NL1024322C2

NL1024322C2 - Lager met gereduceerde terugstroming.

Info

Publication number: NL1024322C2
Application number: NL1024322A
Authority: NL
Inventors: John Howard Tripp; Pieter Martin Lugt
Original assignee: Skf Ab
Priority date: 2003-09-18
Filing date: 2003-09-18
Publication date: 2005-03-21
Also published as: WO2005026566A1; US20080050059A1; EP1668266A1; CN1871443A; EP1668266B1; ATE426103T1; DE602004020083D1; CN1871443B

Description

Laser met gereduceerde terugstroming

De uitvinding betreft het gebied van wentellagers. Dergelijke lagers worden op talrijke gebieden toegepast, bijvoorbeeld in de automobielindustrie, fabrieken en 5 dergelijke. In normaal bedrijf wordt het smeermiddel afgeschoven in het contact tussen de rollen en de loopbanen tengevolge van de snelheid van de oppervlakken daarvan. Als gevolg van deze zogenaamde elastohydrodynamische smering worden de rollen en de loopbanen gescheiden door een smeermiddelfilm die wordt opgebouwd door hydrodynamische werking. Een dergelijke smeermiddelfilm is van belang ter 10 verkrijging van een juiste werking van het wentellager.

Vanwege de hoge waarde echter van de drukken in de contacten, treedt terugstroming op die leidt tot een dunnere smeermiddelfilm. De druk buiten het lager, in het bijzonder buiten de contacten, is lager dan in de contacten. Dit heeft tot gevolg dat er een trend is om het smeermiddel uit de contacten te dringen. Bovendien treedt 15 een zijstroming op die tot een reductie van de smeermiddelfilm leidt en uiteindelijk tot het bezwijken van de smeermiddelfilm.

Het doel van de uitvinding is een oplossing te verschaffen voor dit probleem. Deze oplossing wordt bereikt door een werkwijze voor het smeren van de rolcontacten in een wentellager dat ten minste twee ringen heeft die elk zijn voorzien van loopbanen, 20 alsmede ten minste een reeks wentelelementen die in contact zijn met die loopbanen, omvattende de stappen van: het voorzien van het loopbaanoppervlak van ten minste een van de ringen en wentelelementen van een patroon dat een dominant schuin kenmerk heeft met betrekking tot de hartlijn van het lager, 25 - het verschaffen van een smeermiddel op dat loopbaanoppervlak, het over dat van een patroon voorziene loopbaanoppervlak doen rollen van de wentelelementen over ten minste de volledige omtrek van die loopbaan teneinde het smeermiddel in axiale richting te verplaatsen onder de invloed van de samenwerking van de wentelelementen met dat patroon.

30 Als gevolg van het feit dat de wentelelementen over het schuine patroon rollen, heeft de golf smeermiddel die dynamisch voor het wentelelement wordt gevormd niet alleen een bewegingscomponent in de. rolrichting, maar ook een bewegingscomponent dwars ten opzichte van de rolrichting. Daardoor wordt het smeermiddel enigszins in 102 4322- 2 zijdelingse lichting gedreven met betrekking tot de rolrichting. Dit fenomeen kan op nuttige wijze worden gebruikt om het smeermiddel in een bepaalde gewenste richting I te dringen, bijvoorbeeld tegengesteld aan de door de druk opgewekte beweging van het I smeermiddel. In het bijzonder in het geval van schrale smeeromstandigheden is dit I 5 effect voordelig.

I Het patroon kan verschillende vormen bezitten, doch bij voorkeur omvat de I werkwijze volgens de uitvinding de stap van het verschaffen van een I loopbaanoppervlak met een patroon dat de kenmerken bezit van een schroef en/of een I spiraal. In het bijzonder kan het patroon worden verkregen door de stap van het 10 verschaffen van een gegroefd patroon.

Verder kan de uitvinding de stap omvatten van het eerst verschaffen van een gegroefde patroon op een deel van het loopbaanoppervlak, en een tweede gegroefd I patroon op een ander deel van het loopbaanoppervlak, welke loopbaanoppervlakdelen I zich nabij elkaar bevinden in axiale richting én tegengesteld gerichte schuine patronen I 15 bezitten. Op deze manier kan het door de druk opgewekte verlies van het smeermiddel worden tegengegaan vanaf beide axiale uiteinden van het lager.

