WO2008155166A2 - Käfigloses wälzlager - Google Patents

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    • F16C41/04—Preventing damage to bearings during storage or transport thereof or when otherwise out of use
    • F16C41/045—Devices for provisionally retaining needles or rollers in a bearing race before mounting of the bearing on a shaft

Definitions

  • the invention relates to a cage-free rolling bearing with at least one bearing ring and held by means of a viscoelastic substance in its mounting position rolling elements.
  • the maximum bearing capacity of rolling bearings is achieved when they are performed with the largest possible number of rolling elements, so for example full complement. This generally precludes the use of WälzMechhimfigen, on the one hand have the task to keep the rolling elements in their opposite position on the bearing ring, and usually with a distance from each other, which excludes contact with the rolling elements and thus a contact friction.
  • a problem of cageless bearings is that they easily fall apart during their handling or transportation. Although there are already known embodiments in which a falling apart of the bearing with special, complex constructive measures is prevented, which makes these camps, however, more expensive.
  • rolling bearings which are lubricated by the surrounding the rolling bearing medium, such as water.
  • the lubricating function of the viscoelastic substance used for holding the rolling elements during assembly is not necessary at all, i. This substance is dispensable or even undesirable after the assembly process.
  • the invention has for its object to provide a cageless rolling bearing of the type mentioned in the O- term of claim 1, which on the one hand makes use of the technically simple and cheap way to hold the rolling elements for mounting on the associated bearing ring by means of a suitable substance which, on the other hand, however, can be freed of this substance and prepared for the so-called media lubrication without any special effort for the subsequent operational use.
  • the invention is based on the finding that the simplest approach for achieving the stated object lies in the suitable selection of the viscoelastic substance itself.
  • the invention is therefore based on a cage-free roller bearing with at least one bearing ring and on this held by means of a viscoelastic substance in its operating position rolling elements.
  • a dissolving substance is used as the viscoelastic substance in which the rolling bearing is operatively surrounded by the medium. This substance is selected, for example, so that it dissolves as completely as possible and without residue in a short transition phase during a test run, so that the medium surrounding the rolling bearing can take over the lubrication.
  • media-lubricated rolling bearings are preferably bearings which are used in water or a water-containing medium.
  • the invention is described below by way of example with reference to a roller bearing for such an application, but by no means with a restriction thereto.
  • These are predominantly bearings in food applications, ie in food processing machines, or in applications that may not be loaded with chemicals, oils, fats or the like.
  • besides food-processing machines, volumeters, pumps or the like may be mentioned.
  • a water-soluble, food-safe and water-neutral gel in particular a water-based gel, be used as the viscoelastic substance.
  • water-neutral is understood to mean that no gel-damaging influences on a body of water emanate from this gel.
  • Gels can have very different chemical compositions and different properties.
  • a lubricant according to another embodiment, a contact gel can be used.
  • a gel is used using the following substances: water, glycerol, phenoxyethanol, carbomer, methylparaben, sodium hydroxide, methyldibromo-glutaronitrile.
  • Another embodiment of the invention provides that a gel is used using the following substances: collagen hydrolyzate, gelatin.
  • the gels provided for the present invention are preferably made of water, there is a risk in rostan legien bearings that the bearing components oxidize. Therefore, it is provided according to a preferred embodiment of the invention that a stainless material is used as material for the parts of the rolling bearing. According to another embodiment of the invention it is provided that the parts of the rolling bearing are coated with a stainless or stainless or generally non-oxidizing material.
  • a rust-free material for example, a X20Cr13 steel comes into question.
  • Another suitable stainless material is Cronidur® steel.
  • the single drawing figure shows in a longitudinal section a needle bush with held by a holding gel needles.
  • the needle bushing 2 shown in the single FIGURE comprises a bush-type outer bearing ring 4, on the inner circumference of which rolling elements 6 designed as needles are arranged "in full".
  • the rolling elements 6 are held by no cage in their mutual position and the bearing ring 4.
