[go: up one dir, main page]

DE102006053715A1 - Wälzlager mit Zwischenschicht - Google Patents

Wälzlager mit Zwischenschicht Download PDF

Info

Publication number
DE102006053715A1
DE102006053715A1 DE102006053715A DE102006053715A DE102006053715A1 DE 102006053715 A1 DE102006053715 A1 DE 102006053715A1 DE 102006053715 A DE102006053715 A DE 102006053715A DE 102006053715 A DE102006053715 A DE 102006053715A DE 102006053715 A1 DE102006053715 A1 DE 102006053715A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bearing
intermediate layer
roller bearing
rolling
storage facility
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102006053715A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfram Dr. Kruhöffer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler KG filed Critical Schaeffler KG
Priority to DE102006053715A priority Critical patent/DE102006053715A1/de
Publication of DE102006053715A1 publication Critical patent/DE102006053715A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/06Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement by means of parts of rubber or like materials
    • F16C27/066Ball or roller bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings 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
    • F16C19/30Bearings 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 for axial load mainly
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings 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
    • F16C19/44Needle bearings
    • F16C19/46Needle bearings with one row or needles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58Raceways; Race rings
    • F16C33/588Races of sheet metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/07Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element

Landscapes

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

Abstract

Neben dem eigentlichen, funktionsbedingten Aufbau der Wälzlager erfordert die Anpassung von Wälzlagern im Hinblik auf die Art der Montage in die mechanischen Anordnungen besondere Aufmerksamkeit. Es wird ein Wälzlager 4, 11 mit einer ersten 9 und einer zweiten Lagereinrichtung 10 sowie einer Mehrzahl von Wälzkörpern 3, wobei die erste 9 und die zweite Lagereinrichtung 10 mittels der Wälzkörper 3 zueinander drehbar gelagert sind, und mit mindestens einer Zwischenschicht 5 aus Kunststoff, die ausgebildet und/oder angepasst ist, um zwischen einer der Lagereinrichtungen 9, 10 und einer zu der Lagereinrichtung 9, 10 korrespondierenden Lagereinrichtungsaufnahme angeordnet zu sein, vorgeschlagen, wobei die Zwischenschicht 5 aus einem Kunststoff besteht, der eine Querkontraktionszahl größer als 0,4, vorzugsweise größer als 0,45, insbesondere größer als 0,48, aufweist und/oder die Zwischenschicht 5 Teil eines zwischen der Lagereinrichtung und der Lagereinrichtungaufnahme einzusetzendes Zwischenteils 6a, b ist und/oder das Wälzlager 4, 11 als Axiallager 4 ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Wälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Wälzlager werden in mechanischen Anordnungen zur Lagerung von Wellen und Achsen vielfältig eingesetzt. Zur Anpassung an die verschiedenen Anwendungsgebiete ist mittlerweile eine weitläufige Typenvielfalt bekannt.
  • Neben dem eigentlichen, funktionsbedingten Aufbau der Wälzlager erfordert je nach Anwendung die Anpassung der Wälzlager in Hinblick auf die Art der Montage in die mechanischen Anordnungen oder in den Anschlussbauteilen besondere Aufmerksamkeit.
  • Beispielsweise wird in der Offenlegungsschrift DE 19525965 A1 vorgeschlagen, Laufbahnringe von Wälzlagern an ihren Umfangsflächen mit einer die Adhäsion erhöhenden anorganisch-chemischen Schutzschicht zu versehen, um die Stabilität der Wälzlager im eingebauten Zustand zu verbessern. Durch die Schutzschicht soll erreicht werden, dass die beim Einpressen des Wälzlagers in ein Gehäuse notwendigen Einpresskräfte nur unwesentlich erhöht, die Auspresskräfte zur Entfernung des Wälzlagers aus dem Gehäuse jedoch beträchtlich vergrößert werden. Als Schutzschichten werden Oxidations- oder Brünierschichten offenbart.
  • Die Offenlegungsschrift DE 10 823 928 A1 schlägt dagegen allgemein vor, zur kraftschlüssigen Verbindung von Bauteilen ein Verbindungselement zu verwenden, welches aus einer dünnen, flexiblen Schicht besteht, die an ihrer Oberfläche Partikel definierter Größe trägt. Bei der Montage der Bauteile wird das Verbindungselement zwischen den Bauteilen angeordnet, wobei sich die Partikel in die Bauteile eindrücken und auf diese Weise die Reibung zwischen den montierten Bauteilen deutlich erhöhen.
  • Einen anderen Ansatz verfolgt die Patentschrift DE 198 36 678 C1 , in der eine Radlagereinheit für ein angetriebenes Rad eines Kraftfahrzeugs offenbart ist. In dieser Patentschrift wird vorgeschlagen, die Stirnflächen von vorgespannten Radiallagern mit Gleitmitteln zu beschichten, um einem Entstehen von Knackgeräuschen entgegen zu wirken. Als Gleitmittel werden beispielsweise PTFE, MoS2 oder dergleichen vorgeschlagen.
