DE4133813C2

DE4133813C2 - Trockengeschmiertes Wälzlager

Info

Publication number: DE4133813C2
Application number: DE4133813A
Authority: DE
Inventors: Eckehard Dipl Ing Reinwald
Original assignee: SKF GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1991-10-12
Filing date: 1991-10-12
Publication date: 1994-05-19
Anticipated expiration: 2011-10-13
Also published as: DE4133813A1

Description

Die Erfindung betrifft ein trockengeschmiertes Wälzlager der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.

Bei einem aus der EP 0 159 487 B1 bekannten Kugellager werden die Kugeln zwischen Lageraußen- und Lagerinnenring von einem Segmentkäfig geführt, dessen Segmente aus einem Trockenschmiermaterial bestehen. Mantel- und Bohrungsfläche der Käfigsegmente weisen einen Wulst auf, der in die Laufrillen der Lagerringe eingreift, so daß die Segmente sowohl am Lageraußenring als auch am Lagerinnenring anliegen, während die Kugeln von den Käfigtaschen umfaßt sind. Im Betrieb bewirkt die Reibung der Kugeln ein Einschleifen in die Wände der Käfigtaschen und die Reibung der Wülste an den Laufrillen die Abnutzung der Wülste. Dabei wird während der Einlaufphase des Lagers in verstärktem Maße Schmierstoff vom Käfig auf die Laufbahnen der Lagerringe übertragen.

Die abriebbedingte Abnutzung der Käfigsegmente hat aber zur Folge, daß sie schon nach einer relativ kurzen, Betriebsdauer nicht mehr an den Lagerringen anliegen. Da auch der Kontakt zwischen Wälzkörpern und Käfigwänden weder konstant ist noch einen nennenswerten Anlagedruck aufweist, wird der Schmierstofftransfer zunehmend unzuverlässiger und ungleichmäßiger. Eine optimale Schmierung ist dann nicht mehr möglich. Die zufälligen Kontaktverhältnisse führen insbesondere bei schnellaufenden Lagern häufig sogar zu einer schädlichen Verstärkung der Lagerdynamik.

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 durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

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

1. Trockengeschmiertes Wälzlager, dessen Wälzkörper in einem mindestens teilweise aus schmierstoffabgebendem Material bestehenden Segmentkäfig geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig in mindestens drei Segmente (4, 5, 6) unterteilt ist, wobei die Teilung außerhalb der Käfigtaschen (8) liegt, und daß die Käfigsegmente (4, 5, 6) durch federelastische Mittel an einen Lagerring (1) oder (2) angedrückt werden, so daß infolge Reibungsmitnahme der Käfigsegmente (4, 5, 6) durch den Lagerring (1, 2) die Wälzkörper (3) mit verstärkter Kraft an den Wandungen der Käfigtaschen (8) anliegen und Schmierstoff auf die Laufbahn übertragen.

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

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

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

5. Wälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umfangsfläche des Käfigs mindestens eine umlaufende Nut zur Aufnahme der Wurmfeder (14, 15) angeordnet ist.

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

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

8. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigsegmente (4, 5, 6) eine Beschichtung aus schmierstoffabgebendem Material aufweisen.