DE4329398A1

DE4329398A1 - Wälzlager

Info

Publication number: DE4329398A1
Application number: DE4329398A
Authority: DE
Inventors: Holger Doerre; Vladimir Premiski
Original assignee: FAG Kugelfischer Georg Schaefer KGaA; Kugelfischer Georg Schaefer and Co; Ford Werke GmbH
Current assignee: PREMISKI, VLADIMIR, 53909 ZUELPICH, DE FAG KUGELFI
Priority date: 1993-01-13
Filing date: 1993-09-01
Publication date: 1994-07-14

Description

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1.

Bedingt durch die immer höher werdenden Anforderungen an die Wälzlager ist es erforderlich, sowohl bezüglich der Schmierung als auch der Abdichtung hohe Qualitäts bedingungen zu erfüllen. Die beim Wälzkörperverschleiß auftretenden Partikel oder im Schmieröl vorhandenen Fremdkörper dürfen nicht im Lager verbleiben oder hin ein gelangen. Weiterhin soll die Reibung niedrig sein. Es wurden deshalb in letzter Zeit sogenannte Cleanbea rings entwickelt, die jedoch bezüglich Schmutzabschir mung und Dichtwirkung in einigen Praxisfällen immer noch nicht ausreichen. Bei berührenden Dichtungen ist meist die Reibung zu groß oder es ergibt sich durch den Abtrieb der Dichtlippe zusätzlicher Fremdkörperan fall, oder bei Labyrinthdichtungen ist der Dichtspalt wegen Toleranzproblemen immer noch zu groß, so daß Schmutzpartikel in das Lager gelangen können. Außerdem beeinflussen die Dichtungen den Durchtritt von Schmier mittel durch das Lager, so daß eine zusätzliche Schmierung mittels Fett erfolgen muß. Dieses Fett kann durch die Spalte wieder herausgefördert werden, wo durch sich im Lager eine Mangelschmierung ergibt.

Aus der DE-OS 20 29 429 ist es bekannt, die Dicht scheiben eines Wälzlagers mit einem Filter aus Metall gaze zu versehen. Dies ist jedoch aufwendig, teuer und im Hinblick auf die Betriebssicherheit unzulässig, da sich Teile der Metallgaze bei hohen Drehzahlen lösen können. Die am Innenring schleifende elastische Dicht lippe behindert außerdem den Öleintritt in das Lager.

Aus der JP-OS 55-10140 ist es weiterhin bekannt, einen Wälzlagerkäfig aus porösem Sintermaterial zur Ölfilte rung zu verwenden. Da der Käfig die Wälzkörper mit ei nem Spiel umgreift, sind am Innen- und Außenring ent weder Labyrinthspalte vorgesehen, durch die Fremd körper in das Lager gelangen können, oder es sind be rührende Dichtlippen angeordnet, welche wiederum die Reibung erhöhen und die Ölzufuhr behindern.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Wälzlager der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß mit einfachen Mitteln die vorgenannten Nachteile vermieden werden und ein Lager geschaffen wird, das bei hoher Betriebssicherheit eine niedrige Reibung, einen guten Schutz vor eindringenden Fremdkörpern und eine gute Schmiermittelversorung aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den im kenn zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkma len. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den An sprüchen 2 bis 6 angegeben.

Durch die definierte Poren- bzw. Durchbrechungsgrößen der Seitenscheiben, welche aus Sintermaterial, Blech oder Kunststoff bestehen können, lassen sich je nach Anwendungsfall die gegenläufigen Forderungen - guter Schmiermitteldurchsatz und kleine Fremdkörpergröße - optimieren. Zusätzlich ergibt sich durch die Labyrinthdichtung am Außenring der Effekt, daß infolge des Überdrucks dort trotz des vorhandenen Spaltes keine Fremdkörper eindringen können und das Öl leicht aus dem Lager hinausgelangt. Die Ausbildung der Sei tenscheiben und/oder des Käfigs mit Durchbrechungen oder Vorsprüngen in Form von Leitschaufeln unterstützt diesen Effekt. Schließlich bewirkt die Anordnung von modifizierten Schultern an den Seitenscheiben eine verbesserte Leitfunktion des Schmiermittels zu den Laufbahnen.

Die schrägen Stirnflächen an den Seitenscheiben bewir ken einen Selbstreinigungseffekt, denn durch die Fliehkräfte lösen sich Verunreinigung, die sich dort wegen der Filterwirkung ablagern können, besser ab. Mit der Kombination aller Merkmale wird ein Lager mit besonders guten Laufeigenschaften geschaffen.

Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch ein Kugellager gemäß der Erfindung

Fig. 1a einen Ausschnitt X aus Fig. 1

Fig. 2 einen Teillängsschnitt einer Kugellagervari ante nach Fig. 1

Fig. 2a einen Ausschnitt Y aus Fig. 2

Fig. 3 einen Teillängsschnitt einer weiteren Kugella gervariante nach Fig. 1

Fig. 3a einen Ausschnitt Z aus Fig. 3.

