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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Radialwälzlager nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, und sie insbesondere vorteilhaft an abgedichteten Stützrollen anwendbar.
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Hintergrund der Erfindung
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Stützrollen sind einbaufertige Nadel- oder Zylinderrollenlager, die auf Achsen oder Bolzen montiert werden und unter anderem in Kurvengetrieben, Führungsbahnen, Förderanlagen und Linearführungssystemen zum Einsatz kommen. Sie nehmen neben hohen radialen Belastungen auch niedrige Axiallasten auf, die aus geringen Fluchtungsfehlern, Schräglauf oder kurzfristigen Anlaufstößen resultieren. Derartige Stützrollen sind unter anderem durch den von der Anmelderin herausgegebenen Katalog „Wälzlager" vom Oktober 2008 bekannt und werden beispielsweise auf den Seiten 924 bis 935 in verschiedenen Ausführungsformen beschrieben. Zwei der am häufigsten verwendeten Ausführungsformen sind dabei die in den 1 und 2 der zugehörigen Zeichnungen abgebildeten Stützrollen vom Typ NATR..-PP und NATV..-PP, die im Wesentlichen aus einem ohne axiale Borde ausgebildeten, dickwandigen Außenring 2 mit einer im Profil balligen Außenmantelfläche 3, einem ebenfalls ohne axiale Borde ausgebildeten, massiven Innenring 4 sowie einer Vielzahl zwischen der Innenmantelfläche 5 des Außenrings 2 und der Außenmantelfläche 6 des Innenrings 4 abrollender Wälzkörper 7 bestehen, die in Umfangsrichtung entweder käfiglos direkt nebeneinander oder durch einen Lagerkäfig 8 gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet sind. An den axialen Randbereichen 9, 10 des Innenrings 4 sind darüber hinaus in zwei Freistichen zwei sich radial bis in zwei seitliche Freistiche im Außenring 2 erstreckende massive Anlaufscheiben 11, 12 befestigt, zur Axialführung der Wälzkörper 7 sowie im Zusammenwirken mit zwei auf die Anlaufscheiben 11, 12 aufgesetzten und die Stützrolle 1 abdichtenden Dichtungen 13, 14 zugleich zur Axialführung des Außenrings 2 vorgesehen sind.
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Nachteilig bei diesen Stützrollen ist es jedoch, dass für die Anlaufscheiben und für die Dichtungen sowohl in den Innenring als auch in den Außenring entsprechende große Freistiche eingearbeitet werden müssen, die nur durch spanende Fertigungsverfahren wie Drehen und Schleifen herstellbar sind und damit sehr hohe Fertigungskosten verursachen. Ebenso ist die Befestigung der Anlaufscheiben am Innenring sehr aufwändig und mit hohen Fertigungskosten verbunden, da die Anlaufscheiben zur Vermeidung von Unrundheiten am Innenring nicht einfach durch einen Presssitz auf den Innenringfreistichen befestigt werden können. Aus diesem Grund erfolgt die Befestigung der Anlaufscheiben nach einem pressungsfreien Aufschieben auf die Innenringfreistiche üblicherweise durch Verstemmungen an den Axialseiten des Innenrings, was jedoch voraussetzt, dass die axialen Randbereiche des Innenrings bei dessen Härtevorgang in aufwändiger Weise ausgenommen werden müssen oder der bereits gehärtete Innenring mit einer zusätzlichen Wärmebehandlung nur an seinen axialen Randbereichen wieder weichgeglüht werden muss.
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Aufgabe der Erfindung
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Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Radialwälzlager, insbesondere eine abgedichtete Stützrolle, zu konzipieren, bei welcher zur Realisierung der Axialführung der Wälzkörper und des Außenrings der Fertigungsaufwand zum Anordnen und Befestigen der Anlaufscheiben und der Dichtungen auf ein Minimum reduzierbar ist.
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Beschreibung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Radialwälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass zumindest die Außenmantelfläche des Innenrings glattzylindrisch ausgebildet ist und die Anlaufscheiben durch zwei direkt auf die Randbereiche dieser Außenmantelfläche aufgepresste dünnwandige Profilblechringe gebildet werden, während die beiden Dichtungen als profilierte Kunststoffdichtringe mit dünnwandigen Blechhalteringen ausgebildet sind, die entweder direkt in die Randbereiche der ebenfalls glattzylindrisch ausgebildeten Innenmantelfläche des Außenrings oder in die Mantelflächen von in die Randbereiche dieser Innenmantelfläche eingearbeiteten Freistichen eingepresst sind.
