WO2023232178A1 - Wälzlager - Google Patents

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WO2023232178A1
WO2023232178A1 PCT/DE2023/100312 DE2023100312W WO2023232178A1 WO 2023232178 A1 WO2023232178 A1 WO 2023232178A1 DE 2023100312 W DE2023100312 W DE 2023100312W WO 2023232178 A1 WO2023232178 A1 WO 2023232178A1
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WO
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collar
rolling bearing
sleeve
deflection
web
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Application number
PCT/DE2023/100312
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English (en)
French (fr)
Inventor
Viktor PFARHERR
Ekrem Akyol
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Publication date
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    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/44—Needle bearings
    • F16C19/46—Needle bearings with one row or needles
    • F16C19/466—Needle bearings with one row or needles comprising needle rollers and an outer ring, i.e. subunit without inner ring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C33/586—Details of specific parts of races outside the space between the races, e.g. end faces or bore of inner ring
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    • F16C33/66—Special parts or details in view of lubrication
    • F16C33/6637—Special parts or details in view of lubrication with liquid lubricant
    • F16C33/6685—Details of collecting or draining, e.g. returning the liquid to a sump

Definitions

  • the invention relates to a rolling bearing with improved lubricity
  • JP11182557 A2 discloses a needle bearing with a cage and a sleeve with a board, in which on the one hand the cage and on the other hand the board of the sleeve has recesses.
  • JP6569190 B2 describes a rolling bearing which has a sleeve which is characterized by one or more recesses which extend from the board into the cylindrical section.
  • DE 10 2017 120 761 A1 discloses a rolling bearing for supporting a transmission shaft of a motor vehicle transmission, which has rollers, a cage and a sleeve with a collar.
  • the collar has openings for supplying lubricant.
  • the invention is based on the object of specifying a rolling bearing with improved lubricant flow.
  • this object is achieved by a rolling bearing, in particular a needle bearing or cylindrical roller bearing, with a sleeve running around an axially aligned axis of rotation and forming an outer ring, rollers rolling on the sleeve and a cage which rotatably accommodates the rollers and is arranged concentrically to the sleeve, the sleeve a first collar with a first collar plane as an axial stop for the cage and at least two recesses on the first collar, wherein a remaining web has a further recess and has a bevel in the direction running radially to the axis of rotation such that the remaining web is on the axial outside the sleeve has a larger area than on the axial inside of the sleeve.
  • the rolling bearing is preferably a needle or cylindrical roller bearing and is arranged around an axis of rotation which runs axially.
  • a cage arranged centrally around the axis of rotation accommodates rotatably mounted rolling elements, such as cylindrical rollers or needles, and guides them so that they can roll on a sleeve surrounding the cage and the rolling elements.
  • the sleeve has a rim on one axial side against which the cage abuts.
  • the board lies in a plane that is orthogonal to the axis of rotation and is penetrated by it and has recesses.
  • Lubrication conditions for rolling bearings vary depending on the application. For example, if needle bearings are exposed to different ambient media such as refrigerants and compressor oil with low viscosity, mixed friction conditions constantly prevail in the system. In order to ensure trouble-free and low-wear operation, sufficient lubrication of the needle bearing is essential. Conventional needle bearings have a continuous flange; occasionally rolling bearings also come with recesses in the sleeve. se for use. If lubricant is supplied during operation, the board shields the cage and rolling elements against the lubricant. Even recesses in the sleeve only allow some of the lubricant to penetrate.
  • the lubricant cannot penetrate in sufficient quantities to the cage and the rolling elements, or to the contact area of a component to be stored.
  • pressure can be built up in a lubricant supply system that is high enough to pump the lubricant into the interior of the rolling bearing. This requires additional components with energy requirements. Particularly in a low-performance operating state of the system, there may not be enough power available to be able to pump the lubricant into the rolling bearing, so that continuous lubrication cannot be guaranteed.
  • the invention is therefore based on the knowledge that reliable and sufficient lubrication cannot be guaranteed solely through recesses on the sleeve edge or in combination with increased pressure when supplying the lubricant.
  • the invention is based on the knowledge that a combination of measures for the passive absorption of lubricant and measures for the active absorption of lubricant is expedient.
  • design features must be incorporated into the rolling bearing which passively reduce the shielding effect of the sleeve on the board, and on the other hand, design features must be incorporated which actively absorb the lubricant.
  • a recess is made in the web itself. Elongated hole shapes have proven useful here, but the recess can also be circular or oval. The recess can also have triangular or polygonal shapes.
  • a combination of different geometries with several recesses can further increase the lubricant flow. Due to the recess in the web, a large part of the lubricant that is introduced does not stick to the axially aligned inner and outer surfaces of the web, but passes through them and gets into the interior of the rolling bearing. The part of the lubricant which still adheres to the web surfaces, is transported to the recess during operation by the centrifugal force and also directed into the interior.
  • the design measure for the passive absorption of lubricant means that a larger proportion of lubricant is conveyed into the rolling bearing, but part of the lubricant would still remain on board the sleeve.
  • the web is beveled on one of its side surfaces, which runs in the axial direction.
  • the side surface therefore does not run parallel to the axis of rotation, but is inclined from the axial inside of the web to the axial outside of the web.
  • the edge which is axially inside, i.e. opposite the first collar, has a first width
  • the edge which is axially outside, i.e. is located at the axial end of the first collar has a second width.
