DE102009015379A1

DE102009015379A1 - Lageranordnung für eine Tragrolle

Info

Publication number: DE102009015379A1
Application number: DE102009015379A
Authority: DE
Inventors: Peter Horling; Edgar Pickel
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2010-09-30
Anticipated expiration: 2029-03-28
Also published as: WO2010108609A1; DE102009015379B4; EP2411689A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung (1) für eine zumindest abschnittsweise hohlzylindrisch ausgebildete Tragrolle (2), mit mindestens einem die Tragrolle (2) lagernden Lager (3), wobei zwischen einem Ring (4) des Lagers (3) und der Tragrolle (2) direkt oder indirekt ein Dämpfungselement (5) angeordnet ist. Um eine vereinfachte Montage der Anordnung zu ermöglichen, sieht die Erfindung vor, dass das Dämpfungselement (5) von einem hülsenförmigen Bauteil (6) gehalten wird, wobei das hülsenförmige Bauteil (6) das Dämpfungselement (5) mit einer radial innenliegenden Fläche (7) zumindest abschnittsweise einfasst, wobei das hülsenförmige Bauteil (6) mit einer radial außenliegenden Umfangsfläche (8) in der radial innenliegenden Umfangsfläche (9) der Tragrolle (2) angeordnet ist und wobei das hülsenförmige Bauteil (6) in beiden Achsrichtungen (a) mit zwei Befestigungselementen (10, 11) relativ zur Tragrolle (2) festgelegt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für eine zumindest abschnittsweise hohlzylindrisch ausgebildete Tragrolle, mit mindestens einem die Tragrolle lagernden Lager, wobei zwischen einem Ring des Lagers und der Tragrolle direkt oder indirekt ein Dämpfungselement angeordnet ist.
Für die Lagerung von Tragrollen sind im Stand der Technik diverse Möglichkeiten bekannt. Die DE 1 738 837 U offenbart eine gattungsgemäße Lageranordnung. Eine solche Lösung ist auch aus der GB 592 043 A bekannt. Die DE 28 01 879 A1 zeigt eine weitere ähnliche Lageranordnung, wobei auch eine elastomere Zwischenschicht zwecks Dämpfung des Systems zum Einsatz kommt. Eine als Trägerelement dienende Hülse verbreitert sich in einem axialen Endbereich radial und ist mit ihrem radial äußeren Bereich an der zylindrischen Innenfläche der Tragrolle angeschweißt. Weitere Lageranordnungen zur gedämpften Lagerung einer Tragrolle sind aus der AT 215 887 , aus der DE 24 00 701 A1 und aus der US 3 362 760 bekannt.
Allen Lösungen ist es gemein, dass die Montage der Anordnung einen relativ hohen Aufwand erfordert. Bei einigen Lösungen ist zum Erhalt eines festen Verbundes eine Schweißoperation vorgesehen, was den Zusammenbau entsprechend aufwändig gestaltet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Lageranordnung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass es möglich wird, die Montage in vereinfachter Weise durchzuführen, wobei dennoch ein fester Verbund der Bauteile der Anordnung erreicht werden soll.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement von einem hülsenförmigen Bauteil gehalten wird, wobei das hülsenförmige Bauteil das Dämpfungselement mit einer radial innenliegenden Fläche zumindest abschnittsweise einfasst, wobei das hülsenförmige Bauteil mit einer radial außenliegenden Umfangsfläche in der radial innenliegenden Umfangsfläche der Tragrolle angeordnet ist und wobei das hülsenförmige Bauteil in beiden Achsrichtungen mit zwei Befestigungselementen relativ zur Tragrolle festgelegt ist.
Zumindest eines der Befestigungselemente (vorzugsweise beide Befestigungselemente) ist als Sprengring ausgebildet, der in einer Ringnut in der Tragrolle angeordnet ist und der einen axialen Anschlag für das hülsenförmige Bauteil bildet.
Das hülsenförmige Bauteil kann an einem axialen Ende einen sich radial nach innen erstreckenden Abschnitt aufweisen. Dieser sich radial nach innen erstreckende Abschnitt ist dabei bevorzugt in einer formkongruenten Ausnehmung im Dämpfungselement angeordnet.
Das Dämpfungselement hat dabei bevorzugt zumindest abschnittsweise eine hohlzylindrische Form.
Zwischen dem einen Ring des Lagers und dem Dämpfungselement kann ein Trägerelement angeordnet sein. Dieses kann mindestens einen den Ring des Lagers axial umgreifenden Bord aufweisen.
