DE19506796B4

DE19506796B4 - Wälzlager

Info

Publication number: DE19506796B4
Application number: DE19506796A
Authority: DE
Inventors: Fumio Oba; Toshihiko Iwata Matsushima; Hitoshi Murakami; Tomoaki Iwata Terada
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1995-02-27
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2015-02-28
Also published as: IT1275250B; ITMI950333A1; JPH07238940A; US5615956A; DE19506796A1; ITMI950333A0

Abstract

Wälzlager mit einem Außenring (1) mit einer Laufspur, die auf dessen Innenumfang geformt ist, mehreren Wälzkörpern (3), die in dem Außenring (1) entlang der Laufspur in vorbestimmten Abständen angeordnet sind, und einem festen Schmierstoff (6), der die Zwischenräume zwischen den angrenzenden Wälzkörpern (3) füllt, wobei die Wälzkörper (3) und der feste Schmierstoff einen einteiligen Körper formen, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Schmierstoff 95 bis 1 Gew.-% eines ultrahochmolekulargewichtigen Polyethylen mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1 × 10⁶ bis 5 × 10⁶ und 5 bis 99 Gew.-% eines Schmierfettes enthält, dessen Tropfpunkt höher als die Erstarrungstemperatur des ultrahochmolekulargewichtigen Polyethylens ist.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Wälzlager. Die 4 bis 6 zeigen konventionelle Schalen-Nadellager. Das in 4 gezeigte weist einen Käfig 2 auf. Mehrere Nadelwälzkörper 3 sind in dem Außenring entlang einer Laufspur, die auf dessen Innenumfang geformt ist, angeordnet, wobei diese in einem vorbestimmten Abstand durch den Käfig 2 gehalten werden.
Das in 5 gezeigte ist ein Vollrollenlager. Seine Wälzkörper 3 sind am Umfang eng aneinander angeordnet. Schmierstoff, der den Zwischenraum zwischen den Wälzkörpern füllt, dient dazu, die Wälzkörper an der Innenumfangsfläche des Außenrings 1 durch seine Adhäsionskräfte zu halten, wodurch die Wälzkörper am Herausfallen gehindert werden sollen.
Das in 6 gezeigte Lager ist ein weiteres Vollrollenlager. Sein Außenring 1 weist nach innen gebogene Bereiche 4 an beiden Enden auf, um die Wälzkörper 3 am Herausfallen zu hindern.
Weil das in 4 gezeigte Lager einen Käfig 2 zum Führen der Wälzkörper 3 aufweist, ist seine maximale Drehzahl hoch und seine Wälzkörper 3 werden nie schräg laufen. Jedoch ist es aufgrund der Anwesenheit des Käfigs sehr schwierig, die Anzahl der verwendeten Wälzkörper und deren Länge zu erhöhen, um somit die Lastaufnahmekapazität des Lagers zu erhöhen. Das bedeutet, um sowohl die Anzahl der verwendeten Wälzkörper als auch deren Länge zu erhöhen, muß der Käfig eine größere Anzahl von Taschen aufweisen. Solch ein Käfig ist nicht nur schwierig zu fertigen und deshalb kostspielig, sondern ist auch sehr bruchanfällig.
Die Probleme der Vollrollenlager bestehen darin, daß eine ziemlich große Reibung erzeugt wird zwischen den Wälzkörpern und daß die Wälzkörper sehr leicht schräg laufen. Deshalb ist ihre Verwendung sehr begrenzt. Ein weiteres Problem der Lager, die Schmierstoff verwenden, um die Wälzkörper in Position zu halten, besteht darin, daß die Wälzkörper 3 dennoch dazu tendieren, herauszufallen, wenn das Lager gehandhabt wird.

Ein gattungsbildendes Lager ist aus der US-4,492,415 bekannt. Der gattungsbildende Stand der Technik offenbart ferner einen Schmierstoff bestehend aus einem Schmieröl und einem Polymer, wobei der Polymer ein ultrahochmolekulargewichtiges Polyethylen ist.

Aus der US-4,534,871 ist ebenfalls ein Schmierstoff bestehend aus einem Schmieröl und einem Polymer bekannt. Dieser Stand der Technik offenbart ferner, dass der Schmierstoff durch Mischen eines Polyethylens mit einem hohen Molekulargewicht von 1×106 – 5×106 und eines Schmieröls hergestellt werden kann.

