DE102015114012A1

DE102015114012A1 - Ausrichtungslager, insbesondere für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015114012A1
Application number: DE102015114012.8A
Authority: DE
Inventors: Hervé Dondaine; Juliette Delaby; Michel Nicolas
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2016-02-25
Also published as: FR3025008B1; CN105387068B; FR3025008A1; US9644679B2; JP2016044814A; CN105387068A; US20160053811A1

Abstract

Das Ausrichtungslager, insbesondere für ein Fahrzeug, umfasst einen Innenring 12, einen Außenring 14, wenigstens eine Reihe von Wälzelementen 16, die zwischen dem Innen- und dem Außenring angeordnet sind, und Dichtmittel 34, 36, die zwischen diesen Ringen einen geschlossenen Ringraum 30 begrenzen, in dessen Innerem die Wälzelemente angeordnet sind. Das Wälzlager umfasst außerdem wenigstens eine Dichtung 40, die an dem Außenring 14 befestigt ist und wenigstens eine zur Außenseite des Wälzlagers gerichtete Dichtlippe 40b umfasst, und wenigstens einen Ablenker 42, der an dem Außenring befestigt ist und einen Ablenkteil 42b umfasst, der bezüglich der Dichtlippe 40b der Dichtung wenigstens teilweise axial nach außen versetzt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Wälzlager, insbesondere die Wälzlager, welche einen Außenring, einen Innenring und wenigstens eine Reihe von Wälzelementen wie etwa Rollen, die zwischen diesen Ringen angeordnet sind, umfassen.
Spezieller betrifft die Erfindung das Gebiet der Ausrichtungslager mit großem Durchmesser, die in der Lage sind, die Rotation eines beweglichen Teils bezüglich eines feststehenden Teils sicherzustellen, insbesondere diejenigen, die in Windkraftanlagen, Tunnelbaumaschinen wie etwa Tunnelvortriebsmaschinen oder Baggern, Fahrzeugen, zum Beispiel für militärische Zwecke, oder auch Turmdrehkranen verwendet werden.
Die Patentschrift US 6,113,276 beschreibt ein Ausrichtungslager, das eine Reihe von zwischen dem Innen- und dem Außenring angeordneten Rollen und Dichtungen, die radial zwischen den Ringen einen geschlossenen Ringraum begrenzen, in dessen Innerem die Rollen aufgenommen sind, umfasst.
Unter gewissen Betriebsbedingungen kann sich die Dichtigkeit eines solchen Ausrichtungslagers als unzureichend erweisen, insbesondere für eine Verwendung in einem Unterwasserfahrzeug.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diesen Nachteil zu überwinden.
Insbesondere hat die vorliegende Erfindung zum Ziel, ein Ausrichtungslager vorzusehen, insbesondere für ein Fahrzeug, das eine verbesserte Dichtigkeit aufweist und das einfach herzustellen ist.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Ausrichtungslager, insbesondere für ein Fahrzeug, einen Innenring, einen Außenring, wenigstens eine Reihe von Wälzelementen, die zwischen dem Innen- und dem Außenring angeordnet sind, und Dichtmittel, die zwischen den Ringen einen geschlossenen Ringraum begrenzen, in dessen Innerem die Wälzelemente angeordnet sind.
Das Wälzlager umfasst außerdem wenigstens eine Dichtung, die an dem Außenring befestigt ist und wenigstens eine zur Außenseite des Wälzlagers gerichtete Dichtlippe umfasst, und wenigstens einen Ablenker, der an dem Außenring befestigt ist und einen Ablenkteil umfasst, der bezüglich der Dichtlippe der Dichtung wenigstens teilweise axial nach außen versetzt ist.
Vorzugsweise ist der Ablenker bezüglich der Dichtung radial nach außen versetzt. Vorteilhafterweise umgibt der Ablenkteil des Ablenkers die Dichtlippe der Dichtung radial. Der Ablenkteil des Ablenkers kann sich axial oder schräg erstrecken.
Die Dichtlippe der Dichtung kann sich bezüglich einer Vorderfläche des Ringes axial vorstehend erstrecken.
Bei einer Ausführungsform ist der Ablenker an einer Außenfläche des Außenringes befestigt. Der Ablenker kann im Inneren einer Nut befestigt sein, die an der Außenfläche ausgebildet ist.
Bei einer Ausführungsform ist die Dichtung im Inneren einer Nut befestigt, die an der Vorderfläche des Außenringes ausgebildet ist.
