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Patent Searching and Data


Title:
SPINDLE BALL BEARING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/010719
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a spindle ball bearing comprising an outer ring (2), an inner ring (3) and balls (5) arranged therebetween and held in a cage (4), and at least one bore (9), for supplying a fluid lubricant, provided on the outer ring (2) and extending from the outer side to the inner side. According to the invention, the bore (9) extends at an angle to the bearing plane and leads to a point adjacent to a lubricant sliding disk (6) arranged on the outer ring (2).

Inventors:
LÖBER ADRIAN (DE)
Application Number:
DE2017/100508
Publication Date:
January 18, 2018
Filing Date:
June 19, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16C33/66; F16C19/16; F16C33/58; F16C35/12
Domestic Patent References:
WO2016086933A12016-06-09
Foreign References:
DE102013208518A12014-11-13
US4606656A1986-08-19
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1 . Spindelkugellager, umfassend einen Außenring (2), einen Innenring (3) und dazwischen angeordnete, in einem Käfig (4) gehaltene Kugeln (5), sowie wenigstens eine am Außenring (2) vorgesehene, sich von der Außenseite zur Innenseite erstreckende Bohrung (9) zur Zufuhr eines fluiden Schmiermittels, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (9) schräg zur Lagerebene verläuft und benachbart zu einer am Außenring (2) angeordneten Schmiermittelleitscheibe (6) mündet.

2. Spindelkugellager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (9) benachbart zu einer am Außenring (2) vorgesehenen Haltegeometrie (7), an der die Schmiermittelleitscheibe (6) fixiert ist, mündet. 3. Spindelkugellager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (9) in Bereich der axialen Mitte des Außenrings an der Außenseite mündet.

4. Spindelkugellager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (9) an der Außenseite des Außenrings

(2) im Bereich zwischen zwei umlaufenden Dichtringen (10) mündet.

5. Spindelkugellager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelleitscheibe (6) zumindest an ihrem dem Innenring benachbarten Ende axial zum Lagerinneren hin gebogen oder gekrümmt ist.

6. Spindelkugellager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelleitscheibe (6) zumindest ab- schnittsweise in Radialrichtung an der zur Lagerinnenseite weisenden Seite (13) konkav ausgeführt ist. Spindelkugellager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelleitscheibe (6) einen sich radial erstreckenden Kanal (15) aufweist, der einerseits benachbart zur Bohrung (9) und andererseits benachbart zum Innenring (3) mündet.

Spindelkugellager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die radiale Außenfläche (14) des Innenrings (3) an der Seite, die der Schmiermittelleitscheibe (6) benachbart ist, konisch zum axialen Enden verjüngt.

Description:
Bezeichnung der Erfindung

Spindelkugellager Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Spindelkugellager, umfassend einen Außenring, einen Innenring und dazwischen angeordnete, in einem Käfig gehaltene Kugeln, sowie wenigstens eine am Außenring vorgesehene, sich von der Außenseite zur Innenseite erstreckende Bohrung zur Zufuhr eines fluiden Schmiermittels.

Hintergrund der Erfindung

Spindelkugellager kommen vor allem bei relativ hochdrehenden Anwendungen zum Einsatz, beispielsweise in Werkzeugmaschinen. Eine gute Schmiermittelversorgung ist hierbei essentiell. Bei bekannten Spindelkugellagern erfolgt die Schmiermittelzufuhr entweder durch seitlich neben der Lagerstelle angeordnete Düsen, über die das Schmiermittel, üblicherweise Öl, eingeblasen und in den Lagebereich geführt wird. Alternativ ist es auch bekannt, am Außenring oder am Innenring eine radiale Schmiermittelzufuhrbohrung vorzusehen, die gerade zur gegenüberliegenden Lagerlaufbahn verläuft und auf diese gerichtet ist.

Nachteilig bei diesen bekannten Spindelkugellagern ist es, dass die erste Alternative mit den benachbart angeordneten Einspritzdüsen bei engem Lagerab- stand nicht mehr realisierbar ist oder nur unter Inkaufnahme einer entsprechenden Spindellänge bzw. dass bei der zweiten Alternative mit der Radialbohrung bei hohen Drehzahlen Pfeifgeräusche durch den umlaufenden Wälzkörpersatz entstehen. Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber bekannten Spindelkugellagern verbessertes Spindelkugellager anzugeben. Beschreibung der Erfindung

Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Bohrung schräg zur Lagerebene verläuft und benachbart zu einer am Außenring angeordneten Schmiermittelleitscheibe mündet.

