WO2022111747A1 - Rolling bearing - Google Patents

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WO2022111747A1
WO2022111747A1 PCT/DE2021/100802 DE2021100802W WO2022111747A1 WO 2022111747 A1 WO2022111747 A1 WO 2022111747A1 DE 2021100802 W DE2021100802 W DE 2021100802W WO 2022111747 A1 WO2022111747 A1 WO 2022111747A1
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inner ring
insulating layer
ring
diameter
rolling bearing
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PCT/DE2021/100802
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Manfred Tietz
Norbert Metten
Paul WITTMANN
Eckhard RUSCHITZKA
Klaus PICHL
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16C2240/40Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/56Tolerances; Accuracy of linear dimensions

Definitions

  • the invention relates to a roller bearing, comprising an outer ring, an inner ring and rolling elements arranged in between and rolling on raceways provided on the outer and inner rings.
  • Such rolling bearings are used in a wide variety of areas.
  • One example is the use in electric motors, which are also used in a wide variety of cases, increasingly in the automotive sector, for example, as drives for partially electric or fully electric ferry operations.
  • roller bearings are used for the rotary bearing of the rotor, which usually rotates at a high speed, which is why high-speed bearings are usually used, so-called high-speed motor bearings (HSMB).
  • HSMB high-speed motor bearings
  • the invention is therefore based on the problem of specifying a roller bearing that is improved in comparison.
  • a roller bearing of the type mentioned is characterized in that the outer ring on the outer circumference or the inner ring on the inner circumference is covered with an insulating layer made of a thermoset, the surface of which Setting the roundness of the outer or inner ring and a predetermined diameter of the outer or inner ring is machined by grinding.
  • an insulating layer made of a duroplast, ie a plastic, is used, which is applied, preferably sprayed, either to the outer circumference of the outer ring or to the inner circumference of the inner ring.
  • This insulating layer has sufficient electrical insulating properties so that it can reliably prevent the passage of current through the roller bearing.
  • a suitable resin can be used as the thermoset, for example an epoxy resin or a formaldehyde resin or materials based on this.
  • the surface of the applied insulating layer is machined or machined by grinding.
  • the insulating layer is processed in such a way that the outer circumference or the inner circumference of the insulating layer and thus the outer circumference of the bearing or the inner circumference of the bearing has the best possible roundness, apart from minimal tolerances.
  • the outer or inner diameter of the applied insulating layer and thus of the outer or inner ring or the outer or inner bearing diameter is also set with high precision by grinding.
  • roundness is defined as a deviation of the shape of the mechanically machined surface from an ideal cylindrical shape in any radial planes perpendicular to the axis of rotation of the roller bearing.
  • the roundness therefore stands for the deviation of the outer contour (in the case of an outer ring) and the inner contour (in the case of an inner ring) from an ideal cylindrical shape.
  • From the cylindrical shape deviating geometries are considered polyhedron-shaped, oval or wave-shaped geometries in cross-section in any perpendicular pierced by the axis of rotation of the Wälzla gers radial planes of the rolling bearing.
  • the deviation of the shape in any given radial plane should be within the limits of a defined ring surface, the outside and inside diameter of which are the permissible limits within which a permissible shape deviation may be due.
  • the permissible deviations from the cylindrical or circular Round shape are therefore based on the outer diameter (outer ring with coating on the outside) or inner diameter (inner ring with coating on the inside) in any radial plane within the limits of a ring surface.
  • the inner diameter of this ring surface specifies the inner tolerance limit for roundness and corresponds to the smallest permissible outer diameter tolerance of the outer ring with coating.
  • the outer diameter of this ring surface is determined by the maximum permissible value of the diameter tolerance of the outer ring with the outer coating.
  • the outer contour of the outer ring with the insulating layer may deviate from the purely cylindrical or circular shape.
  • the values are based on the smallest and largest inner diameter of the inner coating of the inner ring.
  • the roundness should be less than or equal to 0.006 mm.
  • this mechanical grinding process means that the finished roller bearing on the side provided with the insulating layer has a roundness and diameter accuracy like a normal bearing of this size, for example a bearing that has been used up to now and has, for example, ceramic rolling elements or the oxide ceramic coating.
  • the rolling bearing according to the invention or the duroplastic insulating layer is processed in such a way that the bearing dimensions correspond exactly to those of the bearing used previously, so that easy replacement is possible and no adjustments need to be made to the end shield or the bearing mount on the component to be stored.
  • the roller bearing according to the invention is therefore exactly the same as the dimensions of the bearing used previously and has tolerances in terms of roundness and diameter that correspond to those of the original bearing.
  • the roller bearing according to the invention is significantly simpler to manufacture, since no insulating ceramic means have to be provided to form the insulation level. Instead, an insulating duroplastic material is used, which can be applied in a simple manner, for example by spraying that can be suitably machined to produce the required dimensions and that exhibits the required mechanical properties.
  • the insulating layer only to the outer circumference of the outer ring or the inner circumference of the inner ring.
  • the insulating layer on the end faces can be mechanically processed by grinding in such a way that the width of the coated outer or inner ring essentially corresponds to that of the uncoated inner or outer ring, but this is not mandatory, especially if a different width is required due to the space available .
  • the coated outer or inner ring based on its outer or inner diameter, must be designed differently compared to another uncoated ring, since the insulating layer is applied as described, which has a thickness in the range of 0.5-1.5 mm, for example having.
  • this variant of the invention now provides for the insulating layer to also extend to the two end faces.
  • the width of the respective outer or inner ring can then also be reduced in comparison to an uncoated ring, in order to then also machine the width of the coated outer or inner ring by grinding in accordance with the uncoated ring, if this is required is.
  • the ring widths including the coating can also differ in width.
  • the grinding is carried out in such a way that the corresponding dimensions correspond to those of a comparison bearing with uncoated rings, also with regard to the tolerance range.
  • the tolerance of the diameter of the insulating layer of the coated outer or inner ring should be between -0.005 mm and -0.015 mm, in particular -0.01 mm, based on a predetermined target diameter.
  • minimum tolerances are defined here, since this also means that the running accuracy of the bearing raceway of the coated outer ring to the outer diameter of the outer ring or the bearing raceway of the coated inner ring to the inner diameter of the inner - is defined around.
  • the high-precision grinding according to the invention makes it possible, please include the tolerances of the dimensions in relation to the outer or inner diameter and the roundness to be realized in such a way as they are given in a comparable, but for example non-insulated bearing or high-speed bearing.
  • the tolerance of the width of the coated outer or inner ring should be between -0.05 mm and -0.15 mm, in particular -0.12 mm, in relation to a predetermined target width.
  • grinding is carried out with sufficient accuracy, but the tolerance requirements are not as strict as with regard to the diameter and thus the roundness.
  • At least one circumferential annular groove which is filled with the insulating layer, on the coated outer circumference or on the coated inner circumference of the outer or inner ring.
  • the insulating layer therefore engages in the ring groove, which is also used to anchor it to the respective bearing ring, on the one hand by enlarging the interface between the ring and the insulating layer and on the other hand by the fact that there is a form-fitting bond.
  • the insulating layer is expediently sprayed on, so it can be easily applied with a suitable spray tool and, after curing, can be sanded accordingly.
  • a fiber-reinforced thermoset in particular a glass-fiber-reinforced thermoset, is preferably used in order to adjust the mechanical properties of the insulating layer or to adapt it to the requirements.
  • roller bearing itself is expediently a high-speed bearing, as is used in electric motors. However, it can also be a standard bearing, since it is used in a flow-critical area but is exposed to lower speeds.
