DE102007006015A1

DE102007006015A1 - Braking rolling bearing

Info

Publication number: DE102007006015A1
Application number: DE102007006015A
Authority: DE
Inventors: Rainer Eidloth; Stefan GLÜCK
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2008-08-14
Also published as: WO2008095460A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein bremsbares Wälzlager, im Wesentlichen bestehend aus einem Innenring (2) und einem koaxial zu diesem angeordneten Außenring (3), zwischen denen ein Zwischenraum vorhanden ist und welche jeweils mindestens eine zur funktionsbedingten Aufnahme der Wälzkörper (4) geeignete Laufbahn (5, 6) aufweisen, wobei der Zwischenraum mit einer mit einem magnetischen Element (8) in Wirkverbindung stehenden magnetorheologischen Substanz (7) gefüllt ist. Erfindungsgemäß sind die Laufbahnen (5, 6) der Wälzkörper (4) in den Lagerringen (2, 3) asymmetrisch, einen großvolumigen und einen kleinvolumigen Zwischenraum (10, 11) bildend, angeordnet, wobei zumindest der großvolumige Zwischenraum (10) zur Aufnahme sowohl der magnetorheologischen Substanz (7) als auch wenigstens eines magnetischen Elements (8) geeignet ausgebildet und zumindest dieser Zwischenraum (10) nach außen mittels einer Dichtung (12) abgedichtet ist.The invention relates to a brakable rolling bearing, consisting essentially of an inner ring (2) and an outer ring (3) arranged coaxially therebetween, between which there is a space and which each have at least one raceway (5) which is suitable for functionally receiving the rolling bodies (4) , 6), wherein the intermediate space is filled with a magnetorheological substance (7) in operative connection with a magnetic element (8). According to the invention, the raceways (5, 6) of the rolling elements (4) in the bearing rings (2, 3) asymmetrically, a large volume and a small volume gap (10, 11) forming arranged, wherein at least the large volume space (10) for receiving both the magnetorheological substance (7) as well as at least one magnetic element (8) is suitably designed and at least this intermediate space (10) is sealed to the outside by means of a seal (12).

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein bremsbares Wälzlager, welches im Wesentlichen aus einem Innenring und einem koaxial zu diesem angeordneten Außenring, zwischen denen ein mit magnetorheologischer Substanz gefüllter Zwischenraum vorhanden ist und welche jeweils mindestens eine zur funktionsbedingten Aufnahme der Wälzkörper geeignete Laufbahn aufweisen, besteht, und sie ist insbesondere überall dort vorteilhaft anwendbar, wo im Zusammenhang mit Wellen- oder Achsenlagerungen Bauräume für externe Bremsen nicht vorhanden sind oder aufwändig geschaffen, und/oder wo Bremsvorgänge in stark schmierstoffhaltiger Umgebung realisiert werden müssen.The The invention relates to a brakable rolling bearing, which in Essentially composed of an inner ring and a coaxial with this Outer ring, between which one with magnetorheological substance filled gap is present and which respectively at least one function-related recording of the rolling elements In particular, it has a suitable career, and in particular it is everywhere advantageous applicable where in connection with shaft or axle bearings Space for external brakes are not available or elaborately created, and / or where braking operations must be realized in a highly lubricated environment.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Allgemein bekannt sind beispielsweise Reibungsbremsen, bei denen als externes Bauteil Bremsscheiben oder Bremstrommeln, zur Erzeugung der Bremswirkung, zur Anwendung kommen. Dass diese Lösungen insbesondere gekennzeichnet sind durch einen relativ sehr großen Bauraumbedarf ist der Fachwelt ebenso bekannt wie die Tatsachen, dass sie sehr anfällig sind gegenüber Schmierstoffen und dass ihre Bremskraft nur äußerst schwierig einstellbar ausgeführt werden kann.Generally For example, friction brakes are known in which as external Component brake discs or brake drums, to generate the braking effect, come into use. That these solutions in particular are characterized by a relatively very large space requirement As well known to the experts as the facts that they are very vulnerable are against lubricants and that their braking power only very difficult adjustable can be.

Insbesondere den vorgenannten Nachteilen des großen Bauraumbedarfs, der Schmierstoffanfälligkeit und der nur schwierig einstellbaren Bremskraftwirkung soll durch die Lösung gemäß der DE 10 2004 009 906 B3 begegnet werden. Deshalb wird vorgeschlagen, bei einem Wälzlager, im Zwischenraum zwischen dem Außenring und dem Innenring, zwischen denen die Wälzkörper angeordnet sind, eine rheologisch aktive Substanz einzulagern, die mit einem an der Außenseite des Außenrings angeordneten Elektromagneten in Wirkverbindung steht derart, dass durch die Erzeugung eines magnetischen und/oder elektrischen Feldes die Viskosität dieser Substanz und damit der Kraftschluss zwischen den Lagerringen, je nach Feldzustand, verändert wird. Geeignete Dichtungen dichten den Zwischenraum nach außen ab.In particular, the above-mentioned disadvantages of the large space requirement, the susceptibility to lubricant and the difficult to adjust braking force to be achieved by the solution according to the DE 10 2004 009 906 B3 be countered. Therefore, it is proposed in a rolling bearing, in the space between the outer ring and the inner ring, between which the rolling elements are arranged to store a rheologically active substance, which is operatively connected to a arranged on the outer side of the outer ring electromagnet such that by generating a magnetic and / or electric field, the viscosity of this substance and thus the adhesion between the bearing rings, depending on the field status, is changed. Suitable seals seal the gap to the outside.