  • a viscoelastic substance 8 is provided in a conventional manner, in which the rolling elements 6 are embedded.
  • the viscoelastic substance 8 is designed so that it dissolves in the medium surrounding the rolling bearing operationally.
  • the bearing bush 2 for use of the bearing bush 2 in a food-processing machine, in which the medium surrounding the rolling bearing is generally water or contains water, it is provided that a water-soluble, food-safe and water-neutral gel is used as the viscoelastic substance 8, as further described above.
  • the gel takes over the lubrication of the rolling bearing for a short transitional period until it dissolves in the water or in the aqueous medium, which then take over the lubrication of the rolling bearing.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein käfigloses Wälzlager mit wenigstens einem Lagerring (4) sowie an diesem mittels einer viskoelastischen Substanz (8) in ihrer Betriebsstellung gehaltenen Wälzkörpern (6). Als viskoelastische Substanz (8) wird eine Substanz verwendet, die sich in dem das Wälzlager betriebsmäßig umgebenden Medium auflöst. Die Schmierung des Wälzlagers wird dann von diesem Medium übernommen. Für einen Einsatz in Lebensmittel verarbeitenden Maschinen, bei denen die das Wälzlager betriebsmäßig umgebende Substanz im allgemeinen Wasser bzw. eine wasserhaltige Substanz ist, wird als viskoelastische Substanz ein wasserlösliches, lebensmittelechtes und gewässerneutrales Gel verwendet.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Käfigloses Wälzlager
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein käfigloses Wälzlager mit wenigstens einem Lagerring und daran mittels einer viskoelastischen Substanz in ihrer Montagestellung gehaltenen Wälzkörpern.
Hintergrund der Erfindung
Die maximale Trägfähigkeit von Wälzlagern wird dann erreicht, wenn diese mit der größtmöglichen Anzahl von Wälzkörpern, also beispielsweise vollrollig ausgeführt werden. Das schließt im Allgemeinen die Verwendung von Wälzkörperkäfigen aus, die einerseits die Aufgabe haben, die Wälzkörper in ihrer gegen- seitigen Position am Lagerring zu halten, und zwar üblicherweise mit einem Abstand zueinander, der eine Berührung der Wälzkörper und damit eine Berührungsreibung ausschließt. Ein Problem käfigloser Lager liegt darin, dass diese bei ihrer Handhabung bzw. beim Transport leicht auseinander fallen. Es sind zwar auch schon Ausführungsformen bekannt geworden, bei denen ein Auseinanderfallen der Lager mit besonderen, aufwendigen konstruktiven Maßnahmen verhindert wird, was diese Lager jedoch verteuert.
Es ist ganz allgemein bekannt, die Wälzkörper von käfiglosen Wälzlagern durch Haltefette an den zugeordneten Lagerringen zu halten. Die DE 928 020 beschreibt ein Nadellager, bei welchem die Nadeln an einem Lagerring unter Zuhilfenahme eines steifen Fettes eingebettet und damit an diesem Lagerring gehalten werden, bis ein anderer, beispielsweise durch Erwärmen erweiterter Lagerring aufgeschoben worden ist, der nach Abkühlung und Schrumpfung die Nadeln unverlierbar hält. Es handelt sich dabei um Spezialfette, welche neben der Aufgabe, die Nadeln zu halten, üblicherweise auch eine Schmierung oder zumindest Anfangsschmierung des Lagers sicherstellen sollen.