  • Ein wiederum anderen Weg geht das Europäische Patent EP 0 125 718 B1 , welches wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet. Diese Druckschrift offenbart ein Radialwälzlager bei dem zwischen dem Innenring und einer zu montierenden Welle bzw. zwischen dem Außenring und dem Lagersitz jeweils eine Zwischenschicht angeordnet ist, die mit einem der Fügepartner fest verbunden ist. Die jeweils freie Oberfläche der Zwischenschicht ist in besonderer Weise vorbehandelt, so dass diese nahezu vollständig glatt und dicht ist, mit dem Zweck einen „engen Kontakt" mit der freien Oberfläche des korrespondierenden Fügepartners zu erhalten. Dieser „enge Kontakt" muss einen so hohen Reibwert besitzen, so dass zwischen der freien Oberfläche der Zwischenschicht und der freien Oberfläche des korrespondierenden Fügepartners während des Betriebs des Wälzlagers keine oszillierenden Relativgleitbewegungen entstehen können.
  • Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, weitere Lösungen für eine vorteilhafte Montage von Wälzlagern in Lagersitzen bzw. auf Wellen oder Achsen vorzuschlagen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Wälzlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und/oder bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
  • Das erfindungsgemäße Wälzlager weist eine erste und eine zweite Lagereinrichtung sowie eine Mehrzahl von Wälzkörpern auf, wobei die erste und die zweite Lagereinrichtung mittels der Wälzkörper zueinander drehbar gelagert sind. Vorzugsweise sind die Lagereinrichtungen als Axiallagerscheiben oder als Radiallagerringe ausgebildet. Bei dem Wälzlager handelt es sich somit um ein Wälzlager beliebiger Bauform, insbesondere ein Axialwälzlager oder ein Radialwälzlager, wobei die Wälzkörper insbesondere als Rollen, Kugeln, Tonnen oder Nadeln ausgebildet sind. Optional können ergänzend Wälzkörperkäfige zur unverlierbaren Aufnahme der Wälzkörper vorgesehen sein. Die erste und die zweite Lagereinrichtung bezeichnet dabei jeweils die außenseitigen, zur Montage des Wälzlagers genutzten Lagereinrichtungen und bestehen bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff. Insbesondere laufen oder rollen auf der Innenseite der ersten beziehungsweise der zweiten Lagereinrichtung die Wälzkörper. In einer möglichen Ausführung ist das Wälzlager als gekapseltes Axialwälzlager ausgebildet.
  • Das Wälzlager umfasst mindestens eine Zwischenschicht aus Kunststoff, die ausgebildet und/oder angepasst ist, um zwischen einer der Lagereinrichtungen und einer zu dieser Lagereinrichtung korrespondierenden Lagereinrichtungsaufnahme angeordnet zu sein. Die Lagereinrichtungsaufnahme ist bevorzugt als Lagersitz, insbesondere Festlagersitz ausgebildet. Alternativ kann die Lagereinrichtungsaufnahme als Welle oder Achse realisiert sein.
  • Ausgehend von der Problematik einer optimalen Montage eines Wälzlagers in einem Gehäuse, auf einer Welle oder Achse oder einer anderen Anordnung wurde von dem Erfinder festgestellt, dass ein Wandern, insbesondere ein Mikrowandern, der Lagereinrichtung in der Lagereinrichtungsaufnahme durch Dehnungsunterschiede der in Kontakt stehenden Oberflächen von Lagerein richtung und Lagereinrichtungsaufnahme begründet ist. Diese Dehnungsunterschiede entstehen durch unterschiedliche Verformungen von Lagereinrichtung und Lagereinrichtungsaufnahme durch die auf der Lagereinrichtung abrollenden Wälzkörper. Es wurde erkannt, dass bei der Verwendung einer Zwischenschicht aus Kunststoff der Reibungskoeffizient zwischen der Zwischenschicht und dem Umgebungsbauteilen nur eine untergeordnete Rolle spielt, wenn ein hinreichend schubweiches Material als Zwischenschicht gewählt wird. Der Reibungskoeffizient muss allerdings mindestens so hoch sein, dass die Zwischenschicht nicht schlupft.
  • Erfindungsgemäß wird deshalb gemäß einer Alternative A vorgeschlagen, die Zwischenschicht aus einem Kunststoff auszubilden, dessen Schubmodul gering und dessen Querkontraktionszahl hoch ist, so dass die Zwischenschicht möglichst inkompressibel ist. Mit einer derartigen Zwischenschicht werden die Oberflächen-Dehnungsunterschiede zwischen der Lagereinrichtung und der Lagereinrichtungsaufnahme elastisch ausgeglichen. Durch die vergleichsweise hohe Querkontraktionszahl ist zugleich sichergestellt, dass die Lagersteifigkeit möglichst wenig verringert wird. Prinzipiell können z.B. Thermoplaste oder Duroplaste verwendet werden, ein besonders bevorzugtes Material für die Zwischenschicht ist Elastomer.
  • Gemäß einer Alternative B ist die Zwischenschicht Teil eines zwischen der Lagereinrichtung und der Lagereinrichtungsaufnahme einzusetzenden Zwischenteils. Das Zwischenteil kann dabei einseitig oder zweiseitig mit der Zwischenschicht beschichtet sein. Hier wird der erfinderische Gedanken fortgeführt, dass der Reibungskoeffizient zwischen der freien Oberfläche der Zwischenschicht und der Lagereinrichtung beziehungsweise der Lagereinrichtungsaufnahme eher zweitrangig ist. Vielmehr wird durch die Zwischenschicht beziehungsweise das Zwischenteil sichergestellt, dass die Dehnungsunterschiede von Lagereinrichtung und Lagereinrichtungsaufnahme und die daraus resultierenden Schubspannungen elastisch aufgenommen werden.
