DE102010014741A1 - Corrugated bellow support for rolling bearing e.g. double row ball bearing, used in drive shaft of motor car, has rolling bearing with outer bearing ring, inner bearing ring and bellows, where bellows are secured at outer ring - Google Patents
Corrugated bellow support for rolling bearing e.g. double row ball bearing, used in drive shaft of motor car, has rolling bearing with outer bearing ring, inner bearing ring and bellows, where bellows are secured at outer ring Download PDFInfo
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Faltenbalglager mit einem Wälzlager mit einem inneren Lagerring und einem relativ zu dem inneren Lagerring um eine zentrale Drehachse drehbaren äußeren Lagerring, sowie einen Faltenbalg, der am äußeren Lagerring befestigt ist.The invention relates to a bellows bearing with a rolling bearing with an inner bearing ring and a rotatable relative to the inner bearing ring about a central axis of rotation outer bearing ring, and a bellows which is attached to the outer bearing ring.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Ein Faltenbalglager der eingangs genannten Art wird üblicherweise zur äußeren Abdichtung einer Durchführung einer Welle beispielsweise in einen Getrieberaum, in ein Differential oder dergleichen verwendet. Es dichtet gegenüber einem Eindringen von Schmutzpartikeln von außen und gegenüber einem Durchtritt von Schmiermitteln von innen ab. Das Faltenbalglager ist hierbei auf der Welle, wie beispielsweise einer Antriebswelle, positioniert. Am anderen Ende ist der Faltenbalg fixiert. Die Welle erfährt im Betrieb Oszillationen bzw. Erschütterungen und ist gegebenenfalls axial verschiebbar gelagert. Dies bringt im Betrieb mechanische Belastungen für das Wälzlager, insbesondere unerwünschte Verkippungen der Lagerringe, was nachteiligerweise zu einer mangelnden Dichtfunktionalität führen kann.A bellows bearing of the type mentioned is usually used for external sealing a passage of a shaft, for example in a gear compartment, in a differential or the like. It seals against the penetration of dirt particles from the outside and against the passage of lubricant from the inside. The bellows bearing is hereby positioned on the shaft, such as a drive shaft. At the other end the bellows is fixed. The shaft undergoes oscillations or vibrations in operation and is optionally mounted axially displaceable. This brings in operation mechanical loads for the rolling bearing, in particular undesirable tilting of the bearing rings, which can disadvantageously lead to a lack of sealing functionality.
Aus der
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Faltenbalglager anzugeben, welches gegenüber der Welle einen langen Erhalt der Dichtfunktion des Wälzlagers ermöglicht.It is an object of the invention to provide a comparison with the prior art improved bellows bearing, which allows the shaft over a long preservation of the sealing function of the bearing.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Faltenbalglager mit der Merkmalskombination gemäß Anspruch 1.The object of the invention is achieved by a bellows bearing with the feature combination according to claim 1.
Demnach umfasst das Faltenbalglager ein Wälzlager mit einem inneren Lagerring und einem relativ zu dem inneren Lagerring um eine zentrale Drehachse drehbaren äußeren Lagerring, sowie einen Faltenbalg, der am äußeren Lagerring befestigt ist. Hierbei ist vorgesehen, dass das Wälzlager als ein doppelreihiges Kugellager ausgebildet ist.Accordingly, the bellows bearing comprises a rolling bearing with an inner bearing ring and a rotatable relative to the inner bearing ring about a central axis of rotation outer bearing ring, and a bellows, which is secured to the outer bearing ring. It is provided that the rolling bearing is designed as a double-row ball bearing.
Die Erfindung geht in einem ersten Schritt davon aus, dass die Bewegungen der Welle im Betrieb insbesondere zu einem Verkippen der Lagerringe zueinander führen kann. Dies kann als Folge beispielsweise die Ausbildung eines Spalts zwischen einem dort vorgesehenen Dichtelement und einem Lagerring bedingen. Dementsprechend kann das Wälzlager seine gewünschte Funktion hinsichtlich der Abdichtung nicht mehr fehlerfrei erfüllen. Durch eine axiale Verkippung wird zudem die Lebensdauer des Wälzlagers wegen des erhöhten mechanischen Verschleißes verkürzt.In a first step, the invention proceeds from the assumption that the movements of the shaft during operation can in particular lead to a tilting of the bearing rings relative to each other. As a result, this can, for example, cause the formation of a gap between a sealing element provided there and a bearing ring. Accordingly, the rolling bearing can no longer fulfill its desired function in terms of sealing error-free. By axial tilting also the life of the bearing is shortened because of the increased mechanical wear.
In einem weiteren Schritt berücksichtigt die Erfindung, dass durch die Verwendung eines einreihigen Kugellagers zwar die axialen Kräfte aufgenommen werden können, dass ein Verkippen der Lagerringe zueinander jedoch bei einer solchen Ausgestaltung nach wie vor möglich ist. Somit kann eine sichere Abdichtung eines Lagerinnenraums nicht gewährleistet werden.In a further step, the invention takes into account that, although the axial forces can be absorbed by the use of a single-row ball bearing, tilting of the bearing rings relative to one another is still possible in such an embodiment. Thus, a secure seal of a bearing interior can not be guaranteed.
