Bezeichnung der Erfindung

Wälzlager

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit wenigstens einem Außenring mit einer Laufbahn, die auf dessen innerer Mantelfläche angeordnet ist und mehreren Wälzkörpern, die im Außenring entlang der Laufbahn in vorbestimmten Abständen angeordnet sind, wobei die Wälzkörper von einem festen Schmierstoff umgeben sind, sodass diese und der feste Schmierstoff einen einteiligen Kör- per bilden.

Hintergrund der Erfindung

Ein derart gattungsgemäß ausgebildetes Lager ist aus der DE 195 06 796 A1 vorbekannt. In den Figuren 1 und 2 dieser Vorveröffentlichung ist ein spanlos hergestelltes Nadellager gezeigt. Es umfasst eine Hülse, die mit einer Laufbahn auf ihrem Innenumfang versehen ist. Mehrere Lagernadeln sind entlang der Laufbahn in gleichen Abständen zueinander angeordnet. Beide Enden der Nadelhülse sind nach innen um 90° umgelegt, sodass Flansche gebildet sind. Die Zwischenräume zwischen den angrenzenden Lagernadeln und die Zwischenräume zwischen den Endflächen der Lagernadeln und den Flanschen sind mit einem festen Schmierstoff gefüllt, der die Zwischenräume zwischen den angrenzenden Lagernadeln ausfüllt und deren Position zueinander beibehält.

Ein weiteres gattungsgemäß ausgebildetes Wälzlager ist aus der DE 29 13 781 A1 vorbekannt. In Figur 1 ist ein als Kugellager ausgebildetes Wälzlager gezeigt, zwischen dessen äußeren Laufring und dessen inneren Laufring ange-

ordnete Lagerkugeln in einem Festschmierstoff eingebettet sind, sodass diese und der Schmierstoff einen einteiligen Körper bilden.

Ein weiterer Festschmierstoff, der auch für Wälzlager verwendbar ist, ist aus der DE 28 30 136 A1 bekannt. Danach ist ein Werkstoff mit Selbstschmiereigenschaften und daraus hergestellte Formteile beansprucht, der als ein mit Schmieröl gefülltes, selbsthaltendes, das Schmieröl absonderndes Gel ausgebildet ist, wobei dieser zu etwa 50 bis 90 Gewichtsprozent aus Schmieröl mit einer zum Schmieren geeigneten Viskosität und zu etwa 50 bis 10 Gewichts- prozent aus Polymethylpentan mit einem mittleren Molekulargewicht von 3 x 10 ⁶ bis 5 x 10 ⁶ besteht und zu seiner formfesten Ausbildung in Wärme aushärtbar ist.

Nachteilig dabei ist in allen Fällen, dass eine solche Feststoffschmierung nicht unter allen Bedingungen eine ausreichende Schmierung gewährleistet. Insbesondere bei sogenannten Schwenklagern, d. h., bei Lagern, bei denen die Lagerringe zueinander nur eine oszillierende Schwenkbewegung ausführen, ist diese Gefahr gegeben. Derartige Schwenklager sind beispielsweise aus dem Textilmaschinenbau bekannt, wo sie zur Lagerung eines Schafthebels dienen.

Zusammenfassung der Erfindung

Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, die Schmierwirkung eines Fest- Schmierstoffes zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass der einteilige Körper an seiner inneren und/oder äußeren Mantelfläche mit Freistel- lungen versehen ist, die als Reservoir für ein zusätzliches Schmiermittel dienen.

Der Festschmierstoff dient in bekannter Weise als eine Art Käfig und sorgt dafür, den Abstand in Umfangsrichtung zwischen den einzelnen benachbarten Wälzkörpern einzuhalten. Ebenso schmiert sein Schmiermittel in bekannter Weise die Wälzkörper bzw. deren Laufbahnen. Nach der Erfindung jedoch wird die Schmierwirkung des Festschmierstoffes wesentlich verbessert, indem dieser mit Freistellungen versehen ist, die als Reservoir für einen zusätzlichen Schmierstoff dienen. Dadurch ist sichergestellt, dass sofort mit Betriebsbeginn des Wälzlagers eine erste ausreichende Schmierung gegeben ist. Auf diese Weise ist ein zusammengesetztes Schmiersystem (Hybrid-Schmiersystem) geschaffen, dessen Schmierwirkung einerseits durch den Schmiermittel abgebenden Festschmierstoff und andererseits durch das in den Freistellungen untergebrachte zusätzliche Schmiermittel realisiert ist.