  • Gemäß einer Alternative C ist das Wälzlager als Axiallager, insbesondere Axialwälzlager, ausgebildet. Es wurde nämlich überraschenderweise festgestellt, dass die Verwendung einer Zwischenschicht aus Kunststoff ein Wandern der in diesem Fall als Lagerscheiben realisierten Lagereinrichtungen eines Axiallagers in der Lagerscheibenaufnahme im eingebauten Zustand unterbindet. Bislang war die Gefahr nicht restlos auszuschließen, dass das Wandern der Axiallagerscheiben in der Scheibenaufnahme so stark ausgeprägt ist, dass starker Kontakt zur Lagerscheibenaufnahme sowie Brüche von Haltevorrichtungen wie z.B. Haltenasen auftreten können. Insbesondere bei gekapselten Axiallagern können radiale Schlupfkomponenten auch zu Käfigbrüchen führen. Durch den Einsatz einer Zwischenschicht zwischen Lagerscheibe und der Scheibenaufnahme bei Axiallagern können diese Gefahren in überraschend einfacher Weise, insbesondere bei gekapselten Axiallagern, eliminiert werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Zwischenschicht eine Dicke von kleiner als 100 μm, vorzugsweise kleiner als 50 μm, insbesondere kleiner als 30 μm auf. Die Zwischenschicht kann zum einen auf der Lagereinrichtung, zum anderen auf der Lagereinrichtungsaufnahme und/oder auf dem Zwischenteil aufgebracht sein. Es wurde nämlich überraschenderweise festgestellt, dass bereits in den genannten relativ dünnen Schichten eine ausreichende Aufnahme der Dehnungsunterschiede von Lagereinrichtung und Lagereinrichtungsaufnahme erreichbar ist. Der Vorteil der geringen Dicke der Zwischenschicht liegt darin, dass die Lagersteifigkeit des eingebauten Wälzlagers durch die Zwischenschicht nur geringfügig verringert ist.
  • Bei einer Sonderform der Erfindung ist die Zwischenschicht aus mehreren Einzelschichten aufgebaut, die jeweils zueinander Trennebenen aufweisen, so dass sie in Richtung der Schubspannungen elastisch verschiebbar sind. Bei dieser Sonderform ist sichergestellt, dass die Zwischenschicht weich gegenüber Schubbewegungen und zugleich steif gegenüber Druckspannungen ausgebildet ist.
  • Bei einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung, ist die flächige Erstreckung der Zwischenschicht senkrecht zu der Bauart bedingten Krafteinleitungsrichtung des Wälzlagers ausgerichtet. Bei Radialwälzlagern bildet die Zwischenschicht somit zumindest abschnittsweise eine zylinderförmige oder hohlzylinderförmige Form, wohingegen bei Axialwälzlagern die Zwischenschicht zumindest abschnittsweise in Form eines Ringes oder Ringabschnittes ausgebildet ist. Insbesondere kann die Zwischenschicht auch als Hülse oder Hülsensegment ausgebildet sein.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform, bei der das Wälzlager als Axialwälzlager mit Zwischenteil ausgebildet ist, ist das Zwischenteil als Ringscheibe realisiert. Die Ringsscheibe ist dabei bevorzugt so dimensioniert, dass die Lagereinrichtung mit ihrer Auflagefläche vollflächig auf dem Zwischenteil aufliegen kann. Insbesondere um Kosten zu sparen, kann die flächige Erstreckung des Zwischenteils auf die Auflagefläche der Lagereinrichtung bzw. auf die Kontaktfläche von Lagereinrichtung und Lagereinrichtungsaufnahme begrenzt sein.
  • Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform, bei der das Wälzlager als Radialwälzlager ausgebildet ist, ist das Zwischenteil als Radialhülse oder Hülsensegment in der Lastzone realisiert. Die Radialhülse wird bei der Montage über die Welle oder Achse gesteckt beziehungsweise in den Lagersitz eingeführt, so dass der Innenring beziehungsweise der Außenring auf beziehungsweise in der Radialhülse montierbar ist.
  • Bei beiden genannten bevorzugten Ausführungsformen kann das Zwischenteil aus einem homogenen Material ausgebildet sein, wobei die Dicke des homogenen Materials insbesondere größer als 0,1 mm realisiert ist. Eine mögliche Alternative besteht darin, dass das Zwischenteil aus einer ein- oder zweiseitig beschichteten Platte und/oder einem entsprechenden Rohr besteht. Die Dicke der Platte beziehungsweise des Rohrs sollte aus Stabilitätsgründen größer als 0,1 mm ausgebildet sein, wobei die Beschichtungsdicke wieder bevorzugt kleiner als 100 μm, vorzugsweise kleiner als 50 μm und insbesondere kleiner als 30 μm ausgebildet ist.
  • Insbesondere im Hinblick auf die Ausbildung als Ringscheibe ist es möglich, einseitig oder beidseitig Elastomer-beschichtete Platten als Halbzeug zu verwenden. Dieses Halbzeug ist bereits heute auf dem Markt als statische Dichtung erhältlich.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie den beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
