Erfindung betrifft ein Wälzlager gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Wälzlageranordnung.
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Bei bestimmten Anwendungen, wie beispielsweise im Textilmaschinenbau, kann es vorkommen, das Wälzlager Zentrifugalkräften ausgesetzt sind. Dies kann beispielsweise dadurch auftreten, dass die Wälzlager an Vorrichtungen montiert sind, die selbst in Rotation versetzt werden. Passiert es nun, dass die Drehachse der Vorrichtung senkrecht zu der Drehachse des an der Vorrichtung montierten Wälzlagers verläuft, können die auf das Wälzlager ausgeübten Zentrifugalkräfte dazu führen, dass ein für den reibungslosen Betrieb des Wälzlagers nötiges Schmiermittel in axialer Richtung des Wälzlagers in Folge der ausgeübten Fliehkräfte herausgedrückt wird.
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Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe von Dichtelementen bekannt, die dazu ausgelegt sind, einen Lagerinnenraum des Wälzlagers abzudichten. Jedoch kann es passieren, insbesondere wenn die Drehzahlen der Vorrichtung, an der das Wälzlager montiert ist, relativ hoch sind, dass trotz vorhandener bekannter Dichtelemente das Schmiermittel aus dem Wälzlager herausgedrückt wird. Dadurch kann es zu einer Mangelschmierung im Wälzlager kommen, in Folge derer die Lebensdauer des Lagers reduziert sein kann.
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Es ist deshalb Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Wälzlager bereitzustellen, dass eine verbesserte Lebensdauer hat, auch wenn das Wälzlager in axialer Richtung Zentrifugalkräften ausgesetzt ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Wälzlager gemäß Patentanspruch 1 sowie eine Textilmaschine gemäß Patentanspruch 9 gelöst.
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Das Wälzlager umfasst einen Außenring und einen koaxial dazu angeordneten Innenring, die zwischen sich einen Lagerinnenraum definieren. In dem Lagerinnenraum ist zumindest eine Reihe von Wälzkörpern angeordnet. Ferner umfasst der Innenring eine Bohrung, in der eine drehfest mit dem Innenring verbindbare Welle aufnehmbar ist.
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Damit das Wälzlager eine verbesserte Lebensdauer hat, auch wenn das Wälzlager in axialer Richtung Zentrifugalkräften ausgesetzt ist, ist an dem Außenring eine sich stirnseitig am Wälzlager erstreckende Abdeckung befestigt, die den Lagerinnenraum, den Innenring und die Bohrung abdeckt. Dabei kann die Abdeckung dazu geeignet sein, einen Schmiermittelverlust, insbesondere wenn das Wälzlager Zentrifugalkräften ausgesetzt ist, zu reduzieren oder sogar zu verhindern. Indem ein Schmiermittelverlust zumindest reduziert, wenn nicht sogar verhindert wird, kann eine Mangelschmierung im Wälzlager verzögert bzw. verhindert werden und dadurch die Lebensdauer des Wälzlagers erhöht werden.
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Als Wälzkörper können zum Beispiel Kugeln vorgesehen sein. Es können aber auch andere Arten von Wälzkörpern, wie beispielsweise Zylinder, Kegel, Tonnen und dergleichen, eingesetzt werden. Die Wälzkörper können aus Metall, insbesondere Wälzlagerstahl, oder Keramik hergestellt sein. Alternativ können Wälzkörper aus zwei verschiedenen Materialen, wie beispielsweise Wälzlagerstahl und Keramik, zusammen in dem Wälzlager verwendet werden. Bei dem Wälzlager kann es sich beispielsweise um ein Rillenkugellager handeln. Das Wälzlager kann aber auch eine andere Art von Wälzlager, wie beispielsweise ein Zylinderrollenlager, ein Kegelrollenlager, oder dergleichen, sein.
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Unabhängig von der Abdeckung können zusätzlich Dichtelemente vorgesehen sein, die den Lagerinnenraum abdichten. Alternativ kann die Welle auch integral mit dem Innenring ausgebildet sein oder die Wälzkörper können auf der Welle laufen.