I De uitvinding betreft verder een wentellager dat is gesmeerd volgens de hiervoor

I beschreven werkwijze, omvattende ten minste twee ringen die elk zijn voorzien van I

I loopbanen, alsmede ten minste een reeks wentelelementen die in aanraking zijn met die I

20 loopbanen, waarbij het loopbaanoppervlak van ten minste een van de ringen is voorzien

van een patroon dat een dominante schuine eigenschap bezit met betrekking tot de I

hartlijn van het lager. In het bijzonder kan het loopbaanoppervlak een patroon bezitten I

I dat kenmerken heeft van het schroeftype en/of het spiraaltype. De wentelelementen I

kunnen ook zo'n patroon bezitten. I

I 25 Het loopbaanoppervlak heeft bij voorkeur een gegroefd patroon. In een I

I bijzondere uitvoeringsvorm die hiervoor beschreven is, kan een eerste gegroefd patroon I

I zijn voorzien op een deel van het loopbaanoppervlak, en een tweede gegroefd patroon I

I op een ander deel van het loopbaanoppervlak, welke loopbaanoppervlakken zich nabij

I elkaar bevinden in axiale richting en welke tegengesteld gerichte schuine patronen I

I 30 bezitten. I

I Dergelijke tegengesteld gerichte schuine patronen zijn in het bijzonder geschikt I

I voor toepassing in een cilindrisch rollager. Voor andere lagers blijken andere patronen I

I voordelig. Zo kan bijvoorbeeld een groeipatroon van het spiraaltype worden voorzien I

I 1f 3 in samenhang met een kegeUager. In een dergelijk geval wordt de rolrichting van het lager zodanig gekozen dat het smeermiddel wordt gedreven naar het eind met kleine diameter van het lager. Daardoor werkt het gegroefde patroon van het spiraaltype de tendens tegen van het smeermiddel om naar het eind met grote diameter te stromen 5 onder invloed van centrifugale krachten die zich voordoen bij het draaien van het lager.

De uitvinding zal nu verder worden beschreven onder verwijzing naar een in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm.

Fig. 1 toont een aanzicht in perspectief van een buitenste lagerring volgens de uitvinding.

10 Fig. 2 toont een bovenaanzicht op de loopbaan van de lagerring volgens fig. 1, samen met een rol.

Fig. 3 toont een dwarsdoorsnede door een deel van een rol en de loopbaan van de lagerring.

Fig. 4 toont een verdere uitvoeringsvorm.

15 De in fig. 1 weergegeven lagerring 1 omvat een loopbaan 2. De betreffende lagerring 1 moet worden samengesteld met een binnenring en een reeks rollen waarvan een in bovenaanzicht is weergegeven in fig. 2. Die fig. 2 toont slechts een rol, doch het zal duidelijk zijn dat natuurlijk in de omtreksrichting van de lagerring 1 zich een reeks rollen uitstrekt.

20 Zoals weergegeven in de figuren bezit het loopbaanoppervlak 2 een regelmatig patroon uit schuine groeven 4, die een hoek α maken liggend tussen 0 en 90° met betrekking tot de hartlijn 5 van de lagerring. Hoewel de getoonde proeven recht zijn, kunnen ook gekromde groeven warden toegepast

Zoals gebruikelijk is wordt tijdens het rollen van de rol 3 in de richting van de pijl 25 van fig. 3 over het loopbaanoppervlak 2 van de lagerring 1 eengolf olie voorwaarts over dat loopbaanoppervlak gedreven. De olie vormt een smeermiddellaag 7 boven op het loopbaanoppervlak 2, zodanig dat geen direct fysiek contact bestaat tussen de rol 3 en de lagerring 1.

Zolang een voldoende dikte van de smeermiddelfilm 7 tussen de rollen 3 en de 30 lagerring wordt gehandhaafd, is de juiste werking van het betreffende lager verzekerd. Onder slechte smeeromstandigheden echter is er de tendens om het smeermiddel uit het contact tussen de rol 3 en de lagerring 1 te dringen. Daarbij wordt de olie of het vet naar buiten gedrongen naar de axiaal buitenste zijden van de lagerring. Met als doel het 102 4322* _ I 4 bevorderen van smeermiddelstroming over het loopbaanoppervlak, zodanig dat ook het I middengedeelte daarvan voldoende wordt gesmeerd, is een patroon 8 uit schuine lijnen 9 aangebracht op het lageroppervlak. Het effect van dit patroon 8 wordt als volgt I toegelicht.