  • 1 in schematischer Darstellung einen Ausschnitt eines Wälzlagers zur Illustration der Verformung von Lagereinrichtung und Lagereinrichtungsaufnahme;
  • 2 in schematischer Darstellung einen Detailausschnitt aus 1 zur Illustration der Stauchung bzw. Streckung von belasteten Teilbereichen;
  • 3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wälzlagers in schematischer Detailvergrößerung;
  • 4 verschiedene Alternativen zur Realisierung einer dehnungsausgleichenden Zwischenschicht für das Wälzlager in den 3, 5 und 6;
  • 5 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines Axialwälzlagers in Detailausschnitt;
  • 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel in Form eines Radialwälzlagers in Querschnittsdarstellung.
  • Gleiche oder entsprechende Teile oder Größen sind in den Figuren jeweils mit den gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen versehen.
  • Die 1 illustriert in einer schematischen Darstellung die Verformungen einer Lagereinrichtung 1, die auf einem Lagersitz 2 angeordnet ist, während ein Wälzkörper 3 über die Lagereinrichtung 1 abrollt. Während des Abrollens ist der Wälzkörper 3 mit einer Druckkraft F beaufschlagt.
  • In der in 1 gezeigten Darstellung rollt der Wälzkörper entlang des Pfeils R von links nach rechts. Aufgrund der Druckbelastung werden sowohl die Lagereinrichtung 1 als auch der Lagersitz 2 verformt, woraus ein Kontaktbereich K resultiert. Die Mikrowanderrichtung wird durch einen Pfeil S angegeben.
  • Die 2 zeigt die Verformungen sowie die daraus resultierenden oberflächenparallelen Materialdehnungen im Kontaktbereich K in einer schematischen Vergrößerung, wobei wieder die Lagereinrichtung 1 beziehungsweise ein Abschnitt daraus, der Lagersitz 2 und das Wälzlager 3 gezeigt sind.
  • Die Lagereinrichtung 1 wird in einem Bereich I, der unterhalb des Wälzkörpers 3 liegt und dem Lagersitz 2 zugewandt ist, auf Zug gedehnt, so dass ε > 0 ist. Die dazu benachbarten Bereiche IIa, b weisen dagegen Druckdehnungen auf, ε < 0.
  • In den den Bereichen I, IIa und IIb gegenüberliegenden Randbereichen auf der freien Seite des Lagersitzes 2 ist das Dehnungsverhalten in weiten Bereichen gegensätzlich ausgeprägt.
  • Im zentralen Bereich, der dem Bereich I gegenüberliegt, liegen Druckdehnungen vor (ε < 0), während in den Randbereichen, die den Bereichen IIa, b gegenüberliegen, Zugdehnungen vorliegen und ε > 0 ist. Sowohl der zentrale Bereich als auch die genannten Randbereiche befinden sich in dem Kontaktbereich K.
  • Aufgrund des unterschiedlichen Dehnungsverhaltens der beiden zueinander gewandten Oberflächen von Lagereinrichtung 1 und Lagersitz 2 entstehen Schubspannungen im Kontaktbereich K, die zu einer Relativverschiebung von der Lagereinrichtung 1 und dem Lagersitz 2 führen. Diese Relativbewegung der Lagereinrichtung 1, auch Mikrowandern oder Schlupf, insbesondere Scheibenschlupf genannt, erfolgt dabei vorwiegend in Bewegungsrichtung R des Wälzkörpers 3, wie es in der 1 mit dem Pfeil S veranschaulicht wird. Neben der Hauptverschiebung in Bewegungsrichtung R können lokal jedoch auch Relativbewegungen in Gegenrichtung auftreten.
  • Mögliche Folgen des Wanderns der Lagereinrichtung 1 ist Passungsrost und Verschleiß der Lagereinrichtung 1 beziehungsweise des Lagersitzes 2 bzw. der Lagereinrichtungsauflage. Bei Axialwälzlagern führt das Wandern im ungünstigsten Fall zu Brüchen von Haltevorrichtungen wie z.B. Haltenasen. Insbesondere bei gekapselten Axiallagern, wie z.B. in 5 dargestellt, können radiale Schlupfkomponenten auch zu Käfigbrüchen führen, da sich dann der Käfig zwischen beiden Lagerscheiben nicht mehr frei bewegen kann. Bei Radialwälzlagern kann es im Pressverband oder in der Spielpassung zwischen Welle und Innenring beziehungsweise zwischen Außenring und Gehäuse zu einer Verschiebung der Ringe in Umfangsrichtung kommen oder auch ein axiales Auswandern der Ringe und somit ein Funktionsausfall des Lagers erfolgen.
  • Die 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wälzlagers in Form eines Detailausschnitts eines Axialwälzlagers 4. In ähnlicher Darstellung wie bei den Simulationsbildern in den 1 und 2 ist ein Wälzkörper 3 gezeigt, der auf einer Lagerscheibe 1 in einer Richtung R rollt. Im Gegensatz zu den vorhergehenden Figuren ist jedoch hier zwischen der Lagerscheibe 1 und der korrespondierenden Lagerscheibenaufnahme 2 eine Zwischenschicht 5 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, das unterschiedliche Dehnungsverhalten der Oberflächen-Bereiche von Lagerscheibe 1 und Lagerscheibenaufnahme 2 auszugleichen und die daraus resultierenden Schlupfbewegungen zu verhindern.
