DE60209414T2

DE60209414T2 - Ein ringförmiges Teil für ein Wälzlager

Info

Publication number: DE60209414T2
Application number: DE60209414T
Authority: DE
Inventors: Gianfranco Pairone; Francesco Gallucci
Original assignee: SKF Industrie SpA
Current assignee: SKF Industrie SpA
Priority date: 2001-09-25
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2022-09-21
Also published as: EP1296077A3; CN1267654C; EP1296077A2; US20030059143A1; DE60209414D1; ITTO20010913A0; EP1296077B1; US6715925B2; ITTO20010913A1; CN1409022A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ringelement für ein Wälzlager, und zwar vom Typ, umfassend eine zylindrische Fläche, in der eine Rille gebildet ist, die eine um den Umfang der zylindrischen Fläche variable radiale Tiefe aufweist, wobei die Fläche dazu geeignet ist, mit einem Kunststoffmaterial überformt zu werden, um einen Körper zu bilden, der zur Drehung mit dem Ringelement fixiert ist und einen Kunststoffvorsprung aufweist, welcher zur Rille komplementär und zum Zusammenwirken mit der Rille geeignet ist, um eine relative Drehung zwischen dem Ringelement und dem Kunststoffkörper zu verhindern.
Ringelemente des obenstehend erwähnten Typs sind beispielsweise aus der EP-A-0 972 958, US-A-3832024 und US-A-4925322 bekannt. Diese Veröffentlichungen beschreiben Lager mit Ringen, welche außermittige Rillen mit rechteckigen Axialschnitten aufweisen.
Ein Nachteil, der sich ergibt, wenn ein Kunststoffkörper über ein Ringelement eines Wälzlagers geformt wird, liegt an der Tatsache, dass der Kunststoffkörper aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Stahl und Kunststoff dazu neigt, sich langsam relativ zum Ring des Lagers zu drehen; dieses Phänomen ist unter dem Begriff „Kriechen" bekannt. Die relative Drehung zwischen dem Kunststoff und dem Stahl des Lagers verursacht einen raschen Verschleiß des Kunststoffs infolge von Reibung, so dass die Anordnung laut wird und unweigerlich übermäßigen Vibrationen und einem Bruchschaden ausgesetzt wird.
Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Ringelements des obenstehend erwähnten Typs, welches eine relative Drehung zwischen dem Ringelement und dem darüber geformten Kunststoffkörper effizienter verhindert.
Eine besondere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Ringelements für ein Wälzlager, das zum Stützen einer rotierenden Welle einer Trommel in einer Waschmaschine geeignet ist, ohne dass die obenstehend erwähnten Probleme auftreten, und das speziell angepasst ist, um zu verhindern, dass die durch die Drehung der Trommel verursachten Vibrationen unzumutbare Werte erreichen.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Ringelement mit den in Anspruch 1 dargelegten charakteristischen Eigenschaften erfüllt. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun rein anhand eines nicht einschränkend gedachten Beispiels beschrieben, und zwar unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen, wobei:
1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Lagerelements ist,
2 eine im Axialschnitt dargestellte Teilansicht ist, die das Lagerelement der 1, über das ein Kunststoffkörper geformt ist, im vergrößerten Maßstab zeigt,
3 eine vergrößerte Ansicht des in 2 mit A bezeichneten Details ist,
4 und 5 Ansichten sind, die 3 ähneln und zwei weitere Varianten der Erfindung zeigen,
6 eine im Axialschnitt dargestellte Teilansicht ist, die 2 ähnelt und ein komplettes Lager zeigt, über dessen Außenring ein Kunststoffkörper geformt ist,
7 und 8 Ansichten sind, die 1 ähneln und zwei weitere Ausführungsformen der Erfindung zeigen, und
9 eine im Axialschnitt dargestellte Teilansicht ist, die ein Lager zeigt, über dessen Innenring ein Kunststoffkörper geformt ist.
Zunächst unter Bezugnahme auf 1 ist ein Ringelement, das den radial äußeren Ring eines Wälzlagers bildet, mit 10 bezeichnet. Das Ringelement 10 weist eine zylindrische Außenfläche 11 und einen Laufring 12 an seiner Innenfläche auf.
In der gesamten vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen sind Begriffe und Ausdrücke, die Positionen und Ausrichtungen (wie z.B. „radial", „axial", „innenliegend", „außenliegend") angeben, dafür bestimmt, sich auf die Mittelachse x des Ringelements 10 zu beziehen.
Wie in den 2 und 6 gezeigt, ist ein Körper P aus Kunststoffmaterial über die zylindrische Außenfläche 11 geformt und bildet ein feststehendes Gehäuse zum Tragen des Lagers. Der Kunststoffkörper P kann ein Stützelement sein, das in einer Waschmaschine montiert ist, um mit Hilfe des Lagers eine rotierende Welle, an der die Trommel der Waschmaschine befestigt ist, in drehbarer Weise zu tragen. Natürlich sollte die Bezugnahme auf dieses mögliche Anwendungsgebiet nicht als den Umfang des Patents in irgendeiner Weise einschränkend interpretiert werden. Das Ringelement 10 kann beispielsweise für ein Lager verwendet werden, über das eine Riemenscheibe aus Kunststoffmaterial geformt ist, und zwar insbesondere zur Verwendung als Riemenspanner in Kraftfahrzeugmotoren.