Sowohl der gattungsbildende Stand der Technik als auch die US-4,534,871 weisen den Nachteil auf, dass die jeweiligen Wälzlager nicht zufriedenstellende Schmiereigenschaften aufweisen.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Probleme der konventionellen Vollrollenlager, einschließlich der Probleme der großen Reibung zwischen den Wälzkörpern und des Schräglaufens der Wälzkörper zu lösen und die Lastaufnahmekapazität der Lager durch Verwenden einer größeren Anzahl von längeren Wälzkörpern als solche bei konventionellen Käfiglagern zu verbessern.

Um diese Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung jeweils ein Wälzlager gemäß Anspruch 1 und Anspruch 3 bereit.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Wälzlager sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Der feste Schmierstoff funktioniert wie ein Lagerkäfig. Er dient dazu, den Abstand zwischen den angrenzenden Wälzkörpern und ihre Positionen zu halten. Ebenfalls schmiert sein Ölgehalt die Wälzkörper.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Zwischenräume zwischen den angrenzenden Wälzkörpern, die in einem vorbestimmten Inter vall angeordnet sind, mit einem festen Schmierstoff gefüllt, so daß der feste Schmierstoff und die Wälzkörper einen integralen Körper formen. Weil der feste Schmierstoff als Lagerkäfig dient, reiben die Rollkörper weder gegeneinander noch werden sie schräg laufen, was ungleich konventionellen Vollrollenlagern ist. Es ist ebenso möglich, die Intervalle zwischen den angrenzenden Wälzkörpern zu minimieren. Darüber hinaus begrenzt, ungleich einem konventionellen Lagerkäfig, der feste Schmierstoff kaum die Anzahl der verwendeten Rollkörper und deren Länge. Aus diesem Grunde ist es möglich, die Lastaufnahmekapazität des Lagers durch Erhöhen der verwendeten Wälzkörper zu erhöhen.

Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden Beschreibung mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich werden. Es zeigt:
1 eine teilweise Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels;
2 eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Linie II-II in 1 geschnitten;
3 eine geschnittene Teilansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels;
4 eine geschnittene Teilansicht eines konventionellen Wälzlagers;
5 eine geschnittene Teilansicht eines anderen konventionellen Wälzlagers; und
6 eine geschnittene Teilansicht eines weiteren konventionellen Wälzlagers.
Das erste Ausführungsbeispiel, das in den 1 und 2 gezeigt ist, ist ein Schalen-Nadellager. Es umfaßt einen schalenartigen Außenring 1, der mit einer Laufspur auf seinem Innenumfang ausgeformt ist. Mehrere Nadelwälzkörper 3 sind entlang der Laufspur in gleichen Abständen zueinander angeordnet. Beide Enden des Außenringes 1 sind nach innen gebogen, um Flansche 5 zu formen.
Die Zwischenräume zwischen den angrenzenden Wälzkörpern 3 und den Zwischenräumen zwischen den Endflächen der Wälzkörper und den Flanschen 5 sind mit einem festen Schmierstoff 6 gefüllt, welcher als eine Art Käfig dient, der die Zwischenräume zwischen den angrenzenden Wälzkörpern und deren Position beibehält. Durch Verwenden einer geeigneten Einsetzvorrichtung ist es bevorzugt, eine so große Anzahl von Wälzkörpern anzuordnen wie möglich, so lange die angrenzenden Wälzkörper voneinander beabstandet gehalten werden können.
Der verwendete Schmierstoff 6 ist jener, der durch den Namen "Kunststoffschmierstoff" (Plastic grease) bekannt ist. Es ist eine Schmierstoffzusammensetzung in der Form eines Gemischs von einem ultrahochmolekulargewichtigen Polyolefin und einem Schmierfett. Im speziellen werden, nachdem die Wälzkörper in einem vorbestimmten Abstand mit einer Handhabungsvorrichtung angeordnet sind, die Zwischenräume zwischen den Wälzkörpern mit einem Gemisch von 95-1 Gew.-% eines ultrahochmolekulargewichtigen Polyethylen mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1×106 – 5×106 und 5-99 Gew.-% eines Schmierfetts mit einem Tropfpunkt höher als die Erstarrungstemperatur des ultrahochmolekulargewichtigen Polyethylens gefüllt. Danach wird dieses Gemisch bei einer Temperatur erhitzt, die höher ist als die Erstarrungstemperatur des ultrahochmolekulargewichtigen Polyethylens und anschließend gekühlt zum Härten (s. geprüfte japanische Patentveröffentlichung 63-23239).
Alternativ kann der Schmierstoff 6 durch Mischen von 95-1 Gew.-% eines ultrahochmolekulargewichtigen Polyolefins mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1×10⁶ – 5×10⁶ und einem Partikeldurchmesser von 1-100 μm (im in 5-99 Gew.-% eines Schmierfetts mit einem Tropfpunkt höher als die Erstarrungstemperatur des ultrahochmolekulargewichtigen Polyolefins und Dispergieren und Halten des Gemischs bei einer Temperatur, die höher ist als die Erstarrungstemperatur, geformt werden.
In beiden Fällen kann ein Additiv zum Verhindern des Ausblutens von festem Wachs oder anderen Ölbestandteilen hinzugefügt werden.
Ein fester Schmierstoff von hochfestem Typ kann verwendet werden, um die Festigkeit des Schmierstoffs als Käfig zu erhöhen. Ebenfalls kann ein Ölschmierstoff hinzugefügt werden. Weil das Erhöhen der Geschwindigkeit der Lagertemperatur sehr stark abhängig ist von solchen Ölschmierstoffen, kann das Lager bei höheren Drehzahlen verwendet werden.
In dem ersten Ausführungsbeispiel weisen die Wälzkörper 3 eine Länge auf, die im wesentlichen der Breite der Laufspur des Außenrings 1 entspricht. Die Wälzkörper 3 in dem zweiten Ausführungsbeispiel, das in 3 gezeigt ist, sind kürzer als diese des ersten Ausführungsbeispiels. Nämlich diese weisen im wesentlichen die gleiche Länge auf wie oder sind geringfügig länger, als ein konventionelles Lager mit einem Käfig. Mit dieser Anordnung ist es möglich, die Festigkeit des festen Schmierstoffs als Lagerkäfig zu erhöhen. Ansonsten ist dieses Ausführungsbeispiel das gleiche wie das erste Ausführungsbeispiel.
In den Ausführungsbeispielen sind lediglich Nadellager gezeigt und beschrieben worden. Jedoch kann das Konzept der Erfindung ebenso gleichwertig bei Zylinderrollenlagern angewendet werden.