In diesem Zusammenhang hat es sich nach einem weiteren Merkmal der Erfin- düng als vorteilhaft erwiesen, dass die Freistellungen spaltförmig ausgebildet sind und sich durchgehend von einer Stirnseite bis zur anderen Stirnseite des einteiligen Körpers erstrecken. Der Vorteil liegt darin, dass sich die Freistellungen auf diese Weise einfach herstellen lassen und auch einen großen Freiraum zur Verfügung stellen. Nach einem anderen zusätzlichen Merkmal ist vorgesehen, dass die Freistellungen im Wesentlichen in Umfangsrichtung gesehen zwischen den Wälzkörpern angeordnet sind. Auch diese Maßnahme dient dazu, ein möglichst großes Volumen der Freistellungen auszubilden, so dass eine maximale Menge von zusätzlichem Schmiermittel unterbringbar ist.

Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal soll das Wälzlager als ein Schwenklager ausgebildet sein, dessen Außenring einen Innenring konzentrisch umschließt, wobei die Wälzkörper als Kugeln ausgebildet und vollrollig angeordnet sind. Derartige Schwenklager werden insbesondere im Textilmaschinenbau zur Lagerung von Schafthebeln eingesetzt. Diese führen eine os- zillierende Schwenkbewegung mit einer Frequenz von 5-20 Hz und mit einem Schwenkwinkel von etwa 30° aus. Auf eine ausführliche Beschreibung solcher Lager für Schafthebel kann an dieser Stelle verzichtet werden, da dem Fach-

mann hinlänglich bekannt. Sie sind beispielhaft in der DE 196 50 731 A1 , DE 198 34 019 A1 oder der DE 199 15 975 A1 vorbeschrieben.

Auch ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Stirnseiten des einteiligen Körpers in radialer Richtung auf die Lagerringe so abgestimmt sind, dass zwischen diesen ein Spalt gebildet ist. Zum einen ist dadurch die Reibung vermindert und zum anderen wirkt der Spalt als Dichtung, die ein Eindringen von Schmutz in das Lager verhindert.

Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, dass bei einem vorhandenen Innenring einer Lageranordnung der Außenring mit einer Sprengfuge versehen ist, die im Nichtlastbereich angeordnet ist. Dadurch ist sichergestellt, dass sich ein solches aus zwei Lagerringen bestehendes Lager in einfacher Weise mit dem einteiligen Körper, der aus dem Schmierstoff und den Wälzkörpern besteht, füllen lässt. Die Anordnung der Sprengfuge im Nichtlastbereich sorgt für bessere Laufeigenschaften des Wälzlagers.

Der verwendete Festschmierstoff ist auch unter dem Namen solid grease bekannt. Es ist eine Schmierstoffzusammensetzung in Form eines Gemisches von einem hochmolekularen Polyethylen und einem Schmierfett. Im speziellen werden, nach dem die Wälzkörper in einem vorbestimmten Abstand mit einer Handhabungsvorrichtung angeordnet sind, die Zwischenräume zwischen den Wälzkörpern mit einem Gemisch von 95-1 Gewichtsprozent eines hochmolekularen Polyethylens mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1x 10 ⁶ bis 5x 10 ⁶ und 5-99 Gewichtsprozent eines Schmierfettes mit einem Tropfpunkt höher als die Erstarrungstemperatur des hochmolekularen Polyethylens gefüllt. Danach wird dieses Gemisch bei einer Temperatur erhitzt, die höher als die Erstarrungstemperatur des hochmolekularen Polyethylens ist und anschließend zum Härten gekühlt. Danach wird dieser aus festem Schmierstoff und Wälzkör- pern bestehende einteilige Körper zwischen die beiden Lagerringe eingesetzt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter Form dargestellt ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines einteiligen Körpers, teil- weise geschnitten,

Figur 2 eine Seitenansicht des Körpers gemäß Figur 1 ,

Figur 3 eine perspektivische Lageranordnung mit Lagerringen und eintei- ligem Körper, teilweise geschnitten und