  • the invention relates to the use of a roller bearing of the type described above.
  • a roller bearing can preferably be used as a bearing for a rotating component of an electric motor, in particular as a rotor bearing. In this case, it serves as a high-speed bearing or HSMB bearing.
  • HSMB bearing high-speed bearing
  • the invention also relates to a method for producing an outer or inner ring covered with an insulating layer for a roller bearing of the type described above. Accordingly, an insulating layer made of a possibly fiber-reinforced thermoset is applied to the outer circumference of the outer ring or the inner circumference of the inner ring applied, in particular sprayed on, which is mechanically processed by grinding on the surface to set the roundness of the outer or inner ring and a predetermined diam sers of the outer or inner ring.
  • the insulating layer to the two end faces of the outer or inner ring at least in sections, the insulating layer also being ground to a predetermined value on the end faces to adjust the width of the outer or inner ring.
  • the surface is expediently ground in such a way that the tolerance of the diameter of the coated outer or inner ring is between -0.005 mm and -0.015 mm, in particular -0.01 mm, based on a predetermined target diameter. This means that there is almost complete roundness, since the diameter tolerance is extremely small.
  • the tolerance of the width of the coated outer or inner ring should be between -0.05 mm and -0.15 mm, in particular - 0.12 mm in relation to a predetermined target width.
  • Figure 1 is a schematic representation of a roller bearing according to the invention of a first embodiment, in section,
  • FIG. 2 is a schematic representation of a rolling bearing according to the invention of a second embodiment, in a sectional partial view
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of a third embodiment of a roller bearing according to the invention, in a sectional partial view.
  • Figure 1 shows a rolling bearing 1 according to the invention, comprising an outer ring 2 with a raceway 3 and an inner ring 4 with a raceway 5, and with a rim comprising a plurality of rolling elements 7 held in a cage 6, here in the form of balls, which are on the raceways 3, 5 roll.
  • the roller bearing 1 is, for example, a high-speed bearing, as can be used, for example, to mount a rotor of an electric machine.
  • Such a bearing can be made without seals, as shown, in the case of an oil-lubricated application.
  • the bearing can also be filled with grease and also closed axially on both sides via seals, for which purpose corresponding measurements on the rings are provided for the annular seals.
  • the inner diameter of the inner ring 4 is slightly increased for this purpose compared to a bearing or inner ring that can be used for the same purpose.
  • the insulating layer 8 it stretches not only over the inner lateral surface, but also over the two end faces 10 and overlaps them partially.
  • the insulating layer 8 is machined on its surface 11, 12 on the inner circumference and on the end faces by grinding.
  • the surface 11 on the inner circumference is processed in such a way that the insulating layer 8 has the best possible roundness (preferably less than or equal to 0.006 mm), which means that the inner diameter has a minimum tolerance in the range between -0.005 mm and -0.015 mm be around -0.01 mm.
  • this roller bearing 1 according to the invention provided with the insulating layer 8 corresponds to the inner diameter of a comparable high-speed bearing that can be replaced identically for the intended purpose and has an uncoated inner ring, so that the roller bearing according to the invention 1 can be used in exchange for the previously used roller bearing that has no or an integrated insulating level of whatever type.
  • the surface 12 on the end faces is also ground accordingly in order to adapt the width of the inner ring 4 together with the insulating layer 8 to the width of the outer ring 2, as is clearly shown in FIG.
  • the tolerance in relation to the width should be between -0.05 mm and -0.15 mm in relation to a predetermined target width, which ultimately depends on the width of the Outer ring 2 is specified amount.
  • the thickness of the insulating layer 8 is dimensioned in such a way that the roller bearing is given the best possible current insulation against the passage of current, while at the same time the inner diameter of the metal inner ring 10 or its width is increased as little as possible.
  • the high-precision grinding with the lowest possible roughness, in particular of the inner peripheral surface 11 as a whole, serves to ensure the high running accuracy of the raceway 5 of the inner ring 4 with respect to the inner diameter of the inner ring.
  • thermoset is one with sufficient electrical insulation properties. It can be, for example, an epoxy resin or a formaldehyde resin, for example phenol-formaldehyde resin or melamine-formaldehyde resin.
  • the duroplast is preferably fiber-reinforced, for which glass fibers are suitable, but carbon fibers are also possible.
  • FIG. 2 shows a sectional partial view of a roller bearing 1 according to the invention in a second embodiment, with comparable components having the same reference numbers.
  • an insulating layer 8 made of a duroplastic 9 is applied to the inner circumference of the inner ring 4 .
  • This insulating layer 8 extends from the inner circumference to the end faces 10 of the inner ring 4 and occupies them in sections.
  • the surface of the insulating layer 8 is also ground accordingly to set the required dimensions in connection with the given tolerances.
  • the inner ring 4 has an annular groove 13 on its inner circumference, which is filled with the insulating layer 8 or the thermoplast 9 . This achieves an even better anchoring of the insulating layer 8 on the one hand due to the larger contact surface and on the other hand due to the shape circuit.
  • the configuration according to FIG. 3 shows a roller bearing 1 according to the invention, again with an outer ring 2, an inner ring 4 and rolling elements 7 rolling in between and guided in a cage 6.
  • the insulating layer 8 is made of the preferably fiber-reinforced duroplast 9 on the outer circumference of the outer ring 2 brought up. This is slightly reduced in its outer diameter, as well as in width, so that the insulating layer 8 can be applied.
  • the insulating layer 8 again stretches slightly over the end faces 14 of the outer ring 1.
  • a circumferential annular groove 15 is also formed on the outer ring 1, which, similar to the exemplary embodiment according to FIG.
  • the surface 16 on the outer circumference of the insulating layer 8 and the surface 17 on the end faces are mechanically reworked by grinding.
  • the surface 16 on the outer circumference is in turn ground with high precision in order to ensure the best possible roundness of the outer circumference or of the coated outer ring 2, while at the same time having a minimum tolerance in the outer diameter.
  • the surfaces 17 are ground in such a way that the width of the coated outer ring 2 also corresponds to the width of the inner ring 3 here.
  • the geometry and dimensions of the coated outer ring 2 or the coated inner ring 3 correspond exactly to an uncoated outer or inner ring of a roller bearing, which can be used in the same place, i.e. for the same purpose, and that has no insulating coating on any of its rings. Because the roller bearing according to the invention makes it possible to be able to be mounted instead of a previously installed roller bearing, ie instead of a roller bearing whose outer ring has no outer coating or whose inner ring has no inner coating.

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Abstract

The invention relates to a rolling bearing comprising an outer ring (2), an inner ring (4) and rolling elements (7) rolling on raceways (3, 5) provided on the outer and inner rings (2, 4), wherein the outer circumference of the outer ring (2) or the inner circumference of the inner ring (4) is coated with an insulating layer (8) made of a thermosetting resin (9) is provided on, the surface (11) of which is machined by grinding in order to adjust the roundness of the outer or inner ring (2, 4) and a predetermined diameter of the outer or inner ring (2, 4).

Description

Wälzlager roller bearing
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, umfassend einen Außenring, einen Innenring und dazwischen angeordnete, auf am Außen- und am Innenring vorgesehenen Laufbah nen wälzende Wälzkörper. The invention relates to a roller bearing, comprising an outer ring, an inner ring and rolling elements arranged in between and rolling on raceways provided on the outer and inner rings.