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Bevorzugte Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers werden in den Unteransprüchen 2 bis 11 beschrieben.
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Danach ist es gemäß den Ansprüchen 2 bis 4 bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlager vorgesehen, dass die Anlaufscheiben einen Z-förmigen Profilquerschnitt in liegender Stellung aufweisen und jeweils mit ihren mittleren horizontalen Profilschenkeln am Innenring durch Presssitz befestigt sind. Die axial inneren und sich vertikal zum Außenring erstreckenden Profilschenkel der beiden Anlaufscheiben sind dabei innenseitig zur Axialführung der Wälzkörper über deren Stirnseiten vorgesehen, während sie außenseitig gleichzeitig als Axialführung des Außenrings wirken, indem die an den außenringseitig befestigten Blechhalteringen anliegenden Dichtungen mit diesen vertikalen Profilschenkeln der Anlaufscheiben in Gleitkontakt stehen. Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die axial inneren vertikalen Profilschenkel der Anlaufscheiben mit leicht nach außen umgebogenen Enden auszubilden, da somit einerseits die Axialführung der Wälzkörper reibungsoptimiert werden kann und andererseits der Außenring derart am Innenring gehalten wird, dass die Stützrolle eine unverlierbare Baueinheit bildet. Die axial äußeren vertikalen Profilschenkel beider Anlaufscheiben sind dagegen zu Lagerachse hin abgewinkelt und an den Axialseiten des Innenrings anliegend angeordnet, um die Einbautiefe der Anlaufscheiben am Innenring bzw. die Laufbahnbreite für die Wälzkörper zu begrenzen und die Axialführung des Außenrings über die axial inneren vertikalen Profilschenkel zu unterstützen.
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Desweiteren zeichnet sich das erfindungsgemäß ausgebildete Radialwälzlager gemäß den Ansprüchen 5 bis 7 noch dadurch aus, dass die Blechhalteringe der Dichtungen einen U-förmigen Profilquerschnitt in liegender Stellung aufweisen und jeweils mit ihren radial äußeren horizontalen Profilschenkeln am Außenring durch Presssitz befestigt sind. Diese Blechhalteringe sind mit ihren Profilöffnungen ins Lagerinnere weisend angeordnet, wobei deren radial innere horizontale Profilschenkel zusätzlich schräg zum Innenring hin umgebogen sind, um das Einsetzen der Dichtungen in die Blechhalteringe zu erleichtern. Die radial äußeren horizontalen Profilschenkel der Blechhalteringe sind zudem an ihren freien Enden mit vertikalen Umbördelungen ausgebildet, die in entsprechende Einstichnuten in der Innenmantelfläche des Außenrings oder in den Freistichen in dieser Innenmantelfläche einschnappbar sind und der Sicherung der Blechhalteringe gegen axiales Verschieben dienen. Sowohl die Einstichnuten als auch die eventuell notwendigen Freistiche in der Innenmantelfläche des Außenrings werden dabei bevorzugt nach der Wärmebehandlung des Außenrings durch Hartdrehen hergestellt und verursachen somit nur eine geringfügige Erhöhung der Fertigungskosten gegenüber den Innenringen ohne Freistiche.