Die Dämpfungsschicht besteht bevorzugt aus einem Elastomer, insbesondere aus Polyurethan, oder aus Gummimaterial. Indes besteht das hülsenförmige Bauteil bevorzugt aus Blech.
Das Dämpfungselement kann weiterhin in einem oder nahe einem axialen Endbereich eine ringnutförmige Ausnehmung aufweisen, in der ein Deckelelement angeordnet ist. Das Dämpfungselement weist dabei bevorzugt in einem axialen Endbereich einen das Deckelelement axial überragenden und relativ zur ringnutförmigen Ausnehmung radial nach innen vorspringenden Abschnitt auf. Das Dämpfungselement kann ferner im radial außenliegenden Bereich des Abschnitts eine Ausnehmung aufweisen; die radial äußere Begrenzungsfläche des Dämpfungselements ist gemäß einer Weiterbildung im Bereich des Abschnitts konisch ausgebildet ist.
Zwischen mindestens zwei der Bauteile Ring des Lagers, Trägerelement, Dämpfungselement, hülsenförmiger Körper und Tragrolle kann ein reibungserhöhendes Medium eingebracht oder eine Beschichtung aus einem reibungserhöhenden Medium auf mindestens eines der Bauteile aufgebracht sein.
Das reibungserhöhende Medium weist dabei insbesondere Diamant oder Bornitrid (CBN) auf; es kann auch Diamantenpaste sein. Alternativ kann das reibungserhöhende Medium Silizium-Karbid (SiC) oder Korund aufweisen.
Der Diamant, das Bornitrid, das Silizium-Karbid oder der Korund liegt dabei bevorzugt als Korn mit einem Durchmesserbereich zwischen 1 μm und 100 μm, insbesondere mit einem Durchmesserbereich zwischen 10 μm und 80 μm, vor. Möglich ist es dabei auch, dass das kornförmige Material (z. B. die Diamanten, das Silizium-Karbid, das Korund oder das Bornitrid) mit einem Bindemittel auf den genannten Bauteilen gebunden ist. Dabei kommt als Bindemittel bevorzugt eine metallische Schicht ist Frage, insbesondere eine Schicht aus Nickel. Dieses kann durch einen galvanischen Prozess aufgebracht sein. Die Beschichtung mit reibungserhöhender Eigenschaft kann alternativ auch eine Molybdänschicht sein. Diese ist bevorzugt durch Flammspritzen aufgebracht.
Das mindestens eine Lager ist bevorzugt als Wälzlager ausgeführt.
Die Tragrolle kann als Rohr konstanter Wanddicke ausgebildet sein, das in beiden axialen Endbereichen mit je einem Lager gelagert ist.
Mit der vorgeschlagenen Lösung ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass sich die Montage der Anordnung sehr einfach gestalten lässt. Die benötigten Bauteile sind sehr einfach ausgebildet, weshalb die Herstellung der Lageranordnung sehr wirtschaftlich erfolgen kann.
Die Dämpfungsschicht aus Elastomer- oder Gummimaterial sorgt für einen Rundheitsausgleich und eine Schwingungsentkopplung. Ferner werden hierdurch stoßartige Lasten besser abgefangen.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der vorgeschlagenen Lösung beim Einsatz der reibungserhöhenden Beschichtung ist, dass die Drehmomentübertragung wesentlich verbessert werden kann. Es können höchste Drehmomente über tragen werden, ohne dass es zu einem Lösen der Verbindung der Bauteile kommt. Weiterhin ist ein Durchrutschen von Bauteilen weitgehend ausgeschlossen. Dies macht sich besonders vorteilhaft bemerkbar, wenn Umlaufbiegung im Betrieb der Tragrolle auftritt, die aufgrund der gewählten Ausgestaltung der Lageranordnung keine negative Wirkung entfalten kann. Umgekehrt ist bei vorgegebenem zu übertragenden Drehmoment eine kleinere und leichtere Konzeption der Lageranordnung möglich. Dieses Ergebnis ist bereits bei einem relativ kurzen Passungssitz zwischen den beteiligten Bauteilen erreichbar.
Die vorgeschlagene Lageranordnung wird bevorzugt im Tagebau eingesetzt und ist hier ein wesentlicher Bestandteil einer Tragrollenvorrichtung. Hier besteht ein hoher Bedarf an qualitativ hochwertigen und leichten Lageranordnungen, die sich durch eine hohe Lebensdauer und einen komfortablen Betrieb auszeichnen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt den Radialschnitt durch eine Lageranordnung mit einer Tragrolle, die von einem Lager gelagert wird.