Bei zahlreichen technischen Anwendungsfällen werden Wälzlager eingesetzt, die durch das das Wälzlager umgebende Medium, beispielsweise Wasser, geschmiert werden. In diesen Fällen ist die Schmierfunktion der für das Halten der Wälzkörper bei der Montage verwendeten viskoelastischen Substanz überhaupt nicht erforderlich, d.h. diese Substanz ist nach dem Montagevorgang entbehrlich oder sogar unerwünscht.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein käfigloses Wälzlager der im O- berbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, welches einerseits von der technisch einfachen und günstigen Möglichkeit Gebrauch macht, die Wälzkörper für die Montage an dem zugeordneten Lagerring mittels einer geeigneten Substanz zu halten, welches andererseits jedoch ohne einen besonderen Aufwand für den anschließenden Betriebseinsatz von dieser Substanz befreit und für die so genannte Medienschmierung präpariert werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der einfachste Ansatz zur Lösung der genannten Aufgabe bei der geeigneten Auswahl der viskoelastischen Substanz selbst liegt.
Die Erfindung geht daher aus von einem käfiglosen Wälzlager mit wenigstens einem Lagerring sowie an diesem mittels einer viskoelastischen Substanz in ihrer Betriebsstellung gehaltenen Wälzkörpern. Dabei ist gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass als viskoelastische Substanz eine in dem das Wälzlager betriebsmäßig umgebenden Medium sich auflösende Substanz verwendet wird. Diese Substanz wird beispielsweise so ausgewählt, dass sie sich in einer kurzen Übergangsphase während eines Probelaufes möglichst vollständig und rückstandslos auflöst, so dass das das Wälzlager umgebende Medium die Schmierung übernehmen kann.
Wie bereits weiter vorne erwähnt wurde, handelt es sich bei mediengeschmier- ten Wälzlagern vorzugsweise um Lager, die in Wasser oder einem wasserhaltigen Medium eingesetzt werden. Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Wälzlagers für einen derartigen Einsatz beispielhaft, jedoch keineswegs mit einer Beschränkung darauf beschrieben. Es handelt sich dabei vorwiegend um Lager in Lebensmittelanwendungen, also in Lebensmittel verarbeitenden Maschinen, oder in Anwendungen, die nicht mit Chemikalien, Ölen, Fetten oder dergleichen belastet werden dürfen. Als Beispiele seien außer Lebensmittel verarbeitenden Maschinen Volumeter, Pumpen oder dergleichen genannt.
Insbesondere für die Anwendung bei der Lebensmittelverarbeitung wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass als viskoelastische Substanz ein wasserlösliches, lebensmittelechtes und gewässerneutrales Gel, insbesondere ein Gel auf Wasserbasis verwendet wird. Unter dem Begriff „Gewässerneutral" wird verstanden, dass von diesem Gel keine gewässerschädigenden Einflüsse auf ein Gewässer ausgehen. Bei dem ersten betriebsmäßigen Einsatz des erfindungsgemäßen Wälzlagers löst sich dieses Gel in dem das Wälzlager umgebenden Wasser bzw. wasserhaltigen Medium auf, wobei die bei dieser Auflösung sich bildenden, eventuell mit den zu verarbeitenden Lebensmitteln in Berührung kommenden Substanzen diese Lebensmittel und das das Lager umgebende Wasser bzw. wasserhaltige Medium nicht oder allenfalls sehr kurzzeitig und sehr gering beeinträchtigen.
Gele können höchst unterschiedliche chemische Zusammensetzungen und unterschiedliche Eigenschaften haben. Zur Lösung der oben genannten Aufgabe kann gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ein Gleitgel, gemäß einer anderen Ausgestaltung ein Kontaktgel verwendet werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Gel unter Verwendung folgender Substanzen verwendet wird: Wasser, Glyzerin, Phenoxyethanol, Carbomer, Methylparaben, Natriumhydroxid, Methyldibrom- Glutaronitril. Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, dass ein Gel unter Verwendung folgender Substanzen verwendet wird: Kollagenhydrolysat, Gelatine.
Da die für die vorliegende Erfindung vorgesehenen Gele vorzugsweise aus Wasser bestehen, besteht bei rostanfälligen Lagern die Gefahr, dass die Lagerbauteile oxidieren. Deshalb ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass als Material für die Teile des Wälzlagers ein rostfreies Material verwendet wird. Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Teile des Wälzlagers mit einem rostfreien bzw. nichtrostenden oder ganz allgemein nicht oxidierenden Material beschichtet sind.
