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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein zwei- oder mehrreihiges Schrägkugellager, umfassend einen an seiner Außenseite mehrere, der Kugelreihenzahl entsprechende Stufen unterschiedlichen Durchmessers aufweisenden Innenring und einen dazu korrespondierenden, an seiner Innenseite entsprechende Stufen aufweisenden Außenring, wobei die Stufen jeweils Laufflächen für zwischen dem Innen- und dem Außenring wälzende Kugeln aufweisen, sowie wenigstens ein zwischen dem Innen- und dem Außenring wirkendes Dichtelement.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein solches Schrägkugellager ist beispielsweise aus
WO 93/17251 A1 bekannt. Es ist in der Lage, hohe radiale und axiale Kräfte aufzunehmen. Sie werden vornehmlich für Lagerungen eingesetzt, bei denen eine spielfreie axiale Führung gefordert ist. Ein solches Lager besteht aus einem Innenring mit einer quasi konischen Außenseite, an welcher zwei oder mehr Stufen, die jeweils eine Lauffläche für darauf wälzende Kugeln bilden, aufweist. In entsprechender Weise ist der quasi als Innenkonus gefertigte Außenring ausgeführt, er weist eine komplementäre Formgebung mit einer entsprechenden Stufenanzahl mit jeweiligen Laufflächen für die Kugeln auf. Die Kugeln selbst sind zumeist käfiggeführt, die Anzahl der Kugelreihen entspricht der Anzahl der jeweiligen Stufen.
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Bei dem aus
WO 93/17251 bekannten Schrägkugellager ist beidseits des Lagers jeweils ein Dichtelement in Form eines Dichtrings vorgesehen. Dieser befindet sich in einer Haltenut, die am Innenumfang des jeweiligen axialen Endabschnitts des Außenrings des Schrägkugellagers vorgesehen ist. Der Dichtring erstreckt sich zur gegenüberliegenden, radialen Außenfläche des Innenrings, wo er dichtend anliegt. Da das Dichtelement an der zylindrischen Innenwand des entsprechend axial verlängerten Außenrings vorgesehen ist, muss das Dichtelement zwangsläufig einen beachtlichen Abstand zur gegenüberliegenden Innenringfläche überbrücken, was eine entsprechende Dimensionierung des Dichtelements mit sich bringt. Darüber hinaus ist infolge der Anlage des Dichtelements am Innenring im Betrieb gegebenenfalls mit erhöhtem Verschleiß zu rechnen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Schrägkugellager der eingangs genannten Art anzugeben, das hinsichtlich der Dimensionierung des Dichtelements wie auch dessen Verschleiß verbessert ist.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Schrägkugellager der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Dichtelement an einer randseitig am Innen- oder am Außenring ausgebildeten Radialschulter angeordnet ist und sich mit einem Dichtabschnitt axial und/oder radial in Richtung des jeweils anderen Rings unter Freilassung eines Dichtspalts erstreckt.
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Beim erfindungsgemäßen Schrägkugellager ist an dem Ring, der das Dichtelement trägt, eine sich radial nach innen (im Falle eines Außenrings) respektive nach außen (im Falle eines Innenrings) erstreckende Ringschulter ausgebildet, die das Dichtelement in Form des Dichtrings trägt. Diese Ringschulter trägt nicht zur Definition einer Laufbahn bei, begrenzt also nicht eine kugelführende Stufe, sondern ist endseitig am jeweiligen Ring ausgeformt. Über diese Radialschulter wird der über das Dichtelement zu überbrückende Abstand zum ge-genüberliegenden Ring reduziert, so dass das Dichtelement, also der Dichtring, als solcher keine übermäßig große Dichtstrecke überbrücken muss, mithin also entsprechend klein dimensioniert werden kann. Darüber hinaus ist vorgesehen, dass das Dichtelement derart ausgelegt respektive dimensioniert ist, dass ein sehr geringer Dichtspalt verbleibt, mithin also das Dichtelement nicht in Anlage am gegenüberliegenden Ring ist. Im Betrieb kommt es also nicht zu einer mechanischen, schleifenden Beanspruchung des Dichtelements, da es zum gegenüberliegenden Ring beabstandet ist. Die Dichtwirkung ist gleichwohl gegeben, da sich infolge des geringen Abstands zwischen Dichtelement und Ringfläche eine Spaltdichtung ausbildet.