Unter Berücksichtigung dieser Überlegung erkennt die Erfindung, dass durch ein Faltenbalglager mit einem doppelreihigen Kugellager der gewünschte Vorteil eintritt. Durch die Verwendung von Kugeln kann axiale Last aufgenommen werden und durch die doppelreihige Ausgestaltung zusätzlich ein Verkippen der Lagerringe zueinander verhindert werden. Die axiale Steifigkeit des Wälzlagers wird erhöht.Taking this consideration into account, the invention recognizes that the desired advantage occurs through a bellows bearing with a double-row ball bearing. Through the use of balls axial load can be absorbed and additionally prevented by the double-row design tilting of the bearing rings. The axial stiffness of the rolling bearing is increased.
Für die Lagerringe und Wälzkörper sind verschiedene Werkstoffe denkbar. Beispielsweise sind sie aus durchgehärtetem Chromstahl oder auch Einsatzstahl gefertigt. Im Hinblick auf die Belastungen eines Lagers können sie unter Berücksichtigung der Betriebsverhältnisse, wie beispielsweise Temperatureinflüsse oder Korrosion insbesondere aus temperaturfesten oder nichtrostenden Stählen, Kunststoff oder Keramik gefertigt sein.For the bearing rings and rolling elements different materials are conceivable. For example, they are made of hardened chrome steel or case-hardened steel. With regard to the loads of a bearing they can be made taking into account the operating conditions, such as temperature influences or corrosion in particular from temperature-resistant or stainless steels, plastic or ceramic.
Die Abdichtung des Lagerrinnenraums gegenüber Verschmutzungen und Leckagen kann auf unterschiedliche Weise umgesetzt werden. Beispielsweise können berührungslose Dichtungen wie Labyrinth- oder Spaltdichtungen denkbar. Alternativ ist auch die Verwendung von separaten Dichtkomponenten möglich, die zur Abdichtung verwendet werden können.The sealing of the bearing compartment against contamination and leaks can be implemented in different ways. For example, non-contact seals such as labyrinth or gap seals conceivable. Alternatively, the use of separate sealing components is possible, which can be used for sealing.
Der Faltenbalg kann aus Materialien nach den jeweiligen Erfordernissen individuell gefertigt sein. Er kann beispielsweise als eine elastische Manschette aus Gummi oder Kunststoff bestehen. Der Faltenbalg dient neben dem Schutz der sich mechanisch gegeneinander verschiebbaren Maschinenteile vor eindringenden Fremdkörpern auch dazu, Fremdeinflüsse fernzuhalten. Der Kunststoff kann hierbei beispielsweise in seiner Härte, Elastizität, Temperaturbeständigkeit und chemischen Resistenz an die jeweils geforderten Umstände angepasst werden.The bellows can be made individually from materials according to the respective requirements. For example, it may be made of rubber or plastic as an elastic sleeve. The bellows is used in addition to the protection of mechanically mutually displaceable machine parts from penetrating foreign bodies also to Keep foreign influences away. The plastic can be adapted in this case, for example, in its hardness, elasticity, temperature resistance and chemical resistance to the particular circumstances required.
Vorteilhafterweise haben die Kugeln beider Kugelreihen des Wälzlagers den gleichen Durchmesser. Eine derartige Ausgestaltung des Wälzlagers kann einfach realisiert werden. Da nur Kugeln identischer Bauart verwendet werden, ist das Wälzlager kostengünstig herzustellen. Der den Faltenbalg aufnehmende äußere Lagerring braucht nicht aufwändig konstruiert werden.Advantageously, the balls of both rows of balls of the rolling bearing have the same diameter. Such a configuration of the rolling bearing can be easily realized. Since only balls of identical design are used, the rolling bearing is inexpensive to manufacture. The bellows-receiving outer bearing ring does not need to be elaborately constructed.
Bevorzugt ist der Abstand der Kugelreihen zueinander kleiner als 1,5-fache Kugeldurchmesser. Mit anderen Worten sind die einander axial benachbarten Kugeln möglichst nah beieinander positioniert Das Wälzlager benötigt somit trotz der doppelreihigen Ausgestaltung nur geringen Bauraum.Preferably, the distance between the rows of balls is smaller than 1.5 times the ball diameter. In other words, the axially adjacent balls are positioned as close to each other as possible. The rolling bearing thus requires only small space despite the double-row design.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Kugeln beider Kugelreihen jeweils am inneren Lagerring und am äußeren Lagerring in konkaven Laufbahnen geführt. Durch diese Führung kann eine axiale Last von den Kugeln aufgenommen werden. Dank der doppelreihigen Ausgestaltung verteilt sich die Last, die auf die Lagerringe wirkt, gleichmäßig auf beide Kugelreihen.In an advantageous embodiment of the invention, the balls of both rows of balls are each guided on the inner bearing ring and the outer bearing ring in concave raceways. Through this guide, an axial load can be absorbed by the balls. Thanks to the double-row design, the load acting on the bearing rings is evenly distributed over both rows of balls.
