WO2011113637A1 - Axialwälzlager, insbesondere einseitig wirkendes axial-rillenkugellager - Google Patents

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Wolfgang Bub
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    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
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    • F16C43/00—Assembling bearings
    • F16C43/04—Assembling rolling-contact bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C2362/00—Apparatus for lighting or heating

Definitions

  • the invention relates to an axial roller bearing according to the preamble of forming features of claim 1, and it is particularly advantageous for one-sided wir-kenden axial deep groove ball bearings applicable, as used for example for storing the rotor shaft in compressors for household refrigerators. Background of the invention
  • Such reciprocating compressors consist essentially of a hermetically sealed housing in which a cylinder block is resiliently mounted, which receives the stator of an electric motor consisting of a coil package.
  • the arranged inside the stator and formed with permanent magnets rotor of the electric motor is mounted on a centric rotor shaft which is guided through the cylinder block and at its end a wave washer having an eccentrically mounted crank pin.
  • the connecting rod eye of a connecting rod is placed, which is connected to a piston disposed in a compressor unit reciprocating, so that the rotational movement of the rotor shaft is converted into a translational movement of the reciprocating piston.
  • the compressor unit is arranged on the cylinder block and has a hollow cylinder connected to a suction line and a pressure line in which the reciprocating piston reciprocates to alternately increase and decrease a pressure chamber located in front of the reciprocating piston.
  • Such an axial grooved ball bearing is known, for example, from DE 20 2006 016 321 U1 or US Pat. No. 7,168,859 B2 and has a first cylinder-head-side annular bearing disk, to which a second disk-side annular bearing disk is arranged at a distance from a common center axis.
  • the bearing discs are formed on their inside disc surfaces with mutually facing groove-shaped raceways in which a plurality arranged in a row and by a bearing cage at regular intervals to each other rolling elements roll.
  • This Axial- Rillenkugella-ger is due to the design of the assembly of the reciprocating compressor in the unassembled state, ie separated in pulleys and in the bearing cage pre-assembled ball set, and is completed only during assembly of the reciprocating compressor.
  • the invention is therefore the object of an axial roller bearing, in particular unidirectional axial deep groove ball bearings to design, with the unintentional incorrect assembly of the bearing discs in the assembly of the items of the axial deep groove ball bearing Safety are avoidable.
  • this object is achieved in an axial roller bearing according to the O-berbegriff of claim 1 such that both bearing discs are formed on their outside disc surfaces with other, to the raceways on their inside disc surfaces in position, diameter and groove depth identi-see groove-shaped raceways which the bearing disks can be mounted independently of a specific installation assignment either as a first or as a second bearing disc at an intended bearing point and in each possible mounting position to each other the necessary number of mutually facing raceways for the rolling elements aufwei- sen.
  • the invention is not based on the obvious obvious knowledge that it is possible by arranging further, for the actual bearing function in itself meaningless care on the backs of the bearing discs in a simple and cost-effective manner, unintentional incorrect assembly of the bearing discs during assembly to exclude the individual parts of the axial deep groove ball bearing with certainty.
  • the inventively designed Axial anymorelzlager that it is formed as a single-row axial deep groove ball bearing whose bearing discs each have a groove-shaped track on their inside disc surfaces and on their outside disc surfaces also each have a groove-shaped track.
  • a design according to the invention on two or more row axial ball bearings or also on single or multi-row axial taper roller or axial spherical roller bearings.
  • the axial rolling bearing designed in accordance with the invention is characterized by the fact that both bearing disks have the same internal and external diameters and material thicknesses and are each made without cutting by stamping from a steel sheet with subsequent heat treatment without further post-processing.
  • An axial rolling bearing designed and manufactured in this way has proven to be particularly advantageous, in particular with regard to its low production costs, since the uniform design of the bearing disks and the choice of material are only possible low tool and material costs caused.
  • the drawing clearly shows a single-row axial deep groove ball bearing designed axial roller bearing 1, which has a first annular bearing disk 2 and a spaced therefrom on a common central axis 3 second annular bearing disk 4.
  • the bearing discs 2, 4 are formed on their inside disc surfaces 6, 7 with two mutually facing groove-shaped raceways 10, 1 1, in which a plurality arranged in a row and by a bearing cage 13 at regular intervals held rolling elements 14 roll.