Derartige Wälzlager kommen in den unterschiedlichsten Bereichen zur Anwendung. Ein Bespiel ist der Einsatz in Elektromotoren, die ebenfalls in unterschiedlichsten Fäl len zur Anwendung kommen, zunehmend beispielsweise im Automobilbereich als An triebe für einen teilelektrischen oder vollelektrischen Fährbetrieb. Unter anderem wer den Wälzlager zur Drehlagerung des Rotors eingesetzt, der zumeist mit hoher Dreh zahl rotiert, weshalb üblicherweise Hochdrehzahllager eingesetzt werden, sogenannte High-Speed-Motor-Bearings (HSMB). Beim Betrieb von Elektromotoren kann es mit unter zu Lagerschäden aufgrund eines Stromflusses über das Wälzlager kommen. Ein solcher Stromdurchgang resultiert beispielsweise aus Zirkularströmen im Elektromo tor. Resultierend aus dem Stromdurchgang kann es zu Blitzentladungen innerhalb des Wälzlagers kommen, die Schäden an den Laufbahnen, auf denen die Wälzkörper, bei denen es sich um Kugeln oder Rollen oder ähnliches handeln kann, wälzen, kommen kann. Im Extremfall können die Schäden derart gravierend sein, dass es zu einem La gerausfall kommt. Um einen Stromdurchgang zu vermeiden, ist es bekannt, das Wälz lager quasi mit einer Isolationsebene auszurüsten, sodass aufgrund dieser elektri schen Isolierung kein Stromdurchgang möglich ist. Bekannt ist es, die Wälzlager als Keramikkörper, zumeist Keramikkugeln, auszuführen, das heißt, dass die Wälzkörper selbst die Isolationsebene bilden. Alternativ ist es auch bekannt, einen der Ringe mit einer Oxidkeramikschicht zu belegen, die ebenfalls isolierend wirkt. Diese Lageraus führungen sind jedoch in der Herstellung sehr aufwendig und teuer. Such rolling bearings are used in a wide variety of areas. One example is the use in electric motors, which are also used in a wide variety of cases, increasingly in the automotive sector, for example, as drives for partially electric or fully electric ferry operations. Among other things, roller bearings are used for the rotary bearing of the rotor, which usually rotates at a high speed, which is why high-speed bearings are usually used, so-called high-speed motor bearings (HSMB). When operating electric motors, bearing damage can sometimes occur due to current flowing through the roller bearing. Such a passage of current results, for example, from circular currents in the electric motor. As a result of the passage of current, lightning discharges can occur within the rolling bearing, which can damage the raceways on which the rolling elements, which can be balls or rollers or similar, roll. In extreme cases, the damage can be so serious that the bearing fails. In order to avoid the passage of current, it is known to equip the roller bearing with an insulation level, so that no current passage is possible due to this electrical insulation. It is known to design the rolling bearings as ceramic bodies, mostly ceramic balls, which means that the rolling bodies themselves form the insulation level. Alternatively, it is also known to cover one of the rings with an oxide ceramic layer, which also has an insulating effect. These Lageraus guides are very complex and expensive to manufacture.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein demgegenüber verbessertes Wälzlager anzugeben. The invention is therefore based on the problem of specifying a roller bearing that is improved in comparison.
Zur Lösung dieses Problems ist ein Wälzlager der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring am Außenumfang oder der Innenring am Innen umfang mit einer Isolierschicht aus einem Duroplast belegt ist, deren Oberfläche zur Einstellung der Rundheit des Außen- oder Innenrings sowie eines vorbestimmten Durchmessers des Außen- oder Innenrings durch Schleifen mechanisch bearbeitet ist. To solve this problem, a roller bearing of the type mentioned is characterized in that the outer ring on the outer circumference or the inner ring on the inner circumference is covered with an insulating layer made of a thermoset, the surface of which Setting the roundness of the outer or inner ring and a predetermined diameter of the outer or inner ring is machined by grinding.
Bei dem erfindungsgemäßen Wälzlager kommt zum einen eine aus einem Duroplast, also einem Kunststoff, gebildete Isolierschicht zum Einsatz, die entweder auf den Au ßenumfang des Außenrings oder auf den Innenumfang des Innenrings aufgebracht, vorzugsweise aufgespritzt ist. Diese Isolierschicht weist hinreichende elektrische Iso lationseigenschaften auf, sodass über sie ein Stromdurchgang über das Wälzlager si cher verhindert werden kann. Als Duroplast kann ein geeignetes Harz verwendet wer den, beispielsweise ein Epoxidharz oder ein Formaldehydharz respektive auf dieser Basis beruhende Materialien. In the roller bearing according to the invention, an insulating layer made of a duroplast, ie a plastic, is used, which is applied, preferably sprayed, either to the outer circumference of the outer ring or to the inner circumference of the inner ring. This insulating layer has sufficient electrical insulating properties so that it can reliably prevent the passage of current through the roller bearing. A suitable resin can be used as the thermoset, for example an epoxy resin or a formaldehyde resin or materials based on this.
Die aufgebrachte Isolierschicht ist an ihrer Oberfläche mechanisch respektive spa nend durch Schleifen bearbeitet. Hierbei wird die Isolierschicht derart bearbeitet, dass der Außenumfang oder der Innenumfang der Isolierschicht und damit der Lagerau ßenumfang respektive der Lagerinnenumfang eine bestmögliche Rundheit aufweist, abgesehen von minimalen Toleranzen. Durch das Schleifen wird auch der Außen durchmesser oder der Innendurchmesser der applizierten Isolierschicht und damit des Außen- oder Innenrings respektive der Lageraußen- oder Lagerinnendurchmesser hochgenau eingestellt. The surface of the applied insulating layer is machined or machined by grinding. The insulating layer is processed in such a way that the outer circumference or the inner circumference of the insulating layer and thus the outer circumference of the bearing or the inner circumference of the bearing has the best possible roundness, apart from minimal tolerances. The outer or inner diameter of the applied insulating layer and thus of the outer or inner ring or the outer or inner bearing diameter is also set with high precision by grinding.
Erfindungsgemäß ist die Rundheit als eine Abweichung der Form der mechanisch be arbeiteten Oberfläche von einer idealen Zylinderform in beliebigen, senkrecht zur Ro tationsachse des Wälzlagers liegenden Radialebenen definiert ist. Die Rundheit steht also für die Abweichung der Außenkontur (bei einem Außenring) und die Innenkontur (bei einem Innenring) von einer idealen zylindrischen Form. Von der zylindrischen Form abweichende Geometrien sind im Querschnitt polyederförmig, ovale oder wel lenförmige Geometrien in beliebigen senkrecht von der Rotationsachse des Wälzla gers durchstoßenen Radialebenen des Wälzlagers betrachtet. According to the invention, roundness is defined as a deviation of the shape of the mechanically machined surface from an ideal cylindrical shape in any radial planes perpendicular to the axis of rotation of the roller bearing. The roundness therefore stands for the deviation of the outer contour (in the case of an outer ring) and the inner contour (in the case of an inner ring) from an ideal cylindrical shape. From the cylindrical shape deviating geometries are considered polyhedron-shaped, oval or wave-shaped geometries in cross-section in any perpendicular pierced by the axis of rotation of the Wälzla gers radial planes of the rolling bearing.