  • Die Zwischenschicht 5 ist als eine dünne, im Hinblick auf den Schubmodul möglichst nachgiebige, jedoch dabei zugleich möglichst inkompressible Zwischenschicht ausgebildet. Die Wahl eines geringen Schubmoduls hat den Vorteil, dass die Dehnungsunterschiede im Kontaktbereich von Lagerscheibe 1 und Lagerscheibenaufnahme 2 zu geringen Schubspannungen in der Zwischenschicht führen. Wenn die Schubspannungen in der Zwischenschicht gering sind, reicht ein geringer Reibungskoeffizient aus, ein Schlupfen der Zwischenschicht zu unterbinden. Die Materialeigenschaft der geringen Kompressibilität sowie die konstruktive Ausbildung als dünne Schicht führt dazu, dass die Lagersteifigkeit des Wälzlagers 4 im eingebauten Zustand durch die Zwischenschicht 5 nur wenig verringert wird. Beispielhafte Werte oder Bereiche für ein vorteilhaftes Material sind:
    E in MPa (Elastizitätsmodul) v (Querkontraktionszahl)
    1,5-30 0,47-0,49995 (Elastomer)
    30-1000 0,35-0,49 (z.B. PA11)
    1000-10000 0,3-0,4 (z.B. PA66)
  • Die freien Oberflächen oder die freie Oberfläche der Zwischenschicht 5 sind nicht speziell behandelt.
  • Die 4a bis 4d zeigen verschiedene Ausführungsformen zur Realisierung der Zwischenschicht 5 in schematischer Querschnittsdarstellung.
  • Die 4a zeigt in einer schematischen Vergrößerung die Lagereinrichtung 1, wobei die Zwischenschicht an der Lagereinrichtung 1 befestigt, z.B. aufvulkanisiert, ist. Die Dicke d der Zwischenschicht 5 beträgt weniger als 0,1 mm, vorzugsweise weniger als 50 μm insbesondere weniger als 30 μm. Eine praktische Realisierung sieht vor, eine aufvulkanisierte, ca. 25 μm dicke Elastomerschicht zu verwenden, um den Schlupf an einer Axiallagerscheibe mit einer typischen Dicke D1 von 0,5 mm bis 1 mm oder 1,2 mm im Laufbereich der Wälzkörper zu unterbinden.
  • Die 4b zeigt ein Zwischenteil 6a, welches bei der Montage zwischen Lagereinrichtung 1 und Lagereinrichtungsaufnahme 2 zu positionieren ist. Das Zwischenteil 6a besteht aus einem Trägermaterial 7, welches ein – oder beidseitig mit der Zwischenschicht 5 beschichtet ist. Das Trägermaterial 7 kann beispielsweise ein weiterer Kunststoff oder auch ein metallischer Werkstoff sein. Die Gesamtdicke D2 des Zwischenteils 6a ist vorzugsweise kleiner als 1 mm, beispielsweise kleiner als 0,3 mm. Eine Gesamtdicke von D2 = 0,2 mm und eine Dicke von d = 25 μm ergab gute experimentelle Ergebnisse, insbesondere bei Axiallagerscheiben mit einer Dicke von 0,5 mm bis zu 1 mm oder 1,2 mm.
  • Die 4c zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel in Form eines Zwischenteils 6b, welches vollständig aus dem Material der Zwischenschicht 5 ausgebildet ist. Aus praktischen Gründen sollte die Dicke D3 des Zwischenteils 6b größer als 0,1 mm, vorzugsweise jedoch geringer als 1 mm sein.
  • Die 4d zeigt eine weitere Möglichkeit der Anbringung der Zwischenschicht 5, wobei die Zwischenschicht 5 auf dem Lagersitz 2 angebracht, insbesondere aufvulkanisiert ist.
  • Eine bevorzugte Wahl für das Material der Zwischenschicht beziehungsweise für das Zwischenteil 6b ist Elastomer oder ein anderes Material mit einem ähnlich niedrigen Schubmodul.
  • Die 5 zeigt in einer schematischen Detaildarstellung einen Ausschnitt eines Axialwälzlagers 7, welches auf einer Unterlage 8, insbesondere einem Lagersitz aufliegt bzw. montiert ist. Das Axialwälzlager 7 weist eine erste Lagerscheibe 9 sowie eine zweite Lagerscheibe 10 auf, zwischen denen Wälzkörper 3 in Form von Rollen rollbar gelagert sind, so dass sich erste Lagerscheibe 9 zur zweiten Lagerscheibe 10 relativ drehen kann. Zwischen zweiter Lagerscheibe 10 und der Unterlage 8 ist die Zwischenschicht 5 zwischengeschaltet, so dass auftretende Schubspannungen durch die Zwischenschicht wie bereits erläutert gering gehalten werden können. Die Zwischenschicht 5 ist als Beschichtung auf der der Unterlage 8 zugewandten Seite der zweiten Lagerscheibe 10 oder alternativ als Beschichtung der Unterlage 8 ausgebildet.
  • Bei anderen Ausführungsformen können Ringe mit den in den 4b und 4c gezeigten Aufbau zwischen zweiter Lagerscheibe 10 und Unterlage 8 eingesetzt werden. Alternativ oder ergänzend wird eine Zwischenschicht 5 oder ein entsprechendes Zwischenteil zwischen der ersten Lagerscheibe 9 und der dazu korrespondierenden Anlagefläche (nicht dargestellt) eingesetzt.
  • Die 6 zeigt ein eingebautes Radialwälzlager 11, welches einen Außenring 12 aufweist. Zur Vermeidung von Wanderbewegungen des Radialwälzlagers 11 im eingebauten Zustand ist auf der Außenseite des Außenrings 11 umlaufend eine Zwischenschicht 5 oder ein Zwischenteil gemäß der 4b und 4c in Form einer Hülse angeordnet. Die Zwischenschicht 5 beziehungsweise das Zwischenteil ist zwischen dem Außenring 11 und dem Lagersitz 2 eines Gehäuses angeordnet und dient in beschriebener Weise dazu, das Wandern des Radialwälzlagers 12 sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung zu verkleinern beziehungsweise zu eliminieren.
  • 1
    Lagereinrichtung, -scheibe
    2
    Lagersitz
    3
    Wälzkörper
    4
    Axialwälzlager
    5
    Zwischenschicht
    6a
    Zwischenteil
    6b
    Zwischenteil
    7
    Trägermaterial
    8
    Unterlage
    9
    erste Lagerscheibe
    10
    zweites Lagerscheibe
    11
    Radialwälzlager
    12
    Außenring