  • the area of the web is therefore smaller on the axially inner side than on the axially outer side of the web.
  • the bevel of the side surface is at an angle of less than 45°.
  • this bevel acts like a shovel. It absorbs the lubricant introduced and transports it into the rolling bearing. But lubricant that collects at one axial end is also returned to the roller bearing when the roller bearing rotates through the blade function on the sleeve and distributed over the entire inner circumference of the roller bearing.
  • the lubricant can get from the environment from the collar to the rollers and a contact area of a component to be stored due to the scooping effect of the webs.
  • the sleeve has a second collar with a second collar level at the axial end pointing away from the first collar.
  • the sleeve has a further collar at an axial end pointing away from the first board to form a further axial stop.
  • This further board lies in its own plane, which can run parallel to the plane of the first board or can also be inclined to it.
  • the cage can be held captively between the first board and the second board.
  • the lubricant inflow is one-sided and the lubrication opening is only provided on the first board and not on the second board, a higher flow resistance for the lubricant is formed on the second board. This means that the lubricant entering through the lubrication opening can be retained in the rolling bearing. The mass flow required to lubricate the rolling bearing can thereby be reduced.
  • the remaining web has a deflection from the first collar level.
  • the deflection is limited to a part of the remaining web.
  • the remaining web preferably emerges from the first collar level.
  • the board therefore has one or more projections which protrude from the plane in which the board lies.
  • the deflection of the web increases its reach for absorbing lubricant, which constantly collects. The extent of the deflection can increase the blade effect.
  • the deflection can be adjusted to the viscosity of the respective lubricant and the amount available.
  • the second collar has the same deflection from the second collar plane as the first collar.
  • the first shelf have webs which protrude from the plane in which the first shelf lies, but also the second shelf has webs which protrude from the plane in which the second shelf lies. It applies that the deflections of the webs from the respective plane are identical.
  • the angle between the first collar level and a straight line along the outer edge of a section of a web protruding from the first collar level corresponds to the angle between the second collar level and an analogous straight line along the outer edge of a section of a web protruding from the second collar level.
  • the rolling bearing benefits from the deflection on the rims at both axial ends. This means that lubricant can be pumped into the rolling bearing on both sides and thus continuous lubrication can be achieved.
  • the second collar has a deflection from the second collar plane, which is different from the first deflection.
  • the degree of deflection of a web on the first board differs from the degree of deflection on the second board.
  • differently pronounced projections on the edges can be advantageous. It may be necessary to allow part of the introduced lubricant to pass through on one side, while on the other side it is necessary to absorb a large part of the lubricant and keep it in the rolling bearing. This can be achieved with different deflections of the webs on the respective board.
  • the shape of the deflected webs can be varied in order to take the lubricant requirements of the entire system into account.
  • the amount of deflection increases in the direction of rotation of the rolling bearing.
  • a web increasingly emerges from the respective collar level in one direction. If you look at the rolling bearing when it is at a standstill, the degree of deflection along the web changes in the circumferential direction. The deflection increases in one direction in the circumferential direction. This direction is identical to the direction of rotation of the rolling bearing during operation.
  • a deflection on a web section creates a lubrication opening. The lubricant flows into this section of the web through a rotational movement of the rolling bearing. By reducing the deflection, the incoming lubricant is guided inwards into the rolling bearing along the axial inside of the web.
  • the deflection increases continuously in the direction of rotation of the rolling bearing.
  • the degree of deflection increases linearly and continuously over the web in the circumferential direction.
  • a web can either protrude very steeply from the respective board level or be flat and thus deflected almost in the board level.
  • the deflection increases in the form of a step in the direction of rotation of the rolling bearing.
  • the degree of deflection of a web changes abruptly in the circumferential direction. While a certain degree of deflection prevails in a first section of a web, a second section has a greater degree of deflection relative to the degree of the first deflection. In the direction of rotation, the distance between a web and the respective board level increases suddenly.
  • lubricant flows into the section of the web with a high degree of deflection and is pressed into the rolling bearing at the section of the web with a relatively low degree of deflection.
  • the section with a high degree of deflection can either have the same degree of deflection or a variable degree of deflection over its dimension in the circumferential direction. The same applies to the section on the web with a relatively small deflection.
  • the remaining web has the bevel and the deflection from the first collar level in the direction running radially to the axis of rotation and the further recess is elongated hole-shaped.
  • the web is beveled on one of its side surfaces in the circumferential direction and protrudes axially from the plane of the board on which it is located.
  • In the middle of the web there is an elongated hole which penetrates the web in the axial direction.
  • the elongated hole has a semicircular contour on two of its sides, which are connected to one another on the remaining two sides by straight sections that run parallel to one another.
  • the size of the hole must be adjusted to the respective viscosity of the lubricant. High-viscosity media require a larger hole than low-viscosity media. A compromise must be found between a lubrication opening appropriate to the medium and the robustness of the web.
  • Figure 1 is a schematic perspective view of a rolling bearing
  • Figure 2 is a schematic perspective view of a section of the rolling bearing from Figure 1;
  • Figure 3 shows a central longitudinal cross section through the sleeve of an embodiment of the rolling bearing.
  • Figure 1 shows a perspective view of a rolling bearing 1 designed as a needle sleeve.
  • a cage 5, which accommodates cylindrical rollers 4, is arranged around an axially aligned axis of rotation 2.
  • the cage 5 with the rollers 4 is surrounded by a cylindrical shell.
