DE4133813A1 - Trockengeschmiertes waelzlager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein trockengeschmiertes Wälzlager, dessen Wälzkörper in einem mindestens teilweise aus schmierstoffabgebendem Material bestehenden, an einem Lagerring anliegenden Segmentkäfig geführt sind.

Bei einem aus der EP 01 59 487 B1 bekannten Wälzlager werden die Wälzkörper zwischen Lageraußen- und -innenring von einem Segmentkäfig geführt, dessen Segmente aus einem Trockenschmiermaterial bestehen. Außen- und Innendurchmesser der Käfigsegmente sind derart bemessen, daß die Segmente sowohl an der Bohrungsfläche des Lageraußenringes als auch an der Mantelfläche des Lagerinnenringes anliegen, während die Wälzkörper von den Käfigtaschen umfaßt sind. Im Betrieb bewirken die Reibung der Wälzkörper an den Wänden der Käfigtaschen sowie die Reibung der Käfigsegmente an den Lagerringen, daß Schmierstoff vom Käfig auf die Wälzkörper und auf deren Laufbahnen auf den Lagerringen übertragen wird, wodurch eine ausreichende Schmierung sichergestellt werden soll.

Die abriebbedingte Abnutzung der Käfigsegmente hat aber zur Folge, daß sie schon nach einer relativ kurzen Betriebsdauer nicht mehr mit definiertem Druck an den Lagerringen anliegen. Da auch der Kontakt zwischen Wälzkörpern und Käfigwänden weder konstant ist noch einen definierten Anlagedruck aufweist, wird der Schmierstofftransfer zunehmend unzuverlässiger und ungleichmäßiger. Eine optimale Schmierung ist dann nicht mehr gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine optimale, d. h. auch über eine sehr lange Betriebsdauer zuverlässige und definierte Transferschmierung gegeben ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Käfigsegmente durch federelastische Mittel an den Lagerring angedrückt werden.

Da einerseits während des Betriebes die abrollenden Wälzkörper mit geringerer Geschwindigkeit umlaufen als der rotierende Lagerring und andererseits der Segmentkäfig gleichmäßig und abnutzungsunabhängig an einen Lagerring angedrückt wird, werden die Wälzkörper mit definiertem Druck an die Wandungen der Käfigtaschen angepreßt. Als Vorteil ergibt sich daraus eine optimale, stets gleichbleibende Transferschmierwirkung.

Aufgrund der Segmentierung des Käfigs werden darüber hinaus unterschiedliche thermische Dehnungen zwischen dem Käfig und den anderen Lagerbauteilen ausgeglichen, wobei der definierte Anpreßdruck unverändert aufrecht erhalten bleibt. Ein solches Lager ist deshalb insbesondere für Einsatzgebiete mit höheren Temperaturen oder starken Temperaturschwankungen geeignet.

Aufgrund der nachgiebigen Bauart wird weiterhin die Beanspruchung von Lager und Käfig minimiert. Zugleich ist die Laufruhe des Lagers verbessert. Der erfindungsgemäße Käfig ist auch einer verringerten Bruchgefahr ausgesetzt, weil primär Druckkräfte auf ihn einwirken und nicht mehr - wie bei herkömmlichen Konstruktionen - Zugkräfte. Bricht während des Betriebes dennoch ein Käfigsegment, so wird das Lager im allgemeinen funktionsfähig bleiben, weil die federelastischen Mittel die Teile zusammenhalten.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus dem nachfolgend anhand der Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel.

Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht eines Kugellagers und

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Kugellagers der Fig. 1 entlang der Schnittebene A-A.

Das in Fig. 1 dargestellte Kugellager weist einen Lageraußenring 1 und einen Lagerinnenring 2 auf. Zwischen den beiden Lagerringen 1, 2 sind Kugeln 3 in einem aus drei Segmenten 4, 5, 6 bestehenden Segmentkäfig geführt.