Eine radiale Rille 13, die in Bezug auf die Mittelachse x des Elements 10 außermittig ist (mit einer in 1 gezeigten Außermittigkeit „e"), wird durch einen einfachen Drehvorgang in der Außenfläche 11 des Ringelements 10 gebildet.
Das Überformen des Kunststoffmaterials, welches den äußeren Körper P bildet, erzeugt einen Umfangsvorsprung F aus Kunststoffmaterial, der sich radial nach innen erstreckt und zur Rille 13 komplementär ist. Somit wird ein Formschluss geschaffen, der den äußeren Körper P und das Ringelement 10 des Lagers fest aneinanderschließt und dabei deren relative Drehung in einer Umfangsrichtung verhindert. Wenn nach einer gewissen Zeit das über das Lager geformte Kunststoffmaterial tatsächlich nicht mehr am Stahl des Außenrings 10 des Lagers anhaftet, so drückt der außermittige Vorsprung F tangential gegen die Rille 13, so dass eine relative Drehung zwischen dem äußeren Ringelement 10 des Lagers und dem Außenkörper P verhindert wird.
Eine wichtige Eigenschaft der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die axiale Breite der Rille 13 um deren Umfang herum variiert, wie in 1 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf 3 weist die Rille 13 einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt mit zwei gegenüberliegenden Seitenwänden oder -flächen 13a, 13b auf, die von der Grundfläche 13c der Rille zur zylindrischen Fläche 11 hin divergieren. Sollte das Ringelement dazu neigen, sich relativ zu dem Körper P, in dem es untergebracht ist, zu drehen, so wird der Vorsprung F zwischen den Flächen 13a und 13b eingezwängt, welche mit dem Vorsprung F zusammenwirken, um eine relative Drehung zwischen dem Körper P und dem Ringelement 10 zu verhindern.
Diese Wirkung kommt zu dem durch die Außermittigkeit der Rille erzielten Verschlusseffekt hinzu, wodurch die Wirksamkeit im Vergleich zu den herkömmlichen Lösungen, die im einleitenden Teil der vorliegenden Beschreibung besprochen werden, erheblich verbessert wird, welche herkömmliche Lösungen stattdessen eine außermittige Rille mit einem rechteckigen Querschnitt aufweisen, dessen Seitenflächen nicht zum Verschluss beitragen.
Die 4 und 5 zeigen schematisch und rein beispielhaft weitere alternative Ausführungsformen der Erfindung. In 4 weist die Rille 13 einen im Wesentlichen gleichschenklig-trapezförmigen Querschnitt auf, und in 5 weist sie einen im Wesentlichen rechtwinklig-trapezförmigen Querschnitt auf.
Natürlich wird der Fachmann auch in der Lage sein, andere (zum Beispiel runde) Formen für den Querschnitt der Rille 13 zu identifizieren, welche zu den hier beschriebenen gleichwertig sind und durch eine Veränderung sowohl der axialen Breite als auch der radialen Tiefe der Rille um deren Umfang herum gekennzeichnet sind.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ist die Rille 13, um den Ring 10 nicht zu schwächen, vorzugsweise in einem Seitenbereich, in dem der Ring ziemlich dick ist, gebildet und nicht im Bereich des größten Durchmessers des Laufrings 12, in dem die radiale Dicke im Gegensatz dazu am geringsten ist.
Um sich durchgehend um den Umfang des Rings zu erstrecken, kann die Rille 13 einen Durchmesser aufweisen, der erheblich geringer als jener der zylindrischen Fläche 11 ist, so wie bei der Ausführungsform, die in den 1 und 2 gezeigt wird.
Bei der in 7 gezeigten Variante erstreckt sich die Rille 13 lediglich entlang eines Umfangsbogens, um die Fläche tangential an einem Punkt oder entlang eines Abschnitts der Außenfläche 11 zu erreichen, wodurch in jedem Fall ein Formschluss erzielt wird, und zwar mit Ergebnissen, die zu jenen gleichwertig sind, die von den anderen, hier beschriebenen Ausführungsformen geboten werden.
Bei der Ausführungsform der 8 sind zwei Rillen 13 vorgesehen, die axial voneinander beabstandet und vorzugsweise winklig gegeneinander versetzt sind, um den Drehverschlusseffekt des Ringelements 10 bezüglich des Körpers P in beiden Drehrichtungen weiter zu verbessern.
Schließlich zeigt 9 wiederum eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der das Ringelement 10 ein radial innerer Ring eines Lagers mit einer zylindrischen Innenfläche 11 ist, welche eine außermittige Rille 13 mit den obenstehend unter Bezugnahme auf eine der 1 bis 8 beschriebenen Eigenschaften aufweist. In 9 ist ein Kunststoffkörper P über die Innenseite der Fläche 11 geformt, wodurch ein sich radial nach außen erstreckender Vorsprung F geschaffen wird.