Das erfindungsgemäße Spindelkugellager zeichnet sich ebenfalls durch eine Bohrung aus, die jedoch nicht radial sondern schräg zur Lagerebene verläuft. Sie ist so geführt, dass sie benachbart zu der Schmiermittelleitscheibe, die das Lager an einer Seite axial schließt, mündet. Das eingeblasene Schmiermittel, also das Öl, wird also direkt auf die Schmiermittelleitscheibe geblasen oder gefördert. Entlang der Schmiermittelleitscheibe läuft es radial zum Innenring, von wo aus es in den Lagerbereich gelangt. Der Schmiermittelweg zur Laufbahn wird mitunter noch dadurch unterstützt, dass die radiale Außenfläche des In- nenrings an der Seite, die der Schmiermittelleitscheibe benachbart ist, konisch zum axialen Ende verjüngt ist, so dass also eine schräg zulaufende Innenring- fläche gegeben ist, über die das Schmiermittel, wenn es von der Schmiermittelleitscheibe auf die Außenfläche des Innenrings gelaufen ist, fliehkraftbedingt nach innen zur Laufbahn gesogen wird.

Das erfindungsgemäße Spindelkugellager weist eine Reihe von Vorteilen auf. Zum einen erfolgt die Schmiermittelzufuhr direkt durch das Lager selbst, etwaige benachbarte Einspritzdüsen und dergleichen sind nicht erforderlich. Darüber hinaus wird der freie Lagerraum neben dem Kugelsatz für die Schmiermittelzu- fuhr genutzt, der insbesondere bei Verwendung kleinerer Kugeln hinreichend groß ist. Das Schmiermittel wird über die schräg verlaufende Bohrung definiert auf die Schmiermittelleitscheibe geblasen, von wo es ist zum Innenring strömt, von wo aus es in den Wälzbereich gelangt. Es ist also ein definierter Fluidstrom innerhalb des Lagers gegeben, der eine sichere Schmiermittelzufuhr ermög- licht, die nicht durch den Käfig oder dergleichen beeinträchtigt wird. Auch sind etwaige Pfeifgeräusche vermieden, da die Bohrungsmündung abseits des Kugellaufbereichs, nämlich benachbart zur axial am Rand angeordneten Schmiermittelleitscheibe liegt. Die Bohrung selbst mündet bevorzugt benachbart zu einer am Außenring vorgesehen Haltegeometrie, an der die Schmiermittelleitscheibe fixiert ist. Diese Haltegeometrie, ein entsprechender Einstich oder dergleichen, ist so ausgestaltet, dass die Schmiermittelleitscheibe, die sich bis fast oder in Anlage zum ge- genüberliegenden Innenring erstreckt und das Lager abdichtet, auf einfache Weise eingesetzt werden kann. Die Bohrung mündet nun unmittelbar benachbart zu dieser Haltegeometrie, so dass das Schmiermittel beim Austritt aus der Bohrung direkt auf die Schmiermittelleitscheibe gelangt. Die Haltegeometrie sollte dabei falls möglich der allgemeinen Haltegeometrie für Dichtscheiben entsprechen, um eine entstehende Teilevielfalt zu vermeiden.

An der Außenseite des Außenrings sollte die Bohrung bevorzugt im Bereich der axialen Mitte des Außenrings münden, wobei diesbezüglich eine hinreichende Flexibilität gegeben ist. Üblicherweise sind zwei umlaufende Dichtringe oder 0- Ringe an der Außenseite des Außenrings vorgesehen, zwischen denen hinreichend Raum gegeben ist, in dem die äußere Bohrung münden kann.

Die Schmiermittelleitscheibe nimmt wie beschrieben eine Leitfunktion für das Schmiermittel ein, nachdem sie unmittelbar damit angeblasen wird. Sie kann gerade sein, so dass das Schmiermittel an ihr quasi radial nach unten läuft und am unteren Ende der Schmiermittelleitscheibe, das wie beschrieben unmittelbar zur Innenringaußenseite benachbart ist oder dort anliegt, auf den Innenring laufen. Denkbar ist es, wenn die Schmiermittelleitscheibe an ihrem dem Innenring benachbarten Ende axial, insbesondere zum Lagerinneren hin, gebogen oder gekrümmt ist. Hierüber wird das Schmiermittel zum Lagerinneren geführt.