Bei einer Ausführungsform umfasst der Außenring wenigstens zwei zusammengefügte Teilringe. Zwischen diesen Teilringen können Dichtungen angeordnet sein. Alternativ dazu kann der Innenring aus einem Stück hergestellt sein.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrzeug, zum Beispiel einen Panzer, welches ein Fahrgestell, einen bezüglich des Fahrgestells drehbeweglichen Turm und wenigstens ein Wälzlager, wie oben definiert, das zwischen dem Turm und dem Fahrgestell angeordnet ist, umfasst. Die Dichtlippe der Dichtung des Wälzlagers wirkt durch Reibung mit dem Fahrgestell zusammen, und der Ablenkteil des Ablenkers wirkt mit dem Fahrgestell zusammen, um eine Spaltdichtung zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung wird beim Studium der ausführlichen Beschreibung von Ausführungsformen besser verständlich, die als Beispiele zu betrachten sind, welche in keiner Weise einschränkend sind und durch die beigefügten Zeichnungen veranschaulicht werden, wobei:
1 eine Teilansicht im Axialschnitt eines Ausrichtungslagers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, und
2 eine Teilansicht im Axialschnitt eines Ausrichtungslagers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.
In 1 wird das Ausrichtungslager, das in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnet ist und einen großen Durchmesser aufweist, in einem Unterwasserfahrzeug verwendet, dessen Fahrgestell teilweise gestrichelt dargestellt ist.
Das Wälzlager 10 umfasst einen Innenring 12, einen Außenring 14, eine Reihen von Schrägrollen 16, die zwischen den Ringen angeordnet sind, und einen Käfig 17 zur Aufrechterhaltung des gleichmäßigen Umfangsabstands der Rollen. Der Innenring 12 und der Außenring 14 sind konzentrisch und erstrecken sich axial entlang der Drehachse (nicht dargestellt) des Wälzlagers. Der Innenring 12 ist massiv. Unter einem „massiven Ring” wird ein Ring verstanden, dessen Form durch spanende Bearbeitung (Drehen, Schleifen) ausgehend von Rohren, Stangen, Schmiede- und Walzrohlingen erhalten wird.
Der Innenring 12 ist aus einem Stück oder Teil hergestellt und ist dazu bestimmt, am Fahrgestell des Fahrzeugs befestigt zu werden. Der Innenring 12 umfasst eine Bohrung 12a, die mit mehreren radialen Zähnen (nicht bezeichnet) versehen ist, die dazu bestimmt sind, mit Getrieberitzeln zu kämmen, um den beweglichen Turm des Fahrzeugs auszurichten. Die Bohrung 12a wird axial von zwei seitlichen radialen Flächen 12b, 12c begrenzt, die dem Ring gegenüberliegen. Der Innenring 12 umfasst außerdem eine gestufte Außenfläche 12d, in welcher eine Hohlkehle für die Anbringung der Rollen 16 ausgebildet ist.
Der Innenring 12 umfasst weiterhin eine innere ringförmige Laufbahn 18 und eine innere ringförmige Führungsbahn 20, die für die Rollen 16 vorgesehen sind und an dem Ring angebracht sind. Die Laufbahn 18 und die Führungsbahn 20 sind in der Hohlkehle befestigt, die in der Außenfläche 12d des Ringes ausgebildet ist. Die Laufbahn 18 und die Führungsbahn 20 sind in der Umfangsrichtung durchgehend. Die Laufbahn 18 gelangt in linearen Kontakt mit einer äußeren Wälzfläche jeder der Rollen 16. Die Führungsbahn 20 ist dafür vorgesehen, zur axialen Anlage an einer der Endflächen jeder Rolle 16 zu kommen, welche die Wälzfläche der Rolle axial begrenzen.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Außenring 14 von der aus zwei zusammengefügten Teilringen 22, 24 bestehenden Baugruppe gebildet. Der Außenring 14 ist in der axialen Richtung in die zwei Teilringe 22, 24 aufgeteilt. Die Teilringe 22, 24 können durch Verschrauben zusammengefügt sein. Die Teilringe 22, 24 sind vom massiven Typ.
Der Außenring 14 ist dazu bestimmt, am Turm des Fahrzeugs befestigt zu werden. Der Außenring 14 umfasst eine gestufte Außenfläche 14a und zwei einander gegenüberliegende seitliche vordere radiale Flächen 14b, 14c, welche die Außenfläche axial begrenzen. Der Außenring 14 umfasst außerdem eine ab, gestufte Bohrung 14d, in welcher eine Hohlkehle für die Anbringung der Rollen 16 ausgebildet ist. Die Außenfläche 14a und die Bohrung 14d des Außenringes werden von den Außenflächen bzw. den Bohrungen der Teilringe 22, 24 gebildet. Die radiale Fläche 14b ist an dem Teilring 22 ausgebildet, und die radiale Fläche 14c ist an dem Teilring 24 ausgebildet. Der Teilring 22 ist axial gegenüberliegend von dem Teilring 24 angebracht, wobei zwischen ihnen ein enger axialer Spalt verbleibt. Alternativ dazu kann der Teilring 22 axial an dem Teilring 24 anliegend angebracht sein.