  • both bearing disks 2, 4 on their outside disk surfaces 5, 8 with further, identical to the raceways 10, 1 1 on their inside disk surfaces 6, 7 in position, diameter and groove depth groove-shaped raceways 9, 12th are formed, through which the bearing plates 2, 4 regardless of a specific installation assignment either as first or second bearing disc 2 or 4 are mounted on a designated bearing point and in each possible mounting position to each other the necessary number facing each other tracks 10, 1 1 for the Have rolling elements 14.
  • Both bearing disks 2, 4 have the same inside and outside diameters as well as equal material thicknesses and are in each case manufactured without cutting by punch embossing from a steel sheet with subsequent heat treatment without further post-processing.
  • the after mounting the bearing discs 2, 4 to the Outside disk surfaces 5, 8 of the bearing discs 2, 4 arranged raceways 5, 8 have no meaning in storage operation.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein als einseitig wirkendes Axial-Rillenkugellager ausgebildetes Axialwälzlager (1), welches eine erste kreisringförmige Lagerscheibe (2) und eine beabstandet zu dieser auf einer gemeinsamen Mittelachse (3) angeordnete zweite kreisringförmige Lagerscheibe (4) aufweist, wobei die Lagerscheiben (2, 4) an ihren innenseitigen Scheibenflächen (6, 7) mit zueinander weisenden rillenförmigen Laufbahnen (10, 11) ausgebildet sind, in denen eine Vielzahl in zumindest einer Reihe angeordneter und durch zumindest einen Lagerkäfig (13) in gleichmäßigen Abständen zueinander gehaltener Wälzkörper (14) abrollen. Erfindungsgemäß sind beide Lagerscheiben (2, 4) an ihren außenseitigen Scheibenflächen (5, 8) mit weiteren, zu den Laufbahnen (10, 11) an ihren innenseitigen Scheibenflächen (6, 7) in Position, Durchmesser und Rillentiefe identischen rillenförmigen Laufbahnen (9, 12) ausgebildet, durch welche die Lagerscheiben (2, 4) unabhängig von einer bestimmten Einbauzuordnung wahlweise als erste oder als zweite Lagerscheibe (2 oder 4) an einer vorgesehenen Lagerstelle montierbar sind und dabei in jeder möglichen Montagestellung zueinander die notwendige Anzahl zueinander weisender Laufbahnen (10, 1) für die Wälzkörper (14) aufweisen.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Axialwälzlager, insbesondere einseitig wirkendes Axial-Rillenkugellager Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Axialwälzlager nach den oberbegriffsbildenden Merk- malen des Patentanspruchs 1 , und sie ist insbesondere vorteilhaft an einseitig wir-kenden Axial-Rillenkugellagern anwendbar, wie sie beispielsweise zur Lagerung der Rotorwelle in Verdichtern für Haushaltskühlgeräte verwendet werden. Hintergrund der Erfindung
Als Verdichter für Haushaltskühlgeräte kommen vor allem kleine einzylindrige Hubkolbenverdichter zum Einsatz, in denen ein gasförmiges Kühlmedium angesaugt und verdichtet wird. Derartige Hubkolbenverdichter bestehen im We- sentlichen aus einem hermetisch abgedichteten Gehäuse, in dem ein Zylinderblock federnd gelagert ist, der den aus einem Spulenpaket bestehende Stator eines Elektromotors aufnimmt. Der innerhalb des Stators angeordnete und mit Permanentmagneten ausgebildete Rotor des Elektromotors ist dabei auf einer zentrischen Rotorwelle befestigt, die durch den Zylinderblock hindurch geführt ist und an ihrem Ende eine Wellenscheibe mit einem exzentrisch aufgesetzten Kurbelzapfen aufweist. Auf diesem Kurbelzapfen ist das Pleuelauge einer Pleuelstange aufgesetzt, die mit einem in einer Verdichtereinheit angeordneten Hubkolben verbunden