Claims

Wälzlager mit einem Außenring (1) mit einer Laufspur, die auf dessen Innenumfang geformt ist, mehreren Wälzkörpern (3), die in dem Außenring (1) entlang der Laufspur in vorbestimmten Abständen angeordnet sind, und einem festen Schmierstoff (6), der die Zwischenräume zwischen den angrenzenden Wälzkörpern (3) füllt, wobei die Wälzkörper (3) und der feste Schmierstoff einen einteiligen Körper formen, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Schmierstoff 95 bis 1 Gew.-% eines ultrahochmolekulargewichtigen Polyethylen mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1 × 10⁶ bis 5 × 10⁶ und 5 bis 99 Gew.-% eines Schmierfettes enthält, dessen Tropfpunkt höher als die Erstarrungstemperatur des ultrahochmolekulargewichtigen Polyethylens ist.
Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Schmierstoff durch Erhitzen einer das ultrahochmolekulargewichtige Polyethylen und das Schmierfett enthaltenden Mischung auf eine Temperatur, die höher als die Erstarrungstemperatur des ultrahochmolekulargewichtigen Polyethylens ist, und anschließendes Abkühlen zum Härten hergestellt ist.
Wälzlager mit einem Außenring (1) mit einer Laufspur, die auf dessen Innenumfang geformt ist, mehreren Wälzkörpern (3), die in dem Außenring (1) entlang der Laufspur in vorbestimmten Abständen angeordnet sind, und einem festen Schmierstoff (6), der die Zwischenräume zwischen den angrenzenden Wälzkörpern (3) füllt, wobei die Wälzkörper (3) und der feste Schmierstoff einen einteiligen Körper formen, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Schmierstoff durch Mischen von 95 bis 1 Gew.-% eines ultrahochmolekulargewichtigen Polyolefins mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1 × 10⁶ bis 5 × 10⁶ und einem Partikeldurchmesser von 1 bis 100 μm in 5 bis 99 Gew.-% eines Schmierfettes mit einem Tropfpunkt, der höher als die Erstarrungstemperatur des ultrahochmolekulargewichtigen Polyolefins ist, Dispergieren und Halten des Gemisches bei einer Temperatur, die höher als die Erstarrungstemperatur ist, hergestellt ist.
Wälzlager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem festen Schmierstoff ein Additiv zum Verhindern des Ausblutens von festem Wachs oder anderen Ölbestandteilen zugegeben ist.