In der Figur ist eine Lageranordnung 1 zu sehen, die dazu dient, eine Tragrolle 2 einer Fördereinrichtung zu lagern. Auf einer nicht dargestellten Welle ist ein Lager in Form eines Rillenkugellagers 3 festgelegt.
Die Tragrolle 2 ist als hohlzylindrisches Bauteil, also als Rohr, ausgebildet, wobei in beiden axialen Endbereichen eine Lageranordnung 1 angeordnet ist, wie sie in der Figur zu sehen ist.
Der Außenring 4 des Rillenkugellagers 3 trägt ein Trägerelement 15, das einen einseitigen Bord 16 aufweist, der den Außenring 4 axial umgreift und für ihn eine axiale Anlage bildet. Von dem Trägerelement 15 wird ein radial weiter außerhalb angeordnetes Dämpfungselement 5 aus Elastomer- oder Gummimaterial gehalten. Die Verbindung zwischen diesem Dämpfungselement 5 und der Tragrolle 2 wird durch einen hülsenförmigen Körper 6 hergestellt.
Das Dämpfungselement 5 wird von dem hülsenförmigen Bauteil 6 gehalten, wobei das hülsenförmige Bauteil 6 das Dämpfungselement 5 mit einer radial innenliegenden Fläche 7 zumindest weitgehend einfasst. Andererseits ist das hülsenförmige Bauteil 6 mit einer radial außenliegenden Umfangsfläche 8 in der radial innenliegenden Umfangsfläche 9 der Tragrolle 2 angeordnet.
Um das hülsenförmige Bauteil 6 relativ zur Tragrolle 2 axial festzulegen, ist es in beiden Achsrichtungen a mit zwei Befestigungselementen 10 und 11 relativ zur Tragrolle 2 fixiert.
Die beiden Befestigungselemente 10 und 11 sind dabei als Sprengringe ausgebildet, der jeweils in einer Ringnut 12 in der Tragrolle 2 angeordnet sind. Sie bilden für das hülsenförmige Bauteil 6 einen axialen Anschlag. Damit liegt eine Fixierung insbesondere zwischen dem Dämpfungselement 5 und der Tragrolle 2 sowohl in radialer Richtung r als auch in axialer Richtung a vor.
Zwischen dem hülsenförmigen Bauteil 6 und der Tragrolle 2 liegt bevorzugt Presspassung (d. h. eine große Überdeckung) vor.
Das Dämpfungselement 5 ist vorliegend als hohlzylindrische Schicht ausgeführt. Das Elastomer- bzw. Gummimaterial kann mit dem hülsenförmigen Bauteil 6 durch einen Spritzgießprozess oder durch einen Vulkanisationsprozess direkt verbunden sein.
Möglich ist es, dass das hülsenförmige Element 6 in einem (nämlich in der Figur dem linken) axialen Ende einen sich radial nach innen erstreckenden Abschnitt 13 aufweist. Das Dämpfungselement 5 hat eine korrespondierende Ausnehmung 14, in das der Abschnitt 13 passend eingreift.
In einem (in der Figur rechten) Endbereich weist das Dämpfungselement 5 eine spezielle Ausbildung auf, um ein Deckelelement 18 aufnehmen zu können und dessen Montage auch in einfacher und sicherer Weise zu bewerkstelligen.
Das Dämpfungselement 5 weist hier nämlich eine ringnutförmige Ausnehmung 17 auf, die im axial endseitigen Bereich durch einen radial nach innen vorspringenden Abschnitt 19 begrenzt wird. In die Ausnehmung 17 kann das Deckelelement leicht eingesetzt werden, da der Abschnitt 19 während der Montage des Deckelelements 18 radial nach außen auffedern kann. Dies wird begünstigt durch eine ringförmige Ausnehmung 20 radial außerhalb des Abschnitts 19.
Bei der Montage der Lageranordnung wird zunächst der linke Sprengring 10 von rechts über die innere Umfangsfläche 9 der Tragrolle 2 seine Ringnut 12 geschoben. Der Sprengring 10 (wie auch der Sprengring 11) hat an einer Umfangsstelle in bekannter Weise eine Unterbrechung, so dass er radial auf- und einfedern kann und daher in die Ringnut 12 in der richtigen axialen Position in diese einschnappt.
Anschließend kann die gesamte vormontierte Anordnung bestehend aus Lager 3, Trägerelement 15, Dämpfungselement 5 und hülsenförmigem Bauteil 6 von rechts aus in die Tragrolle 2 eingeschoben werden, bis das hülsenförmige Bauteil 6 axial an den linken Sprengring 10 anstößt.