Weiterhin sollte die Abweichung der Form in jeder beliebigen Radialebene innerhalb der Grenzen einer definierten Ringfläche, deren Außen- und Innendurchmesser die zulässigen Grenzen, innerhalb welcher sich eine zulässige Formabweichung be wegen darf, liegen. Die zulässigen Abweichungen von der zylindrischen bzw. kreis- runden Form liegen folglich ausgehend vom Außendurchmesser (Außenring mit Be schichtung außen) oder Innendurchmesser (Innenring mit Beschichtung innen) in ei ner in beliebigen Radialebenen innerhalb der Grenzen einer Ringfläche. Der Innen durchmesser dieser Ringfläche gibt die innere Toleranzgrenze für die Rundheit vor und entspricht der kleinsten zulässigen Außendurchmessertoleranz des Außenrings mit Beschichtung. Der Außendurchmesser dieser Ringfläche ist durch den maximalen zulässigen Wert der Durchmessertoleranz des Außenrings mit außenliegender Be schichtung vorgegeben. Innerhalb dieser Grenzen darf die Außenkontur des Außen rings mit der Isolierschicht von der rein zylindrischen bzw. kreisrunden Form abwei chen. Gleiches gilt für eine Isolierschicht am Innenring, wobei die Werte in diesem Fall am kleinsten und größten Innendurchmesser der innenliegenden Beschichtung des Innenrings ausgerichtet sind. Die Rundheit sollte kleiner oder gleich 0,006 mm sein. Furthermore, the deviation of the shape in any given radial plane should be within the limits of a defined ring surface, the outside and inside diameter of which are the permissible limits within which a permissible shape deviation may be due. The permissible deviations from the cylindrical or circular Round shape are therefore based on the outer diameter (outer ring with coating on the outside) or inner diameter (inner ring with coating on the inside) in any radial plane within the limits of a ring surface. The inner diameter of this ring surface specifies the inner tolerance limit for roundness and corresponds to the smallest permissible outer diameter tolerance of the outer ring with coating. The outer diameter of this ring surface is determined by the maximum permissible value of the diameter tolerance of the outer ring with the outer coating. Within these limits, the outer contour of the outer ring with the insulating layer may deviate from the purely cylindrical or circular shape. The same applies to an insulating layer on the inner ring, in which case the values are based on the smallest and largest inner diameter of the inner coating of the inner ring. The roundness should be less than or equal to 0.006 mm.
Im Endeffekt führt diese mechanische Schleifbearbeitung dazu, dass das fertige Wälz lager an der mit der Isolierschicht versehenen Seiten eine Rundheit und eine Durch messergenauigkeit wie ein übliches Lager dieser Größe aufweist, also beispielsweise ein Lager, das bisher eingesetzt wurde und beispielsweise keramische Wälzkörper aufweist oder die Oxidkeramikbeschichtung. Das heißt, dass das erfindungsgemäße Wälzlager respektive die Duroplast-Isolierschicht derart bearbeitet wird, dass die La gerdimensionierung exakt der des bisher verwendeten Lagers entspricht, sodass ein einfacher Austausch möglich ist und keinerlei Anpassung am Lagerschild oder der Lageraufnahme am zu lagernden Bauteil vorzunehmen ist. Das erfindungsgemäße Wälzlager liegt damit mit den von der bearbeiteten Isolierschicht definierten Maßen exakt bei den Maßen, wie sie auch das bisher verwendete Lager aufweist und weist Toleranzen in Bezug auf Rundheit und Durchmesser auf, die denen des Originallagers entsprechen. Ultimately, this mechanical grinding process means that the finished roller bearing on the side provided with the insulating layer has a roundness and diameter accuracy like a normal bearing of this size, for example a bearing that has been used up to now and has, for example, ceramic rolling elements or the oxide ceramic coating. This means that the rolling bearing according to the invention or the duroplastic insulating layer is processed in such a way that the bearing dimensions correspond exactly to those of the bearing used previously, so that easy replacement is possible and no adjustments need to be made to the end shield or the bearing mount on the component to be stored. With the dimensions defined by the machined insulating layer, the roller bearing according to the invention is therefore exactly the same as the dimensions of the bearing used previously and has tolerances in terms of roundness and diameter that correspond to those of the original bearing.
Im Vergleich zu isolierenden Wälzlagern, wie sie bisher für derartige Anwendungen, beispielsweise insbesondere innerhalb eines Elektromotors und dort insbesondere zur Rotorlagerung eingesetzt werden, ist das erfindungsgemäße Wälzlager in seiner Her stellung deutlich einfacher, da keine isolierenden Keramikmittel vorzusehen sind, um die Isolationsebene auszubilden. Stattdessen wird ein isolierendes Duroplastmaterial verwendet, das auf einfache Weise beispielsweise durch Aufspritzen appliziert werden kann, das entsprechend mechanisch bearbeitet werden kann, um die geforderten Ma ße herauszuarbeiten, und dass die erforderlichen mechanischen Eigenschaften zeigt. Compared to insulating roller bearings, such as those previously used for such applications, for example in particular within an electric motor and there in particular for rotor mounting, the roller bearing according to the invention is significantly simpler to manufacture, since no insulating ceramic means have to be provided to form the insulation level. Instead, an insulating duroplastic material is used, which can be applied in a simple manner, for example by spraying that can be suitably machined to produce the required dimensions and that exhibits the required mechanical properties.
Denkbar ist es, die Isolierschicht nur auf den Außenumfang des Außenrings oder den Innenumfang des Innenrings aufzubringen. Zweckmäßig ist es aber auch, die Isolier schicht auch an beiden Stirnflächen des Außen- oder Innenrings zumindest ab schnittsweise übergreifend aufzubringen, wobei der beschichtete Außen- oder Innen ring schmäler als der nicht beschichtete Innen- oder Außenring sein kann, aber nicht muss. Dabei kann die Isolierschicht an den Stirnflächen derart durch Schleifen me chanisch bearbeitet sein, dass die Breite des beschichteten Außen- oder Innenrings im wesentlichen der des unbeschichteten Innen- oder Außenrings entspricht, was aber nicht zwingend ist, insbesondere wenn bauraumbedingt eine andere Breite ge fordert ist. Der beschichtete Außen- oder Innenring ist, bezogen auf seinen Außen oder Innendurchmesser, verglichen mit einem unbeschichteten anderen Ring zwangs läufig etwas anders auszulegen, da wie beschrieben die Isolierschicht appliziert wird, die beispielsweise eine Dicke im Bereich von 0,5 - 1 ,5 mm aufweist. Um einen Strom durchgang über die Stirnflächen zu vermeiden, sieht nun diese Erfindungsvarianten vor, die Isolierschicht auch auf die beiden Stirnflächen zu erstrecken. In diesem Fall kann dann auch die Breite des jeweiligen Außen- oder Innenrings im Vergleich zu ei nem unbeschichteten Ring zu reduzieren sein, um dann den beschichteten Außen oder Innenring durch das Schleifen auch in seiner Breite entsprechend dem unbe schichteten Ring zu bearbeiten, wenn dies gefordert ist. Jedoch können sich die bei den Ringbreiten inklusive der Beschichtung in der Breite auch unterscheiden. It is conceivable to apply the insulating layer only to the outer circumference of the outer ring or the inner circumference of the inner ring. However, it is also expedient to apply the insulating layer to both end faces of the outer or inner ring at least in sections, with the coated outer or inner ring being narrower than the uncoated inner or outer ring, but not necessarily so. The insulating layer on the end faces can be mechanically processed by grinding in such a way that the width of the coated outer or inner ring essentially corresponds to that of the uncoated inner or outer ring, but this is not mandatory, especially if a different width is required due to the space available . The coated outer or inner ring, based on its outer or inner diameter, must be designed differently compared to another uncoated ring, since the insulating layer is applied as described, which has a thickness in the range of 0.5-1.5 mm, for example having. In order to avoid current passage via the end faces, this variant of the invention now provides for the insulating layer to also extend to the two end faces. In this case, the width of the respective outer or inner ring can then also be reduced in comparison to an uncoated ring, in order to then also machine the width of the coated outer or inner ring by grinding in accordance with the uncoated ring, if this is required is. However, the ring widths including the coating can also differ in width.