I 5 Zoals weergegeven in fig. 2 rollen de rollen in de richting van de pijl A over het

loopbaanoppervlak 2. Als gevolg van de schuine richting van de groeven 4, wordt I

I daardoor de olie in de golf 6 ook in de richting B gedreven, resulterend in een algemene I

I snelheid en richting van de olie zoals weergegeven door de pijl C. Duidelijk is dat I

I daardoor een andere stroming, dwars en naar het middendeel van het I

I 10 loopbaanoppervlak wordt verkregen. I

I Ook is het mogelijk om een patroon toe te passen dat een pijlvorm bezit, waarbij I

I de punt van de pijl zich in het axiale midden van het loopbaanoppervlak bevindt. In de I

I uitvoeringsvorm van fig. 4 bezit het patroon groeven 4, 4' die respectievelijke hoeken I

I met betrekking tot de hartlijn 5 van het lager bezitten die gelijk zijn aan α en -α. I

I 15 Daardoor wordt een pijlvormig patroon 8 verkregen, waarbij het smeermiddel naar het I

I axiale middendeel van de lagerring 1 wordt gedreven vanaf beide axiale zijden daarvan. I

Het resultaat is een afname in de zijstroming van het smeermiddel en derhalve een I

toename in de levensduur van het lager. I

De uitvinding draagt bij aan het verlengen van de intervallen waarbij opnieuw I

20 gesmeerd moet worden, in het geval van vetsmering. Het transport van olie, die uit het I

vet treedt dat gedeeltelijk zich bevindt aan de zijde van de rollen, naar en binnen de I

loopbanen wordt bevorderd. I

t024322’ I

Claims

1. Werkwijze voor het smeren van de rolcontacten in een wentellager dat ten minste twee ringen (1) heeft die elk zijn voorzien van loopbanen, alsmede ten minste een reeks 5 wentelelementen (3) die in contact zijn met die loopbanen, omvattende de stappen van: het voorzien van het loopbaanoppervlak (2) van ten minste een van de ringen (1) en wentelelementen (3) van een patroon (8, 8*) dat een dominant schuin kenmeik heeft met betrekking tot de hartlijn (5) van het lager, het verschaffen van een smeermiddel (6, 7) op dat loopbaanoppervlak (2, 10 2% het over dat van een patroon voorziene loopbaanoppervlak (2, 20 doen rollen van de wentelelementen (3) over ten minste de volledige omtrek van die loopbaan teneinde het smeermiddel (6, 7) in axiale richting te verplaatsen onder de invloed van de samenwerking van de wentelelementen (2,21) met dat patroon (8,80· 15

2. Werkwijze volgens conclusie 1, omvattende de stap van het van een patroon (8, 80 voorzien van dat loopbaanoppervlak (2, 20 dat de kenmerken bezit van een schroef en/of een spiraal.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, omvattende de stap van het verschaffen van een gegroefd patroon (8).

4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende de stap van het eerst verschaffen van een gegroefd patroon (8) op een deel (2) van het 25 loopbaanoppervlak, en een tweede gegroefd patroon (80 op een ander deel (20 van het loopbaanoppervlak, welke loopbaanoppervlakdelen (2,20 zich nabij elkaar bevinden in axiale richting en tegengesteld gerichte schuine patronen (8,80 bezitten.

5. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende de stap van 30 het verschaffen van een schrale smeertoestand op dat loopbaanoppervlak (2,20·

6. Wentellager gesmeerd volgens de werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende ten minste twee ringen (1) die elk zijn voorzien van loopbanen, 1024322' Η I I 6 I I alsmede ten minste een reeks wentelelementen (3) die in aanraking zijn met die I I loopbanen, waarbij het loopbaanoppervlak (2, T) van ten minste een van de ringen (1) I I en wentelelementen (3) is voorzien van een patroon (8, 8*) dat een dominante schuine I I eigenschap bezit met betrekking tot de hartlijn (5) van het lager. I I 5 I

7. Wentellager volgens conclusie 6, waarbij het loopbaanoppervlak (2, 2*) een I I patroon (8,80 bezit dat eigenschappen bezit van het schroeftype en/of spiraaltype. I

8. Wentellager volgens conclusie 6 of 7, waarbij het loopbaanoppervlak (2,20 een I I 10 gegroefd patroon bezit. I

9. Wentellager volgens een van de conclusies 6 tot 8, waarbij een eerste gegroefd I I patroon (8) is voorzien op een deel (2) van het loopbaanoppervlak, en een tweede I I gegroefd patroon (80 op een ander deel (20 van het loopbaanoppervlak (2), welke I I 15 loopbaanoppervlaktedelen (2, 20 zich nabij elkaar bevinden in axiale richting en I I tegengesteld gerichte schuine patronen (8,80 bezitten. I

10. Wentellager volgens conclusie 9, waarbij het lager een cilindrisch rollager is. I I 20

11. Wentellager volgens een van de conclusies 6 tot 9, waarbij een gegroefd patroon I I van het spiraaltype is voorzien. I

12. Wentellager volgens conclusie 11, waarbij het lager een kegellager is, en de I I rolrichting van het lager zodanig is gekozen dat het smeermiddel naar het eind met I I 25 kleine diameter wordt gedreven van het lager door het gegroefde patroon. I

13. Wentellager volgens conclusie 6 tot 11, waarbij de Aq-waarde kleiner is dan 5°. I 1024322" I