Dann muss nur noch von rechts aus der Sprengring 11 eingeschoben und in seine Ringnut 12 eingerastet werden, um die Montage abzuschließen.

1: Lageranordnung
2: Tragrolle
3: Lager (Wälzlager)
4: Ring des Lagers (Außenring)
5: Dämpfungselement
6: hülsenförmiges Bauteil
7: radial innenliegende Fläche
8: radial außenliegende Umfangsfläche
9: radial innenliegende Umfangsfläche
10: Befestigungselement (Sprengring)
11: Befestigungselement (Sprengring)
12: Ringnut
13: sich radial erstreckender Abschnitt
14: Ausnehmung
15: Trägerelement
16: Bord
17: ringnutförmige Ausnehmung
18: Deckelelement
19: radial vorspringender Abschnitt
20: Ausnehmung
a: Achsrichtung
r: radiale Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 1738837 U [0002]
- GB 592043 A [0002]
- DE 2801879 A1 [0002]
- AT 215887 [0002]
- DE 2400701 A1 [0002]
- US 3362760 [0002]

Claims

Lageranordnung (1) für eine zumindest abschnittsweise hohlzylindrisch ausgebildete Tragrolle (2), mit mindestens einem die Tragrolle (2) lagernden Lager (3), wobei zwischen einem Ring (4) des Lagers (3) und der Tragrolle (2) direkt oder indirekt ein Dämpfungselement (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (5) von einem hülsenförmigen Bauteil (6) gehalten wird, wobei das hülsenförmige Bauteil (6) das Dämpfungselement (5) mit einer radial innenliegenden Fläche (7) zumindest abschnittsweise einfasst, wobei das hülsenförmige Bauteil (6) mit einer radial außenliegenden Umfangsfläche (8) in der radial innenliegenden Umfangsfläche (9) der Tragrolle (2) angeordnet ist und wobei das hülsenförmige Bauteil (6) in beiden Achsrichtungen (a) mit zwei Befestigungselementen (10, 11) relativ zur Tragrolle (2) festgelegt ist.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Befestigungselemente (10, 11) als Sprengring ausgebildet ist, der in einer Ringnut (12) in der Tragrolle (2) angeordnet ist und der einen axialen Anschlag für das hülsenförmige Bauteil (6) bildet.
Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Befestigungselemente (10, 11) als Sprengringe ausgebildet sind.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenförmige Bauteil (6) an einem axialen Ende einen sich radial nach innen erstreckenden Abschnitt (13) aufweist.
Lageranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der sich radial nach innen erstreckende Abschnitt (13) in einer formkongruenten Ausnehmung (14) im Dämpfungselement (5) angeordnet ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (5) zumindest abschnittsweise eine hohlzylindrische Form aufweist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem einen Ring (4) des Lagers (3) und dem Dämpfungselement (5) ein Trägerelement (15) angeordnet ist.
Lageranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (15) mindestens einen den Ring (4) des Lagers (3) axial umgreifenden Bord (16) aufweist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (5) aus Elastomer- oder Gummimaterial besteht.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenförmige Bauteil (6) aus Blech besteht.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (5) in einem oder nahe einem axialen Endbereich eine ringnutförmige Ausnehmung (17) aufweist, in der ein Deckelelement (18) angeordnet ist.
Lageranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (5) in einem axialen Endbereich einen das Deckelelement (18) axial überragenden und relativ zur ringnutförmigen Ausnehmung (17) radial nach innen vorspringenden Abschnitt (19) aufweist.
Lageranordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (5) im radial außenliegenden Bereich des Abschnitts (19) eine insbesondere ringförmige Ausnehmung (20) aufweist.
Lageranordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die radial äußere Begrenzungsfläche des Dämpfungselements (5) im Bereich des Abschnitts (19) konisch ausgebildet ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mindestens zwei der Bauteile Ring (4) des Lagers (3), Trägerelement (15), Dämpfungselement (5), hülsenförmiger Körper (6) und Tragrolle (2) ein reibungserhöhendes Medium eingebracht oder eine Beschichtung aus einem reibungserhöhenden Medium auf mindestens eines der Bauteile aufgebracht ist.
Lageranordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das reibungserhöhende Medium Diamant oder Bornitrid (CBN) aufweist.
Lageranordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das reibungserhöhende Medium Diamantenpaste ist.
Lageranordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das reibungserhöhende Medium Silizium-Karbid (SiC) oder Korund aufweist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Lager (3) ein Wälzlager ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragrolle (2) als Rohr konstanter Wanddicke ausgebildet ist, das in beiden axialen Endbereichen mit je einem Lager (3) gelagert ist.