Wie beschrieben erfolgt die Schleifbearbeitung derart, dass die entsprechenden Maße denen eines Vergleichslagers mit unbeschichteten Ringen entsprechen, auch was den Toleranzbereich angeht. Dabei sollte beim erfindungsgemäßen Lager die Toleranz des Durchmessers der Isolierschicht des beschichteten Außen- oder Innenrings zwi schen -0,005 mm und -0,015 mm, insbesondere -0,01 mm betragen, bezogen auf ei nen vorbestimmten Solldurchmesser. Im Hinblick darauf, dass das Lager eine best mögliche Rundheit und einen möglichst exakten Durchmesser aufweist, werden hier minimale Toleranzen definiert, da hierüber auch die Laufgenauigkeit der Lagerlauf bahn des beschichteten Außenrings zum Außendurchmesser des Außenrings bzw. der Lagerlaufbahn des beschichteten Innenrings zum Innendurchmesser des Innen- rings definiert wird. Durch das erfindungsgemäße, hochgenaue Schleifen ist es mög lich, die Toleranzen der Abmessungen in Bezug auf den Außen- oder Innendurch messer sowie die Rundheit derart zu realisieren, wie sie bei einem vergleichbaren, je doch z.B. nicht isolierten Lager respektive Hochdrehzahllager gegeben sind. As described, the grinding is carried out in such a way that the corresponding dimensions correspond to those of a comparison bearing with uncoated rings, also with regard to the tolerance range. In the bearing according to the invention, the tolerance of the diameter of the insulating layer of the coated outer or inner ring should be between -0.005 mm and -0.015 mm, in particular -0.01 mm, based on a predetermined target diameter. With regard to the fact that the bearing has the best possible roundness and a diameter that is as exact as possible, minimum tolerances are defined here, since this also means that the running accuracy of the bearing raceway of the coated outer ring to the outer diameter of the outer ring or the bearing raceway of the coated inner ring to the inner diameter of the inner - is defined around. The high-precision grinding according to the invention makes it possible, please include the tolerances of the dimensions in relation to the outer or inner diameter and the roundness to be realized in such a way as they are given in a comparable, but for example non-insulated bearing or high-speed bearing.
Die Toleranz der Breite des beschichteten Außen- oder Innenrings sollte zwischen - 0,05 mm und -0,15 mm, insbesondere -0,12 mm, in Bezug auf eine vorbestimmte Sollbreite, betragen. Auch hier wird mit hinreichender Genauigkeit geschliffen, jedoch sind die Toleranzanforderungen nicht derart streng wie in Bezug auf den Durchmesser und damit die Rundheit. The tolerance of the width of the coated outer or inner ring should be between -0.05 mm and -0.15 mm, in particular -0.12 mm, in relation to a predetermined target width. Here, too, grinding is carried out with sufficient accuracy, but the tolerance requirements are not as strict as with regard to the diameter and thus the roundness.
Weiterhin ist es zweckmäßig, am beschichteten Außenumfang oder am beschichteten Innenumfang des Außen- oder Innenrings wenigstens eine umlaufende Ringnut, die mit der Isolierschicht gefüllt ist, vorzusehen. Die Isolierschicht greift demzufolge in die Ringnut ein, worüber sie zusätzlich an dem jeweiligen Lagerring verankert wird, einer seits dadurch, dass die Grenzfläche zwischen Ring und Isolierschicht vergrößert wird, andererseits dadurch, dass ein formschlüssiger Verbund gegeben ist. Furthermore, it is expedient to provide at least one circumferential annular groove, which is filled with the insulating layer, on the coated outer circumference or on the coated inner circumference of the outer or inner ring. The insulating layer therefore engages in the ring groove, which is also used to anchor it to the respective bearing ring, on the one hand by enlarging the interface between the ring and the insulating layer and on the other hand by the fact that there is a form-fitting bond.
Die Isolierschicht ist zweckmäßigerweise aufgespritzt, kann also auf einfache Weise mit einem geeigneten Spritzwerkzeug appliziert werden und nach Aushärten entspre chend schleifbearbeitet werden. Bevorzugt wird ein faserverstärkter Duroplast, insbe sondere ein glasfaserverstärkter Duroplast verwendet, um die mechanischen Eigen schaften der Isolierschicht einzustellen respektive an die Anforderungen anzupassen. The insulating layer is expediently sprayed on, so it can be easily applied with a suitable spray tool and, after curing, can be sanded accordingly. A fiber-reinforced thermoset, in particular a glass-fiber-reinforced thermoset, is preferably used in order to adjust the mechanical properties of the insulating layer or to adapt it to the requirements.
Das Wälzlager selbst ist zweckmäßigerweise ein Hochdrehzahllager, wie es in Elekt romotoren verwendet wird. Es kann sich aber auch um ein Standardlager handeln, da es in einem ström kritischen Bereich eingesetzt wird, aber niedrigeren Drehzahlen ausgesetzt ist. The roller bearing itself is expediently a high-speed bearing, as is used in electric motors. However, it can also be a standard bearing, since it is used in a flow-critical area but is exposed to lower speeds.
Neben dem Wälzlager selbst betrifft die Erfindung die Verwendung eines Wälzlagers der vorstehend beschriebenen Art. Ein solches Wälzlager kann bevorzugt als Lager eines rotierenden Bauteils eines Elektromotors, insbesondere als Rotorlager verwen det werden. In diesem Fall dient es als Hochdrehzahllager bzw. HSMB-Lager. Aber auch ein anderweitiger Einsatz wie die Verwendung als Lager eines rotierenden Bau teils eines Getriebes ist denkbar. In addition to the roller bearing itself, the invention relates to the use of a roller bearing of the type described above. Such a roller bearing can preferably be used as a bearing for a rotating component of an electric motor, in particular as a rotor bearing. In this case, it serves as a high-speed bearing or HSMB bearing. but Another use, such as use as a bearing for a rotating construction part of a transmission, is also conceivable.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mit einer Isolier schicht belegten Außen- oder Innenrings für ein Wälzlager der vorstehend beschrie benen Art. Demgemäß wird auf den Außenumfang des Außenrings oder den Innen umfang des Innenrings eine Isolierschicht aus einem, gegebenenfalls faserverstärk ten, Duroplast aufgebracht, insbesondere aufgespritzt, die oberflächlich zur Einstel lung der Rundheit des Außen- oder Innenrings sowie eines vorbestimmten Durchmes sers des Außen- oder Innenrings durch Schleifen mechanisch bearbeitet wird. The invention also relates to a method for producing an outer or inner ring covered with an insulating layer for a roller bearing of the type described above. Accordingly, an insulating layer made of a possibly fiber-reinforced thermoset is applied to the outer circumference of the outer ring or the inner circumference of the inner ring applied, in particular sprayed on, which is mechanically processed by grinding on the surface to set the roundness of the outer or inner ring and a predetermined diam sers of the outer or inner ring.
Dabei ist es denkbar, die Isolierschicht auch auf die beiden Stirnflächen des Außen oder Innenrings zumindest abschnittsweise übergreifend aufzubringen, wobei die Iso lierschicht auch an den Stirnseiten zur Einstellung der Breite des Außen- oder Innen rings auf einen vorbestimmten Wert geschliffen wird. It is conceivable to also apply the insulating layer to the two end faces of the outer or inner ring at least in sections, the insulating layer also being ground to a predetermined value on the end faces to adjust the width of the outer or inner ring.