ist, so dass die rotatorische Bewegung der Rotorwelle in eine translatorische Bewegung des Hubkolbens umgewandelt wird. Die Ver- dichtereinheit ist dabei auf dem Zylinderblock angeordnet und weist einen mit einer Saugleitung und mit einer Druckleitung verbundenen Hohlzylinder auf, in dem der Hubkolben sich hin und her bewegt, um einen vor dem Hubkolben befindlichen Druckraum abwechselnd zu vergrößern und zu verkleinern. Um die aus dem Gewicht des Rotors und der Rotorwelle resultierende Reibung zwischen der Wellenscheibe und dem Zylinderblock auf ein geringst mögliches Niveau zu reduzieren, ist bei Hubkolbenverdichtern neuerer Generationen zwi- sehen der Wellenscheibe der Rotorwelle und dem Zylinderblock darüber hinaus ein zusätzliches Axial-Rillenkugellager angeordnet. Ein solches Axial- Rillenkugel-Iager ist beispielhaft aus der DE 20 2006 016 321 U1 oder der US 7,168,859 B2 bekannt und weist eine erste zylinderkopfseitige kreisringförmige Lagerscheibe auf, zu der eine zweite wellenscheibenseitige kreisringförmige Lagerscheibe auf einer gemeinsamen Mittelachse beabstandet angeordnet ist. Die Lagerscheiben sind dabei an ihren innenseitigen Scheibenflächen mit zueinander weisenden rillenförmigen Laufbahnen ausgebildet, in denen eine Vielzahl in einer Reihe angeordneter und durch einen Lagerkäfig in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten Wälzkörper abrollen. Dieses Axial- Rillenkugella-ger liegt bei der Montage des Hubkolbenverdichters bauartbedingt im unmontierten Zustand, also getrennt in Laufscheiben und in im Lagerkäfig vormontierten Kugelsatz, vor und wird erst während der Montage des Hubkolbenverdichters komplettiert. In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, dass es während der Montage des Hubkolbenverdichters beim Einbau der Einzelteile des Axial-Rillenkugellagers gelegentlich zu unbeabsichtigten Fehlmontagen der Lagerscheiben kommt, bei denen zumindest eine der beiden Lagerscheiben verkehrt herum, also um 180° verdreht, eingebaut wurde. Dadurch wurde der Kugelsatz im Betrieb des Hub- kolbenverdichters einseitig nicht in der für die Lagerkugeln vorgesehenen Laufbahn geführt sondern lief auf der ohne Laufbahn ausgebildeten ebenen Scheibenfläche der Lagerscheibe um. Anstelle der mit der Laufbahnen beabsichtigten Schmiegung wiesen die Lagerkugeln somit zu einer Lagerscheibe nur noch einen permanenten Punktkontakt mit einer erhöhten Hertzschen Pressung auf, der einen erhöhten Verschleiß der Lagerkugeln und der betreffenden Lagerscheibe zur Folge hatte und zum Ausfall des Axial-Rillenkugellagers sowie des gesamten Hubkolbenverdichters führte. Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Axialwälzlager, ins- besondere einseitig wirkendes Axial-Rillenkugellager, zu konzipieren, mit dem unbeabsichtigte Fehlmontagen der Lagerscheiben bei der Montage der Einzelteile des Axial-Rillenkugellagers mit Sicherheit vermeidbar sind.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Axialwälzlager nach dem O- berbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass beide Lagerscheiben an ihren außenseitigen Scheibenflächen mit weiteren, zu den Laufbahnen an ihren innenseitigen Scheibenflächen in Position, Durchmesser und Rillentiefe identi- sehen rillenförmigen Laufbahnen ausgebildet sind, durch welche die Lagerscheiben unabhängig von einer bestimmten Einbauzuordnung wahlweise als erste oder als zweite Lagerscheibe an einer vorgesehenen Lagerstelle montierbar sind und dabei in jeder möglichen Montagestellung zueinander die notwendige Anzahl zueinander weisender Laufbahnen für die Wälzkörper aufwei- sen.