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Bevorzugt ist zwischen einer Stirnfläche des Lagerinnenrings und der Abdeckung ein Spalt ausgebildet, so dass die Abdeckung von der Stirnfläche des Lagerinnenrings beabstandet ist bzw. nicht an der Stirnfläche des Lagerinnenrings anliegt. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass eine Reibung zwischen der Abdeckung und der Stirnfläche des Lagerinnenrings verhindert werden kann, die auftritt, wenn entweder der Innen- oder der Außenring in Rotation versetzt wird. Beispielsweise kann in der Abdeckung eine Ausnehmung vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Stirnfläche des Lagerinnenrings auch im Verhältnis zur Abdeckung zurückgesetzt sein.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Abdeckung lösbar an dem Außenring befestigt sein. Dies hat den Vorteil, dass die Abdeckung für Wartungsarbeiten und/oder Nachschmierung zugängig bleibt.
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Um die Abdeckung lösbar an dem Außenring zu befestigen, sind bevorzugt am Außenring eine oder mehrere Aussparungen ausgebildet und an der Abdeckung sind ein oder mehrere, komplementär zu den Aussparungen ausgebildete Auskragungen ausgebildet, wobei im Zusammenbauzustand die Auskragungen in die Aussparungen eingreifen. Vorzugsweise ist am Außenring eine umlaufende Nut und an der Abdeckung eine umlaufende Rippe vorgesehen.
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Alternativ kann an der Abdeckung eine oder mehrere Aussparungen, vorzugsweise eine umlaufende Nut, ausgebildet sein, und am Außenring kann eine oder mehrere, komplementär zu den Aussparungen ausgebildete Auskragungen, vorzugsweise eine umlaufende Rippe, ausgebildet sein, wobei im Zusammenbauzustand die Auskragungen in die Aussparungen eingreifen, um die Abdeckung lösbar an dem Außenring zu befestigen.
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Mittels der einen oder mehreren Aussparungen bzw. Nut und der komplementär zu den Aussparungen ausgebildeten Auskragungen bzw. Rippe kann die Abdeckung auf einfach und zuverlässige Weise an dem Außenring befestigt werden. Bevorzugt ist die mindestens eine Aussparung in einer radial inneren Mantelfläche des Außenrings angeordnet und erstreckt sich im Wesentlichen nach radial außen. Insbesondere kann die Nut, eine Nut sein, die bereits für ein Dichtelement zur Abdichtung des Lagerinnenraums in der radial inneren Mantelfläche des Außenrings vorgesehen ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind an der Aussparung eine oder mehrere Hinterschnitte ausgebildet und an der Auskragung eine oder mehrere zu dem Hinterschnitt komplementär ausgebildete Schnappnasen ausgebildet sind, wobei im Zusammenbauzustand die Hinterschnitte und Schnappnasen in Eingriff gehen, so dass die Abdeckung selbsthaltend an dem Außenring befestigt ist. Dies hat den Vorteil, dass die Abdeckung leicht und schnell in die Aussparung eingeschnappt werden kann. Insbesondere können, wenn bereits eine Nut im Außenring des Wälzlagers vorgesehen ist, das Wälzlager nachträglich mit einer Abdeckung ausgerüstet werden.
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Bevorzugt ist die Abdeckung aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, wobei die Abdeckung insbesondere spritzgegossen ist. Vorteilhafterweise ist das Kunststoffmaterial so gewählt, dass es eine gewisse elastische Verformbarkeit aufweist, die es ermöglicht, die Abdeckung an dem Außenring, insbesondere in der Nut, einschnappen zu lassen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Textilmaschine mit einer Vorrichtung, die dazu ausgelegt ist, um eine Achse zu rotieren, vorgeschlagen, wobei auf der Vorrichtung zumindest eine mittels zumindest einem voranstehend beschriebenen Wälzlager gelagerte Welle vorgesehen ist, wobei eine Drehachse des zumindest einen Wälzlagers senkrecht zu der Drehachse der Vorrichtung ist. Dabei kann insbesondere die Drehgeschwindigkeit der Vorrichtung 10 bis 20 mal größer sein als die Drehgeschwindigkeit des Wälzlagers.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen angegeben. Dabei sind insbesondere die in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegebenen Kombinationen der Merkmale rein exemplarisch, so dass die Merkmale auch einzeln oder anders kombiniert vorliegen können.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele und die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen rein exemplarisch und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.