Die Oberfläche wird zweckmäßigerweise derart geschliffen, dass die Toleranz des Durchmessers des beschichteten Außen- oder Innenrings zwischen -0,005 mm und - 0,015 mm, insbesondere -0,01 mm beträgt, bezogen auf einen vorbestimmten Soll durchmesser. Das heißt, dass somit eine nahezu vollständige Rundheit gegeben ist, da die Durchmessertoleranz extrem gering ist. Die Toleranz der Breite des beschich teten Außen- oder Innenrings sollte zwischen -0,05 mm und -0,15 mm, insbesondere - 0,12 mm in Bezug auf eine vorbestimmte Sollbreite betragen. The surface is expediently ground in such a way that the tolerance of the diameter of the coated outer or inner ring is between -0.005 mm and -0.015 mm, in particular -0.01 mm, based on a predetermined target diameter. This means that there is almost complete roundness, since the diameter tolerance is extremely small. The tolerance of the width of the coated outer or inner ring should be between -0.05 mm and -0.15 mm, in particular - 0.12 mm in relation to a predetermined target width.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnah me auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen: The invention is explained below using exemplary embodiments with reference to the drawings. The drawings are schematic representations and show:
Figur 1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Wälzlagers einer ers ten Ausführungsform, im Schnitt, Figure 1 is a schematic representation of a roller bearing according to the invention of a first embodiment, in section,
Figur 2 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Wälzlagers einer zwei ten Ausführungsform, in einer geschnittenen Teilansicht, und Figur 3 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Wälzlagers einer drit ten Ausführungsform, in einer geschnittenen Teilansicht. Figure 2 is a schematic representation of a rolling bearing according to the invention of a second embodiment, in a sectional partial view, and FIG. 3 shows a schematic diagram of a third embodiment of a roller bearing according to the invention, in a sectional partial view.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Wälzlager 1 , umfassend einen Außenring 2 mit einer Laufbahn 3 sowie einen Innenring 4 mit einer Laufbahn 5, sowie mit einem Kranz umfassend eine Vielzahl von in einem Käfig 6 gehalterten Wälzkörpern 7 hier in Form von Kugeln, die auf den Laufbahnen 3, 5 wälzen. Bei dem Wälzlager 1 handelt es sich beispielsweise um ein Hochdrehzahllager, wie es beispielsweise für die Lage rung eines Rotors einer Elektromaschine zum Einsatz kommen kann. Ein solches La ger kann im Falle einer Anwendung mit Ölschmierung ohne Dichtungen ausgeführt werden, wie gezeigt. Alternativ kann das Lager auch fettgefüllt und axial beidseits auch über Dichtungen geschlossen sein, wozu an den Ringen entsprechende Auf nahmen für die ringförmigen Dichtungen vorgesehen sind. Figure 1 shows a rolling bearing 1 according to the invention, comprising an outer ring 2 with a raceway 3 and an inner ring 4 with a raceway 5, and with a rim comprising a plurality of rolling elements 7 held in a cage 6, here in the form of balls, which are on the raceways 3, 5 roll. The roller bearing 1 is, for example, a high-speed bearing, as can be used, for example, to mount a rotor of an electric machine. Such a bearing can be made without seals, as shown, in the case of an oil-lubricated application. Alternatively, the bearing can also be filled with grease and also closed axially on both sides via seals, for which purpose corresponding measurements on the rings are provided for the annular seals.
Am Innenumfang des Innenrings 4 ist eine Isolierschicht 8 aus einem, vorzugsweise mit Glasfasern verstärkten, Duroplast 9 aufgebracht, bevorzugt aufgespritzt. Der In nendurchmesser des Innenrings 4 ist hierzu etwas vergrößert im Vergleich zu einem für denselben Zweck verwendbaren Lagers bzw. Innenrings. Die Isolierschicht 8 er streckt sich nicht nur über die innere Mantelfläche, sondern auch über die beiden Stirnflächen 10 und übergreift diese teilweise. On the inner circumference of the inner ring 4, an insulating layer 8 made of a thermoset 9, preferably reinforced with glass fibers, is applied, preferably sprayed on. The inner diameter of the inner ring 4 is slightly increased for this purpose compared to a bearing or inner ring that can be used for the same purpose. The insulating layer 8 it stretches not only over the inner lateral surface, but also over the two end faces 10 and overlaps them partially.
Nach dem Aufbringen wird die Isolierschicht 8 an ihrer Oberfläche 11, 12 am Innen umfang sowie an den Stirnflächen durch Schleifen mechanisch bearbeitet. Die Ober fläche 11 am Innenumfang wird derart bearbeitet, dass die Isolierschicht 8 eine best mögliche Rundheit (bevorzugt kleiner oder gleich 0,006 mm) aufweist, mithin also der Innendurchmesser eine minimale Toleranz im Bereich zwischen -0,005 mm und - 0,015 mm aufweist, sie sollte beispielsweise bei -0,01 mm liegen. Die Bearbeitung er folgt äußerst exakt, sodass sichergestellt wird, dass der Innendurchmesser dieses er findungsgemäßen, mit der Isolierschicht 8 versehenen Wälzlagers 1 dem Innen durchmesser eines vergleichbaren, für den beabsichtigten Zweck identisch ersetzba ren Hochdrehzahllagers mit einem nicht beschichteten Innenring entspricht, sodass das erfindungsgemäße Wälzlager 1 im Austausch zu dem bisher verwendeten, keine oder eine wie auch immer geartete integrierte Isolierebene aufweisenden Wälzlagers verwendet werden kann. Auch die Oberfläche 12 an den Stirnseiten wird entsprechend geschliffen, um die Brei te des Innenrings 4 samt Isolierschicht 8 der Breite des Außenrings 2 anzupassen, wie die Figur 1 anschaulich zeigt. Hier sind keine extrem engen Toleranzen wie bei der Bearbeitung der Oberfläche 11 einzuhalten, gleichwohl sollte die Toleranz in Be zug auf die Breite zwischen -0,05 mm und -0,15 mm in Bezug auf eine vorbestimmte Sollbreite, die letztlich von der Breite des Außenrings 2 vorgegeben ist, betragen. After application, the insulating layer 8 is machined on its surface 11, 12 on the inner circumference and on the end faces by grinding. The surface 11 on the inner circumference is processed in such a way that the insulating layer 8 has the best possible roundness (preferably less than or equal to 0.006 mm), which means that the inner diameter has a minimum tolerance in the range between -0.005 mm and -0.015 mm be around -0.01 mm. The machining is extremely precise, so that it is ensured that the inner diameter of this roller bearing 1 according to the invention, provided with the insulating layer 8, corresponds to the inner diameter of a comparable high-speed bearing that can be replaced identically for the intended purpose and has an uncoated inner ring, so that the roller bearing according to the invention 1 can be used in exchange for the previously used roller bearing that has no or an integrated insulating level of whatever type. The surface 12 on the end faces is also ground accordingly in order to adapt the width of the inner ring 4 together with the insulating layer 8 to the width of the outer ring 2, as is clearly shown in FIG. There are no extremely tight tolerances to be observed here, as with the processing of the surface 11, but the tolerance in relation to the width should be between -0.05 mm and -0.15 mm in relation to a predetermined target width, which ultimately depends on the width of the Outer ring 2 is specified amount.
