DE3115193C2 - Radial roller bearings with oil bath lubrication - Google Patents
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Abstract
Bei einem Radial-Wälzlager mit Ölbadschmierung, insbesondere zur Lagerung umlaufender Trommeln, treten bei umlaufendem Außenring (3) Probleme auf, da sich das Öl aufgrund der Fliehkraft als dünner Ölring (28) über den Lagerumfang verteilt und damit eine ausreichende Schmierung nicht gewährleistet ist. Zur Vermeidung dieser Mängel wird das Öl unter Ausnutzung seines in dem Ölring (28) auftretenden statischen Druckes in eine dem Wälzlager benachbarte, nicht umlaufende Kammer (10) geführt, wo es nach unten abfließt und dort dem Lager mit der erforderlichen Spiegelhöhe angeboten wird.In a radial roller bearing with oil bath lubrication, especially for mounting revolving drums, problems occur with the revolving outer ring (3) because the centrifugal force causes the oil to be distributed as a thin oil ring (28) over the circumference of the bearing, which means that adequate lubrication is not guaranteed. To avoid these deficiencies, the oil is fed into a non-rotating chamber (10) adjacent to the roller bearing, using its static pressure in the oil ring (28), where it flows downwards and is offered to the bearing with the required level height.
Description
Die Erfindung betrifft ein Radial-Wälzlager mitThe invention relates to a radial roller bearing with
ίο Ölbadschmierung, vorzugsweise zur Lagerwig umlaufender
Trommeln, bei dem ein Wälzkörpersatz zwischen einer äußeren umlaufenden und einer inneren
feststehenden Laufbahn abrollt
Bei derartigen Radial-Wälzlagern mit Ölbadschmie-ίο Oil bath lubrication, preferably for bearing drums rotating around the bearing, in which a set of rolling elements rolls between an outer circumferential and an inner fixed raceway
With such radial rolling bearings with oil bath lubrication
'-5 rung ergeben sich dadurch Schwierigkeiten, daß sich das Öl aufgrund der Fliehkraft als dünner Ölring an den mit der äußeren Laufbahn umlaufenden Bauteilen verteilt Dies hat zur Folge, daß dem im unteren Teil des Wälzlagers bei Stillstand vorhandenen ölbüd soviel Öl entzogen wird, daß die Wälzkörper nur noch ganz knapp oder überhaupt nicht mehr in das ölbad eintauchen. Da außerdem durch den überall nahezu gleichen statischen Druck im umlaufenden ölring der ölaustausch mit dem Wälzlager unzureichend ist kann es infolge mangelnder Schmierung zu Beschädigungen an den Wälzkörpern bzw. den Laufbahnen kommen und damit zum Ausfall des Lagers führen.Difficulties arise because the Due to the centrifugal force, oil is distributed as a thin oil ring on the components rotating with the outer raceway This has the consequence that the oil in the lower part of the bearing at standstill has so much oil it is withdrawn that the rolling elements only barely or not at all in the oil bath immerse. In addition, due to the almost constant static pressure in the rotating oil ring of the If the oil exchange with the roller bearing is inadequate, damage can occur as a result of insufficient lubrication come to the rolling elements or the raceways and thus lead to failure of the bearing.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu vermeiden und einen Weg aufzuzeigen, durch den mit einfachen Mitteln eine zuverlässige Schmierung eines solchen Radial-Wälzlagers sichergestellt wird.The invention is based on the object of avoiding the disadvantages outlined and providing a way to show, through which a reliable lubrication of such a radial roller bearing with simple means is ensured.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß wenigstens auf einer Seite des Wälzlagers axial außerhalb des Wälzkörpersatzes ein Ringraum vorgesehen ist, der an seiner radial äußeren Umfangsfläche und an seiner dem Wälzkörpersatz abgewandten Stirnseite von Bauteilen begrenzt ist, die mit der äußeren Laufbahn umlaufen, und der durch eine sich radial erstreckende Scheibe in ewei a:.i?! nebeneinanderliegende Kammern unterteilt ist, wobei die Scheibe an einem inneren feststehenden Teil des Wälzlagers oder einem daran angrenzenden Element befestigt ist und in einem solchen Abstand von einem äußeren umlaufenden Bauteil endet, daß ein an der Scheibe befestigtes Rohrstück, das sich axial bis in die Nähe des Wälzlagers erstreckt zwischen seiner äußeren Umfangsfläche und den umlaufenden Bauteilen einen Ringspalt begrenzt, und wobei zwischen beiden Kammern im radial äußeren Bereich eine Verbindung besteht.According to the invention this object is achieved in that at least on one side of the roller bearing axially an annular space is provided outside the rolling element set, which on its radially outer peripheral surface and is limited on its end facing away from the rolling element set of components that with the outer Run around, and by a radially extending disc in ewei a: .i ?! adjacent Chambers is divided, the disc on an inner fixed part of the roller bearing or an adjacent element is attached and at such a distance from an outer circumferential Component ends that a piece of pipe attached to the disc, which extends axially up to the vicinity of the roller bearing extends an annular gap delimited between its outer circumferential surface and the surrounding components, and there is a connection between the two chambers in the radially outer region.