Claims (8)

  1. Wälzlager (4; 11) mit einer ersten (9) und einer zweiten Lagereinrichtung (10) sowie einer Mehrzahl von Wälzkörpern (3), wobei die erste (9) und die zweite Lagereinrichtung (10) mittels der Wälzkörper (3) zueinander drehbar gelagert sind und mit mindestens einer Zwischenschicht (5) aus Kunststoff, die ausgebildet und/oder angepasst ist, um zwischen einer der Lagereinrichtungen (9; 10) und einer zu der Lagereinrichtung (9; 10) korrespondierenden Lagereinrichtungsaufnahme angeordnet zu sein, dadurch gekennzeichnet, dass Alt. A die Zwischenschicht (5) aus einem Kunststoff besteht, der eine Querkontraktionszahl größer als 0,4, vorzugsweise größer als 0,45, insbesondere größer als 0,48 aufweist; und/oder Alt. B die Zwischenschicht (5) Teil eines zwischen der Lagereinrichtung und der Lagereinrichtungsaufnahme einzusetzendes Zwischenteils (6a, b) ist; und/oder Alt. C das Wälzlager (4; 11) als Axiallager (4) ausgebildet ist.
  2. Wälzlager (4; 11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (5) eine Dicke von kleiner als 100 μm, vorzugsweise kleiner als 50μm, insbesondere kleiner als 30 μm aufweist.
  3. Wälzlager (4; 11) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (5) aus mehreren Einzelschichten besteht, die zueinander Trennebenen aufweisen.
  4. Wälzlager (4; 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (5) aus Elastomer besteht und/oder Elastomer aufweist.
  5. Wälzlager (4; 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flächige Erstreckung der Zwischenschicht (5) senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der bauartbedingten Krafteinleitungsrichtung des Wälzlagers ausgerichtet ist.
  6. Wälzlager (4; 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Bezug auf Alternative B, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenteil (6a, b) als Ringscheibe ausgebildet ist.
  7. Wälzlager (4; 11) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringscheibe in der flächigen Erstreckung an die Auflagefläche von Lagereinrichtung (1) und Lagereinrichtungsaufnahme (2) angepasst ist bzw. dieser entspricht.
  8. Wälzlager (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Bezug auf Alternative A und/oder B, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenteil als Radialhülse ausgebildet ist.
DE102006053715A 2006-11-15 2006-11-15 Wälzlager mit Zwischenschicht Withdrawn DE102006053715A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006053715A DE102006053715A1 (de) 2006-11-15 2006-11-15 Wälzlager mit Zwischenschicht