Als rostfreies Material kommt beispielsweise ein X20Cr13-Stahl in Frage. Ein anderes geeignetes rostfreies Material ist Cronidur®-Stahl.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einer Ausführungsform näher erläutert. Die einzige Zeichnungsfigur zeigt in einem Längsschnitt eine Nadelbüchse mit durch ein Haltegel gehaltenen Nadeln.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Die in der einzigen Figur dargestellte Nadelbüchse 2 umfasst einen büchsenar- tigen äußeren Lagerring 4, an dessen Innenumfang als Nadeln ausgebildete Wälzkörper 6 "vollrollig" angeordnet sind. Die Wälzkörper 6 sind dabei durch keinen Käfig in ihrer gegenseitigen Position und am Lagerring 4 gehalten. Um ein Herausfallen der Wälzkörper 6 bei der Herstellung und Handhabung des Wälzlagers aus dem Lagerring 4 zu verhindern, ist in an sich bekannter Weise eine viskoelastische Substanz 8 vorgesehen, in welche die Wälzkörper 6 eingebettet sind.
Da die Nadelbüchse 2 als mediengeschmiertes Wälzlager eingesetzt werden soll, ist die viskoelastische Substanz 8 so ausgelegt, dass sie sich in dem das Wälzlager betriebsmäßig umgebenden Medium auflöst.
Für einen Einsatz der Lagerbüchse 2 in einer Lebensmittel verarbeitenden Ma- schine, bei der das das Wälzlager umgebende Medium im allgemeinen Wasser ist bzw. Wasser enthält, ist vorgesehen, dass als viskoelastische Substanz 8 ein wasserlösliches, lebensmittelechtes und gewässerneutrales Gel verwendet wird, wie weiter vorne beschrieben wurde.
Bei der Inbetriebnahme der Maschine übernimmt das Gel für eine kurze Übergangszeit die Schmierung des Wälzlagers, bis es sich im Wasser bzw. in dem wasserhaltigen Medium auflöst, die dann die Schmierung des Wälzlagers übernehmen.
Bezugszeichenliste
Nadelbüchse Lagerring Wälzkörper Viskoelastische Substanz

Claims

Patentansprüche
1. Käfigloses Wälzlager mit wenigstens einem Lagerring (4) sowie an diesem mittels einer viskoelastischen Substanz in ihrer Betriebsstellung gehaltenen Wälzkörpern (6), dadurch gekennzeichnet, dass als viskoelastische Substanz (8) eine in dem das Wälzlager betriebsmäßig umgebenden Medium sich auflösende Substanz verwendet wird.
2. Käfigloses Wälzlager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als viskoelastische Substanz (8) ein wasserlösliches, lebensmittelechtes und gewässerneutrales Gel verwendet wird.
3. Käfigloses Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gel auf Wasserbasis verwendet wird.
4. Käfigloses Wälzlager nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gleitgel verwendet wird.
5. Käfigloses Wälzlager nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich- net, dass ein Kontaktgel verwendet wird.
6. Käfigloses Wälzlager nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gel unter Verwendung folgender Substanzen eingesetzt wird: Wasser, Glycerin, Phenoxyethanol, Carbomer, Methylparaben, Natriumhydroxid, Methyldibrom-Glutaronitril.
7. Käfigloses Wälzlager nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gel unter Verwendung folgender Substanzen eingesetzt wird: Kollagenhydrolysat, Gelatine.
8. Käfigloses Wälzlager nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für die Teile des Wälzlagers ein rostfreies Material verwendet wird.
9. Käfigloses Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile des Wälzlagers mit einem rostfreien Material beschichtet sind.
10. Käfigloses Wälzlager nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als rostfreies Material ein X20Cr13-Stahl verwendet wird.
11. Käfigloses Wälzlager nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als rostfreies Material ein Cronidur®-Stahl verwendet wird.
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