Die vorgeschlagene Maßnahme bringt den Vorteil, daß sich in der dem Wälzlager benachbarten Kammer kein ölring mehr bilden kann, vielmehr wird das Öl unter Ausnutzung seines statischen Druckes in diese Kammer geführt, wo es beruhigt gesammelt wird. Dadurch stellt sich eine annähernd konstante Höhe des Ölbades ein, in das die Wälzkörper in ausreichendem Maße eintauchen, so daß eine zuverlässige Schmierung des Wälzlagers sichergestellt ist.The proposed measure has the advantage that in the chamber adjacent to the roller bearing can no longer form an oil ring, rather the oil is using its static pressure in this Chamber, where it is collected calmly. This results in an almost constant level of the An oil bath in which the rolling elements are sufficiently immersed to ensure reliable lubrication of the rolling bearing is ensured.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zur Verbindung der beiden Kammern der Ringspalt dient, der zwischen der äußeren Oberfläche des Rohrstücks und den umlaufenden Bauteilen vorhanden ist. Durch eine solche Verbindung zwischen den beiden Kammern wird eine hohe Förderwirkung erzielt, da der Öldurchtritt in einem Bereich erfolgt, in dem der durch die Fliehkraft erzeugte Druck am höchsten ist.In a further embodiment of the invention it is proposed that to connect the two chambers the annular gap is used between the outer surface of the pipe section and the circumferential Components is present. Such a connection between the two chambers creates a high Conveying effect achieved because the oil passage takes place in an area in which the centrifugal force generated Pressure is highest.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Scheibe im radial äußeren Bereich Bohrungen oder Schlitze aufweist, die die dem Wälzlager abgewandte Kammer mit der dem Wälzlager benachbarten Kammer verbinden. Diese Anordnung ist * deshalb besonders günstig, da hier beim Durchfluß des Öles von der dem Wälzlager abgewandten Kammer in die dem Wälzlager benachbarte Kammer minimale Strömungswiderstände auftreten. Dadurch wird nicht nur der ölumlauf beschleunigt, sonder« auch eine übermäßige Erwärmung des Öles verhindert.According to another embodiment of the invention it is provided that the disc in the radially outer The area has bores or slots that form the chamber facing away from the roller bearing with that of the roller bearing connect adjacent chamber. This arrangement is * therefore particularly favorable because here when the oil flows through from the chamber facing away from the roller bearing in minimal flow resistance occurs in the chamber adjacent to the roller bearing. This will not only the oil circulation accelerates, but also prevents excessive heating of the oil.
Es ist jedoch auch möglich, daß das Rohrstück über seinen Umfang verteilte, radial durchgehende Bohrungen aufweist Auch dadurch wird eine gute Förderwirkung erreicht, da die Strömungsverluste äußerst gering sind.However, it is also possible that the pipe section over has radially through bores distributed around its circumference. This also has a good conveying effect achieved because the flow losses are extremely low.