Damit werden zwar insbesondere durch die Verwendung der ihre Viskosität beeinflussbar veränderlichen rheologischen Substanz zumindest ansatzweise die oben genannten Nachteile positiv beeinflusst, aber noch immer resultieren aus dem relativ großen Bauraumbedarf zweckbestimmte und damit eingeschränkte Einsatzmöglichkeiten des Wälzlagers. Da außerdem diese rheologische Substanz zugleich auch als Schmierstoff der Wälzkörper eingesetzt ist, können durch die in dieser Substanz vorhandenen ferritischen Partikel erhebliche Geräuschprobleme und abnormale Verschleißerscheinungen, einhergehend mit einer stark verringerten Lebensdauer des Wälzlagers, auftreten.In order to Although in particular by the use of their viscosity influenceable alterable rheological substance at least To some extent, the above-mentioned disadvantages positively influenced, but still result from the relatively large space requirement Purpose-specific and thus limited application possibilities of the rolling bearing. In addition, this rheological Substance at the same time as a lubricant of the rolling elements can be used by those present in this substance ferritic particles have significant noise problems and abnormal ones Wear and tear, along with a greatly reduced Life of the bearing, occur.

Die Trennung der magnetorheologischen Substanz von den Wälzlagerkörpern wird in der im Zeitpunkt dieser Anmeldung noch unveröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2006 010 618.0 vorgeschlagen. Danach ist ein Wälzlager durch eine separate erste und eine separate zweite Aufnahmeteileinrichtung axial verbreitert ausgebildet, so dass durch die Verwendung von Dichtungen ein zusätzlicher Raum entsteht, welcher sowohl die magnetorheologische Substanz als auch ein magnetisches Element aufnimmt. Durch das Beaufschlagen des magnetischen Elements mit Strom wird auch in diesem Fall die Viskosität der magnetorheologischen Substanz steuerbar verändert und eine gewünschte Bremswirkung auf das Lager erzielt.The separation of the magnetorheological substance from the bearing bodies is in the unpublished at the time of this application patent application DE 10 2006 010 618.0 proposed. Thereafter, a roller bearing is formed axially widened by a separate first and a separate second receiving part means, so that the use of seals creates an additional space which accommodates both the magnetorheological substance and a magnetic element. By applying the magnetic element with current, the viscosity of the magnetorheological substance is controllably changed in this case as well and a desired braking effect on the bearing is achieved.

Bei dieser Lösung sind die passgenau und damit aufwändig gefertigten, zusätzlich dem Wälzlager zugeordneten Aufnahmeteileinrichtungen ursächlich dafür, dass dieses Wälzlager nur mit einem verbreiterten Axialbauraum zur Verfügung gestellt werden kann, woraus wiederum oftmals nur zweckbestimmte und damit eingeschränkte Einsatzmöglichkeiten resultieren.at This solution is the perfect fit and therefore expensive manufactured, additionally assigned to the rolling bearing Recording sub-institutions cause that this rolling bearing only with a widened Axialbauraum can be made available, which in turn often only purposeful and therefore limited applications result.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Ausgehend von den dargelegten Nachteilen der Lösungen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Wälzlager zu konzipieren, welches einstellbar bremsbar ist, den gleichen oder einen nur unwesentlich größeren Bauraum wie vergleichbare Normlager benötigt und die gleiche oder eine nur unwesentlich vergrößerte Breite vergleichbarer Normlager aufweist sowie für nahezu alle Einsatzzwecke vergleichbarer Normlager verwendet werden kann.outgoing from the stated disadvantages of the solutions of the known The prior art is therefore the object of the invention, a To design roller bearings, which can be braked adjustable is, the same or an only slightly larger Space required as comparable standard bearings and the same or an insignificantly increased width comparable standard bearing and for almost all Use of comparable standard bearings can be used.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe, ausgehend von einem bremsbaren Wälzlager gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.The The present invention solves this problem, starting from a brakable rolling bearing according to the The preamble of claim 1, characterized by the in the characterizing part of Claim 1 specified characteristics.

Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, dass man auch bremsbare Wälzlager nicht oder nur unwesentlich größer als vergleichbare Normlager ausbilden und demzufolge auch für solche Einsatzzwecke vorsehen kann, wo der zur Verfügung stehende Bauraum bisher solche Möglichkeiten nicht zugelassen hat, wenn die Laufbahnen der Wälzkörper in den Lagerringen asymmetrisch, einen großvolumigen und einen kleinvolumigen Zwischenraum bildend, angeordnet sind, wobei zumindest der großvolumige Zwischenraum zur Aufnahme sowohl der magnetorheologischen Substanz als auch wenigstens eines magnetischen Elements geeignet ausgebildet und zumindest dieser Zwischenraum nach außen mittels einer Dichtung abgedichtet ist.The invention is therefore based on the finding that even brakable bearings do not form or only slightly larger than comparable standard bearings and therefore can also provide for such applications, where the available space has not previously allowed such opportunities when the raceways of the rolling elements in the bearing rings asymmetrical, a large-volume and a small-volume intermediate space forming, are arranged, wherein at least the large-volume space for receiving both the magnetorheological substance and at least one magnetic element formed suitable and at least this gap is sealed to the outside by means of a seal.