Die Dicke der Isolierschicht 8 wird so bemessen, dass eine bestmögliche Stromisola tion des Wälzlagers gegen einen Stromdurchgang gegeben ist, bei gleichzeitig mög lichst geringer Vergrößerung des Innendurchmessers des metallenen Innenrings 10 respektive seiner Breite. Gleichzeitig dient die hochgenaue Schleifbearbeitung mit möglichst geringer Rauheit insbesondere der Innenumfangsoberfläche 11 insgesamt dazu, die hohe Laufgenauigkeit der Laufbahn 5 des Innenrings 4 zum Innendurch messer des Innenrings sicherzustellen. The thickness of the insulating layer 8 is dimensioned in such a way that the roller bearing is given the best possible current insulation against the passage of current, while at the same time the inner diameter of the metal inner ring 10 or its width is increased as little as possible. At the same time, the high-precision grinding with the lowest possible roughness, in particular of the inner peripheral surface 11 as a whole, serves to ensure the high running accuracy of the raceway 5 of the inner ring 4 with respect to the inner diameter of the inner ring.
Bei dem Duroplast handelt es sich um ein solches mit hinreichender elektrischer Iso liereigenschaft. Es kann sich beispielsweise um ein Epoxidharz handeln oder ein Formaldehydharz, beispielsweise Phenol-Formaldehydharz oder Melamin- Formaldehydharz. Der Duroplast ist bevorzugt faserverstärkt, wozu sich Glasfasern anbieten, aber auch Kohlenstofffasern. The thermoset is one with sufficient electrical insulation properties. It can be, for example, an epoxy resin or a formaldehyde resin, for example phenol-formaldehyde resin or melamine-formaldehyde resin. The duroplast is preferably fiber-reinforced, for which glass fibers are suitable, but carbon fibers are also possible.
Figur 2 zeigt eine geschnittene Teilansicht eines erfindungsgemäßen Wälzlagers 1 ei ner zweiten Ausführungsform, wobei vergleichbare Bauteile gleiche Bezugszeichen aufweisen. Vorgesehen ist auch hier ein Außenring 2, ein Innenring 4 sowie Wälzkör per 7, die in einem Käfig 6 geführt sind. FIG. 2 shows a sectional partial view of a roller bearing 1 according to the invention in a second embodiment, with comparable components having the same reference numbers. An outer ring 2 , an inner ring 4 and rolling elements 7 , which are guided in a cage 6 , are also provided here.
Auch hier ist am Innenumfang des Innenrings 4 eine Isolierschicht 8 aus einem Duro plast 9 aufgebracht. Diese Isolierschicht 8 erstreckt sich vom Innenumfang bis zu den Stirnflächen 10 des Innenrings 4 und belegt diese abschnittsweise. In gleicher weise wie bei der ähnlichen Ausführungsform gemäß Figur 1 erfolgt auch hier eine entspre chende Schleifbearbeitung der Oberfläche der Isolierschicht 8 zur Einstellung der ge forderten Maße in Verbindung mit den gegebenen Toleranzen. Anders als bei der Ausgestaltung gemäß Figur 1 weist hier der Innenring 4 an seinem Innenumfang eine Ringnut 13 auf, die mit der Isolierschicht 8 respektive dem Duro plast 9 gefüllt ist. Hierüber wird eine noch bessere Verankerung der Isolierschicht 8 einerseits aufgrund der größeren Kontaktoberfläche, andererseits aufgrund des Form schlusses erreicht. Here, too, an insulating layer 8 made of a duroplastic 9 is applied to the inner circumference of the inner ring 4 . This insulating layer 8 extends from the inner circumference to the end faces 10 of the inner ring 4 and occupies them in sections. In the same way as in the similar embodiment according to FIG. 1, the surface of the insulating layer 8 is also ground accordingly to set the required dimensions in connection with the given tolerances. In contrast to the configuration according to FIG. 1, the inner ring 4 has an annular groove 13 on its inner circumference, which is filled with the insulating layer 8 or the thermoplast 9 . This achieves an even better anchoring of the insulating layer 8 on the one hand due to the larger contact surface and on the other hand due to the shape circuit.
Die Ausgestaltung gemäß Figur 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Wälzlager 1 wiederum mit einem Außenring 2, einem Innenring 4 und dazwischen wälzenden, in einem Käfig 6 geführten Wälzkörpern 7. Bei dieser Ausgestaltung ist die Isolierschicht 8 aus dem, vorzugsweise faserverstärkten, Duroplast 9 am Außenumfang des Außenrings 2 auf gebracht. Dieser ist in seinem Außendurchmesser geringfügig reduziert, ebenso in der Breite, sodass die Isolierschicht 8 aufgebracht werden kann. Die Isolierschicht 8 er streckt sich auch hier wiederum geringfügig über die Stirnseiten 14 des Außenrings 1. The configuration according to FIG. 3 shows a roller bearing 1 according to the invention, again with an outer ring 2, an inner ring 4 and rolling elements 7 rolling in between and guided in a cage 6. In this configuration, the insulating layer 8 is made of the preferably fiber-reinforced duroplast 9 on the outer circumference of the outer ring 2 brought up. This is slightly reduced in its outer diameter, as well as in width, so that the insulating layer 8 can be applied. The insulating layer 8 again stretches slightly over the end faces 14 of the outer ring 1.
Ebenso ist am Außenring 1 eine umlaufende Ringnut 15 ausgebildet, die, ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2, mit dem Duroplast 9 gefüllt ist, der hierüber noch besser verankert wird. A circumferential annular groove 15 is also formed on the outer ring 1, which, similar to the exemplary embodiment according to FIG.
Auch hier ist die Oberfläche 16 am Außenumfang der Isolierschicht 8 wie auch die Oberfläche 17 an den Stirnflächen mechanisch durch Schleifen nachbearbeitet. Die Oberfläche 16 im Außenumfang wird wiederum hochgenau geschliffen, um eine bestmögliche Rundheit des Außenumfangs respektive des beschichteten Außenrings 2 sicherzustellen, bei gleichzeitig minimaler Toleranz im Außendurchmesser. Das Schleifen der Oberflächen 17 erfolgt derart, dass auch hier die Breite des beschichte ten Außenrings 2 der Breite des Innenrings 3 entspricht. Here, too, the surface 16 on the outer circumference of the insulating layer 8 and the surface 17 on the end faces are mechanically reworked by grinding. The surface 16 on the outer circumference is in turn ground with high precision in order to ensure the best possible roundness of the outer circumference or of the coated outer ring 2, while at the same time having a minimum tolerance in the outer diameter. The surfaces 17 are ground in such a way that the width of the coated outer ring 2 also corresponds to the width of the inner ring 3 here.
Sämtlichen Ausgestaltungen ist gemein, dass der beschichtete Außenring 2 oder der beschichtete Innenring 3 in seiner Geometrie und seinen Maßen exakt einem unbe schichteten Außen- oder Innenring eines Wälzlagers, das an identischer Stelle, also für den identischen Zweck eingesetzt werden kann, entspricht, und das keine Isolier beschichtung eines seiner Ringe aufweist. Denn das erfindungsgemäße Wälzlager ermöglicht es, anstelle eines bisher verbauten Wälzlagers montiert werden zu können, also anstelle eines Wälzlagers, dessen Außenring keine Außenbeschichtung respekti ve dessen Innenring keine Innenbeschichtung aufweist. Das heißt, dass ein einfacher Austausch möglich ist, ohne irgendwelche Änderungen entweder am Lagerschild, an dem das Wälzlager 1 mit seinem Außenring gelagert ist, oder am drehgelagerten Bau teil, also beispielsweise dem Rotor, an dem das Wälzlager 1 über seinen Innenring gelagert ist, vornehmen zu müssen. Stattdessen ist eine hohe Passgenauigkeit auf- grund der erfindungsgemäß vorgesehenen, hochgenauen Schleifbearbeitung gege ben. What all the configurations have in common is that the geometry and dimensions of the coated outer ring 2 or the coated inner ring 3 correspond exactly to an uncoated outer or inner ring of a roller bearing, which can be used in the same place, i.e. for the same purpose, and that has no insulating coating on any of its rings. Because the roller bearing according to the invention makes it possible to be able to be mounted instead of a previously installed roller bearing, ie instead of a roller bearing whose outer ring has no outer coating or whose inner ring has no inner coating. That is, a simpler Exchange is possible without having to make any changes either to the bearing plate on which the roller bearing 1 is mounted with its outer ring or on the rotatably mounted construction, for example the rotor on which the roller bearing 1 is mounted via its inner ring. Instead, there is a high degree of accuracy of fit due to the high-precision grinding provided according to the invention.