Figur 4 die gleiche Lageranordnung gemäß Figur 3 mit teilweise geschnittenem einteiligen Körper.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Der in den beiden Figuren 1 und 2 gezeigte und mit 1 bezeichnete Körper ist einteilig ausgebildet und besteht aus dem Festschmierstoff 2 und den als Lagerkugeln ausgebildeten Wälzkörpern 3. Diese sind im Ausführungsbeispiel vollrollig angeordnet, d. h., sie berühren sich in Umfangsrichtung punktförmig. Ebenso ist aber eine nicht dargestellte voneinander beabstandete Anordnung der Wälzkörper 3 möglich. Wie weiter erkennbar, ist der einteilige Körper 1 so gestaltet, dass seine innere und äußere Mantelfläche der Form der Lagerkugeln 3 angepasst, d. h., halbrund verlaufen. Der Zusammenhalt des einteiligen Körpers 1 ist in erster Linie durch die beiden Stirnseiten 6, 7 bewerkstelligt, die unter einem Winkel von 90° zu einer nicht dargestellten Lagerachse angeordnet sind. Der Körper 1 weist an seiner inneren und an seiner äußeren Mantelfläche Freistellungen 4, 5 auf, die sich von der Stirnseite 6 bis zur Stirnseite 7

erstrecken. Die Freistellungen 4, 5 sind spaltartig ausgebildet und zwischen einander benachbart angeordneten Lagerkugeln 3 angesiedelt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Freistellungen 4, 5 ein möglichst großes Volumen aufweisen, das mit einem zusätzlichen Schmierfett gefüllt werden kann und somit insbesondere in der Anfangsphase für einen reibungslosen Lauf der Lageranordnung sorgt.

Der Festschmierstoff 2 besteht aus einem hochmolekularen Polyethylen mit einem Durchschnitts-Molekulargewicht von 1x 10 ⁶ bis 5x 10 ⁶ und einem Fett als Schmierbestandteil, wobei der Festschmierstoff 2 umso fester ist, je größer der Anteil des hochmolekularen Polyethylens ist. Dem hochmolekularen Polyethylen kann jetzt beispielsweise 5-9 Gewichtsprozent eines seifenhaltigen oder seifenfreien, eingedickten Schmierfettes zugesetzt werden. Dieses Gemisch wird ca. 30 Minuten auf 150-200° erhitzt und anschließend durch Abkühlung verfestigt, sodass ein stabiler einteiliger Körper 1 gebildet ist, der die Wälzkörper 3 umschließt. Der sich nach der Wärmebehandlung ergebende Festschmierstoff 2 gibt an die Wälzflächen die erforderliche Schmiermittelmenge ab. Nach dem Abkühlen des einteiligen Körpers 1 wird in die Freistellungen 4 und 5 zur Verbesserung der Schmierung im Sinne der Erfindung ein Schmier- fett hinzugefügt. Wie der Fachmann weiß, sind Schmierfette durch Dickungsmittel eingedickte Mineral- oder Syntheseöle, wobei als Dickungsmittel vorwiegend Metallseifen eingesetzt sind. Die Konsistenz des in den Freistellungen 4, 5 eingebrachten Schmierfettes wird durch die Art und Viskosität des Grundöls, die Art und Menge des Dickungsmittels und durch den Herstellungsprozess bestimmt und ist auf den jeweilig vorliegenden Anwendungsfall konkret einzustellen.

Das in den Figuren 3 und 4 als Rillenkugellager ausgebildete Wälzlager 8 zeichnet sich dadurch aus, dass der einteilige Körper 1 mit seinen gegenüber- liegenden Stirnseiten 6, 7 in radialer Richtung so auf die Lagerringe 9, 10 abgestimmt ist, dass sich diese nicht berühren. Mit anderen Worten, zwischen den Stirnseiten 6, 7 des Körpers 1 und den Lagerringen 9, 10 ist ein Spalt 11 , 12 gebildet, der als Dichtung wirkt. Darüber hinaus lässt insbesondere die Fi-

gur 4 erkennen, dass der Festschmierstoff 2 im Bereich der Berührungsstelle zwischen den Wälzkörpern 3 und den zugehörigen Laufbahnen der Lagerringe 9, 10 am dünnsten ist. Dies ist dargestellt durch einen mit 13 bezeichneten Durchbruch, der eine Berührung zwischen Wälzkörpern 3 und den zugehörigen Laufbahnen der Lagerringe 9, 10 zulässt. Schließlich ist den genannten Figuren 3 und 4 noch entnehmbar, dass der Außenring 9 mit einer Sprengfuge 14 versehen ist.

Bezugszeichen

1 einteiliger Körper

2 Festschmierstoff

3 Wälzkörper

4 Freistellung

5 Freistellung

6 Stirnseite

7 Stirnseite

8 Wälzlager

9 Außenring

10 Innenring

11 Spalt

12 Spalt

13 Durchbruch

14 Sprengfuge