Während die Bildung des großvolumigen Zwischenraums innerhalb des Wälzlagers die Möglichkeit nach sich zieht, sowohl die magnetorheologische Substanz als auch ein magnetisches Element dort unter zu bringen, ist es auf Grund vorteilhafter Varianten der Dichtungsanordnungen zugleich auch möglich, die Einsatzvariabilität des erfindungsgemäßen bremsbaren Wälzlagers optimal zu gestalten.While the formation of the large volume gap within the Rolling bearing the possibility entails both the magnetorheological substance as well as a magnetic element there It is due to advantageous variants of the sealing arrangements at the same time possible, the versatility of use the brake bearing according to the invention optimally designed.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäß ausgebildeten Wälzlagers werden in den Unteransprüchen beschrieben.preferred Embodiments and developments of the invention formed Rolling bearing are described in the subclaims.

Danach ist es gemäß Anspruch 2 bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten bremsbaren Wälzlager vorgesehen, dass der nach außen abgedichtete großvolumige Zwischenraum von den Wälzkörpern und deren Laufbahnen mittels einer weiteren Dichtung getrennt ausgebildet ist. Dadurch ist eine Möglichkeit geschaffen, den kleinvolumige Zwischenraum andererseits offen auszubilden, woraus eine sehr kostengünstige, aber für sehr viele Einsatzfälle vorteilhafte Variante des erfindungsgemäß ausgebildeten bremsbaren Wälzlagers zur Verfügung gestellt werden kann.After that it is according to claim 2 in the inventively designed Braking rolling bearing provided that the outside sealed large-volume gap of the rolling elements and whose raceways are formed separately by means of a further seal is. This creates a possibility, the small volume On the other hand open space, resulting in a very cost-effective, but advantageous for many applications Variant of the invention designed brakable Rolling bearing can be provided.

Eine außerordentlich vorteilhafte und eine sehr hohen Ansprüchen gerecht werdende Variante, weil das gesamte bremsbare Wälzlager schützend und die Wälzkörper mit Wälzlagerschmiermittel versorgend, wird nach Anspruch 3 vorgeschlagen, wonach der nach außen abgedichtete großvolumige Zwischenraum von den Wälzkörpern und deren Laufbahnen mittels einer weiteren Dichtung getrennt ausgebildet ist, der kleinvolumige Zwischenraum ein gesondertes Wälzlagerschmiermittel aufnimmt und nach außen mittels einer Dichtung abgedichtet ist. In diesem Fall ist das erfindungsgemäß ausgebildete bremsbare Wälzlager nach außen insgesamt abgedichtet, wodurch es sich auch für den Einsatz unter schwierigen Bedingungen eignet, und es weist zwei voneinander mittels Dichtung getrennte flüssigkeitsdichte Zwischenräume auf, nämlich einen großvolumigen und einen kleinvolumigen Zwischenraum. Während der großvolumige Zwischenraum die magnetorheologische Substanz und das magnetische Element aufnimmt, sollte der kleinvolumige Zwischenraum mit einem Wälzlagerschmiermittel gefüllt sein, wodurch – bekannter Maßen – die Verschleißerscheinungen der Wälzkörper minimiert werden und die Lebensdauer auch des erfindungsgemäß ausgebildeten bremsbaren Wälzlagers wesentlich erhöht wird.A extremely advantageous and very high standards becoming fair variant, because the entire braked rolling bearing protective and the rolling elements with rolling bearing lubricant supplying, is proposed according to claim 3, after which outside sealed large volume gap of the rolling elements and their tracks by means of a further seal is formed separately, the small-volume gap a separate rolling bearing lubricant receives and after is sealed externally by means of a seal. In this Case is the invention designed brakable Rolling bearings sealed to the outside in total, thereby It is also suitable for use in difficult conditions is suitable, and it has two separate from each other by means of gasket liquid-tight spaces on, namely a large-volume and a small-volume gap. While the large volume gap the magnetorheological substance and the magnetic element picks up, should the small-volume gap be filled with a rolling bearing lubricant, whereby - known dimensions - the signs of wear the rolling elements are minimized and the life also the inventively designed brakable Rolling is significantly increased.

Für die Fälle, bei denen die Lebensdauer und/oder die vorgesehenen Einsatzzwecke des erfindungsgemäß ausgebildeten bremsbaren Wälzlagers nicht unbedingt höchsten Ansprüchen gerecht werden müssen, bietet sich die zweckmäßige Weiterbildung des Wälzlagers gemäß Anspruch 4 an. Danach geht der nach außen abgedichtete großvolumige Zwischenraum direkt und ohne eine weitere Dichtung in den kleinvolumigen Zwischenraum über, und dieser ist nach außen mittels einer Dichtung abgedichtet. Dies bedeutet, dass auch beide Zwischenräume mit der magnetorheologischen Substanz gefüllt sind. Demzufolge kommt diese Substanz auch direkt mit den Wälzkörpern in Wirkkontakt, woraus zwar deren vorbeschriebene erhöhte Verschleißerscheinungen resultieren können, zumindest aber die Einfachheit und preisgünstige Möglichkeit der Herstellung dieser Variante rechtfertigen auch für bestimmte Zwecke den praktischen Einsatz derart erfindungsgemäß ausgebildeter bremsbarer Wälzlager.For the cases where the life and / or the intended Purpose of the inventively designed brake bearing is not necessarily the highest Claims must be made, offers itself the expedient development of the rolling bearing according to claim 4. Then he goes outside sealed large volume gap directly and without another seal into the small volume space above, and this is sealed to the outside by means of a seal. This means that even both spaces with the magnetorheological Substance are filled. As a result, this substance comes directly in contact with the rolling elements, which results in their above-described increased signs of wear can, but at least the simplicity and inexpensive Justify the possibility of producing this variant also for specific purposes the practical use such Braking roller bearing designed according to the invention.