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Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers ist es nach den Ansprüchen 8 bis 10 darüber hinaus, dass die Dichtungen ebenfalls einen Z-förmigen Profilquerschnitt aufweisen und deren radial äußere horizontale Profilschenkel sowie deren mittlere vertikale Profilschenkel mit einer zur Profilinnenkontur der Blechhalteringe komplementären Außenkontur ausgebildet sind, durch die sie die Profilöffnung der Blechhalteringe nahezu vollständig ausfüllen. Mit der Außenseite ihrer radial äußeren horizontalen Profilschenkel sind die Dichtungen dabei durch eine Pressverbindung an der Innenseite der radial äußeren horizontalen Profilschenkel der Blechhalteringe befestigt, wobei es vorteilhaft ist, durch zusätzliche Nasen in den Blechhalteringen und zusätzliche Ausnehmungen in den Dichtungen die Dichtungen auch gegen ein Verdrehen im Lagerbetrieb zu sichern. Ebenso ist es von Vorteil, in den mit den inneren vertikalen Profilschenkeln der Anlaufscheiben in Gleitkontakt stehenden mittleren vertikalen Profilschenkel der Dichtungen mehrere gleichmäßig umfangsverteilte Radialnuten anzuordnen, da somit der im Lagerinneren befindliche Schmierstoff in diese Radialnuten eindringen kann und den Gleitkontakt zwischen den Dichtungen und den Anlaufscheiben verbessert. Die unterhalb der radial inneren horizontalen Profilschenkel der Blechhalteringe angeordneten radial inneren horizontalen Profilschenkel der Dichtungen sind darüber hinaus an ihren freien Enden bevorzugt als Dichtlippen ausgebildet, die in Dichtkontakt mit den mittleren horizontalen Profilschenkeln der Anlaufscheiben stehen.
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Schließlich wird es als vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers durch Anspruch 12 noch vorgeschlagen, dass die Stirnseiten der freien Enden der radial äußeren horizontalen Profilschenkel der Dichtungen als ebene vertikale Axialführungsflächen ausgebildet sind. Eine solche Ausbildung hat sich vor allem dahingehend als vorteilhaft erwiesen, dass dadurch zusätzlich zu den Anlaufscheiben die Führung der Wälzkörper, des Lagerkäfig oder des Außenring unterstützt werden kann.
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Das erfindungsgemäß ausgebildete Radialwälzlager in der Bauart einer abgedichteten Stützrolle weist somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten und als Stützrollen ausgebildeten Radialwälzlagern den Vorteil auf, dass durch die in jedem Fall glattzylindrische Ausbildung der Außenmantelfläche des Innenrings und durch die Verwendung von auf die Randbereiche dieses glattzylindrischen Innenrings aufpressbaren dünnwandigen Profilblechringen als Anlaufscheiben für die Wälzkörper der Fertigungsaufwand zum Anordnen und Befestigen der Anlaufscheiben erheblich reduziert wird, da die nur durch spanende Fertigungsverfahren herstellbaren Freistiche für die Anlaufscheiben sowie die spezielle Wärmebehandlung der Randbereiche des Innenrings, um diese durch Verstemmen am Innenring befestigen zu können, nicht mehr notwendig sind. Sind die Wälzkörper der erfindungsgemäß ausgebildeten Stützrolle als Zylinderrollen ausgebildet, ist es darüber hinaus noch möglich, auch die Innenmantelfläche des Außenrings glattzylindrisch auszubilden und die Dichtungen der Stützrolle an dünnwandigen Blechhalteringen zu befestigen, die ihrerseits in die Randbereiche dieser Innenmantelfläche einpressbar sind und somit auch den Fertigungsaufwand für die Freistiche der Anlaufscheiben am Außenring erübrigen. Gleichzeitig wird über die Anlaufscheiben und die in die Blechhalteringe eingesetzten Dichtungen eine vorteilhafte Axialführung des Außenrings der Stützrolle realisiert, so dass die Fertigungskosten für eine erfindungsgemäß ausgebildete Stützrolle auf ein Minimum reduziert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Das erfindungsgemäß ausgebildete Radialwälzlager wird nachfolgend in mehreren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine erste Ausführungsform eines als abgedichtete Stützrolle ausgebildeten Radialwälzlagers nachdem Stand der Technik;
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2 eine zweite Ausführungsform eines als abgedichtete Stützrolle ausgebildeten Radialwälzlagers nach dem Stand der Technik;