Der Erfindung liegt dabei die nicht ohne weiteres auf der Hand liegende Erkenntnis zugrunde, dass es durch Anordnung von weiteren, für die eigentliche Lagerfunktion an sich bedeutungslosen Laufbahnen an den Rückseiten der Lagerscheiben in einfacher und kostengünstiger Weise möglich ist, unbeabsichtigte Fehlmontagen der Lagerscheiben bei der Montage der Einzelteile des Axial-Rillenkugellagers mit Sicherheit auszuschließen. Da die zusätzlichen Laufbahnen an den Rückseiten der Lagerscheiben identisch mit denen an den Innenseiten der Lagerscheiben sind, ist es für eine korrekte Lagermontage völlig egal, ob die Lagerscheiben als erste oder als zweite Lagerscheibe vorgesehen sind und in welcher der beiden möglichen Stellungen sie dabei montiert werden. In jeder möglichen Montagestellung werden die Lagerscheiben mit Sicherheit die notwendige Anzahl zueinander weisender Laufbahnen für die Wälzkörper aufweisen, so dass ein vorzeitiger Verschleiß der Lagerkugeln und der Lagerscheiben sowie ein daraus resultierender Ausfall des erfindungsge- mäß ausgebildeten Axialwälzlagers wirksam vermieden wird. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäß ausgebildeten Axialwälzlagers werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Danach ist es gemäß Anspruch 2 bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Axialwälzlager vorgesehen, dass es als einreihiges Axial-Rillenkugellager aus- gebildet ist, dessen Lagerscheiben an ihren innenseitigen Scheibenflächen jeweils eine rillenförmige Laufbahn und an ihren außenseitigen Scheibenflächen ebenfalls jeweils eine rillenförmige Laufbahn aufweisen. Denkbar wäre jedoch auch eine erfindungsgemäße Ausbildung an zwei oder mehrreihigen Axial-Rillenkugellagern oder auch an ein- oder mehrreihigen Axial-Kegelrollen- oder Axial-Pendelrollenlagern.
Nach Anspruch 3 ist es ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäß ausgebildeten Axialwälzlagers, dass die nach der Montage der Lagerscheiben an der vorgesehenen Lagerstelle an den außenseitigen Scheibenflächen der Lager- Scheiben angeordneten Laufbahnen im Lagerbetrieb keinen Wälzkontakt zu anderen Wälzkörpern aufweisen. Hierin ist die Besonderheit des erfindungsgemäß ausgebildeten Axialwälzlagers zu sehen zu sehen, da dieses Laufbahnen aufweist, die nach der Montage der Lagerscheiben nicht als Laufbahnen für Wälzkörper fungieren, sondern keine Bedeutung mehr haben.
Gemäß Anspruch 4 zeichnet sich das erfindungsgemäß ausgebildete Axialwälzlager schließlich noch dadurch aus, dass beide Lagerscheiben gleiche Innen- und Außendurchmesser sowie gleiche Materialstärken aufweisen und jeweils spanlos durch Stanzprägen aus einem Stahlblech mit anschließender Wärmebehandlung ohne weitere Nachbearbeitung hergestellt sind. Ein derart ausgebildetes und hergestelltes Axialwälzlager hat sich dabei insbesondere hinsichtlich seiner geringen Herstellungskosten als besonders vorteilhaft erwiesen, da die Gleichausbildung der Lagerscheiben und die Materialwahl nur geringe Werkzeug- und Material kosten verursacht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Das erfindungsgemäß ausgebildete Axialwälzlager wird nachfolgend in einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert. Die einzigste Zeichnung zeigt dabei einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes einreihiges Axial-Rillenkugellager. Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Aus der Zeichnung geht deutlich ein als einreihiges Axial-Rillenkugellager ausgebildetes Axialwälzlager 1 hervor, welches eine erste kreisringförmige Lagerscheibe 2 und eine beabstandet zu dieser auf einer gemeinsamen Mittelachse 3 angeordnete zweite kreisringförmige Lagerscheibe 4 aufweist. Die Lagerscheiben 2, 4 sind dabei an ihren innenseitigen Scheibenflächen 6, 7 mit zwei zueinander weisenden rillenförmigen Laufbahnen 10, 1 1 ausgebildet, in denen eine Vielzahl in einer Reihe angeordneter und durch einen Lagerkäfig 13 in gleichmäßigen Abständen zueinander gehaltener Wälzkörper 14 abrollen.