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006053715A DE102006053715A1 (de) 2006-11-15 2006-11-15 Wälzlager mit Zwischenschicht

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006053715A1 true DE102006053715A1 (de) 2008-05-21

Family

ID=39311141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006053715A Withdrawn DE102006053715A1 (de) 2006-11-15 2006-11-15 Wälzlager mit Zwischenschicht

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006053715A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107949725A (zh) * 2015-11-19 2018-04-20 爱信Ai株式会社 变速器

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB553760A (en) * 1942-01-28 1943-06-03 Wright Howard Clayton Improvements in or relating to bearings
US2337597A (en) * 1941-10-29 1943-12-28 Onondaga Pottery Company Deflocculent for clays
DE1116481B (de) * 1953-03-13 1961-11-02 Aluminium Francais Anordnung zur Verbindung von zwei mit Praezisionspassung ineinandergesteckten Bauteilen aus Werkstoffen, die unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten aufweisen
US3093427A (en) * 1959-05-11 1963-06-11 Vasta Francesco Ball or roller bearings
US4165276A (en) * 1977-09-14 1979-08-21 Uop Inc. Hydrocarbon conversion with a superactive multimetallic catalytic composite
EP0125718B1 (de) * 1983-05-13 1987-04-01 SKF Industrial Trading &amp; Development Co, B.V. Verfahren und Ausführung einer Verbindung wobei kein Passungsrost auftreten kann
DE3914175A1 (de) * 1988-05-03 1989-11-16 Torrington Co Axiallager
DE4023183A1 (de) * 1989-07-24 1991-02-07 Torrington Co Selbstausrichtendes lager
EP0449042A2 (de) * 1990-03-27 1991-10-02 Ina Bearing Company, Inc. Unterleg-Drucklager
DE19525965A1 (de) * 1995-07-17 1997-01-23 Schaeffler Waelzlager Kg Maschinenbauteil
US5700093A (en) * 1996-02-29 1997-12-23 Daido Metal Company Ltd. Bearing structure
DE19645530A1 (de) * 1996-11-05 1998-05-14 Freudenberg Carl Fa Wälzlager
US5918987A (en) * 1998-02-24 1999-07-06 The Torrington Company Thrust bearing assembly with washer
DE19836678C1 (de) * 1998-08-13 1999-11-11 Daimler Chrysler Ag Radlagereinheit für ein angetriebenes Rad eines Kraftfahrzeuges
DE19823928A1 (de) * 1998-05-28 1999-12-09 Kempten Elektroschmelz Gmbh Verbindungselement zur kraftschlüssigen Verbindung von Bauteilen
DE19932019A1 (de) * 1998-07-15 2000-01-20 Torrington Co Axiallager mit wählbarer Scheibe
DE20012676U1 (de) * 1999-10-21 2000-12-14 Skf Gmbh, 97421 Schweinfurt Verbindung eines Lagerringes mit einem Trägerteil
WO2006084587A1 (de) * 2005-02-11 2006-08-17 Schaeffler Kg Lageranordnung; insbesondere für wälzlager und gleitlager