In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Kugeln beider Kugelreihen jeweils in einem Käfig gehalten. Ein Käfig sorgt dafür, dass sich die Wälzkörper untereinander nicht berühren oder gegenläufig aneinander reiben. Weiterhin gewährleisten die Käfige bei einer gleichmäßige Anordnung der Kugeln eine gleichmäßige Lastverteilung. Die Verwendung von jeweils einem Käfig für jeweils eine Kugelreihe bietet die Möglichkeit, dass die beiden Kugelreihen unabhängig voneinander im Lagerinnenraum beweglich sind.In a further advantageous embodiment of the invention, the balls of both rows of balls are each held in a cage. A cage ensures that the rolling elements do not touch each other or rub against each other in opposite directions. Furthermore, the cages ensure a uniform load distribution with a uniform arrangement of the balls. The use of one cage for each row of balls offers the possibility that the two rows of balls are movable independently of each other in the bearing interior.
Der Käfig kann aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein. Der Standard-Werkstoff für Blechkäfige ist Stahl, für manche Anwendungen auch Messing. Als Massivkäfige werden beispielsweise Messing-, Stahl- oder Hartgewebe-Käfige eingesetzt. Weiterhin sind auch Käfige aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere solche aus glasfaserverstärktem Polyamid anwendbar.The cage can be made of different materials. The standard material for sheet metal cages is steel, for some applications also brass. For example, brass, steel or hard tissue cages are used as solid cages. Furthermore, cages made of thermoplastic materials, especially those made of glass fiber reinforced polyamide are applicable.
Bevorzugt ist der Lagerinnenraum des Wälzlagers durch wenigstens ein Dichtelement abgedichtet. Hierbei können unterschiedliche Dichtkomponenten vorgesehen sein, die den jeweiligen Anforderungen entsprechend angebracht werden können. Neben den berührungslosen Dichtungen, wie Spaltdichtungen, zählen Lippendichtungen zu den gängigen Dichtelementen. Beispielsweise ist eine Dichtlippe denkbar, die am äußeren Lagerring befestigt ist und entlang einer Dichtungslaufbahn am inneren Lagerring läuft. Alternativ sind allerdings auch Dichtringe oder Abdichtkappen zur Abdichtung des Lagerinnenraums denkbar.Preferably, the bearing interior of the rolling bearing is sealed by at least one sealing element. In this case, different sealing components can be provided, which can be attached to the respective requirements. In addition to non-contact seals, such as gap seals, lip seals are common sealing elements. For example, a sealing lip is conceivable, which is fastened to the outer bearing ring and runs along a sealing raceway on the inner bearing ring. Alternatively, however, sealing rings or sealing caps for sealing the bearing interior are conceivable.
Grundsätzlich können die Lagerringe aus verschiedenen Materialien gefertigt werden. Insbesondere sind der äußere Lagerring und/oder der innere Lagerring aus einem metallischen Werkstoff gefertigt. Die Lagerringe können hierbei den ständig steigenden Anforderungen an die Bauteilfestigkeit von Wälzlagern angepasst werden. Sie können mittels bekannter Herstellungsverfahren gefertigt werden. Dabei stellt beispielsweise eine Kaltumformung wie ein Tiefziehen eine kostengünstige Variante dar.Basically, the bearing rings can be made of different materials. In particular, the outer bearing ring and / or the inner bearing ring are made of a metallic material. The bearing rings can be adapted to the ever increasing demands on the component strength of rolling bearings. They can be manufactured by known manufacturing processes. For example, cold forming such as deep drawing represents a cost-effective variant.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:In the following, embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Showing:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
In
Der Faltenbalg
Die Kugeln
Beide Lagerringe
Mit anderen Worten verhindert die Verwendung eines doppelreihigen Kugellagers
Zur Abdichtung des Lagerinnenraums
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- FaltenbalglagerFaltenbalglager
- 33
- Wälzlagerroller bearing
- 55
- Faltenbalgbellow
- 77
- innerer Lagerringinner bearing ring
- 99
- äußerer Lagerringouter bearing ring
- 1313
- LagerinnenraumWarehouse interior
- 1515
- KäfigCage
- 1616
- KäfigCage
- 1717
- Kugelnroll
- 1919
- Kugelnroll
- 2121
- Kugelreiheball row
- 2323
- Kugelreiheball row
- 2525
- Wälzkörperlaufbahnenrolling element
- 2727
- Wälzkörperlaufbahnenrolling element
- 2929
- Dichtelementsealing element
- 3131
- Dichtelementsealing element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE102021127041A1 (en) | 2021-10-19 | 2023-04-20 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | bellow bearing |
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EP0394683A1 (en) | 1989-04-28 | 1990-10-31 | Skf Industrie S.P.A. | Bearing with seal for motor vehicles driving shafts |
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- 2010-04-13 DE DE102010014741A patent/DE102010014741A1/en not_active Ceased
-
2011
- 2011-04-13 BR BRPI1101519A patent/BRPI1101519A8/en not_active IP Right Cessation
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Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120824 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120824 |
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