Besonders günstige Bedingungen, insbesondere kostengünstige Verhältnisse, ergeben sich bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen bremsbaren Wälzlagers, wenn das im großvolumigen Zwischenraum und in der magnetorheologische Substanz angeordnete magnetische Element an der Innenseite des stehenden Lagerringes festgelegt und mittels eines elektrischen Anschluss schaltbar ist. Im vorliegenden Fall ist das magnetische Element vorzugsweise an der Innenseite des Außenrings festgelegt, wobei es sich versteht, dass das magnetische Element alternativ auch an der Innenseite des sich drehenden Lagerringes festgelegt sein kann. Dabei kann es entweder als nahezu geschlossener oder auch als geschlossener Ring ausgebildet sein, indem eine oder mehrere Magnetelemente parallel zur Lagerachse am Außen- oder Innenring befestigt werden, die axialseitig an ihren Enden entweder als mehrere Kreisringsegmente oder als geschlossene Kreisringe ausgebildete Flussleitbleche aufweisen, die die magnetischen Feldlinien direkt in den Innenring lenken. Dadurch können zum einen die Feldlinien konzentriert und damit die Bremswirkung erhöht werden und zum anderen kann ein wählbarer Flüssigkeitsspalt zwischen dem Lagerring und den Flussleitblechen geschaffen werden, mit dem die Bremswirkung variabel beeinflussbar ist.Especially favorable conditions, in particular cost-effective Conditions arise in a preferred variant the brake bearing according to the invention, if that in the large-volume interval and in the magnetorheological Substance arranged magnetic element on the inside of the standing Fixed bearing ring and by means of an electrical connection is switchable. In the present case, the magnetic element preferably fixed to the inside of the outer ring, it being understood that the magnetic element alternatively Also set on the inside of the rotating bearing ring can be. It can be either as nearly closed or also be formed as a closed ring by one or more Magnetic elements parallel to the bearing axis on the outer or inner ring be attached, the axial side at their ends either as a plurality Circular segments or trained as a closed circular rings Have flux baffles that the magnetic field lines directly steer into the inner ring. This can on the one hand the field lines concentrated and thus the braking effect can be increased and on the other hand, a selectable liquid gap be created between the bearing ring and the flux guide plates, with which the braking effect can be variably influenced.

Bei einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen bremsbaren Wälzlagers ist das magnetische Element dagegen an der Innenseite der äußeren Dichtung des großvolumigen Zwischenraumes oder an der Innenseite eines die äußere Dichtung tragenden Dichtelements des großvolumigen Zwischenraumes festgelegt und mittels eines elektrischen Anschlusses schaltbar. Auch in diesem Fall versteht sich, dass das magnetische Element wie bei der zuvor beschriebenen Variante entweder als nahezu geschlossener oder auch als geschlossener Ring mit Flussleitblechen ausgebildet werden kann. Dabei sieht eine zweckmäßige Weiterbildung aller beschriebener Varianten des erfindungsgemäß ausgebildeten bremsbaren Wälzlagers vor, dass für das magnetische Element vorzugsweise ein Elektromagnet zur Anwendung kommt.In a further variant of the brakable rolling bearing according to the invention, however, the magnetic element is fixed on the inside of the outer seal of the large volume gap or on the inside of a sealing element carrying the outer seal of the large-volume gap and switchable by means of an electrical connection. Also in this case, it is understood that the magnetic element as in the variant described above, either as almost closed or closed as well Ring can be formed with Flußleitblechen. In this case, an expedient development of all described variants of the inventively embodied braked rolling bearing, that for the magnetic element is preferably an electromagnet used.

Bei allen vorbeschriebenen Varianten des erfindungsgemäßen bremsbaren Wälzlager wird erreicht, dass mit der Beaufschlagung des für das magnetischen Elements zur Anwendung kommenden Elektromagneten mit Strom sich die Viskosität der magnetorheologischen Substanz in Abhängigkeit der Stärke des sie durchsetzenden Magnetfeldes verändert, nämlich verfestigt. Damit wird durch den fluidinduzierten Reibschluss zwischen den sich bewegenden Lagerringen ein Bremsverhalten erreicht, welches sehr weich sein kann und, bedingt durch die Steuerbarkeit des Elektromagneten, hinsichtlich der zu realisierenden Bremskraft auch einstell- und damit regelbar ist.at all above-described variants of the invention Braking rolling bearing is achieved that with the admission of the electromagnet used for the magnetic element with current, the viscosity of the magnetorheological Substance depending on the strength of it Magnetic field changes, namely solidified. In order to is due to the fluid-induced frictional engagement between the moving Bearing rings achieved a braking behavior, which are very soft can and, due to the controllability of the electromagnet, in terms of the braking force to be realized also adjustable and thus adjustable is.