Eine weitere Verbesserung läßt sich dadurch erzielen, daß von den axial nebeneinanderliegenden Kammern die dem Wälzlager benachbarte Kammer größer ist Die vorgeschlagene Anordnung erweist sich deshalb als zweckmäßig, da durch den Druckanstieg in der dem Wälzlager abgewandten Kammer eine Verdrängungswirkung entsteht durch die die ölmeiigenverteilung günstig beeinflußt wird, das heißt das ölargebot in der dem Wälzlager benachbarten Kammer vergrößert sich.A further improvement can be achieved in that of the axially adjacent chambers the chamber adjacent to the roller bearing is larger. The proposed arrangement therefore turns out to be expedient because the pressure increase in the chamber facing away from the roller bearing has a displacement effect arises through which the oil distribution is favorably influenced, i.e. the oil availability in the the chamber adjacent to the roller bearing increases in size.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß sich das Rohrstück axial bis in die Nähe des Wälzkörpersatzes erstreckt Damit wird außerhalb des Ölbades zusätzlich noch Öl in die unmittelbare Nähe des Wälzkörpersatzes transportiert und außerdem infolge der geringen Umlenkströmungsverluste eine größere ölmenge gefördertAnother advantageous development of the invention provides that the pipe section extends axially up to the vicinity of the set of rolling elements This means that outside of the oil bath, oil is also in the immediate vicinity of the rolling element set transported and also due to the low deflection flow losses a larger amount of oil promoted
Entsprechend einer weiteren Variante kann es zweckmäßig sein, daß auf beiden Seiten des Wälzlagers ein Ringraum angeordnet ist Durch diese Maßnahme läßt sich die Schmierung weiter verbessern, da dem Wälzlager von beiden Seiten öl zugeführt wird.According to a further variant, it can be useful that on both sides of the roller bearing an annular space is arranged By this measure, the lubrication can be further improved, since the Rolling bearing oil is supplied from both sides.
Die Ausbildung kann aber auch so getroffen sein, daß die beiden Kammern des einen Ringraumes im unteren Bereich des Wälzlagers durch eine Überlaufbohrung in der Scheioe miteinander verbunden sind und daß die dem Wälzlager abgewandten Kammern beider Ringräume über mindestens einen ölrücklaufkunal in Verbindung stehen, der in einem der umlaufenden Bauteile vorgesehen ist Schließlich ist es auch möglich, daß nur ein Ringraum in zwei Kammern unterteilt ist, wobei die dem Wälzlager abgewandte Kammer dieses Ringraumes über wenigstens einen ölrücklaufkanal mit dem anderen Ringraum verbunden ist Diese Maßnahmen bewirken einen besseren ölaustausch und schaffen so durch die erzwungene ölzirkulation eine gute Wärmeableitung. The training can also be made so that the two chambers of one annular space in the lower Area of the rolling bearing are connected to one another by an overflow hole in the Scheioe and that the The chambers of both annular spaces facing away from the roller bearing are connected via at least one oil return channel stand, which is provided in one of the rotating components. Finally, it is also possible that only an annular space is divided into two chambers, the chamber of this annular space facing away from the roller bearing These measures are connected to the other annular space via at least one oil return duct cause a better oil exchange and thus create good heat dissipation through the forced oil circulation.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigtVarious embodiments of the invention are shown in the drawings and are in described in more detail below. It shows
F i g. 1 ein erfindungsgemäßes Wälzlager im Längsschnitt, F i g. 1 a roller bearing according to the invention in longitudinal section,
Fig.2 und 3 abgewandelte Ausführungsformen im Teilschnitt,2 and 3 modified embodiments in partial section,
Fig.4 ein anderes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt und4 shows another embodiment in longitudinal section and
Fig.5 eine weitere Ausführungsform im teilweisen Längsschnitt.5 shows a further embodiment in part Longitudinal section.
Das Wälzlager gemäß Fig. 1 besteht aus dem Wälzkörpersatz 1, der in einem Käfig 2 gehaltert ist und der zwischen einem äußeren umlaufenden Laufring 3 und einem inneren feststehenden Laufring 4 abrollt Auf beiden Seiten des Wälzlagers ist axial außerhalb des Wälzkörpersatzes 1 ein Ringraum vorgesehen, der an seiner radial äußeren Umfangsfläche 5 und an seiner dem Wälzkörpersatz abgewandten Stirnseite 6 von Bauteilen 7 begrenzt ist die mit dem äußeren Laufring 3 und dem Gehäuse 8 umlaufen.The rolling bearing according to FIG. 1 consists of the rolling element set 1, which is held in a cage 2 and which rolls up between an outer circumferential race 3 and an inner stationary race 4 on both sides of the rolling bearing, an annular space is provided axially outside of the rolling element set 1, which is connected to its radially outer circumferential surface 5 and on its end face 6 facing away from the rolling element set Components 7 is limited, which rotate with the outer race 3 and the housing 8.