Die Käfigsegmente 4, 5, 6 sind, wie insbesondere der Schnittdarstellung in Fig. 2 entnommen werden kann, jeweils aus zwei quer zur Achsrichtung geteilten Hälften zusammengesetzt, die durch Rohrniete 7 miteinander verbunden sind. Zwischen den Segmenthälften sind Käfigtaschen 8 mit den Kugeln 3 angepaßter Wandung zur Aufnahme der Kugeln 3 geformt.

Die Käfigsegmente 4, 5, 6 sind auf der Umfangsfläche des Lagerinnenringes 2 aufliegend angeordnet, wobei zwischen benachbarten Segmenten jeweils ein Spalt 9, 10, 11 vorgesehen ist. Wie insbesondere Fig. 2 zu entnehmen ist, weisen die Käfigseitenringe 12, 13 abgesetzte Schultern auf. In den abgesetzten Schultern der Seitenringen 12, 13 sind umlaufende Nuten eingeformt, in die jeweils eine Wurmfeder (Schraubenzugfeder) 14, 15 eingelegt ist.

Die aus einem schmierstoffabgebenden Material, beispielsweise einem polymeren Kunststoff mit MOS₂-Beimengungen, bestehenden Käfigsegmente 4, 5, 6 werden von den umgebenden Wurmfedern 14, 15 an die Umfangsfläche des Lagerinnenringes 2 angedrückt. Da die Relativgeschwindigkeit des Lageraußenringes 1 zum Lagerinnenring 2 größer ist als die Umlaufgeschwindigkeit der Kugelreihe und der Käfig reibschlüssig am Lagerinnenring anliegt, laufen die Wandungen der Käfigtaschen 8 mit definiertem Anpreßdruck an die Kugeln 3 an, so daß der Schmierstofftransfer auf die Kugeloberfläche und die Kugellaufbahnen in den Lagerringen 1, 2 gleichmäßig und zuverlässig erfolgt.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Anstelle der Wurmfeder 14 können auch andere gleichartig wirkende federelastische Mittel verwendet werden. Die federelastischen Mittel können statt an einer Umfangsfläche des Käfigs auch z. B. an dessen Stirnflächen angeordnet sein. Statt an den Lagerinnenring können die Käfigsegmente auch von federelastischen Mitteln an die Bohrungsfläche des Lageraußenringes angedrückt werden. Die Käfigsegmente brauchen auch nicht vollständig aus schmierstoffabgebendem Material zu bestehen; beispielsweise kann auch das Kernmaterial des Käfigs mit einem schmierstoffabgebenden Überzug versehen sein.

Claims (9)

1. Trockengeschmiertes Wälzlager, dessen Wälzkörper in einem mindestens teilweise aus schmierstoffabgebendem Material bestehenden, an einem Lagerring anliegenden Segmentkäfig geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigsegmente (4, 5, 6) durch federelastische Mittel an den Lagerring (2) angedrückt werden.

2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigsegmente an den Lagerinnenring angedrückt werden.

3. Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig aus mindestens drei Segmenten (4, 5, 6) besteht.

4. Wälzlager nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigsegmente (4, 5, 6) beabstandet angeordnet sind.

5. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als federelastische Mittel Wurmfedern (14, 15) vorgesehen sind.

6. Wälzlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umfangsfläche des Käfigs mindestens eine umlaufende Nut zur Aufnahme der Wurmfeder (14, 15) angeordnet ist.

7. Wälzlager nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß umlaufende Nuten zur Aufnahme von Wurmfedern (14, 15) in den Seitenringen (12, 13) der Käfigsegmente (4, 5, 6) angeordnet sind.

8. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigsegmente (4, 5, 6) aus polymerem Kunststoff mit MOS₂-Beimengungen bestehen.

9. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigsegmente (4, 5, 6) eine Beschichtung aus schmierstoffabgebendem Material aufweisen.