Weiterhin ist es unter Normbreitengesichtspunkten des erfindungsgemäß ausgebildeten bremsbaren Wälzlagers nach einer besonders günstigen weiteren Variante von Vorteil, dieses Wälzlager als ein Kugelrollenlager mit der Normbreite eines vergleichbaren Kugellagers auszubilden, wobei dessen Wälzkörper als Kugelrollen mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten Seitenflächen ausgebildet sind. Dies wird insbesondere erreicht, indem die zur funktionsbedingten Aufnahme der Wälzkörper erforderlichen Laufbahnen des Kugelrollenlagers derart asymmetrisch und optimal in den jeweiligen Lagerringen angeordnet sind, dass einerseits die geforderte Lagerfunktion gewährleistet ist und andererseits der entstandene großvolumige Zwischenraum neben der magnetorheologischen Substanz auch das magnetische Element aufnehmen kann, ohne dass die Gesamtbreite des erfindungsgemäß ausgebildeten bremsbaren Kugelrollenlagers die Normbreite eines vergleichbaren Kugellagers überschreitet.Farther it is under Normbreiten aspects of the invention designed according to brakable rolling bearing after a particularly favorable further Variant of advantage, this rolling bearing as a ball roller bearing with the standard width of a comparable ball bearing, wherein the rolling elements as ball rolls with, respectively two side surfaces flattened symmetrically from a spherical basic shape are formed. This is achieved in particular by the functional absorption of the rolling elements required Runways of the ball roller bearing so asymmetrical and optimal are arranged in the respective bearing rings, that on the one hand the required storage function is guaranteed and on the other hand the resulting large-volume gap next to the magnetorheological substance Also, the magnetic element can absorb without the overall width the inventively designed braked ball roller bearing exceeds the standard width of a comparable ball bearing.

Insbesondere unter dem Gesichtspunkt des Erreichens bzw. eines nur unwesentlichen Überschreitens der Breite vergleichbarer Normlager wird nach einer weiteren zweckmäßigen Weiterbildung des erfindungsgemäß ausgebildeten bremsbaren Wälzlagers vorgeschlagen, den Innen- und Außenring eines Kugellagers dann zumindest einseitig der jeweiligen Laufbahn der Wälzkörper axial verbreitert auszubilden, wenn der aus der asymmetrischen Anordnung der zur funktionsbedingten Aufnahme der Wälzkörper erforderlichen Laufbahnen resultierende und geschaffene großvolumige Zwischenraum noch nicht groß genug sein sollte, die magnetorheologische Substanz und das magnetische Element aufzunehmen. Nur in diesem Fall würde zwar das erfindungsgemäß ausgebildete bremsbare Kugellager die Normbreite eines vergleichbaren Kugellagers geringfügig überschreiten, wäre aber noch immer für nahezu alle Einsatzfälle verwendbar.Especially from the point of view of reaching or an only insignificant crossing The width of comparable standard stock is after another expedient Development of the inventively designed braked rolling bearing proposed, the inner and outer ring a ball bearing then at least one side of the respective career form the rolling elements axially widened, if the from the asymmetric arrangement of the functional Recording the rolling elements required raceways resulting and created large-volume gap should not be big enough, the magnetorheological To absorb substance and the magnetic element. Only in this Case would indeed be inventively trained brakable ball bearings the standard width of a comparable ball bearing would exceed slightly, but would be still usable for almost all applications.

Das erfindungsgemäß ausgebildete bremsbare Wälzlager weist somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen die Vorteile auf, dass es den gleichen oder nur einen unwesentlich vergrößerten Bauraum und die gleiche oder nur eine unwesentlich vergrößerte Normbreite vergleichbarer Normlager aufweist, woraus insbesondere nahezu uneingeschränkte Verwendungs- und Einsatzmöglichkeiten resultieren.The Braking roller bearings designed according to the invention thus indicates that known from the prior art Solutions take advantage of it being the same or just an insignificantly enlarged space and the same or only slightly increased Standard width comparable standard bearing has, which in particular almost unlimited uses and applications result.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäß ausgebildeten bremsbaren Wälzlagers werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:preferred Embodiments of the inventively designed braked rolling bearing are referred to below explained in more detail in the accompanying drawings. Showing:

1 eine schematische Darstellung einer als Kugelrollenlager ausgebildeten ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten bremsbaren Wälzlagers; 1 a schematic representation of a designed as a ball roller bearing first embodiment of an inventively designed braked rolling bearing;

2 eine schematische Darstellung einer als Kugellager ausgebildeten zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten bremsbaren Wälzlagers. 2 a schematic representation of a trained as a ball bearing second embodiment of an inventively designed braked rolling bearing.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings

1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten bremsbaren Wälzlagers 1, und zwar als ein bremsbares Kugelrollenlager ausgeführt. Ebenso deutlich wie der Innenring 2 und der Außenring 3 des Wälzlagers 1 sind die als Kugelrollen mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten Seitenflächen ausgebildeten Wälzkörper 4 und die asymmetrische Anordnung der zur funktionsbedingten Aufnahme der Wälzkörper 4 vorgesehenen Laufbahn 5 im Innenring 2 und der Laufbahn 6 im Außenring 3 dargestellt. Durch diese asymmetrische Anordnung der Laufbahnen 5, 6 in den Lagerringen 2, 3 wird zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 3 des Wälzlagers 1 ein großvolumiger Zwischenraum 10 und ein kleinvolumiger Zwischenraum 11 gebildet. 1 shows a schematic representation of a first preferred embodiment of an inventively designed braked rolling bearing 1 , and designed as a brakable ball roller bearing. As clear as the inner ring 2 and the outer ring 3 of the rolling bearing 1 are formed as ball rollers with two symmetrically flattened from a spherical base side surfaces rolling elements 4 and the asymmetrical arrangement of the functional recording of the rolling elements 4 intended career 5 in the inner ring 2 and the career 6 in the outer ring 3 shown. Through this asymmetrical arrangement of the raceways 5 . 6 in the bearing rings 2 . 3 is between the inner ring 2 and the outer ring 3 of the rolling bearing 1 a large volume gap 10 and a small volume gap 11 educated.