Claims

Ringelement (10) für ein Wälzlager, umfassend eine zylindrische Fläche (11), in der zumindest eine Rille (13) gebildet ist, die eine um den Umfang der zylindrischen Fläche variable radiale Tiefe aufweist, wobei die Fläche dazu geeignet ist, mit einem Kunststoffmaterial überformt zu werden, um einen Körper (P) zu bilden, der zur Drehung mit dem Ringelement (10) fest fixiert ist und zumindest einen Kunststoffvorsprung (F) aufweist, welcher zur Rille (13) komplementär und zum Zusammenwirken mit der Rille geeignet ist, um eine relative Drehung zwischen dem Ringelement (10) und dem Körper (P) zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Breite der Rille (13) um den Umfang herum variiert.
Ringelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rille (13) zwei gegenüberliegende Seitenflächen (13a, 13b) aufweist, die von der Grundfläche (13c) der Rille (13) zur zylindrischen Fläche (11) hin divergieren.
Ringelement gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rille (13) bezüglich der Achse (x) der zylindrischen Fläche (11) außermittig ist.
Ringelement gemäß einem der Ansprüche 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rille (13) einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt aufweist.
Ringelement gemäß einem der Ansprüche 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rille (13) einen im Wesentlichen gleichschenklig-trapezförmigen Querschnitt aufweist.
Ringelement gemäß einem der Ansprüche 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rille (13) einen im Wesentlichen rechtwinklig-trapezförmigen Querschnitt aufweist.
Ringelement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rille (13) bezüglich der Bereiche einer radialen Mindestdicke, in denen das Ringelement (10) Laufringe (12) aufweist, axial versetzt ist.
Ringelement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei axial voneinander beabstandete Rillen (13) umfasst, deren axiale Breiten um den Umfang herum variieren.
Ringelement gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rillen (13) winklig gegeneinander versetzt sind.
Ringelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (10) ein radial äußerer Ring eines Lagers ist und dass in der zylindrischen Außenfläche (11) des Ringelements (10) zumindest eine Rille (13) gebildet ist.
Ringelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (10) ein radial innerer Ring eines Lagers ist und dass in der zylindrischen Innenfläche (11) des Ringelements (10) zumindest eine Rille (13) gebildet ist.
Ringelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rille (13) durchgehend um die zylindrische Fläche (11) erstreckt.
Ringelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die außermittige Rille (13) um einen Umfangsbogen der zylindrischen Fläche (11) erstreckt.