Desweiteren ist aus der Zeichnung ersichtlich, dass beide Lagerscheiben 2, 4 an ihren außenseitigen Scheibenflächen 5, 8 erfindungsgemäß mit weiteren, zu den Laufbahnen 10, 1 1 an ihren innenseitigen Scheibenflächen 6, 7 in Position, Durchmesser und Rillentiefe identischen rillenförmigen Laufbahnen 9, 12 ausgebildet sind, durch welche die Lagerscheiben 2, 4 unabhängig von einer bestimmten Einbauzuordnung wahlweise als erste oder als zweite Lagerscheibe 2 oder 4 an einer vorgesehenen Lagerstelle montierbar sind und dabei in jeder möglichen Montagestellung zueinander die notwendige Anzahl zueinander weisender Laufbahnen 10, 1 1 für die Wälzkörper 14 aufweisen. Beide La- gerscheiben 2, 4 weisen dabei gleiche Innen- und Außendurchmesser sowie gleiche Materialstärken auf und sind jeweils spanlos durch Stanzprägen aus einem Stahlblech mit anschließender Wärmebehandlung ohne weitere Nachbearbeitung hergestellt. Die nach der Montage der Lagerscheiben 2, 4 an den außenseitigen Scheibenflächen 5, 8 der Lagerscheiben 2, 4 angeordneten Laufbahnen 5, 8 haben im Lagerbetrieb keine Bedeutung mehr.
Bezugszahlenliste
1 Axialwälzlager
2 erste Lagerscheibe
3 Mittelachse
4 zweite Lagerscheibe
5 außenseitige Scheibenfläche von 2
6 innenseitige Scheibenfläche von 2
7 innenseitige Scheibenfläche von 4
8 außenseitige Scheibenfläche von 4
9 rillenförmige Laufbahn in 5
10 rillenförmige Laufbahn in 6
1 1 rillenförmige Laufbahn in 7
12 rillenförmige Laufbahn in 8
13 Lagerkäfig
14 Wälzkörper

Claims

Patentansprüche
Axialwälzlager (1 ), insbesondere einseitig wirkendes Axial-Rillenkugellager, welches eine erste kreisringförmige Lagerscheibe (2) und eine beabstandet zu dieser auf einer gemeinsamen Mittelachse (3) angeordnete zweite kreisringförmige Lagerscheibe (4) aufweist, wobei die Lagerscheiben (2, 4) an ihren innenseitigen Scheibenflächen (6, 7) mit zueinander weisenden rillen- förmigen Laufbahnen (10, 1 1 ) ausgebildet sind, in denen eine Vielzahl in zumindest einer Reihe angeordneter und durch zumindest einen Lagerkäfig (13) in gleichmäßigen Abständen zueinander gehaltener Wälzkörper (14) abrollen, dadurch gekennzeichnet, dass beide Lagerscheiben (2, 4) an ihren außenseitigen Scheibenflächen (5, 8) mit weiteren, zu den Laufbahnen (10, 1 1 ) an ihren innenseitigen Scheibenflächen (6, 7) in Position, Durchmesser und Rillentiefe identischen rillenförmigen Laufbahnen (9, 12) ausgebildet sind, durch welche die Lagerscheiben (2, 4) unabhängig von einer bestimmten Einbauzuordnung wahlweise als erste oder als zweite Lagerscheibe (2 oder 4) an einer vorgesehenen Lagerstelle montierbar sind und dabei in jeder möglichen Montagestellung zueinander die notwendige Anzahl zueinander weisender Laufbahnen (10, 1 1 ) für die Wälzkörper (14) aufweisen.
Axialwälzlager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es als einreihiges Axial-Rillenkugellager ausgebildet ist, dessen Lagerscheiben (2, 4) an ihren innenseitigen Scheibenflächen (6, 7) jeweils eine rillenförmi- ge Laufbahn (10, 1 1 ) und an ihren außenseitigen Scheibenflächen (5, 8) ebenfalls jeweils eine rillenförmige Laufbahn (9, 12) aufweisen.
Axialwälzlager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die nach der Montage der Lagerscheiben (2, 4) an der vorgesehenen Lagerstelle an den außenseitigen Scheibenflächen (5, 8) der Lagerscheiben (2, 4) angeordneten Laufbahnen (5, 8) im Lagerbetrieb keinen Wälzkontakt zu anderen Wälzkörpern aufweisen. Axialwälzlager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass beide Lagerscheiben (2, 4) gleiche Innen- und Außendurchmesser sowie gleiche Materialstärken aufweisen und jeweils spanlos durch Stanzprägen aus einem Stahlblech mit anschließender Wärmebehandlung ohne weitere Nachbearbeitung hergestellt sind.
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