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3 eine erste Ausführungsform eines als abgedichtete Stützrolle ausgebildeten erfindungsgemäßen Radialwälzlagers;
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4 eine zweite Ausführungsform eines als abgedichtete Stützrolle ausgebildeten erfindungsgemäßen Radialwälzlagers;
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5 eine dritte Ausführungsform eines als abgedichtete Stützrolle ausgebildeten erfindungsgemäßen Radialwälzlagers;
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6 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers gemäß 3;
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7 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit Y des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers gemäß 4;
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8 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit Z des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers gemäß 5.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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In den 3 bis 5 sind Schnittdarstellung verschiedener Ausführungsformen von als abgedichtete Stützrollen 1 ausgebildeten Radialwälzlagern dargestellt, die sich durch die Art der verwendeten Wälzkörper 7 unterscheiden. 3 zeigt dabei eine als zweireihiges vollrolliges Zylinderrollenlager ausgebildete Stützrolle 1, während in 4 eine als einreihiges käfiggeführtes Zylinderrollenlager ausgebildete Stützrolle 1 und in 5 eine als vollrolliges massives Nadellager ausgebildete Stützrolle 1 abgebildet ist. Unabhängig von der Art der verwendeten Wälzkörper 7 bestehen diese Stützrollen 1 deutlich sichtbar im Wesentlichen aus einem ohne axiale Borde ausgebildeten, dickwandigen Außenring 2 mit einer im Profil balligen Außenmantelfläche 3, einem ebenfalls ohne axiale Borde ausgebildeten, massiven Innenring 4 sowie einer Vielzahl der zwischen der Innenmantelfläche 5 des Außenrings 2 und der Außenmantelfläche 6 des Innenrings 4 abrollenden Wälzkörper 7, die in Umfangsrichtung in den vollrolligen Ausführungen gemäß den 3 und 5 direkt nebeneinander oder, wie in 4, durch einen Lagerkäfig 8 gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet sind. An den axialen Randbereichen 9, 10 des Innenrings 4 sind darüber hinaus in bekannter Weise zwei sich radial erstreckende Anlaufscheiben 11, 12 befestigt, die zur Axialführung der Wälzkörper 7 sowie im Zusammenwirken mit zwei das Radialwälzlager abdichtenden Dichtungen 13, 14 zugleich zur Axialführung des Außenrings 2 vorgesehen sind.
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Desweiteren geht aus den 3 bis 5 hervor, dass zumindest die Außenmantelfläche 6 des Innenrings 4 dieser Stützrollen 1 erfindungsgemäß glattzylindrisch ausgebildet ist und die Anlaufscheiben 11, 12 durch zwei direkt auf die Randbereiche 9, 10 dieser Außenmantelfläche 6 aufgepresste dünnwandige Profilblechringe gebildet werden, während die beiden Dichtungen 13, 14 als profilierte Kunststoffdichtringe mit dünnwandigen Blechhalteringen 15, 16 ausgebildet sind, die entweder, wie in den 3 und 4, direkt in die Randbereiche 17, 18 der ebenfalls glattzylindrisch ausgebildeten Innenmantelfläche 5 des Außenrings 2 oder, wie in 5, in die Mantelflächen von in die Randbereiche 17, 18 dieser Innenmantelfläche 5 eingearbeiteten Freistichen 19, 20 eingepresst sind.
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Durch die vergrößerten Darstellungen der 6 bis 8 wird dabei deutlich, dass die Anlaufscheiben 11, 12 einen Z-förmigen Profilquerschnitt in liegender Stellung aufweisen und jeweils mit ihren mittleren horizontalen Profilschenkeln 21 am Innenring 4 durch Presssitz befestigt sind. Die axial inneren und sich vertikal zum Außenring 2 erstreckenden Profilschenkel 22 der beiden Anlaufscheiben 11, 12 sind dabei innenseitig zur Axialführung der Wälzkörper 7 über deren Stirnseiten 23 vorgesehen, während sie außenseitig über ihre leicht nach außen umgebogenen Enden gleichzeitig als Axialführung des Außenrings 2 wirken. Die axial äußeren vertikalen Profilschenkel beider Anlaufscheiben sind dagegen zu Lagerachse hin abgewinkelt und an den Axialseiten 25 des Innenrings 4 anliegend angeordnet, um die Einbautiefe der Anlaufscheiben 11, 12 am Innenring 4 bzw. die Laufbahnbreite für die Wälzkörper 7 zu begrenzen.