Deutlich ist in der 1 erkennbar, dass der großvolumige Zwischenraum 10 nach außen mittels einer Dichtung 12 und von den Wälzkörpern 4 sowie von deren Laufbahnen 5, 6 mittels einer weiteren Dichtung 13 getrennt, somit einen flüssigkeitsdichten Raum bildend, ausgebildet ist. Dieser großvolumige Zwischenraum 10 nimmt sowohl eine magnetorheologische Substanz 7 als auch mindestens ein magnetisches Element 8, vorzugsweise einen Elektromagneten, auf. Andererseits ist der kleinvolumige Zwischenraum 11 mittels der weiteren Dichtung 13, wie zuvor beschrieben, vom großvolumigen Zwischenraum 10 getrennt und nach außen, ebenfalls einen flüssigkeitsdichten Raum bildend, mittels der Dichtung 14 abgedichtet. Dieser kleinvolumige Zwischenraum 11 ist, wie dargestellt, mit einem Wälzlagerschmiermittel 15 gefüllt, wodurch diese bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten bremsbaren Wälzlagers 1 höchsten Qualitätsanforderungen im praktischen Einsatz gerecht wird.It is clear in the 1 recognizable that the large volume gap 10 to the outside by means of a seal 12 and of the rolling elements 4 as well as their careers 5 . 6 by means of another seal 13 separated, thus forming a liquid-tight space is formed. This large volume gap 10 takes both a magnetorheological substance 7 as well as at least one magnetic element 8th , preferably an electric motor Neten, up. On the other hand, the small volume gap 11 by means of the further seal 13 , as described above, from the large volume gap 10 separated and outwards, also forming a liquid-tight space, by means of the seal 14 sealed. This small volume gap 11 is, as shown, with a rolling bearing lubricant 15 filled, whereby this preferred embodiment of the inventively designed braked rolling bearing 1 highest quality requirements in practical use.

Bei einer anderen, nicht dargestellten Variante dieses erfindungsgemäß ausgebildeten bremsbaren Wälzlagers 1 kann die Dichtung 14 auch entfallen, wodurch der kleinvolumige Zwischenraum 11 diesseits offen ist und zumindest kein flüssiges Wälzlagerschmiermittel aufnehmen kann.In another, not shown variant of this inventively designed braked rolling bearing 1 can the seal 14 also omitted, causing the small-volume gap 11 this is open and at least can not absorb liquid rolling bearing lubricant.

Das magnetische Element 8 sollte, aus Gründen einer sehr einfach zu realisierenden Stromversorgung, an der Innenseite des stehenden Lagerringes 2 oder 3, hier – wie dargestellt – des Außenringes 3, festgelegt und mittels eines elektrischen Anschlusses 9 schaltbar sein.The magnetic element 8th should, for the sake of a very easy-to-implement power supply, on the inside of the stationary bearing ring 2 or 3 , here - as shown - the outer ring 3 , fixed and by means of an electrical connection 9 be switchable.

Nach einer weiteren Variante des erfindungsgemäß ausgebildeten bremsbaren Wälzlagers 1 kann dieses magnetische Element 8 auch an der Innenseite der äußeren Dichtung 12 oder an der Innenseite eines die äußere Dichtung 12 tragenden Dichtelements festgelegt und mittels eines elektrischen Anschlusses 9 schaltbar sein, was allerdings zeichnerisch nicht dargestellt wurde.According to a further variant of the inventively designed braked rolling bearing 1 can this magnetic element 8th also on the inside of the outer seal 12 or on the inside of the outer seal 12 fixed sealing element and by means of an electrical connection 9 be switchable, which was not shown graphically.

Es versteht sich in diesem Zusammenhang, dass das magnetische Element 8 als ein zumindest nahezu geschlossener Ring ausgebildet und an der Innenseite des Außenringes 3 oder an der Innenseite der äußeren Dichtung 12 festgelegt und mittels eines elektrischen Anschlusses 9 schaltbar sein kann. Nahezu problemlos wird aber erreicht, dass ein die erfindungsgemäßen Merkmale aufweisendes Kugelrollenlager mit der Normbreite eines vergleichbaren Kugellagers ausgebildet werden kann.It is understood in this context that the magnetic element 8th formed as an at least nearly closed ring and on the inside of the outer ring 3 or on the inside of the outer seal 12 fixed and by means of an electrical connection 9 can be switched. Almost without problems, however, it is achieved that a ball roller bearing according to the invention having the standard width of a comparable ball bearing can be formed.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten bremsbaren Wälzlagers 1, und zwar als ein bremsbares Kugellager ausgeführt. Deutlich ist auch hier zu erkennen, dass die im Innenring 2 und im koaxial zu diesem angeordneten Außenring 3 des Wälzlagers 1 vorhandenen Laufbahnen 5, 6 der Wälzkörper 4 asymmetrisch angeordnet sind sowie einen großvolumigen Zwischenraum 10 und einen kleinvolumigen Zwischenraum 11 bilden. Wiederum ist auch hier das magnetische Element 8, vorzugsweise ein Elektromagnet, am stehenden Außenring 3 festgelegt, innerhalb des großvolumigen Zwischenraumes 10 angeordnet und mittels eines elektrischen Anschlusses 9 schaltbar. 2 shows a schematic representation of a second preferred embodiment of an inventively designed braked rolling bearing 1 , and designed as a brakable ball bearing. It can also be clearly seen that the inner ring 2 and in coaxial with this arranged outer ring 3 of the rolling bearing 1 existing tracks 5 . 6 the rolling elements 4 are arranged asymmetrically and a large volume gap 10 and a small volume gap 11 form. Again, here is the magnetic element 8th , preferably an electromagnet, on the stationary outer ring 3 set, within the large-volume interval 10 arranged and by means of an electrical connection 9 switchable.