Denkbar ist es auch, dass die Schmiermittelleitscheibe zumindest abschnittsweise in Radialrichtung an der zur Lagerinnenseite weisenden Seite konkav ausgeführt ist. Auch hierüber kann ein definierter Zulauf zum Innenring realisiert werden. Gemäß einer weiteren Erfindungsausgestaltung ist es denkbar, dass die Schmiermittelleitscheibe einen sich radial erstreckenden Kanal aufweist, der einerseits benachbart zur Bohrung und andererseits benachbart zum Innenring mündet. Dieser Kanal kann lokal sein, er kann aber auch als eine Art umlaufen- der Ringkanal ausgeführt sein, der mit der Bohrungsmündung kommuniziert.

Wie beschrieben verjüngt sich die radiale Außenfläche des Innenrings an der Seite, die der Schmiermittelleitscheibe benachbart ist, bevorzugt konisch zum axialen Ende hin. Dies führt dazu, dass das auf die Außenfläche des Innen- rings laufende Öl fliehkraftbedingt zur Lagerlaufbahn, also in den Wälzbereich, gesogen wird. Hierüber ist eine Unterstützung des Schmiermittelstroms zum Wälzbereich sichergestellt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen in: Figur 1 eine Prinzipdarstellung eines Spindelkugellagers einer ersten Ausführungsform,

Figur 2 eine Prinzipdarstellung eines Spindelkugellagers einer zweiten

Ausführungsform,

Figur 3 eine Prinzipdarstellung eines Spindelkugellagers einer dritten Ausführungsform,

Figur 4 eine Prinzipdarstellung eines Spindelkugellagers einer vierten

Ausführungsform,

Figur 5 eine Prinzipdarstellung eines Spindelkugellagers einer fünften

Ausführungsform, und Figur 6 eine Prinzipdarstellung eines Spindelkugellagers einer sechsten Ausführungsform.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Spindelkugellager 1 einer ersten Ausführungsform, umfassend einen Außenring 2, einen Innenring 3 sowie dazwischen wälzende, in einem Käfig 4 aufgenommene Kugeln 5. An einer Seite, im gezeigten Beispiel gemäß Figur 1 der rechten Seite, ist eine Schmiermittelleitscheibe 6 angeordnet, die in einer Haltegeometrie 7 am Außenring 2, beispielsweise ein umlaufender Einstich, fixiert ist. Sie erstreckt sich bis zum Innenring 3, die radial innenliegende Dichtlippe 8 der Schmiermittelleitscheibe 6 weist einen minimalen Abstand zum Innenring 3 auf oder liegt daran schleifend an. Vorgesehen ist am Außenring eine Bohrung 9, die an der Außenseite des Außenrings im Bereich zwischen zwei Dichtringen 10 mündet und schräg zur Lagerebene verläuft. Sie mündet, wie Figur 1 anschaulich zeigt, unmittelbar benachbart zur Schmiermittelleitscheibe 6. Wird Schmiermittel, beispielsweise Öl, über die radial außenliegende Mündung 1 1 zugeführt, so strömt es entlang der Bohrung 9 zur inneren Mündung 12 und von dort direkt auf die Schmiermittelleitscheibe 6. Es fließt an der Innenseite 13 der Schmiermittelleitscheibe 6, die mit dem Außenring 2 positionsfest ist, radial nach unten und gelangt auf die Außenfläche 14 des Innenrings 3. Diese erweitert sich im Durchmesser von außen nach innen konisch. Das Schmiermittel, also das Öl, wird, wenn es auf der Au- ßenfläche 14 ist, fliehkraftbedingt in den eigentlichen Wälzbereich gezogen.

Ersichtlich erfolgt also eine definierte Schmiermittelzufuhr quasi um den Käfigbereich herum über die schräg verlaufende Bohrung und die Innenfläche 13 der Schmiermittelleitscheibe 6, die quasi zusätzlich eine Schmiermittelleitfunktion aufweist, sowie die Außenseite 14 des Innenrings 3. Die weiteren Figuren zeigen weitere erfindungsgemäße Alternativen eines Spindelkugellagers. Für gleiche Bauteile werden nachfolgend gleiche Bezugszeichen verwendet. Figur 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Spindelkugellagers 1 , ebenfalls umfassend einen Außenring 2, einen Innenring 3 sowie in einem Käfig 4 aufgenommene Kugeln 5. Vorgesehen ist auch hier eine schräg verlaufende Bohrung 9, deren innere Mündung 10 wieder unmittelbar benachbart zur Schmiermittelleitscheibe 6 liegt. Die Schmiermittelleitscheibe 6 ist hier jedoch nicht flächig ausgeführt, wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 , sondern an der Innenseite 13 konkav ausgeführt, also gebogen. Das heißt, sie weist entweder nur im Bereich der Mündung 10 oder vollständig umlaufend ein konkaves Profil auf. Wiederum wird auch hier das Schmiermittel respektive Öl direkt auf die Schmiermittelleitscheibe 10 gefördert respektive geblasen, wo es entlang der konkaven Innenfläche 13 wieder zum Innenring 3 respektive dessen Außenfläche 14 läuft, längs welcher es, da konisch, in den eigentlichen Lagerbereich läuft.