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Es zeigen:
- 1: eine schematische Ansicht eines Wälzlagers gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 2: eine Teilschnittansicht durch das Wälzlager aus 1,
- 3: eine schematische Schnittansicht einer Abdeckung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, und
- 4: eine schematische Teilansicht einer Textilmaschine gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Wälzlagers 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Anordnung, bei der das Wälzlager 1 in axialer Richtung Zentrifugalkräften ausgesetzt ist. Beispielsweise kann das Wälzlager 1 dazu ausgelegt sein, um eine Drehachse 10 zu rotieren, während es gleichzeitig an einer Vorrichtung (nicht gezeigt) montiert ist, die selbst um eine zu der Drehachse 10 des Wälzlagers 1 senkrechten Drehachse 12 rotiert, so dass das Wälzlager 1 mit Zentrifugalkräften auch in axialer Richtung beaufschlagt ist.
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Das Wälzlager 1 umfasst einen Außenring 2 und einen koaxial dazu angeordneten Innenring 4. Zwischen dem Außenring 2 und dem Innenring 4 ist ein Lagerinnenraum definiert, in dem zumindest eine Reihe von Wälzkörpern 6, in diesem Fall Kugeln, angeordnet sind. Der Innenring 4 weist ferner eine Bohrung 8 (2) auf, in der eine drehfest mit dem Innenring 4 verbindbare Welle (nicht gezeigt) aufnehmbar ist, die um eine Drehachse 10 rotiert. Alternativ kann der Innenring 4 auch integral mit der Welle ausgebildet sein.
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Damit das Wälzlager 1 eine verbesserte Lebensdauer hat, auch wenn das Wälzlager 1 wie in 1 angedeutet, in axialer Richtung Zentrifugalkräften ausgesetzt ist, ist an dem Au-ßenring 2 eine sich stirnseitig am Wälzlager erstreckende Abdeckung 14 befestigt, die den Lagerinnenraum, den Innenring 4 und die Bohrung 8 abdeckt. Vorteilhafterweise ist die Abdeckung 14 dazu geeignet, einen Schmiermittelverlust durch die ausgeübten Zentrifugalkräfte zu reduzieren oder sogar zu verhindern.
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Bei der in der 2 gezeigten Ausführungsform, ist, um die Abdeckung 14 lösbar an dem Außenring 2 zu befestigen, am Außenring eine Nut 16 ausgebildet und an der Abdeckung 14 ist eine komplementär zu der Nut 16 ausgebildete Rippe 18 vorgesehen, so dass im 2 gezeigten Zusammenbauzustand die Rippe 18 in die Nut 18 eingreift. Alternativ kann in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Nut 16 durch eine oder mehrere Aussparungen ausgebildet werden und die Rippe 18 kann durch ein oder mehrere, komplementär zu den Aussparungen ausgebildete Auskragungen ausgebildet werden. Gemäß einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Nut 16 am Innenring 4 und die Rippe 18 am Außenring 2 vorgesehen sein.
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In dem in der 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Nut 16 in einer radial inneren Mantelfläche 20 des Außenrings 2 angeordnet und erstreckt sich im Wesentlichen nach radial außen. Insbesondere kann es sich bei der Nut 16 um eine Nut handeln, die zur Befestigung von bekannten Dichtelementen bereits bekannt ist. Außerdem ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in der Nut 16 ein Hinterschnitt 22 ausgebildet, in die eine Schnappnase 24, die derart geformt ist, dass sie zu dem Hinterschnitt 22 komplementär ist, einschnappt, so dass der Hinterschnitt 22 und die Schnappnase 24 im Zusammenbauzustand in Eingriff gehen. Dies ermöglicht, die Abdeckung 14 selbsthaltend an dem Außenring 2 zu befestigen.
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Ferner ist zwischen einer Stirnfläche 26 des Lagerinnenrings 4 und der Abdeckung 14 ein Spalt 28 ausgebildet, so dass die Abdeckung 14 von der Stirnfläche 26 des Lagerinnenrings 4 beabstandet ist. Hierfür kann, wie in der 2 zu sehen ist, eine zentrale Innenfläche 34 der Abdeckung 14 im Verhältnis zu einer Anlagefläche 32 der Abdeckung 14 am Außenring 2 zurückgesetzt sein.