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Damit ist beim erfindungsgemäßen Schrägkugellager folglich eine optimierte Dichtung vorgesehen, die infolge des bereits über die ausgebildete Radialschulter gegebene, teilweise Schließung des Lagers entsprechend kleindimensioniert werden kann, wie sie auch deutlich verschleißfester ist. Das Lager wird also hervorragend abgedichtet, einerseits gegen ein Austreten des Schmiermittels im Lager, andererseits gegen ein Eindringen etwaiger Verunreinigungen in den Wälzbereich.
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Die Radialschulter selbst kann am Innenring an dem der den größten Durchmesser aufweisenden Schulter benachbarten Ende ausgebildet sein. Diese Innenring-Radialschulter erstreckt sich also endseitig in Richtung des Außenrings, wobei sie je nach Ausgestaltung des Lagers relativ weit in Richtung des Außenrings gezogen werden kann. Eine umgekehrte Ausführungsalternative sieht vor, die Radialschulter am Außenring an dem der den kleinsten Durchmesser aufweisenden Stufe benachbarten Ende vorzusehen, mithin also die Radialschulter am Außenringende in Richtung des Innenrings zu führen, wobei auch hier die Radialschulter beachtlich weit in Richtung des Innenrings laufen kann, um auch bei dieser Ausgestaltung den von Haus aus gegebenen Ringabstand in diesem Dichtbereich möglichst gering zu halten. Denkbar ist aber auch eine genau umgekehrte Ausbildung bzw. positionsmäßige Anordnung der Radialschulter am Innenring bzw. Außenring.
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Je nach Ausgestaltung des Schrägkugellagers kann bereits nur an einem Ende ein entsprechendes Dichtelement angeordnet sein. Eine zweckmäßige Weiterbildung sieht demgegenüber jedoch vor, dass sowohl am Innenring als auch am Außenring jeweils an einander entfernten Enden ein Dichtelement angeordnet ist. Bei dieser Erfindungsausgestaltung weist also sowohl der Innenring als auch der Außenring jeweils eine endseitig ausgebildete, spezielle und nicht der Wälzkörperführung dienende Radialschulter auf, wobei an jeder Radialschulter jeweils ein entsprechend ausgeführtes und zum gegenüberliegenden Ring laufendes Dichtelement vorgesehen ist. An beiden Seiten ist das Dichtelement jeweils so ausgelegt, dass sich ein sehr geringer Dichtspalt ergibt, mithin also an beiden Seiten keine mechanische Beanspruchung des Dichtelements gegeben ist.
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Je nachdem, wie in der Montageposition die Relativlage der Radialschulter zum gegenüberliegenden Dichtbereich des anderen Rings ist, kann das Dichtelement entweder radial, axial oder, erfindungsgemäß bevorzugt, schräg zum jeweils anderen Ring verlaufen. Das heißt, dass das Dichtelement selbst querschnittlich gesehen quasi gewinkelt verläuft, vorzugsweise unter einem Winkel von ca. 45° zur Drehachse.
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Hinsichtlich der Materialwahl für das Dichtelement sind unterschiedliche Möglichkeiten gegeben. Das Dichtelement selbst kann aus Metall sein oder einen Metallabschnitt aufweisen und auf den jeweiligen Ring aufgepresst sein. Das Dichtelement kann also aus Vollmetall sein, es weist einen entsprechenden Innenabschnitt auf, über den es auf die Radialschulter aufgepresst ist. Es kann aber auch ein mehrkomponentiges Bauteil sein, mit einem Befestigungsabschnitt aus Metall, also einem Aufpressring, an dem ein entsprechender Kunststoffdichtabschnitt als Dichtlippe angeformt, bevorzugt angespritzt, ist.