  • This is followed by a first force arranged orthogonally to the alignment of the cylindrical shell.
  • gen 6. This is circumferential at an axial end of the casing and aligned radially towards the axis of rotation 2.
  • the cylindrical shell, together with the first collar 6, forms a sleeve 3 with a board.
  • the first collar 6 has recesses 8, 9, which reduce the radial width of the first collar 6 without reaching as far as the cylindrical shell.
  • a remaining web 10 is formed by two recesses 8, 9, which has a further recess 11 in the form of an elongated hole.
  • the web 10 has a trapezoidal shape, with the width of the web 10 decreasing symmetrically on both sides as it comes from the direction of the cylindrical shell in the direction of the axis of rotation 2.
  • the surface of the web 10 facing the axis of rotation 2 has an arcuate shape that is curved towards the cylindrical shell.
  • the side surface adjoining in the circumferential direction and the side surface of the web 10 adjoining in the circumferential direction are beveled.
  • the bevel 12 is such that the side of the web 10, which adjoins its axially inner side in the circumferential direction, is not aligned orthogonally to the axially inner side, but is inclined to it.
  • the bevel 12 on one side surface is symmetrical to the bevel 12 on the other side surface with respect to a radial central axis through the web 10. Due to the bevel 12, the surface of the web 10 on its axial inside is smaller than the surface of the web 10 on its axial outside.
  • the board of the needle bearing serves as an axial stop for the cage 5, which rotatably guides the cylindrical rollers 4. These roll on the radial inside of the sleeve 3, i.e. on the side of the sleeve 3 which faces the axis of rotation 2.
  • the sleeve 3 serves as the outer ring of the rolling bearing 1.
  • a lubricant in particular oil
  • a lubricant supply system In order to sufficiently lubricate the rolling bearing 1, a lubricant, in particular oil, can be supplied to the first collar 6 using a lubricant supply system.
  • the recesses 8, 9 on the sleeve 3 allow part of the lubricant to pass through the sleeve 3, while the further recess 11 on the web 10 reduces the shielding effect of the sleeve 3 against the lubricant.
  • the bevel 12 of the side surfaces of the web 10 are designed so that they actively remove lubricant that is supplied and also that which is located at the axial end of the sleeve 3 during operation collects, picks up and can transport it to the cage 5 and the rollers 4.
  • FIG. 2 shows a perspective view of a section of the sleeve 3 with a web 10 on the first collar 6 of the rolling bearing 1 from FIG. 1 from the axial direction.
  • the web 10 results from a first recess 8 and a second recess 9 on the first collar 6.
  • a second collar 13 lies axially opposite the first collar 6.
  • the web 10 is trapezoidal and has a further recess 11, which is elongated hole-shaped and radially in the center is placed in bridge 10.
  • the radially inner surface of the web 10 is slightly curved towards the sleeve 3. In the circumferential direction and against the circumferential direction, there is a side surface of the web 10, each of which has a bevel 12.
  • the web 10, which is beveled on both sides, is designed symmetrically with respect to its radial central axis.
  • the web 10 On its curved side, the web 10 has a width bi on the radially inner edge of the side opposite the second collar 13. bi is smaller than a width b2, which the web 10 has on the radially inner edge of the side which lies at the axial end of the sleeve 3 on the side of the first collar 6. This results in a smaller area on the web 10 on the side opposite the second collar 13 than on the side which is located at the axial end of the sleeve 3 on the side of the first collar 6.
  • part of an introduced lubricant can pass through the sleeve 3 through the recesses 8, 9 and the further recess 11 on the web 10 of the first collar 6.
  • the remaining part of the lubricant is actively absorbed by the bevel 12 on the side surfaces of the web 10 and directed to the cage 5 and the rollers 4.
  • Lubricant, which was shielded by the first collar 6 and could not initially be absorbed by the web 10 and collects at the axial end of the first collar 6, is gradually absorbed again by the beveled web 10 during operation.
  • Figure 3 shows a longitudinal cross section orthogonal to the axis of rotation 2 centrally through an embodiment of the sleeve 3.
  • the sleeve 3 has a first collar 6, which lies in a first collar plane 7. Axially opposite him there is a second collar 13 of the sleeve 3, which lies in a second collar level 14.
  • the sleeve 3 is arranged around an axis of rotation 2, which orthogonally penetrates both collar levels 7, 14. Webs 10 stand out from the first collar level 7. These have a deflection a.
  • a is an angle which is formed between the first collar plane 7 and a straight line.
  • This straight line runs along the outer edge of a section of a web 10 protruding from the first collar level 7.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Es ist ein Wälzlager (1 ) vorgesehen mit einer Hülse (3), an der Hülse (3) abrollenden Rollen (4) und einem die Rollen (4) drehbar aufnehmenden Käfig (5), wobei die Hülse (3) einen ersten Kragen (6) aufweist, welcher mindestens zwei einen verbleibenden Steg (10) bildende Aussparungen (8, 9) aufweist wobei der Steg (10) eine weitere Aussparung (11) aufweist und die Seitenflächen des Steges (10) eine Abschrägung (12) aufweisen.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Wälzlager
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit verbesserter Schmierbarkeit
Hintergrund der Erfindung
Eine ausreichende Schmierung von Wälzlagern stellt häufig die Basis, um eine zuverlässige Funktionalität und einen verschleißarmen Lagerbetrieb zu gewährleisten. Hierzu offenbart JP11182557 A2 ein Nadellager mit Käfig sowie Hülse mit Bord, bei welchem zum einen der Käfig, zum anderen der Bord der Hülse Aussparungen aufweist.
In JP6569190 B2 ist ein Wälzlager beschrieben, das eine Hülse aufweist, welches durch eine oder mehr Aussparungen gekennzeichnet ist, welche vom Bord bis in den zylindrischen Abschnitt hineinreichen.
DE 10 2020 129 548 B3 beschreibt eine außenringbefestigte Rollenhülse für ein Wälzlager, das durch Schmierölführungsnuten am Käfig und Ausnehmungen am Außenring Schmiermittel aus der Rollenhülse abführen kann.
In DE 10 2017 120 761 A1 ist ein Wälzlager zur Lagerung einer Getriebewelle eines Kraftfahrzeuggetriebes offenbart, welches Rollen, einen Käfig und eine Hülse mit Kragen aufweist. Der Kragen weist Öffnungen zur Schmiermittelzufuhr auf.
In DE 10 2013 215 890 B3 ist ein als Polygonlager ausgestaltetes Rollenlager beschrieben, welches an einem Bord auf einer radialen Innenseite eine Profilierung in Form von symmetrisch verteilten Ausstanzungen aufweist. Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager mit verbessertem Schmiermittelfluss anzugeben.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Wälzlager, insbesondere ein Nadellager oder Zylinderrollenlager, mit einer um eine axial ausgerichtete Rotationsachse verlaufenden, einen Außenring ausbildenden Hülse, an der Hülse abrollenden Rollen und einem die Rollen drehbar aufnehmenden, konzentrisch zur Hülse angeordneten Käfig, wobei die Hülse einen ersten Kragen mit einer ersten Kragenebene als Axialanschlag für den Käfig und mindestens zwei Aussparungen an dem ersten Kragen aufweist, wobei ein verbleibender Steg eine weitere Aussparung aufweist und in radial zur Rotationsachse verlaufender Richtung eine Abschrägung aufweist derart, dass der verbleibende Steg an der axialen Außenseite der Hülse eine größere Fläche aufweist als an der axialen Innenseite der Hülse. Das Wälzlager ist vorzugsweise ein Nadel- oder Zylinderrollenlager und ist um eine Rotationsachse angeordnet, welche axial verläuft. Ein mittig um die Rotationsachse angeordneter Käfig nimmt drehbar gelagerte Wälzkörper, beispielsweise Zylinderrollen oder Nadeln auf und führt diese, sodass sie auf einer den Käfig und die Wälzkörper umgebenden Hülse abrollen können. Die Hülse weist axial einseitig einen Bord auf, an welchem der Käfig anstößt. Der Bord liegt in einer Ebene, welche orthogonal zur Rotationsachse verläuft und von ihr durchstoßen wird und weist Aussparungen auf.
Je nach Anwendung variieren Schmierbedingungen von Wälzlagern. Sind beispielsweise Nadellager unterschiedlichen Umgebungsmedien wie etwa Kältemittel und Kompressoröl mit niedriger Viskosität ausgesetzt, herrschen im System ständig Mischreibbedingungen vor. Um hier einen störungsfreien und verschleißarmen Betrieb zu gewährleisten, ist eine ausreichende Schmierung des Nadellagers unabdingbar. Herkömmliche Nadellager weisen einen durchgängigen Bord auf, vereinzelt kommen auch Wälzlager mit Aussparungen in der Hül- se zum Einsatz. Wird Schmiermittel im Betrieb zugeführt, schirmt der Bord Käfig und Wälzköper gegen das Schmiermittel ab. Auch Aussparungen in der Hülse lassen lediglich einen Teil des Schmiermittels eindringen. Das Schmiermittel kann nicht in ausreichender Menge bis zum Käfig und den Wälzkörpern, beziehungsweise zum Kontaktbereich eines zu lagernden Bauteils, Vordringen. Um dem abzuhelfen kann zum Schmieren des Wälzlagers in einem Schmiermittelzufuhrsystem Druck aufgebaut werden, der hoch genug ist, um das Schmiermittel in das Innere des Wälzlagers zu pumpen. Hierfür sind zusätzliche Komponenten mit Energiebedarf erforderlich. Insbesondere in einem leistungsschwachen Betriebszustand des Systems wird unter Umständen nicht genug Leistung zur Verfügung gestellt, um das Schmiermittel in das Wälzlager fördern zu können, sodass keine kontinuierliche Schmierung gewährleistet werden kann. Der Erfindung liegt damit die Erkenntnis zu Grunde, dass eine zuverlässige und ausreichende Schmierung weder allein durch Aussparungen am Hülsenbord noch in Kombination mit einem erhöhten Druck bei der Zufuhr des Schmiermittels zu gewährleisten ist. Insbesondere im Zuge der Nachhaltigkeit ist von zusätzlichen, energieverbrauchenden Systemen abzusehen - stattdessen sind wirtschaftliche, konstruktive Lösungen zu entwickeln. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass eine Kombination aus Maßnahmen zur passiven Aufnahme von Schmiermittel und aus Maßnahmen zur aktiven Aufnahme von Schmiermittel zielführend ist. Es sind also zum einen konstruktive Merkmale in das Wälzlager aufzunehmen, welche passiv eine abschirmende Wirkung der Hülse am Bord herabsetzen, zum anderen sind konstruktive Merkmale einzubringen, welche aktiv eine Aufnahme des Schmiermittels realisieren. Zur passiven Aufnahme von Schmiermittel durch das Wälzlager wird eine Aussparung in den Steg selbst eingebracht. Hier haben sich Langlochformen bewährt, die Aussparung kann aber auch kreisrund oder oval sein. Auch drei- oder vieleckige Formen kann die Aussparung aufweisen. Je nach Anwendungsfall kann eine Kombination aus unterschiedlichen Geometrien bei mehreren Aussparungen den Schmierzufluss weiter erhöhen. Durch die Aussparung am Steg bleibt ein Großteil des Schmiermittels, welches eingebracht wird, nicht an den axial ausgerichteten Innen- und Außenflächen des Steges haften, sondern passiert diese und gelangt ins Innere des Wälzlagers. Der Teil des Schmiermittels, welcher dennoch an den Stegflächen haftet, wird durch die Zentrifugalkraft im Betrieb zu der Aussparung transportiert und ebenfalls ins Innere geleitet. Zusammenfassend wird durch die konstruktive Maßnahme zur passiven Aufnahme von Schmiermittel also ein größerer Teil an Schmiermittel ins Wälzlager hinein gefördert, ein Teil des Schmiermittels würde jedoch nach wie vor am Bord der Hülse verbleiben. Dem wirken die konstruktiven Merkmale zur aktiven Aufnahme des Schmiermittels entgegen: Der Steg ist dazu an einer seiner Seitenflächen, welche in axiale Richtung verläuft, abgeschrägt. Die Seitenfläche verläuft also nicht parallel zur Rotationsachse, sondern ist von der axialen Innenseite des Steges kommend zur axialen Außenseite des Steges führend geneigt. Damit ergeben sich für die radiale Innenseite des Steges, also die Seite, welche der Rotationsachse am nächsten gelegen ist, zwei unterschiedliche Kantenlängen. Die Kante, welche axial innenliegend ist, also dem ersten Kragen gegenüberliegt, weist eine erste Breite auf, während die Kante, welche axial außenliegend ist, sich also am axialen Ende des ersten Kragens befindet, eine zweite Breite aufweist. Die Fläche des Steges ist damit auf der axial innenliegenden Seite kleiner als auf der axial außenliegenden Seite des Steges. Aus fertigungstechnischen Gründen hat es sich bewährt, wenn sich die Abschrägung der Seitenfläche auf einen Winkel kleiner 45° beläuft. Im Betrieb wirkt diese Abschrägung wie eine Schaufel. Sie nimmt eingebrachtes Schmiermittel auf und befördert es ins Wälzlager. Doch auch Schmiermittel, welches sich an einem axialen Ende sammelt, wird bei Drehung des Wälzlagers durch die Schaufelfunktion an der Hülse wieder in das Wälzlager zurückgeführt und im Wälzlager über den gesamten Innenumfang verteilt. Aus der Umgebung kann das Schmiermittel durch die Schaufelwirkung der Stege vom Kragen zu den Rollen und einem Kontaktbereich eines zu lagernden Bauteils gelangen. Dort kann es zwischen zueinander beweglichen Flächen eine reibungsreduzierende Schmierung bereitstellen. Durch die Kombination von Maßnahmen zur passiven und aktiven Aufnahme von Schmiermittel kann somit auch bei geringem Förderdruck ein störungsfreier und verschleißarmer Betrieb von Wälzlagern unter Mischreibbedingungen zuverlässig gewährleistet werden. A2 Bevorzugtermaßen weist die Hülse an dem von dem ersten Kragen weg weisenden Axialende einen zweiten Kragen mit einer zweiten Kragenebene auf. B2 Bevorzugt weist die Hülse an einem vom ersten Bord weg weisenden Axialende einen weiteren Kragen zur Ausbildung eines weiteren Axialanschlags auf. Dieser weitere Bord liegt in einer eigenen Ebene, welche parallel zur Ebene des ersten Bords verlaufen kann oder auch zu dieser geneigt sein kann. Der Käfig kann zwischen dem ersten Bord und dem zweiten Bord verliersicher aufgenommen sein. Ist der Schmiermittelzufluss einseitig und sind Schmieröffnung nur am ersten Bord und nicht am zweiten Bord vorgesehen, ist am zweiten Bord ein höherer Strömungswiderstand für das Schmiermittel ausgebildet. So kann das über die Schmieröffnung eintretende Schmiermittel im Wälzlager behalten werden. Der erforderliche Massenstrom zum Schmieren des Wälzlagers kann dadurch reduziert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der verbleibende Steg eine Auslenkung aus der ersten Kragenebene auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beschränkt sich die Auslenkung auf einen Teil des verbleibenden Steges. Vorzugsweise tritt der verbleibende Steg aus der ersten Kragenebene hervor. Der Bord weist demnach einen oder mehrere Vorsprünge auf, welche aus der Ebene, in welcher der Bord liegt, hinausragen. Bevorzugtermaßen ragt lediglich ein Teil des Steges aus der Ebene am ersten Kragen hervor. Es ist also nicht der gesamte Steg ausgelenkt, sondern lediglich ein Anteil, wie etwa ein Drittel oder die Hälfte des gesamten Steges. Die Auslenkung des Steges erhöht dessen Reichweite zur Aufnahme von Schmiermittel, welches sich um laufend sammelt. Die Ausprägung der Auslenkung kann die Schaufelwirkung verstärken. Dabei kann die Auslenkung auf die Viskosität des jeweiligen Schmiermittels und der vorhandenen Menge eingestellt werden. Bei höherviskosen Medien kann eine größere Auslenkung eingestellt werden, um möglichst viel Schmiermittel aufzunehmen. Bei geringerer Viskosität überwiegen die Vorteile einer geringeren Auslenkung, da das Schmiermittel sonst direkt wieder vom Steg geschleudert werden kann. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der zweite Kragen die gleiche Auslenkung aus der zweiten Kragenebene auf wie der erste Kragen. Vorzugsweise weist nicht nur der erste Bord Stege auf, welche aus der Ebene, in welcher der erste Bord liegt, hervorragen, sondern auch der zweite Bord Stege, welche aus der Ebene, in welcher der zweite Bord liegt, hervorragen. Dabei gilt, dass die Auslenkungen der Stege aus der jeweiligen Ebene identisch sind. Der Winkel zwischen der ersten Kragenebene und einer Geraden entlang der Außenkante eines aus der ersten Kragenebene hervorstehenden Abschnitts eines Steges entspricht dem Winkel zwischen der zweiten Kragenebene und einer analogen Geraden entlang der Außenkante eines aus der zweiten Kragenebene hervorstehenden Abschnitts eines Steges. Insbesondere bei beidseitiger Schmiermittelzufuhr profitiert das Wälzlager von der Auslenkung an den Borden an beiden axialen Enden. Damit kann beidseitig Schmiermittel in das Wälzlager gefördert werden und damit eine kontinuierliche Schmierung realisiert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der zweiten Kragen eine Auslenkung aus der zweiten Kragenebene auf, welche von der ersten Auslenkung verschieden ist. In einer weiteren bevorzugten Variante weicht der Grad der Auslenkung eines Steges am ersten Bord vom Grad der Auslenkung am zweiten Bord ab. Insbesondere in Systemen, in welchen unterschiedliche Teilkomponenten das Wälzlager umgeben, können unterschiedlich ausgeprägte Vorsprünge an den Borden von Vorteil sein. So kann es erforderlich sein, auf einer Seite einen Teil des eingebrachten Schmiermittels passieren zu lassen, während es auf der anderen Seite erforderlich ist, einen Großteil des Schmiermittels aufzunehmen und im Wälzlager zu behalten. Dies lässt sich mit unterschiedlichen Auslenkungen der Stege am jeweiligen Bord realisieren. Auch hier kann zusätzlich die Ausprägung der ausgelenkten Stege variiert werden, um dem Schmiermittelbedarf des Gesamtsystems Rechnung tragen zu können.
Vorzugsweise nimmt das Maß der Auslenkung in Drehrichtung des Wälzlagers zu. Bevorzugtermaßen tritt ein Steg in eine Richtung zunehmend aus der jeweiligen Kragenebene hervor. Betrachtet man das Wälzlager im Stillstand, so verändert sich der Grad der Auslenkung entlang des Steges in Umfangsrichtung. Die Auslenkung nimmt in Umfangsrichtung in eine Richtung zu. Diese Richtung ist identisch mit der Drehrichtung des Wälzlagers im Betrieb. Durch eine Auslenkung an einem Stegabschnitt wird eine Schmieröffnung erzeugt. Durch eine Drehbewegung des Wälzlagers strömt das Schmiermittel an diesem Abschnitt des Steges ein. Durch die Verkleinerung der Auslenkung wird das einströmende Schmiermittel entlang der axialen Innenseite des Steges nach innen ins Wälzlager geführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform nimmt die Auslenkung stufenlos in Umlaufrichtung des Wälzlagers zu. Bevorzugtermaßen steigt der Grad der Auslenkung linear und durchgehend über den Steg in Umfangsrichtung an. Dabei kann ein Steg sowohl sehr steil aus der jeweiligen Bordebene hervorstehen als auch flach und somit nahezu in der Bordebene liegend ausgelenkt sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nimmt die Auslenkung in Form einer Stufe in Umlaufrichtung des Wälzlagers zu. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform verändert sich der Grad der Auslenkung eines Steges in Umfangsrichtung sprunghaft. Während in einem ersten Abschnitt eines Steges ein bestimmter Grad einer Auslenkung vorherrscht, weist ein zweiter Abschnitt einen, relativ zum Grad der ersten Auslenkung, größeren Grad einer Auslenkung auf. In Umlaufrichtung wächst also der Abstand eines Steges zur jeweiligen Bordebene sprunghaft an. Im Betrieb strömt durch die Drehbewegung des Wälzlagers Schmiermittel am Abschnitt des Steges mit hohem Grad an Auslenkung ein und wird an dem Abschnitt des Steges mit relativ geringem Grad an Auslenkung in das Wälzlager hineingepresst. Dabei kann der Abschnitt mit hohem Grad an Auslenkung über seine Abmessung in Umlaufrichtung entweder denselben Grad an Auslenkung aufweisen oder auch einen veränderlichen Grad an Auslenkung. Analog verhält es sich mit dem Abschnitt am Steg mit relativ geringer Auslenkung.
Bevorzugtermaßen weist der verbleibende Steg in radial zur Rotationsachse verlaufender Richtung die Abschrägung und die Auslenkung aus der ersten Kragenebene auf und die weitere Aussparung ist langlochförmig. In einer weite- ren vorteilhaften Ausführung des Wälzlagers ist der Steg an einer seiner Seitenflächen in Umfangsrichtung abgeschrägt und ragt aus der Ebene des Bordes, an welchem er sich befindet, axial hervor. In der Mitte des Steges befindet sich ein Langloch, welches den Steg in axialer Richtung durchstößt. Das Langloch weist an zwei seiner Seiten eine halbkreisförmige Kontur auf, welche an den übrigen beiden Seiten durch gerade und zueinander parallel verlaufende Abschnitte miteinander verbunden sind. Die Größe des Loches ist an die jeweilige Viskosität des Schmiermittels anzupassen. Hochviskose Medien bedürfen eines größeren Loches als niederviskose Medien. Dabei muss ein Kompromiss gefunden werden zwischen einer dem Medium angemessenen Schmieröffnung und der Robustheit des Steges.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Das erfindungsgemäß ausgebildete Wälzlager wird nachfolgend in mehreren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Wälzlagers;
Figur 2 eine schematische perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Wälzlagers aus Figur 1 ;
Figur 3 einen mittigen Längsquerschnitt durch die Hülse einer Ausführungsform des Wälzlagers.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines als Nadelhülse ausgebildeten Wälzlagers 1 . Um eine axial ausgerichtete Rotationsachse 2 ist ein Käfig 5 angeordnet, welcher zylinderförmige Rollen 4 aufnimmt. Der Käfig 5 mit den Rollen 4 ist von einer zylinderförmigen Hülle umgeben. An diese schließt sich ein orthogonal zur Ausrichtung der zylinderförmigen Hülle angeordneter erster Kra- gen 6 an. Dieser ist an einem axialen Ende der Hülle umlaufend und radial hin zur Rotationsachse 2 ausgerichtet. Die zylinderförmige Hülle bildet zusammen mit dem ersten Kragen 6 eine Hülse 3 mit Bord. Dabei weist der erste Kragen 6 Aussparungen 8, 9 auf, welche die radiale Breite des ersten Kragens 6 reduzieren, ohne dabei bis an die zylinderförmige Hülle zu reichen. Durch jeweils zwei Aussparungen 8, 9 ist ein verbleibender Steg 10 geformt, welcher eine weitere Aussparung 11 in Form eines Langloches aufweist. Der Steg 10 weist eine trapezartige Form auf, wobei die Breite des Steges 10 aus Richtung der zylinderförmigen Hülle kommend in Richtung der Rotationsachse 2 führend beidseitig symmetrisch abnimmt. Die der Rotationsachse 2 zugewandte Oberfläche des Steges 10 weist eine zur zylinderförmigen Hülle hin gekrümmte Bogenform auf. Die sich in Umlaufrichtung anschließende Seitenfläche und die sich gegen Umlaufrichtung anschließende Seitenfläche des Steges 10 sind abgeschrägt. Dabei ist die Abschrägung 12 dergestalt, dass die Seite des Steges 10, welche sich an seine axial innenliegende Seite in Umfangsrichtung anschließt, nicht orthogonal zur axial innenliegenden Seite ausgerichtet ist, sondern dazu geneigt. Die Abschrägung 12 an einer Seitenfläche ist, bezüglich einer radial verlaufenden Mittelachse durch den Steg 10, symmetrisch zur Abschrägung 12 an der anderen Seitenfläche. Durch die Abschrägung 12 ist die Oberfläche des Steges 10 an seiner axialen Innenseite kleiner als die Oberfläche des Steges 10 an seiner axialen Außenseite. Der Bord des Nadellagers dient als Axialanschlag für den Käfig 5, welcher die zylinderförmigen Rollen 4 drehbar führt. Diese wälzen an der radialen Innenseite der Hülse 3 ab, also an der Seite der Hülse 3, welcher der Rotationsachse 2 zugewandt ist. Die Hülse 3 dient als Außenring des Wälzlagers 1. Um das Wälzlager 1 ausreichend zu schmieren, kann mit Hilfe eines Schmiermittelzuführsystems ein Schmiermittel, insbesondere Öl, an den ersten Kragen 6 herangeführt werden. Die Aussparungen 8, 9 an der Hülse 3 lassen dabei einen Teil des Schmiermittels die Hülse 3 passieren, während die weitere Aussparung 11 am Steg 10 eine Abschirmwirkung der Hülse 3 gegen das Schmiermittel herabsetzt. Die Abschrägung 12 der Seitenflächen des Steges 10 sind so ausgelegt, dass diese aktiv Schmiermittel, welches zugeführt wird, und auch solches, welches sich im Betrieb am axialen Ende der Hülse 3 sammelt, aufnehmen und es zum Käfig 5 und den Rollen 4 hin transportieren kann.
In Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Hülse 3 mit einem Steg 10 am ersten Kragen 6 des Wälzlagers 1 aus Figur 1 aus axialer Richtung dargestellt. Der Steg 10 ergibt sich durch eine erste Aussparung 8 und eine zweite Aussparung 9 am ersten Kragen 6. Dem ersten Kragen 6 axial gegenüber liegt ein zweiter Kragen 13. Der Steg 10 ist trapezförmig und weist eine weitere Aussparung 11 auf, welche langlochförmig und radial mittig im Steg 10 platziert ist. Die radial innenliegende Fläche des Steges 10 ist leicht zur Hülse 3 hin gekrümmt. In Umlaufrichtung und gegen Umlaufrichtung schließt sich je eine Seitenfläche des Steges 10 an, welche jeweils eine Abschrägung 12 aufweist. Der beidseitig abgeschrägte Steg 10 ist, bezogen auf seine radial verlaufende Mittelachse, symmetrisch gestaltet. An seiner gekrümmten Seite weist der Steg 10 an der radial innenliegenden Kante der Seite, welche dem zweiten Kragen 13 gegenüberliegt, eine Breite bi auf. bi ist kleiner als eine Breite b2, welche der Steg 10 an der radial innenliegenden Kante der Seite aufweist, welche am axialen Ende der Hülse 3 auf der Seite des ersten Kragens 6 liegt. Damit ergibt sich am Steg 10 auf der dem zweiten Kragen 13 gegenüberliegenden Seite eine kleinere Fläche als auf der Seite, welche sich am axialen Ende der Hülse 3 auf der Seite des ersten Kragens 6 befindet. Im laufenden Betrieb kann ein Teil eines eingebrachten Schmiermittels die Hülse 3 durch die Aussparungen 8, 9 und die weitere Aussparung 11 am Steg 10 des ersten Kragens 6 passieren. Der übrige Teil des Schmiermittels wird aktiv durch die Abschrägung 12 an den Seitenflächen des Steges 10 aufgenommen und zum Käfig 5 und den Rollen 4 geleitet. Auch Schmiermittel, welches vom ersten Kragen 6 abgeschirmt wurde, zunächst noch nicht durch den Steg 10 aufgenommen werden konnte und sich am axialen Ende des ersten Kragens 6 sammelt, wird im Betrieb nach und nach durch den abgeschrägten Steg 10 wiederaufgenommen.
Figur 3 zeigt einen Längsquerschnitt orthogonal zur Rotationsachse 2 mittig durch eine Ausführungsform der Hülse 3. Die Hülse 3 weist einen ersten Kragen 6 auf, welcher in einer ersten Kragenebene 7 liegt. Ihm axial gegenüber liegt ein zweiter Kragen 13 der Hülse 3, welcher in einer zweiten Kragenebene 14 liegt. Die Hülse 3 ist um eine Rotationsachse 2 angeordnet, welche orthogonal beide Kragenebenen 7, 14 durchstößt. Aus der ersten Kragenebene 7 heben sich Stege 10 hervor. Diese weisen eine Auslenkung a auf. a ist ein Winkel, welcher zwischen der ersten Kragenebene 7 und einer Geraden gebildet wird.
Diese Gerade verläuft entlang der Außenkante eines aus der ersten Kragenebene 7 hervorstehenden Abschnitts eines Steges 10.
Bezugszeichenliste
1 Wälzlager
2 Rotationsachse
3 Hülse
4 Rolle
5 Käfig
6 erster Kragen
7 erste Kragenebene
8 erste Aussparung
9 zweite Aussparung
10 Steg
11 weitere Aussparung
12 Abschrägung
13 zweiter Kragen
14 zweite Kragenebene a erste Auslenkung ß zweite Auslenkung bi erste Breite am Steg b2 zweite Breite am Steg

Claims

Patentansprüche
1. Wälzlager (1 ), insbesondere Nadellager oder Zylinderrollenlager, mit einer um eine axial ausgerichtete Rotationsachse (2) verlaufenden, einen Außenring ausbildenden Hülse (3), an der Hülse (3) abrollenden Rollen (4) und einem die Rollen (4) drehbar aufnehmenden, konzentrisch zur Hülse (3) angeordneten Käfig (5), wobei die Hülse (3) einen ersten Kragen (6) mit einer ersten Kragenebene (7) als Axialanschlag für den Käfig (5) und mindestens zwei Aussparungen (8, 9) an dem ersten Kragen (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein verbleibender Steg (10) eine weitere Aussparung (11 ) aufweist und in radial zur Rotationsachse (2) verlaufender Richtung eine Abschrägung (12) aufweist derart, dass der verbleibende Steg (10) an der axialen Außenseite der Hülse (3) eine größere Fläche aufweist als an der axialen Innenseite der Hülse (3).
2. Wälzlager (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (3) an dem von dem ersten Kragen (6) weg weisenden Axialende einen zweiten Kragen (13) mit einer zweiten Kragenebene (14) aufweist.
3. Wälzlager (1 ) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der verbleibende Steg (10) eine Auslenkung (a) aus der ersten Kragenebene (7) aufweist.
4. Wälzlager (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkung (a) sich auf einen Teil des verbleibenden Steges (10) beschränkt.
5. Wälzlager (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kragen (13) die gleiche Auslenkung (a) aus der zweiten Kragenebene (14) aufweist wie der erste Kragen (6).
6. Wälzlager (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten Kragen (13) eine Auslenkung (ß) aus der zweiten Kragenebene (14) aufweist, welche von der ersten Auslenkung (a) verschieden ist.
7. Wälzlager (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß der Auslenkung (a) in Drehrichtung des Wälzlagers (1 ) zunimmt.
8. Wälzlager (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkung (a) stufenlos in Umlaufrichtung des Wälzlagers (1 ) zunimmt.
9. Wälzlager (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkung (a) in Form einer Stufe in Umlaufrichtung des Wälzlagers (1 ) zu- nimmt.
10. Wälzlager (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der verbleibende Steg (10) in radial zur Rotationsachse (2) verlaufender Richtung die Abschrägung (12) und die Auslenkung (a) aus der ersten Kragenebene (7) aufweist und die weitere Aussparung (11 ) langlochförmig ist.
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