Bezuqszeichenliste Wälzlager Außenring Laufbahn Innenring Laufbahn Käfig Wälzkörper Isolierschicht Duroplast Stirnfläche Oberfläche Oberfläche Ringnut Stirnfläche Ringnut Oberfläche Oberfläche List of reference symbols Roller bearing Outer ring Raceway Inner ring Raceway Cage Rolling body Insulating layer Duroplast Face surface Surface Ring groove Face surface Ring groove surface Surface

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Wälzlager, umfassend einen Außenring (2), einen Innenring (4) und dazwischen angeordnete, auf am Außen- und am Innenring (2, 4) vorgesehenen Laufbahnen (3, 5) wälzende Wälzkörper (7), dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (2) am Außenumfang oder der Innenring (4) am Innenumfang mit einer Isolierschicht (8) aus einem Duroplast (9) belegt ist, deren Oberfläche (11) zur Einstellung der Rundheit des Außen- oder Innenrings (2, 4) sowie eines vorbestimmten Durch messers des Außen- oder Innenrings (2, 4) durch Schleifen mechanisch bearbei tet ist. 1. Rolling bearing comprising an outer ring (2), an inner ring (4) and rolling elements (7) arranged therebetween and rolling on the outer and inner rings (2, 4) provided raceways (3, 5), characterized in that the The outer ring (2) on the outer circumference or the inner ring (4) on the inner circumference is covered with an insulating layer (8) made of a duroplast (9), the surface (11) of which is used to adjust the roundness of the outer or inner ring (2, 4) and a predetermined diameter of the outer or inner ring (2, 4) is machined mechanically by grinding.
2. Wälzlager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rundheit als ei ne Abweichung der Form der mechanisch bearbeiteten Oberfläche von einer idealen Zylinderform in beliebigen, senkrecht zur Rotationsachse des Wälzlagers liegenden Radialebenen definiert ist. 2. Rolling bearing according to claim 1, characterized in that the roundness is defined as a deviation of the shape of the machined surface from an ideal cylindrical shape in any radial planes perpendicular to the axis of rotation of the rolling bearing.
3. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung der Form in jeder beliebigen Radialebene innerhalb der Grenzen einer definierten Ringfläche, deren Außen- und Innendurchmesser die zulässigen Grenzen, in nerhalb welcher sich eine zulässige Formabweichung bewegen darf, liegt. 3. Rolling bearing according to claim 2, characterized in that the deviation of the form in any radial plane within the limits of a defined annular surface, the outer and inner diameter of which are the permissible limits within which a permissible form deviation may move, is.
4. Wälzlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Toleranz des Durchmessers des beschichteten Außen- oder Innenrings (2, 4) zwischen - 0,005 mm und - 0,015 mm, insbesondere - 0,01 mm, bezogen auf einen vorbestimmten Solldurchmesser, beträgt. 4. Rolling bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the tolerance of the diameter of the coated outer or inner ring (2, 4) is between - 0.005 mm and - 0.015 mm, in particular - 0.01 mm, based on a predetermined target diameter, amounts to.
5. Wälzlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (8) auch die beiden Stirnflächen (10, 14) des Außen- oder Innenrings (2, 4) zumindest abschnittsweise übergreift. 5. Rolling bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the insulating layer (8) also overlaps the two end faces (10, 14) of the outer or inner ring (2, 4) at least in sections.
6. Wälzlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (8) aufgespritzt ist und/oder aus einem faserverstärkten, insbesondere glasfaserverstärkten Duroplast (9) besteht. 6. Rolling bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the insulating layer (8) is sprayed on and/or consists of a fiber-reinforced, in particular glass-fiber-reinforced, duroplast (9).
7. Wälzlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am beschichteten Außenumfang oder am beschichteten Innenumfang we nigstens eine umlaufende Ringnut (13, 15), die mit der Isolierschicht (8) gefüllt ist, vorgesehen ist. 7. Rolling bearing according to one of the preceding claims, characterized in that at least one circumferential annular groove (13, 15) which is filled with the insulating layer (8) is provided on the coated outer circumference or on the coated inner circumference.
8. Verfahren zur Herstellung eines mit einer Isolierschicht belegten Außen- oder In nenrings (2, 4) für ein Wälzlager (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Außenumfang des Außenrings (2) oder den In nenumfang des Innenrings (4) eine Isolierschicht (8) aus einem, gegebenenfalls faserverstärkten, Duroplast (9) ausgebracht, insbesondere aufgespritzt wird, die oberflächlich zur Einstellung der Rundheit des Außen- oder Innenrings (2, 4) so wie eines vorbestimmten Durchmessers des Außen- oder Innenrings (2, 4) durch Schleifen mechanisch bearbeitet wird. 8. A method for producing an outer or inner ring covered with an insulating layer (2, 4) for a roller bearing (1) according to any one of claims 1 to 6, characterized in that on the outer circumference of the outer ring (2) or the inner circumference of the inner ring (4), an insulating layer (8) made of an optionally fibre-reinforced duroplastic (9) is applied, in particular sprayed on, which is applied on the surface to adjust the roundness of the outer or inner ring (2, 4) and a predetermined diameter of the outer or inner ring (2, 4) is mechanically processed by grinding.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (8) auch die beiden Stirnflächen (10, 14) des Außen- oder Innenrings (2, 4) zumin dest abschnittsweise übergreifend aufgebracht wird, wobei die Isolierschicht (8) auch an den Stirnflächen (101, 14) zur Einstellung der Breite des Außen- oder Innenrings (2, 4) auf einen vorbestimmten Wert geschliffen wird. 9. The method according to claim 8, characterized in that the insulating layer (8) and the two end faces (10, 14) of the outer or inner ring (2, 4) is applied at least in sections across, the insulating layer (8) also on the end faces (101, 14) to adjust the width of the outer or inner ring (2, 4) is ground to a predetermined value.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflä che (11, 12, 16, 17) derart geschliffen wird, dass Toleranz des Durchmessers des beschichteten Außen- oder Innenrings (2, 4) zwischen - 0,005 mm und - 0,015 mm, insbesondere - 0,01 mm, bezogen auf einen vorbestimmten Soll durchmesser, und gegebenenfalls die Toleranz der Breite des beschichteten Außen- oder Innenrings (2, 4) zwischen - 0,05 mm und - 0,15 mm, insbesondere - 0,12 mm, in Bezug auf eine vorbestimmte Sollbreite beträgt. 10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the Oberflä surface (11, 12, 16, 17) is ground in such a way that the tolerance of the diameter of the coated outer or inner ring (2, 4) is between - 0.005 mm and - 0.015 mm, in particular - 0.01 mm, based on a predetermined target diameter, and if necessary the tolerance of the width of the coated outer or inner ring (2, 4) between - 0.05 mm and - 0.15 mm, in particular - 0 .12 mm, with respect to a predetermined target width.
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