Ebenso wird in 2 eine weitere vorteilhafte und einfache Ausbildungsvariante eines erfindungsgemäß ausgebildeten bremsbaren Wälzlagers 1 gezeigt, nämlich, der großvolumige Zwischenraum 10 ist nach außen mittels der Dichtung 12 abgedichtet, ist andererseits offen und geht dort übergangslos und ohne abgedichtet zu sein, in den kleinvolumigen Zwischenraum 11 über, der wiederum nach außen mittels der Dichtung 14 abgedichtet ist. Daraus resultiert, dass sowohl der großvolumige Zwischenraum 10 als auch der kleinvolumige Zwischenraum 11 mit der magnetorheologischen Substanz 7 gefüllt ist und die magnetorheologische Substanz 7 auch mit den als Kugeln zur Anwendung kommenden Wälzkörpern 4 in Wirkkontakt tritt.Likewise, in 2 a further advantageous and simple training variant of an inventively designed braked rolling bearing 1 shown, namely, the large volume gap 10 is outward by means of the seal 12 sealed, on the other hand is open and goes there seamlessly and without being sealed, in the small volume gap 11 over, in turn, outward by means of the seal 14 is sealed. As a result, both the large-volume gap 10 as well as the small volume gap 11 with the magnetorheological substance 7 is filled and the magnetorheological substance 7 also with the rolling elements used as balls 4 comes into operative contact.

Auch hier wird erreicht, dass ein die erfindungsgemäßen Merkmale aufweisendes Kugellager mit der Normbreite eines Kugellagers ausgebildet werden kann bzw. ist von Vorteil, dass der Innenring 2 und der Außenring 3 zumeist nur einseitig der jeweiligen Laufbahnen 5, 6 der Wälzkörper 4, und dann auch nur relativ geringfügig, axial verbreitert ausgebildet werden müssen, um einen solch großvolumigen Zwischenraum 10 zu erhalten, der sowohl die magnetorheologische Substanz 7 als auch mindestens ein magnetisches Element 8 aufnehmen kann.Here, too, it is achieved that a ball bearing having the features according to the invention can be formed with the standard width of a ball bearing or is advantageous in that the inner ring 2 and the outer ring 3 mostly only one-sided of the respective raceways 5 . 6 the rolling elements 4 , And then only relatively small, axially widened must be formed to such a large volume gap 10 to receive both the magnetorheological substance 7 as well as at least one magnetic element 8th can record.

Durch die asymmetrische Anordnung der Laufbahnen 5, 6 der Wälzkörper 4 in einem bremsbaren Wälzlager 1 ist sowohl die Möglichkeit eines zur Aufnahme der magnetorheologischen Substanz 7 als auch mindestens eines magnetisches Elements 8 geeigneten großvolumigen Zwischenraumes 10 zwischen den Lagerringen 2, 3 geschaffen als auch die Voraussetzung erfüllt, erfindungsgemäß ausgebildete bremsbare Wälzlager 1 mit den Außenmaßen vergleichbarer Normlager anbieten zu können.Due to the asymmetrical arrangement of the raceways 5 . 6 the rolling elements 4 in a brakable rolling bearing 1 is both the possibility of receiving the magnetorheological substance 7 as well as at least one magnetic element 8th suitable large-volume gap 10 between the bearing rings 2 . 3 created as well as meets the condition, inventively designed braked bearings 1 to be able to offer with the external dimensions of comparable standard bearings.

Es versteht sich, dass der grundsätzliche Erfindungsgedanke nicht an die in diesem Ausführungsbeispiel dargestellten Einzelheiten gebunden ist.It It is understood that the fundamental idea of the invention not to those shown in this embodiment Details is bound.

11: Wälzlagerroller bearing
22: Innenringinner ring
33: Außenringouter ring
44: Wälzkörperrolling elements
55: Laufbahncareer
66: Laufbahncareer
77: magnetorheologische Substanzmagnetorheological substance
88th: magnetisches Elementmagnetic element
99: elektrischer Anschlusselectrical connection
1010: großvolumiger Zwischenraumlarge volume gap
1111: kleinvolumiger Zwischenraumlow volume gap
1212: Dichtungpoetry
1313: Dichtungpoetry
1414: Dichtungpoetry
1515: WälzlagerschmiermittelRolling lubricants

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102004009906 B3 [0003] - DE 102004009906 B3 [0003]
- DE 102006010618 [0005] - DE 102006010618 [0005]

Claims

Bremsbares Wälzlager, im Wesentlichen bestehend aus einem Innenring (2) und einem koaxial zu diesem angeordneten Außenring (3), zwischen denen ein Zwischenraum vorhanden ist und welche jeweils mindestens eine zur funktionsbedingten Aufnahme der Wälzkörper (4) geeignete Laufbahn (5, 6) aufweisen, wobei der Zwischenraum mit einer mit einem magnetischen Element (8) in Wirkverbindung stehenden magnetorheologischen Substanz (7) gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahnen (5, 6) der Wälzkörper (4) in den Lagerringen (2, 3) asymmetrisch, einen großvolumigen und einen kleinvolumigen Zwischenraum (10, 11) bildend, angeordnet sind, wobei zumindest der großvolumige Zwischenraum (10) zur Aufnahme sowohl der magnetorheologischen Substanz (7) als auch wenigstens eines magnetischen Elements (8) geeignet ausgebildet und zumindest dieser Zwischenraum (10) nach außen mittels einer Dichtung (12) abgedichtet ist.Braking rolling bearing, essentially consisting of an inner ring ( 2 ) and an outer ring arranged coaxially therewith ( 3 ), between which a gap is present and which in each case at least one functionally dependent reception of the rolling bodies ( 4 ) suitable career ( 5 . 6 ), wherein the intermediate space with one with a magnetic element ( 8th ) are in operative connection magnetorheological substance ( 7 ), characterized in that the raceways ( 5 . 6 ) of the rolling elements ( 4 ) in the bearing rings ( 2 . 3 ) asymmetric, a large-volume and a small-volume gap ( 10 . 11 ) are arranged, wherein at least the large volume gap ( 10 ) for receiving both the magnetorheological substance ( 7 ) and at least one magnetic element ( 8th ) and at least this intermediate space ( 10 ) to the outside by means of a seal ( 12 ) is sealed.

Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, der großvolumige Zwischenraum (10) von den Wälzkörpern (4) und deren Laufbahnen (5, 6) mittels einer weiteren Dichtung (13) getrennt ausgebildet ist.Rolling bearing according to claim 1, characterized in that the large volume gap ( 10 ) of the rolling elements ( 4 ) and their careers ( 5 . 6 ) by means of another seal ( 13 ) is formed separately.

Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, der großvolumige Zwischenraum (10) von den Wälzkörpern (4) und deren Laufbahnen (5, 6)) mittels einer weiteren Dichtung (13) getrennt ausgebildet ist, der kleinvolumige Zwischenraum (11) ein gesondertes Wälzlagerschmiermittel (15) aufnimmt und nach außen mittels einer Dichtung (14) abgedichtet ist.Rolling bearing according to at least one of the preceding claims, characterized in that the large volume gap ( 10 ) of the rolling elements ( 4 ) and their careers ( 5 . 6 )) by means of another seal ( 13 ) is formed separately, the small-volume gap ( 11 ) a separate rolling bearing lubricant ( 15 ) and to the outside by means of a seal ( 14 ) is sealed.

Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinvolumige Zwischenraum (11) nach außen mittels einer Dichtung (14) abgedichtet ist.Rolling bearing according to claim 1, characterized in that the small volume gap ( 11 ) to the outside by means of a seal ( 14 ) is sealed.

Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein magnetisches Element (8) an der Innenseite der äußeren Dichtung (12) oder an der Innenseite eines die äußere Dichtung (12) tragenden Dichtelements festgelegt und mittels eines elektrischen Anschlusses (9) schaltbar ist.Rolling bearing according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one magnetic element ( 8th ) on the inside of the outer seal ( 12 ) or on the inside of the outer seal ( 12 ) bearing sealing element and by means of an electrical connection ( 9 ) is switchable.

Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein magnetisches Element (8) an der Innenseite des stehenden Lagerringes (2 oder 3), vorzugsweise am Außenring (3), festgelegt und mittels eines elektrischen Anschlusses (9) schaltbar ist.Rolling bearing according to at least one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that at least one magnetic element ( 8th ) on the inside of the stationary bearing ring ( 2 or 3 ), preferably on the outer ring ( 3 ) and by means of an electrical connection ( 9 ) is switchable.

Wälzlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein magnetisches Element (8) als ein zumindest nahezu geschlossener Ring ausgebildet und an der Innenseite der äußeren Dichtung (12) oder an der Innenseite eines die äußere Dichtung (12) tragenden Dichtelements festgelegt und mittels eines elektrischen Anschlusses (9) schaltbar ist.Rolling bearing according to claim 5, characterized in that a magnetic element ( 8th ) formed as an at least nearly closed ring and on the inside of the outer seal ( 12 ) or on the inside of the outer seal ( 12 ) bearing sealing element and by means of an electrical connection ( 9 ) is switchable.

Wälzlager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein magnetisches Element (8) als ein zumindest nahezu geschlossener Ring ausgebildet und an der Innenseite des stehenden Lagerringes (2 oder 3), vorzugsweise am Außenring (3), festgelegt und mittels eines elektrischen Anschlusses (9) schaltbar ist.Rolling bearing according to claim 6, characterized in that a magnetic element ( 8th ) formed as an at least almost closed ring and on the inside of the stationary bearing ring ( 2 or 3 ), preferably on the outer ring ( 3 ) and by means of an electrical connection ( 9 ) is switchable.

Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Kugelrollenlager mit der Normbreite eines vergleichbaren Kugellagers ausgebildet ist, dessen Wälzkörper (4) als Kugelrollen mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten Seitenflächen ausgebildet sind.Rolling bearing according to at least one of the preceding claims, characterized in that it is designed as a ball roller bearing with the standard width of a comparable ball bearing whose rolling elements ( 4 ) are formed as ball rollers with two symmetrically flattened from a spherical base side surfaces.

Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es als Kugellager ausgebildet ist, dessen Innen- und Außenring (2, 3) zumindest einseitig der jeweiligen Laufbahn (5, 6) der Wälzkörper (4), zur Bildung eines zur Aufnahme sowohl der magnetorheologischen Substanz (7) als auch wenigstens eines magnetischen Elements (8) geeigneten Zwischenraumes, axial verbreitert ausgebildet sind.Rolling bearing according to at least one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that it is designed as a ball bearing whose inner and outer ring ( 2 . 3 ) at least on one side of the respective career ( 5 . 6 ) of the rolling elements ( 4 ), to form a magnetorheological substance ( 7 ) and at least one magnetic element ( 8th ) suitable space, are formed axially widened.

Wälzlager nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als magnetisches Element (8) ein Elektromagnet zur Anwendung kommt.Rolling bearing according to at least one of the preceding claims, characterized in that as a magnetic element ( 8th ) an electromagnet is used.