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Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel der Abdeckung 14, das in 3 gezeigt ist, ist in der Abdeckung 14 eine Ausnehmung 30 vorgesehen, um die zentrale Innenfläche 32 von der Stirnfläche 26 des Lagerinnenrings 4 zu beabstanden. Zusätzlich oder alternativ kann die Stirnfläche 26 des Lagerinnenrings auch im Verhältnis zur Abdeckung 14 zurückgesetzt sein bzw. eine axiale Ausdehnung des Innenrings 4 kann kleiner sein als eine axiale Ausdehnung des Außenrings 2.
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Die Abdeckung 14 kann aus Kunststoff durch ein Spritzgussverfahren hergestellt sein. Vorteilhafterweise ist das Kunststoffmaterial so gewählt, dass es eine gewisse elastische Verformbarkeit aufweist, die es ermöglicht, die Abdeckung 14 in der Nut 16 einschnappen zu lassen.
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4 zeigt eine Teilansicht einer Textilmaschine mit einer Vorrichtung 40, die dazu ausgelegt ist, um eine Achse (nicht gezeigt) zu rotieren. Die Vorrichtung 40 umfasst eine Welle 42, die mit zwei voranstehend beschriebenen Wälzlagern (nicht sichtbar) gelagert sind, wobei die Drehachsen der Wälzlager koaxial sind. Die Drehachsen der Wälzlager sind senkrecht zu der Drehachse der Vorrichtung 40 angeordnet. Insbesondere kann die Drehgeschwindigkeit der Vorrichtung 40 10 bis 20 mal größer sein als die Drehgeschwindigkeit der Wälzlager. Die Anordnung der Drehachsen der Wälzlager zum einen und der Vorrichtung zum anderen in Kombination mit der relativ hohen Drehgeschwindigkeit der Vorrichtung 40 hat zur Folge, dass in axialer Richtung Zentrifugalkräfte auf die Wälzlager wirken. Als Folge der in axialer Richtung auf die Wälzlager wirkenden Zentrifugalkräfte wird ohne das Vorsehen der Abdeckung 14 Schmiermittel aus den Wälzlagern gedrückt.
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Um diesen Schmiermittelverlust zu verhindern, wenn die Wälzlager 1 durch die Rotation der Vorrichtung 40 Zentrifugalkräften ausgesetzt werden, sind die Wälzlager 1 jeweils mit einer Abdeckung 14 versehen. Indem ein Schmiermittelverlust zumindest reduziert, wenn nicht sogar verhindert wird, kann eine Mangelschmierung in den Wälzlagern 1 verzögert bzw. verhindert werden, wodurch die Lebensdauer der Wälzlager erhöht werden kann.
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Insgesamt kann durch das Anbringen einer Abdeckung 14, die sich stirnseitig am Lager erstreckt und den Lagerinnenraum, den Innenring 4 und die Bohrung 8 abdeckt, an dem Außenring, ein Schmiermittelverlust, der durch Zentrifugalkräfte, die in axialer Richtung an dem Wälzlager angreifen, zumindest reduziert, wenn nicht verhindert werden. Dies kann insbesondere die Lebensdauer des Wälzlagers erhöhen. Zu dem ist die Abdeckung einfach zu fertigen und kann einfach an dem Außenring angebracht werden. Dazu können bereits vorhandene Nute am Außenring genutzt werden, so dass auch bereits bestehende Lager nachgerüstet werden können und neue Lager nicht zusätzlich bearbeitet werden müssen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wälzlager
- 2
- Außenring
- 4
- Innenring
- 6
- Wälzkörper
- 8
- Bohrung
- 10
- Drehachse
- 12
- Drehachse
- 14
- Abdeckung
- 16
- Nut
- 18
- Rippe
- 20
- Mantelfläche
- 22
- Hinterschnitt
- 24
- Schnappnase
- 26
- Stirnfläche
- 28
- Spalt
- 30
- Ausnehmung
- 32
- Anlagefläche
- 34
- Innenfläche
- 40
- Vorrichtung
- 42
- Welle