Jeder Ringraum ist durch eine sich radial erstreckende Scheibe 9 in zwei axial nebeneinanderliegende Kammern 10 und 11 unterteilt, von denen die den? Wälzlager benachbarte Kammer 10 größer ist Die Scheiben 9 sind an neben dem inneren Laufring 4 angeordneten, mit der feststehenden Welle 12 verbundenen Ringen 13 befestigt und enden in einem solchen Abstand von den umlaufenden Bauteilen 7, daß an den Scheiben 9 befestigte Rohrstücke 14, die sich axial bis in die Nähe des Wälzlagers erstrecken, zwischen ihren äußeren Umfangsflächen und den umlaufenden Bauteilen 7 Ringspalte 15 begrenzen. Zur Verbindung zwischen den Kammern 10 und Π dienen zum einen die Ringspalte 15, zum anderen sind in den Scheiben 9 zusätzlich Bohrungen 16 vorgesehen.Each annular space is divided by a radially extending disc 9 into two axially adjacent ones Chambers 10 and 11, of which the? The roller bearing adjacent chamber 10 is larger Disks 9 are arranged next to the inner race 4 and connected to the stationary shaft 12 Rings 13 attached and end at such a distance from the circumferential components 7 that on the Discs 9 fastened pipe pieces 14, which extend axially up to the vicinity of the roller bearing, between their limit the outer circumferential surfaces and the circumferential components 7 annular gaps 15. To connect On the one hand, the annular gaps 15 serve between the chambers 10 and Π, on the other hand there are 9 in the disks additional holes 16 are provided.
Die Fig.2 bis 5 entspreche.' im wesentlichen der Fig. 1, so daß gleiche Teile mit gier hen Bezugsziffern versehen sind Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.2 sind die Kammern 10 und 11 ebenfalls über den Ringspalt 15 verbunden. Zusätzlich weist das kohrstück 17 hier noch über seinen Umfang verteilte, radial durchgehende Bohrungen 18 auf.The Fig. 2 to 5 correspond. essentially the Fig. 1, so that like parts with greedy hen reference numerals In the embodiment of Figure 2, the chambers 10 and 11 are also provided on the Annular gap 15 connected. In addition, the head piece 17 has here also distributed radially over its circumference through holes 18.
Gemäß F i g. 3 sind die Kammern 10 und 11 nur über den Ringspalt 15 verbunden. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich das Rohrstück 19 jedoch bis in die Nähe des Wälzkörpersatzes 1.According to FIG. 3, the chambers 10 and 11 are only connected via the annular gap 15. In this embodiment, however, the pipe section 19 extends into the Proximity of the rolling element set 1.
Bei der Abwandlung entsprechend Fig.4 sind die beiden Kammern 10 und 11 des linken Ringraumes im unteren Bereich des Wälzlagers durch eine Überlaufbohrung 20 in der Scheibe 21 miteinander verbunden. Die dem Wälzlager abgewandten Kammern 11 beider Ringräume stehen über einen ölrücklaufkanal 22 miteinander in Verbindung, der in den umlaufenden Bauteilen 23 und dem Gehäuse 24 vorgesehen ist Um die Ölzirkulation weiter zu verbessern, können auch in der Scheibe 25 des rechten Ringraumes Bohrungen 26 /orgesehen sein.In the modification according to Fig. 4 are the two chambers 10 and 11 of the left annulus in the lower area of the roller bearing through an overflow hole 20 connected to one another in the disk 21. The chambers 11 facing away from the roller bearing of both Annular spaces are connected to one another via an oil return channel 22, which is in the circumferential Components 23 and the housing 24 is provided. In order to further improve the oil circulation, in the disc 25 of the right annulus bores 26 / be foreseen.