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Darüber hinaus ist in den 6 bis 8 zu sehen, dass die Blechhalteringe 15, 16 der Dichtungen 13, 14 einen U-förmigen Profilquerschnitt in liegender Stellung aufweisen und jeweils mit ihren radial äußeren horizontalen Profilschenkeln 26 am Außenring 2 durch Presssitz befestigt sind. Diese Blechhalteringe 15, 16 sind mit ihren Profilöffnungen ins Lagerinnere weisend angeordnet, wobei deren radial innere horizontale Profilschenkel 29 zusätzlich schräg zum Innenring 4 hin umgebogen sind, um das Einsetzen der Dichtungen 13, 14 in die Blechhalteringe 15, 16 zu erleichtern. Die radial äußeren horizontalen Profilschenkel 26 der Blechhalteringe 15, 16 sind zudem an ihren freien Enden mit vertikalen Umbördelungen 27 ausgebildet, die entweder, wie in den 6 und 7, in entsprechende Einstichnuten 28 in der Innenmantelfläche 5 des Außenrings 2 oder, wie in 8, in entsprechende Einstichnuten 28 in den Freistichen 19, 20 in dieser Innenmantelfläche 5 einschnappbar sind und der Sicherung der Blechhalteringe gegen axiales Verschieben dienen.
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Weiterhin ist in den 6 bis 8 dargestellt, dass die Dichtungen 13, 14 ebenfalls einen Z-förmigen Profilquerschnitt aufweisen und deren radial äußere horizontale Profilschenkel 30 sowie deren mittlere vertikale Profilschenkel 31 mit einer zur Profilinnenkontur der Blechhalteringe 15, 16 komplementären Außenkontur ausgebildet sind. Mit der Außenseite ihrer radial äußeren horizontalen Profilschenkel 30 sind die Dichtungen 13, 14 dabei durch eine Pressverbindung an der Innenseite der radial äußeren horizontalen Profilschenkel 26 der Blechhalteringe 15, 16 befestigt, während die unterhalb der radial inneren horizontalen Profilschenkel 29 der Blechhalteringe 15, 16 angeordneten radial inneren horizontalen Profilschenkel 32 der Dichtungen 13, 14 mit ihren als Dichtlippen ausgebildeten freien Enden in Dichtkontakt mit den mittleren horizontalen Profilschenkeln 21 der Anlaufscheiben 11, 12 stehen.
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Schließlich ist in den 6 bis 8 noch erkennbar, dass die Stirnseiten 33 der freien Enden der radial äußeren horizontalen Profilschenkel 30 der Dichtungen 13, 14 als ebene vertikale Axialführungsflächen ausgebildet sind. Durch diese Ausbildung ist es in vorteilhafter Weise möglich, entweder wie in 6 die Führung der Wälzkörper 7 oder wie in 7 die Führung des Lagerkäfigs 8 oder wie in 8 die Führung des Außenrings 2 zusätzlich zu der Führung durch die Anlaufscheiben 11, 12 zu unterstützten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stützrolle
- 2
- Außenring von 1
- 3
- Außenmantelfläche von 2
- 4
- Innenring von 1
- 5
- Innenmantelfläche von 2
- 6
- Außenmantelfläche von 4
- 7
- Wälzkörper von 1
- 8
- Lagerkäfig von 1
- 9
- Randbereich von 6
- 10
- Randbereich von 6
- 11
- Anlaufscheibe auf 9
- 12
- Anlaufscheibe auf 10
- 13
- Dichtung für 1
- 14
- Dichtung für 1
- 15
- Blechhaltering für 13
- 16
- Blechhaltering für 14
- 17
- Randbereich von 5
- 18
- Randbereich von 5
- 19
- Freistich in 17
- 20
- Freistich in 18
- 21
- horizontaler Profilschenkel von 11/12
- 22
- innere vertikale Profilschenkel von 11/12
- 23
- Stirnseiten von 7
- 24
- äußere vertikale Profilschenkel von 11/12
- 25
- Axialseiten von 4
- 26
- äußere horizontale Profilschenkel von 15/16
- 27
- Umbördelungen an 26
- 28
- Einstichnuten in 5
- 29
- innere horizontale Profilschenkel von 15/16
- 30
- äußere horizontale Profilschenkel von 13/14
- 31
- mittlere vertikale Profilschenkel von 13/14
- 32
- innere horizontale Profilschenkel von 14/14
- 33
- Stirnseiten von 30
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Katalog „Wälzlager” vom Oktober 2008 [0002]