Fig. 3b eine teilweise Seitenansicht der Seiten scheibe

Fig. 3c eine vergrößerte Darstellung des Teilschnit tes A-A nach Fig. 3b

Das Kugellager nach Fig. 1 besteht aus einem Innen ring 1, einem Außenring 2, Kugeln 3, einem Käfig 4 und Seitenscheiben 5. Die am Innenring 1 fest verbundenen Seitenscheiben 5 bestehen aus porösem oder mit Durch brechungen versehenem Material, wie Sintermaterial mit einer Porengröße von ca. 5 mymetern Metall oder Kunst stoff mit Durchbrechungen in einer Größe von ca. 5-15 mymeter. Dadurch kann Öl in Richtung des Pfeils 6 in den Lagerinnenraum gelangen. Die kleinen Poren bzw. Durchbrechungen 11 filtern dabei das Öl, wodurch eine lange Funktionsfähigkeit des Lagers gewährleistet ist. Andererseits findet aber ein ebenfalls erwünschter Ölwechsel dadurch statt, daß die Seitenscheiben 5 zum Außenring 2 hin einen Labyrinthspalt 7 (s. Fig. 1a) bilden, durch den eine gewisse Menge Öl entweichen kann. Der Ölfluß durch das Lager wird erhöht, wenn an den Seitenscheiben 5 aus Metall oder Kunststoff leit schaufelartige Durchbrüche 11 angebracht sind (Fig. 3), die bei Drehung des Lagers zusätzliches Öl in das Innere des Lagers pumpen. Eine Erhöhung der Schmieröl förderung wird auch dadurch erzielt, daß am Käfig 4 Vorsprünge 8 angebracht sind, die bei dessen Drehung zusätzliches Öl in den Bereich des Lagerinnenraums pumpen. Diese Vorsprünge 8 bzw. Durchbrechungen 11 können beispielsweise aus schräg gerichteten Leit schaufeln bestehen, welche durch Ausdrückungen aus Teilflächenabschnitten der Seitenscheiben 5 bzw. An formungen an Teilflächen des Käfigs 4 gebildet sind.

Durch die Merkmale des Anspruchs 3 wird zusätzlich durch die schräg geneigten Flächen 1′ und 2′ Schmier mittel zu den Laufbahnen der Kugeln 3 gefördert.

Das Kugellager nach Fig. 2 zeigt im wesentlichen den gleichen Aufbau wie das in Fig. 1 dargestellte. Le diglich im Bereich Y (s. Fig. 2a) besteht eine Vari ante. Der Labyrintheffekt wird nämlich dadurch vergrö ßert, daß die Seitenringe 5 im Bereich einer Nut 9 im Außenring 2 enden, wodurch sich eine Verlängerung des Labyrinthspaltes 7 im Bereich 10 ergibt.

Durch die schrägen Flächen 5, an den Seitenscheiben 5 werden die beim Durchdringen von Öl durch die Scheiben 5 abgelagerten Schmutzteilchen durch die im Betrieb auftretenden Fliehkräfte leicht gelöst und aus dem kritischen Bereich entfernt (Fig. 2).

In Fig. 3 ist eine weitere Variante des Kugellagers nach Fig. 1 dargestellt. Die Abweichung gegenüber dem Kugellager nach Fig. 1 besteht darin, daß die Seiten scheiben 5 aus Metall oder Kunststoff bestehen und Durchbrechungen 11 aufweisen, die in ihrer Größe ent sprechend dem jeweiligen Anwendungszweck festgelegt werden können. Diese Durchbrechungen 11 werden bei spielsweise durch Materialausdrückungen aus bzw. Aus formungen an der Seitenscheibe 5 gebildet, wodurch gleichzeitig die schräg gerichteten Leitschaufeln 12 (an-)geformt werden. Die Durchbrechungen 11 und Leit schaufeln 12 sind über die Gesamtfläche der Seiten scheiben 5 verteilt angeordnet.

Die Leitschaufeln 12 können zweckmäßigerweise in je weils zwei nachfolgenden Quadranten der Seitenscheibe 5 entgegengerichtet sein, dieses bedeutet, daß die Leitschaufeln 12 in jeweils zwei gegenüberliegenden Quadranten gleiche Stellungen (Richtung) aufweisen. Dadurch wird die Lagereinbaurichtung unabhängig.

Claims

1. Wälzlager, bei dem Seitenscheiben den Bereich zwischen Innen- und Außenring nahezu abdecken, wobei die Seitenscheiben aus Filtermaterial be stehen und so das Öl filtern, daß Fremdkörper nicht in das Lager gelangen, dadurch ge kennzeichnet, daß die Seitenscheiben (5) am In nenring (1) dicht anliegen und zum Außenring (2) hin einen Labyrinthspalt (7) bilden, wobei die Seitenscheiben (5) aus porösem oder mit Durchbre chungen versehenem Material bestehen.

2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Seitenscheiben (5) über ihre Fläche verteilt mindestens in Teilabschnitten mit Durch brechungen (11) definierter Größe und schräg ge richteten Leitschaufeln (12) versehen sind (Fig. 3).

3. Wälzlager nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig mit Vorsprüngen (8) in Form von Leitschaufeln versehen ist.

4. Wälzlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantel bzw. Bohrungsfläche (1′, 2′) der Schultern am Au ßenring (2) bzw. am Innenring (1) zur Lagerachse geneigt ausgebildet sind, so daß eine Förderwir kung des Schmieröls zur Laufbahn der Kugeln (3) hin auftritt.

5. Wälzlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten scheiben (5) im Bereich einer Nut (9) im Außen ring (2) enden und so dem Außenring mit Spalt (10) gegenüberstehen.

6. Wälzlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils äußeren Stirnflächen (5′) der Seitenscheiben (5) um Lagerinneren hin geneigt sind.

7. Wälzlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leit schaufeln (12) an den Seitenscheiben (5) in je weils zwei gegenüberliegenden Quadranten der Sei tenscheiben (5) gleiche Stellungen (Richtung) aufweisen.