Bei der Ausführungsform nach Fig.5 ist nur der rechte Ringraum in die beiden Kammern 10 und 11 unterteilt Die dem Wälzlager abgewandte Kammer 11 ist über einen ölrücklaufkanal 22 mit dem linken Ringraum verbunden. Der ölrücklaufkanal ist auch hier in den umlaufenden Bauteilen 23 und dem Gehäuse 24 angeordnetIn the embodiment according to FIG. 5, only the right annular space is in the two chambers 10 and 11 The chamber 11 facing away from the roller bearing is divided by an oil return channel 22 with the left-hand one Annular space connected. The oil return channel is also here in the peripheral components 23 and the housing 24 arranged
Wenn das Wälzlager stillsteht befindet sich in seinem unteren Teil ein ölbad, dessen Spiegelhöhe in den Fig. 1, 4 und 5 durch eine strichpunktierte Linie 27 angedeutet ist Im Betrieb des Wälzlagers wird durch die F'ehkraft öl nach außen geschleudert, das an den umlaufenden Bauteilen einen mit diesen umlaufenden ölring bildet. Durch den überall nahezu gleichen statischen Druck im umlaufenden ölring wird eine ölzirkulation verhindert, so daß ohne die erfindungsgemäße Einrichtung dem ölbad so viel öl entzogen wird, daß die ausreichende Schmierung des Wälzlagers nicht mehr sichergestellt ist.When the roller bearing is at a standstill, there is an oil bath in its lower part, the level of which is in the Fig. 1, 4 and 5 is indicated by a dash-dotted line 27. In operation of the roller bearing is through the F'ehkraft oil thrown outwards, which on the revolving components forms a revolving oil ring with these. Because it is almost the same everywhere static pressure in the rotating oil ring prevents oil circulation, so that without the inventive Set up so much oil is withdrawn from the oil bath that the roller bearing is not adequately lubricated more is assured.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung kann sich, wie in den Zeichnungen dargestellt, nur noch im Bereich der Kammer 11, die an ihrer radial äußeren Umfangsfläche 5 und an der dem Wälzkörpersatz 1 abgewandten Stirnfläche 6 von den umlaufenden Bauteilen 7 bzw. 23 begrenzt ist, ein Ölring 28 ausbilden, während die Kammer 10 gegenüber den umlaufenden Bauteilen 7As a result of the design according to the invention, as shown in the drawings, only in the area of the chamber 11 on its radially outer peripheral surface 5 and on the end face 6 facing away from the rolling element set 1 of the revolving components 7 and 23, respectively is limited to form an oil ring 28, while the chamber 10 is opposite to the rotating components 7
bzw. 23 abgeschirmt ist. Der statische Druck im ölring 28 erzeugt eine Art Pumpwirkung mit der Folge, daß das öl, wie durch Pfeile angedeutet, über die die beiden Kammern 10 und 11 im radial äußeren Bereich verbindenden öffnungen 15, 16 und 17 in die Kammer 10 eintreten kann und dort in das ölbad zurückläuft. Dadurch wird nicht nur eine ölzirkulation erreicht, vielmehr wird das in den Kammern 10 vorhandene öl beruhigt und der Spiegel des Ölbades auch im Betrieb annähernd konstant gehalten. Um einen gezielten ölumlauf zu erzwingen, sindor 23 is shielded. The static pressure in the oil ring 28 produces a kind of pumping action with the result that the oil, as indicated by arrows, over the two Openings 15, 16 and 17 into the chamber connecting chambers 10 and 11 in the radially outer region 10 can enter and there runs back into the oil bath. This not only achieves oil circulation, rather, the oil present in the chambers 10 is calmed and the level of the oil bath is also calmed during operation held almost constant. To force a targeted oil circulation are gemäß Fig.4 einerseits die Kammern 10 und 11 des linken Ringraumes im unteren Bereich des Wälzlagers durch eine Überlaufbohrung 20 in der Scheibe 21 und andererseits die Kammern 10 beider Ringräume durchaccording to Figure 4 on the one hand, the chambers 10 and 11 of the left annulus in the lower area of the roller bearing through an overflow hole 20 in the disc 21 and on the other hand, the chambers 10 of both annular spaces through
einen ölrücklaufkanal 22 miteinander verbunden. Infolge der unterschiedlichen Druckverhältnisse wird das durch die Überlaufbohrung 20 austretende öl über den ölrücklaufkanal 22 von der linken in die rechte Kammer 10 gefördert. Dies wird auch dann erreicht,an oil return channel 22 connected to one another. As a result of the different pressure conditions, the oil exiting through the overflow hole 20 is overflowed the oil return channel 22 is conveyed from the left into the right chamber 10. This is also achieved
ίο wenn wie in F i g. 5 gezeigt, der linke Ringraum nicht in zwei Kammern unterteilt ist.ίο if as in F i g. 5, the left annulus is not shown in is divided into two chambers.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: INA WAELZLAGER SCHAEFFLER KG, 8522 HERZOGENAURACH, |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |