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Dokumentenidentifikation DE4336075A1 27.04.1995
Titel Wälzlager mit Schmiervorrichtung
Anmelder INA Wälzlager Schaeffler KG, 91074 Herzogenaurach, DE
Erfinder Le, Thanh-Son, Dipl.-Ing., 10827 Berlin, DE
DE-Anmeldedatum 22.10.1993
DE-Aktenzeichen 4336075
Offenlegungstag 27.04.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.04.1995
IPC-Hauptklasse F16C 33/66
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit Schmiervorrichtung, bestehend aus einem auf einer Welle angeordneten Innenring, einem Außenring und dazwischen auf zugehörigen Laufbahnen abrollenden Wälzkörpern, die mit einem Schmiermittelvorratsraum in Verbindung stehen, wobei der Schmiermittelvorratsraum aus einer Hülse besteht, die durch eine Wand (11) in zwei Hälften geteilt ist.
Erfindungsgemäß ist die Hülse (7) in eine geschlossene Ölkammer (13) und eine in Richtung Wälzkörper (4) offene Fettkammer (12) unterteilt, wobei Ölkammer (13) und Fettkammer (12) durch eine poröse Trennwand (11) miteinander in Verbindung stehen.
Die Trennwand saugt sich aufgrund der Kapillarwirkung ihrer engen Spalten und Poren mit Grundöl voll und versorgt das in der Fettkammer bevorratete Schmiermittel mit diesem, so daß das Schmiermittel seine Schmierfähigkeit über die gesamte Lagergebrauchsdauer erhält.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit Schmiervorrichtung, bestehend aus einem auf einer Welle angeordneten Innenring, einem Außenring und dazwischen auf zugehörigen Laufbahnen abrollenden Wälzkörpern, die mit einem Schmiermittelvorratsraum in Verbindung stehen, wobei der Schmiermittelvorratsraum aus einer Hülse besteht, die durch eine Wand in zwei Hälften geteilt ist.

Ein derartig gattungsbildendes Lager ist aus der DE-PS 33 21 732 bekannt. Das in Fig. 6 dargestellte doppelreihige Rillenkugellager ist an seinen beiden äußeren Stirnseiten mit einer Schmiervorrichtung in Gestalt einer Hülse verbunden. Die der Schmierstelle, das heißt dem Lager zugewandte Seite der Hülse ist mit einem Material verschlossen, das bei einer Temperatur schmilzt bzw. aufreißt, die etwa 40°C über der normalen Betriebstemperatur des Lagers liegt. Damit wird bei erhöhter Betriebstemperatur eine Notschmierung des Lagers gewährleistet, da nach dem Schmelzen bzw. Aufreißen der Verschlußfolie zusätzlicher Schmierstoff an die zu schmierenden Stellen im Lager gelangt.

Die Hülse ist durch eine strömungshemmende Zwischenwand in einen vorderen und einen hinteren Gehäuseteil unterteilt. Es entleert sich zunächst der im vorderen Gehäuseteil enthaltene Schmierstoff verhältnismäßig rasch, um schnell die Notlaufschmierung bewirken zu können.

Anschließend entleert sich auch der im hinteren Gehäuseteil enthaltene Schmierstoff, der aufgrund der strömungshemmenden Wand nur verzögert austreten kann. Auf diese Weise soll eine zeitlich relativ lange Notschmierung gewährleistet werden.

Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß diese Schmierung nur bei erhöhter Lagertemperatur wirksam ist. Außerdem dürfte die Fertigung einer derartigen Schmiervorrichtung aufgrund des Verschlusses der Hülse mit einer Folie aus einem schmelzenden Werkstoff aufwendig und damit teuer sein. Schließlich kann der Fall eintreten, daß bei langer Laufzeit eines solchen Lagers der in der Hülse gespeicherte Schmierstoff altert und damit seine Funktion nicht bzw. nur eingeschränkt erfüllen kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine gattungsgemäße Schmiervorrichtung so weiter zu entwickeln, daß eine kontinuierliche Schmierung des Lagers bei gleichzeitiger Regeneration des Schmierstoffes möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Hülse in eine geschlossen Ölkammer und eine in Richtung Wälzkörper offene Fettkammer unterteilt ist, wobei Ölkammer und Fettkammer durch eine poröse Trennwand miteinander in Verbindung stehen.

Die poröse Trennwand ist dabei so ausgelegt und wird so in die Hülse eingesetzt, daß das in der Ölkammer befindliche Grundöl nicht infolge hydrostatischen Druckes aus laufen kann. Die Trennwand saugt sich aufgrund der Kapillarwirkung ihrer engen Spalten und Poren mit Grundöl voll und versorgt das in der Fettkammer bevorratete Schmiermittel mit diesem, so daß das Schmiermittel seine Schmierfähigkeit über die gesamte Lagergebrauchsdauer erhält.

Beim Einbau des Wälzlagers wird der Hohlraum der Fettkammer wie üblich mit 30 bis 40% seines Volumens mit Schmiermittel gefüllt. Bei Rotation des Lagers wird dieses Schmiermittel durch die Zentrifugalkraft nach außen geschleudert, so daß sich in der Fettkammer ein feststehender Ring aus Schmiermittel bildet. Durch die Zentrifugalkraft prallen nachdrängende Fetteilchen nun gegen diesen Schmiermittelring und sorgen dafür, daß Teile von diesem verdrängt werden bzw. herausgeschleudert werden und so wieder zum Lagerinnenring gelangen. Von dort werden sie aufgrund der Zentrifugalkraft erneut nach außen befördert, so daß ein ständiger Austausch des Schmiermittels gewährleistet ist. Verbrauchtes Schmiermittel wird ständig mit Grundöl aufgefrischt und erhält somit eine Schmierfähigkeit über die gesamte Lagergebrauchsdauer.

Das Grundöl in der Ölkammer ist einerseits durch die poröse Trennwand und andererseits durch das sich anschließende Schmiermittel von Luftsauerstoff abgeschlossen, so daß es aufgrund fehlender Oxidation nicht altert und somit seine volle Funktionsfähigkeit behält.

Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß die poröse Trennwand aus Filz oder offenzelligen Schaumstoffen, das heißt dessen Hohlräume sind miteinander verbunden, besteht. Beide Materialarten gewährleisten die erwünschte langsame Durchlaßfähigkeit von Flüssigkeiten.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung soll die Hülse an ihren beiden axialen Enden in Richtung der Welle mit je einer schleifenden Dichtlippe versehen sein. Diese Dichtlippen sorgen einerseits dafür, daß kein Schmutz von außen in das Lagerinnere gelangt und verhindern andererseits das Auslaufen von Schmiermittel.

Auch ist es in Weiterbildung der Erfindung möglich, daß die Hülse innerhalb des Wälzlagers zwischen den einander zugewandten Seiten des Innen- und Außenringes angeordnet ist. Durch eine derartige Anordnung der Hülse wird eine besonders axiale kurze Bauweise des Lagers möglich.

Bei dieser Ausführung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Hülse im Bereich der Fettkammer Radialbohrungen und/oder Schlitze aufweist, bzw. wenn der Innenring im Bereich der Fettkammer eine kegelige Fläche bzw. ein Fördergewinde aufweist. Dadurch wird ein verbessertes Austreten des fließfähig gewordenen Schmiermittels aus der Hülse bewirkt bzw. ausgetretenes Schmiermittel durch Pumpwirkung zum Wälzlagersatz befördert.

Nach einem weiteren unabhängigen Anspruch der Erfindung ist auch möglich, daß der Schmiermittelvorratsraum in Richtung der Wälzkörper durch einen Ringdocht als Trennwand verschlossen ist, der an seinem Innen- oder Außenumfang in einen die Wälzkörper berührenden offenzelligen Schmierdocht übergeht. In diesem Fall wird das Wälzlager über die Kapillarwirkung des Schmierdochtes mit flüssigem Schmiermittel versorgt.

Zweckmäßigerweise ist dabei der Innen- oder Außenring im Anschluß an die Wälzkörperlaufbahn mit einer Kegelfläche oder einer Nut versehen, an der oder in der der Schmierdocht anliegt. Dadurch wird erreicht, daß der Schmierdocht mit leichtem Druck an den Wälzkörpern anliegt und so eine einwandfreie Schmierung des Lagers gewährleistet.

Auch soll nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Ringdocht an seiner der Ölkammer abgewandten Seite, das heißt an seiner Außenfläche mit einer ölundurchlässigen Schicht versehen sein. Vorteilhafter Weise erfolgt dabei der Austritt des flüssigen Schmiermittels durch die Kapillarwirkung nur über den offenzelligen Schmierdocht, der das Schmiermittel gleichmäßig dosiert dem Inneren des Lagers zu leitet.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung soll der Schmiermittelvorratsraum durch eine Hülse gebildet sein, die innerhalb des Wälzlagers zwischen den einander zugewandten Seiten des Innen- und Außenringes angeordnet ist. Wie bereits beschrieben, wird dadurch eine kurze axiale Baulänge des Lagers bei gleichzeitig guter Schmierung ermöglicht.

Schließlich soll nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Ölkammer mit ölgetränktem Schaumstoff gefüllt sein. Durch den Schaumstoff wird die Füllung des Schmiermittelvorratsraumes vereinfacht und damit die Montage des Wälzlagers erleichtert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Fig. 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Kugellager mit seitlicher Anordnung der Schmiermittelvorratsräume,

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt durch einen Schmiermitte 1 Vorratsraum,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Kugellager mit zwischen den Lagerringen angeordneten Schmiermittelvorratsräumen,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Schmiermittelvorratsraum nach Fig. 3, teilweise geschnitten,

Fig. 5, 6 einen Längsschnitt durch ein Kugellager dessen Schmiermittelvorratsraum durch einen Ringdocht verschlossen ist,

Fig. 7 einen Querschnitt durch ein Kugellager dessen Schmiermittelvorratsraum innerhalb des Lagers zwischen den Wälzlagerringen angeordnet ist.

In Fig. 1 ist mit 1 ein einreihiges Rillenkugellager bezeichnet, das aus einem inneren Laufring 2, einem äußeren Laufring 3 und einem Kugelkranz 4 besteht. Die Wälzkörper des Kugelkranzes 4 rollen dabei zwischen einander zugewandten rillenförmigen Laufflächen des inneren und äußeren Laufringes 2 und 3 ab. Dieses Kugellager 1 lagert eine Welle 5 zwischen zwei Gehäuseteilen 6.

Beidseits des Wälzlagers 1 sind Schmiermittelvorratsräume in Form einer Hülse 7 angeordnet, die durch je einen Lagerdeckel 8 drehfest an die Stirnseiten der Lagerringe 2 und 3 gepreßt sind. Die Hülse 7 besteht aus einem formstabilen Kunststoff und bildet beim Einbau mit der Welle 5 eine wirksame Spaltdichtung. Dazu ist die Hülse 7 an ihren beiden Enden in Richtung der Welle 5 mit Dichtlippen 9 und 10 versehen.

Wie aus den Fig. 1 und 2 weiter ersichtlich, ist die Hülse 7 erfindungsgemäß durch eine poröse Trennwand 11 in eine in Richtung des Kugelkranzes 4 offene Fettkammer 12 und in eine geschlossene Ölkammer 13 unterteilt. Wie weiter erkennbar, müssen die beiden Hülsen 7 nicht gleich groß sein, sondern können je nach örtlichen Gegebenheiten eine unterschiedliche Ausdehnung aufweisen. Die Trennwand 11 kann in eine Nut eingedrückt, geklebt, verschweißt oder durch Befestigungselemente wie Sprengring bzw. Sternring festgelegt werden.

Nach der Erfindung ist die Fettkammer 12 mit entsprechendem Schmiermittel befüllt, das über die poröse Trennwand 11 mit dessen Grundöl aus der Ölkammer 13 laufend regeneriert wird und somit für eine Langzeitschmierung des Wälzlagers sorgt.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Lager ist der Schmiermittelvorratsraum in Form der Hülse 7 innerhalb des Wälzlagers 1 zwischen den einander zugewandten Seiten der Lagerringe 2 und 3 drehfest eingepreßt. Nach außen hin ist die Rillenkugellagereinheit 1 mit üblichen Deckscheiben 14 abgedeckt. Der innere Lagerring 2 weist im Bereich der Fettkammern 12 eine in Richtung des Kugelkranzes 4 ansteigende kegelige Fläche 15 auf.

Wie aus Fig. 4 entnehmbar, ist die Hülse 7 im Bereich des Fettraumes 12 an ihrem inneren Durchmesser mit radialen Bohrungen 16 bzw. Schlitzen 17 versehen, die das fließfähige Fett in radialer Richtung austreten lassen.

Schließlich sind in den Fig. 5 bis 7 weitere Rillenkugellager 18 dargestellt, die einen äußeren Laufring 21 und einen inneren Laufring 22 mit dazwischen angeordneten Wälzkörperkränzen 23 aufweisen.

Der Schmiermittelvorratsraum 19 wird in den Fig. 5 und 6 durch Aussparungen in den Lagerdeckeln 8 gebildet und durch einen Ringdocht 20 verschlossen, der an seinem äußeren bzw. inneren Durchmesser in einen Schmierdocht 24 übergeht. Gemäß Fig. 5 ist der äußere Lagerring 21 mit einer Nut 25 versehen, in die der Schmierdocht 24 eingreift, wobei dieser mit leichten Druck gegen die Wälzkörper 23 angepreßt ist, während nach Fig. 6 der innere Lagerring 22 in Richtung Wälzkörperkranz 23 eine kegelig verlaufende Fläche 26 aufweist, an der der Schmierdocht 24 ebenfalls leicht angepreßt anliegt.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Anordnung wird der Schmiermittelvorratsraum 19 durch eine Hülse 27 gebildet, die innerhalb des Wälzlagers 18 zwischen den einander zugewandten Seiten der Lagerringe 21 und 22 angeordnet ist. Der Schmiermittelvorratsraum 19 bzw. die Hülse 27 ist wiederum durch einen Ringdocht 20 verschlossen, der an seinem äußeren Durchmesser in den Schmierdocht 24 übergeht und mit dem Wälzkörperkranz 23 in gleitender Verbindung steht. Der Ringdocht 20 ist an seiner dem Wälzkörperkranz 23 zugewandten Seite mit einer ölundurchlässigen Schicht 28 versehen. Das gesamte Lager ist wiederum nach außen durch Deckscheiben 14 abgedichtet.

Bezugszeichenliste

1 Wälzlager

2 innerer Laufring

3 äußerer Laufring

4 Wälzkörperkranz

5 Welle

6 Gehäuseteil

7 Hülse

8 Lagerdeckel

9 Dichtlippe

10 Dichtlippe

11 Trennwand

12 Fettkammer

13 Ölkammer

14 Deckscheibe

15 kegelige Fläche

16 Bohrung

17 Schlitz

18 Wälzlager

19 Schmiermittelvorratsraum

20 Ringdocht

21 äußerer Laufring

22 innerer Laufring

23 Wälzkörperkranz

24 Schmierdocht

25 Nut

26 kegelige Fläche

27 Hülse

28 ölundurchlässige Schicht


Anspruch[de]
  1. 1. Wälzlager (1) mit Schmiervorrichtung, bestehend aus einem auf einer Welle (5) angeordneten Innenring (2), einem Außenring (3) und dazwischen auf zugehörigen Laufbahnen abrollenden Wälzkörpern (4), die mit einem Schmiermittelvorratsraum in Verbindung stehen, wobei der Schmiermittelvorratsraum aus einer Hülse (7) besteht, die durch eine Wand (11) in zwei Hälften geteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (7) in eine geschlossene Ölkammer (13) und eine in Richtung Wälzkörper (4) offene Fettkammer (12) unterteilt ist, wobei Ölkammer (13) und Fettkammer (12) durch eine poröse Trennwand (11) miteinander in Verbindung stehen.
  2. 2. Wälzlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Trennwand (11) aus Filz oder offenzelligem Schaumstoff besteht und mit der Hülse (7) durch Kleben, Schweißen oder Befestigungselemente verbunden ist.
  3. 3. Wälzlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (7) an ihren beiden axialen Enden in Richtung der Welle (5) mit je einer schleifenden Dichtlippe (9, 10) versehen ist.
  4. 4. Wälzlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (7) innerhalb des Wälzlagers (1) zwischen den einander zugewandten Seiten des Innen- und Außenringes (2, 3) angeordnet ist.
  5. 5. Wälzlager (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (7) im Bereich der Fettkammer (12) Radialbohrungen (16) und/oder Schlitze (17) aufweist.
  6. 6. Wälzlager (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (2) im Bereich der Fettkammer (12) eine kegelige Fläche (15) aufweist.
  7. 7. Wälzlager (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (2) im Bereich der Fettkammer (12) ein Fördergewinde aufweist.
  8. 8. Wälzlager (18) mit Schmiervorrichtung, bestehend aus einem auf einer Welle (5) angeordneten Innenring (22), einem Außenring (21) und dazwischen auf zugehörigen Laufbahnen abrollenden Wälzkörpern (23), die mit einem Schmiermittelvorratsraum (19) in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiermittelvorratsraum (19) in Richtung der Wälzlager (23) durch einen Ringdocht (20) als Trennwand verschlossen ist, der an seinen Innen- oder Außenumfang in einen die Wälzkörper (23) berührenden offenzelligen Schmierdocht (24) übergeht.
  9. 9. Wälzlager (18) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innen- oder Außenring (22, 21) im Anschluß an die Laufbahn eine kegelige Fläche (26) oder eine Nut (25) aufweist, an der oder in der der Schmierdocht (24) anliegt.
  10. 10. Wälzlager (18) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringdocht (20) an seiner der Ölkammer (19) abgewandten Seite mit einer ölundurchlässigen Schicht (28) versehen ist.
  11. 11. Wälzlager (18) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiermittelvorratsraum (19) durch eine Hülse (27) gebildet ist, die innerhalb des Wälzlagers (18) zwischen den einander zugewandten Seiten des Innen- und Außenringes (22, 21) angeordnet ist.
  12. 12. Wälzlager (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölkammer (13, 19) mit ölgetränktem Schaumstoff gefüllt ist.






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