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Alternativ zur Voll- oder Teilmetallausführung kann das Dichtelement auch komplett aus Kunststoff sein, in diesem Fall ist es an dem jeweiligen Ring respektive der jeweiligen Radialschulter angespritzt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine Schnittansicht durch den Innenring eines erfindungsgemäßen Schrägkugellagers,
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2 eine Schnittansicht durch den Außenring eines erfindungsgemäßen Schrägkugellagers, und
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3 eine Schnittansicht durch ein komplettes Schrägkugellager umfassend den Innen- und den Außenring gemäß 1 und 2.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
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1 zeigt in Form einer Schnittdarstellung den Innenring 1 eines erfindungsgemäßen Schrägkugellagers, wie es in seiner Gesamtheit im Schnitt in 3 gezeigt ist, worauf nachfolgend noch eingegangen wird. Der Innenring 1 weist an seiner Außenseite 2 im gezeigten Beispiel zwei Stufen 3, 4 auf, die jeweils Laufflächen 5, 6 für darauf wälzende Kugeln (siehe 3) bilden respektive aufweisen. Die Stufen 3, 4 sind im Durchmesser unterschiedlich, die Stufe 3 weist einen größeren Durchmesser als die Stufe 4 auf, daraus resultierend weist auch die Lauffläche 5 einen größeren Durchmesser als die Lauffläche 6 auf. Insgesamt weist also die Außenseite 2 des Innenrings eine „konische“ Grundform auf.
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Am in 1 gezeigten linken Ende im Bereich der Stufe 3 mit dem größten Durchmesser ist eine Radialschulter 7 ausgebildet, die sich radial nach außen erstreckt. Sie trägt nicht zur Bildung der Stufe 3 respektive zur Bildung der Lauffläche 5 bei, sondern ist ein endseitig angeformtes, selbst nicht tragendes respektive Wälzkörper lagerndes Element. An der Radialschulter 7 ist ein Dichtelement 8 angeordnet, im gezeigten Beispiel eine Dichtlippe 9 aus Kunststoff, die unmittelbar an der Radialschulter 7 angeformt ist.
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2 zeigt den Außenring 10, der eine Innenseite 11 aufweist, die ebenfalls in Stufen strukturiert ist. Sie weist eine erste Stufe 12 kleineren Durchmessers und eine zweite Stufe 13 größeren Durchmessers auf, wobei jede Stufe 12, 13 wiederum eine Lauffläche 14, 15 für entsprechende Kugeln (siehe 3) aufweist. Die Form der Innenseite 11 ist also komplementär zur Form der Außenseite 2, so dass sich die beiden Seiten formmäßig ergänzen und, siehe 3, zwei entsprechende Kugelkanäle bilden, in denen die käfiggeführten Kugelreihen aufgenommen sind.
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Auch der Außenring 10 weist eine endseitig ausgeformte Radialschulter 16 auf, die in 2 am rechten Ende gezeigt ist, also im Bereich der Stufe 12, die den kleinsten Innendurchmesser besitzt. Auch hier ist die Radialschulter 16 separat zur Stufe 12 ausgebildet, sie trägt wiederum, wie auch die Stufe 7, nicht zur Wälzkörperführung bei, sondern dient einzig und allein als Träger für ein Dichtelement 17, auch hier angenommenermaßen eine Kunststoffdichtlippe 18, die unmittelbar an der Radialschulter 16 angeformt ist.
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Ersichtlich erstrecken sich beide Dichtelemente 8, 17 respektive die Dichtlippen 9, 18 schräg zur Zentral- oder Drehachse, bevorzugt beträgt der Winkel ca. 45°.