Die Ausgestaltung gemäß Figur 3 zeigt ein Spindelkugellager 1 mit Außenring 2, Innenring 3 und in einem Käfig 4 geführten Kugeln 5, bei der die Schmiermit- telleitscheibe 6 mit einem Kanal 15 ausgebildet ist. Dieser Kanal 15 kommuniziert mit der inneren Mündung 10 der Bohrung 9, so dass über die Bohrung 9 zuströmendes fluides Schmiermittel in den Kanal 15 eintreten und an dessen Ende wieder austreten kann. Von dort läuft es wiederum auf die Innenfläche 14 des Innenrings 3, längs welcher es wieder in den Wälzbereich gesogen wird.

Figur 4 zeigt eine Erfindungsausgestaltung eines Spindelkugellagers 1 , mit einem Außenring 2, einen Innenring 3 und in einem Käfig 4 geführten Kugeln 5. Die Schmiermittelleitscheibe 6 ist bei dieser Ausgestaltung im Bereich ihrer Dichtlippe 8 leicht nach außen gebogen ausgeführt. Es bildet sich im Bereich des Übergangs der Dichtlippe 8 zur Außenfläche 14 des Innenrings 3 eine Art Schmiermittelreservoir, das kontinuierlich über das über die Bohrung 9 zuströmende Schmiermittel gefüllt ist und aus dem das Schmiermittel in den Wälzbereich gezogen wird. Eine demgegenüber quasi umgekehrt ausgeführte Ausgestaltung zeigt das Spindelkugellager 1 gemäß Figur 5. Dort weist die Schmiermittelleitscheibe 6 eine radial innenliegende Dichtlippe 8 auf, die quasi nach innen, also zum Lagerinneren gebogen ist. Es ergibt sich auch hier eine konkav geformte Innensei- te 13 der Schmiermittelleitscheibe 6, wobei die konkave Konfiguration quasi die gesamte Innenseite 13 der Schmiermittelleitscheibe 6 definiert. Über die zum Lagerinneren geführte respektive gebogene Dichtlippe 8 wird das Schmiermittel von Haus aus näher zum eigentlichen Wälzbereich geleitet. Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 6 schließlich mündet die Bohrung 9 wiederum in einem Kanal 15, der an der Schmiermittelleitscheibe 6 ausgeführt ist. Hierzu ist die Schmiermittelleitscheibe 6 quasi doppelwandig ausgeführt, zumindest in einem lokalen Bereich, in dem die Schmiermittelzufuhr erfolgen soll respektive der Kanal 15 ausgebildet ist. Ein äußerer Dichtlippenabschnitt 17 er- streckt sich bis zum Innenring 3, er weist also die eigentliche Dichtlippe 8 auf. Ein innerer Dichtlippenabschnitt 18 verläuft quasi parallel dazu, worüber der Kanal 15 definiert wird. Dieser Kanal 15 kann sich nur abschnittsweise in Um- fangsrichtung erstrecken oder umlaufend sein. In jedem Fall wird auch hier in Verbindung mit einer leicht konkaven Kanalgeometrie und der zum Lagerinneren gebogenen Dichtlippe 8 eine definierte Schmiermittelzufuhr sichergestellt.

Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind lediglich exemplarischer Natur und keinesfalls beschränkend. Selbstverständlich sind auch geometrische Änderungen hinsichtlich der Führung der Bohrung 9 sowie der Ausgestaltung der Schmiermittelleitscheibe 6 denkbar. Bezugszeichenliste

Spindelkugellager

Außenring

Innenring

Käfig

Kugel

Schmiermittelleitscheibe

Haltegeometrie

Dichtlippe

Bohrung

Dichtring

Mündung

Mündung

Innenseite

Außenfläche

Kanal

Dichtlippenabschnitt

Dichtlippenabschnitt