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2337597A (en) * 1941-10-29 1943-12-28 Onondaga Pottery Company Deflocculent for clays
GB553760A (en) * 1942-01-28 1943-06-03 Wright Howard Clayton Improvements in or relating to bearings
DE1116481B (de) * 1953-03-13 1961-11-02 Aluminium Francais Anordnung zur Verbindung von zwei mit Praezisionspassung ineinandergesteckten Bauteilen aus Werkstoffen, die unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten aufweisen
US3093427A (en) * 1959-05-11 1963-06-11 Vasta Francesco Ball or roller bearings
US4165276A (en) * 1977-09-14 1979-08-21 Uop Inc. Hydrocarbon conversion with a superactive multimetallic catalytic composite
EP0125718B1 (de) * 1983-05-13 1987-04-01 SKF Industrial Trading &amp; Development Co, B.V. Verfahren und Ausführung einer Verbindung wobei kein Passungsrost auftreten kann
DE3914175A1 (de) * 1988-05-03 1989-11-16 Torrington Co Axiallager
DE4023183A1 (de) * 1989-07-24 1991-02-07 Torrington Co Selbstausrichtendes lager
EP0449042A2 (de) * 1990-03-27 1991-10-02 Ina Bearing Company, Inc. Unterleg-Drucklager
DE19525965A1 (de) * 1995-07-17 1997-01-23 Schaeffler Waelzlager Kg Maschinenbauteil
US5700093A (en) * 1996-02-29 1997-12-23 Daido Metal Company Ltd. Bearing structure
DE19645530A1 (de) * 1996-11-05 1998-05-14 Freudenberg Carl Fa Wälzlager
US5918987A (en) * 1998-02-24 1999-07-06 The Torrington Company Thrust bearing assembly with washer
DE19823928A1 (de) * 1998-05-28 1999-12-09 Kempten Elektroschmelz Gmbh Verbindungselement zur kraftschlüssigen Verbindung von Bauteilen
DE19932019A1 (de) * 1998-07-15 2000-01-20 Torrington Co Axiallager mit wählbarer Scheibe
DE19836678C1 (de) * 1998-08-13 1999-11-11 Daimler Chrysler Ag Radlagereinheit für ein angetriebenes Rad eines Kraftfahrzeuges
DE20012676U1 (de) * 1999-10-21 2000-12-14 Skf Gmbh, 97421 Schweinfurt Verbindung eines Lagerringes mit einem Trägerteil
WO2006084587A1 (de) * 2005-02-11 2006-08-17 Schaeffler Kg Lageranordnung; insbesondere für wälzlager und gleitlager

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107949725A (zh) * 2015-11-19 2018-04-20 爱信Ai株式会社 变速器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007034813A1 (de) Schrägkugellager in Tandemanordnung sowie Lageranordnung mit dem Schrägkugellager
DE102017107005B3 (de) Abgedichtetes Wälzlager
DE10393924B4 (de) Vierpunktkontakt-Kugellager
DE102019216800A1 (de) Rotorlagerung für eine Rotorwelle einer elektrischen Maschine
DE102004038709A1 (de) Mehrreihiges Schrägkugellager
DE19744280A1 (de) Axial-Radial-Kugellager
DE102006012598A1 (de) Wälzlager
DE102007045671A1 (de) Wälzlagerung für axial gegeneinander verschiebbare Bauteile, insbesondere für Getriebe-Schaltelemente
DE102008016798B4 (de) Wälzlager sowie Lenkgetriebe mit einem derartigen Wälzlager
WO2010108776A1 (de) Ausrücklager
DE102006053715A1 (de) Wälzlager mit Zwischenschicht
DE10311851B4 (de) Schwenklagerung
DE102020105751B4 (de) Wälzlageranordnung
DE10344804B4 (de) Schwenklagerung
DE102011087435A1 (de) Toroidallager
DE102020127289A1 (de) Wälzlageranordnung
DE102021119476B4 (de) Mehrring-Axiallageranordnung
DE102010061920B3 (de) Lageranordnung
DE102020121162A1 (de) Schwingungsentkoppeltes Wälzlager
DE102015223125B4 (de) Lagerstelle mit zwei Polygonlagern und zweistufiger Steifigkeitskennlinie
DE102022107676A1 (de) Zweireihiges Wälzlager
BE1029857B1 (de) Hauptlageranordnung für eine Windenergieanlage
DE102005033356A1 (de) Radialwälzlager, insbesondere zur Lagerung gering belasteter Wellen in Schwermaschinen
DE102011083096A1 (de) Stoßfestes Kugellager
DE102018127535A1 (de) Radlagereinheit

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 H, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20120823

R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination

Effective date: 20131116