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3 zeigt die Montagestellung des Innenrings 1 und des Außenrings 10 zur Bildung eines erfindungsgemäßen, im Beispiel zweireihigen Schrägkugellagers 19. Ersichtlich ergänzen die beiden Laufflächen 5 und 15 respektive 6 und 14 einander zur Führung entsprechender, mehrere Kugeln 20, 21 umfassender, in der Regel käfiggeführter Kugelreihen. Die beiden Dichtelemente 8 bzw. 17 erstrecken sich in Richtung entsprechender Dichtabschnitte 22, 23 am Außenring 10 respektive am Innenring 1. Im Falle des Außenrings 10 ist der entsprechende Dichtabschnitt exemplarisch die Stirnseite des Außenrings 10 selbst, im Falle des Innenrings 1 ist am Ringende eine Schrägfläche ausgebildet, die als Dichtabschnitt dient.
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Die beiden Dichtelemente 8 und 17 sind jedoch nicht in Anlage an den jeweiligen Dichtabschnitt 22 und 23 geführt, vielmehr verbleibt jeweils ein wenngleich sehr geringer Dichtspalt 24, 25, mithin wird also jeweils eine Spaltdichtung ausgebildet, die einerseits hinreichend dicht ist und ein Austreten von Schmiermittel aus dem Lager respektive ein Eintreten von Verunreinigungen in das Lager verhindert, andererseits aber nahezu keinen Verschleiß zeigt, da die Dichtelemente 8, 17 nicht reibend beansprucht werden.
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Die 1–3 sind lediglich exemplarischer Natur. Selbstverständlich besteht hinsichtlich der Ausbildung des Innen- und des Außenrings insbesondere im Bereich der jeweiligen Dichtabschnitte 22, 23 Variationsmöglichkeiten, wie natürlich auch die Dichtelemente 8, 17 anders geführt sein können, mithin also nicht schräg oder nicht in einem solchen Winkel verlaufen müssen. Wichtig ist hinsichtlich der konkreten Ausgestaltung lediglich, dass das jeweilige Dichtelement und der jeweilige gegenüberliegende Dichtabschnitt so zueinander in der Montagestellung positioniert sind, dass sich nur ein sehr geringer Dichtspalt ergibt.
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Alternativ zur Ausführung der Dichtelemente 8, 17 als reine angespritzte Kunststoffbauteile in Form der gezeigten Dichtlippen 9, 18 besteht die Möglichkeit, die Dichtelemente 8, 17 auch komplett aus Metall zu fertigen und auf die Radialschulter 7 bzw. 16 aufzupressen. Denkbar ist aber auch eine Ausführung des Dichtelements 8, 17 aus einem innenliegenden Metallring, der als Träger für eine angeformte Kunststoffdichtung, also eine Dichtlippe, dient, wobei das jeweilige Dichtelement 8, 17 mit dem Metallring auf die Radialschulter 7, 16 aufgepresst wird.
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Schließlich ist festzuhalten, dass, wenngleich die 1–3 nur ein zweireihiges Schrägkugellager zeigen, selbstverständlich auch mehrreihige Schrägkugellager in gleicher Weise ausgestaltet werden können. In diesen Fällen sind dann am jeweiligen Innen- respektive am Außenring 1, 10 mehrere Stufen unterschiedlichen Durchmessers vorgesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Innenring
- 2
- Außenseite
- 3
- Stufe
- 4
- Stufe
- 5
- Lauffläche
- 6
- Lauffläche
- 7
- Radialschulter
- 8
- Dichtelement
- 9
- Dichtlippe
- 10
- Außenring
- 11
- Innenseite
- 12
- Stufe
- 13
- Stufe
- 14
- Lauffläche
- 15
- Lauffläche
- 16
- Radialschulter
- 17
- Dichtelement
- 18
- Dichtlippe
- 19
- Schrägkugellager
- 20
- Kugel
- 21
- Kugel
- 22
- Dichtabschnitt
- 23
- Dichtabschnitt
- 24
- Dichtspalt
- 25
- Dichtspalt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 93/17251 A1 [0002]
- WO 93/17251 [0003]