Der Außenring 14 umfasst ebenfalls eine ringförmige äußere Laufbahn 26 und eine ringförmige äußere Führungsbahn 28, die für die Rollen 16 vorgesehen und an dem Ring angebracht sind. Die Laufbahn 26 und die Führungsbahn 28 sind in der Hohlkehle befestigt, die in der Bohrung 14d ausgebildet ist. Die Laufbahn 26 und die Führungsbahn 28 sind in der Umfangsrichtung durchgehend. Die Laufbahn 26 gelangt in linearen Kontakt mit der äußeren Wälzfläche jeder der Rollen 16.
Die Führungsbahn 28 ist dafür vorgesehen, zur axialen Anlage an einer der Endflächen der Rollen 16 zu kommen. Die Laufbahn 18 des Innenringes und die Laufbahn 26 des Außenringes sind einander gegenüberliegend bzw. symmetrisch angeordnet, bezogen auf die Drehachsen der Rollen. Analog sind die innere Führungsbahn 20 und die äußere Führungsbahn 28 gegenüberliegend angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Laufbahnen 18, 26 und Führungsbahnen 20, 28 am Innenring 12 und Außenring 14 angebracht. Alternativ dazu könnten diese Bahnen direkt an den Ringen ausgebildet sein.
Die Außenfläche 12d des Innenringes und die Bohrung 14d des Außenringes begrenzen radial zwischen sich einen Ringraum 30, in dessen Innerem die Reihe von Rollen 16 und der Käfig 17 angeordnet sind. Das Wälzlager 10 umfasst außerdem ringförmige Dichtungen 34, 36 zum Verschließen des Ringraums 30, der sich zwischen dem Innenring 12 und dem Außenring 14 befindet. Der Ringraum 30 wird durch die Dichtungen 34, 36 vor dem Eindringen von Verunreinigungspartikeln, wie Schmierfett oder Staub, von außen und vor dem Einsickern von Flüssigkeiten geschützt.
Die Dichtung 34 ist im Inneren einer Ringnut (nicht bezeichnet) angebracht, die in der Bohrung 14d des Außenringes ausgebildet ist, und erstreckt sich radial vorstehend nach innen, um mit der Vorderfläche 12c des Innenringes in Reibkontakt zu kommen. Der Kontakt zwischen der Dichtung 34 und dem Innenring 12 ist hier axial. Die Dichtung 36 ist im Inneren einer Ringnut (nicht bezeichnet) angebracht, die an der gestuften Vorderfläche 14b des Außenringes ausgebildet ist, und erstreckt sich radial vorstehend nach innen, um dann an der Außenfläche 12a des Innenringes zu schleifen. Der Kontakt zwischen der Dichtung 36 und dem Innenring 12 ist hier radial. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Dichtung 36 eine Federdichtung.
Das Wälzlager 10 umfasst weiterhin eine ringförmige Dichtung 40 und einen ringförmigen, eine Art Schutzlast bildenden Ablenker 42, welche an dem Außenring 14 befestigt sind. Die Dichtung 40 kann aus Elastomer ausgebildet sein, wie zum Beispiel Nitrilkautschuk. Die Dichtung 40 ist dazu vorgesehen, das Einsickern von Flüssigkeiten zwischen das Wälzlager 10 und das Fahrgestell des Fahrzeugs zu begrenzen, zum Beispiel während des Eintauchens des Fahrzeugs in Wasser oder auch beim Fahren bei Regenwetter oder beim Waschen. Die Dichtung 40 ist im Inneren einer Ringnut 44 befestigt, die an der gestuften Vorderfläche 14b des Außenringes ausgebildet ist. Die Nut 44 ist radial in der Nähe der Außenfläche 14a des Außenringes ausgebildet und ist axial nach außen gerichtet.
Die Dichtung 40 umfasst einen ringförmigen Wulst 40a, der im Inneren der Nut 44 befestigt ist, und eine ringförmige Dichtlippe 40b, die sich von dem Wulst aus auf der Außenseite radial vorstehend erstreckt, d. h. auf der dem Außenring 14 gegenüberliegenden Seite. Die Lippe 40b erstreckt sich axial vorstehend bezüglich des Teils der Vorderfläche 14b des Außenringes, an dem die Nut 44 ausgebildet ist. Die Lippe 40b ist bezüglich dieses Teils der Vorderfläche 14b axial zur Außenseite des Wälzlagers hin versetzt. Die Lippe 40b ist in der axialen Richtung flexibel. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Lippe 40b von einem Rand mit kleinem Durchmesser des Wulstes 40a aus schräg nach außen.
Die Lippe 40b erfüllt eine Funktion der dynamischen Dichtung zum Fahrgestell des Fahrzeugs. Unter „dynamischer Dichtung” versteht man eine Dichtung zwischen zwei Teilen, die eine Bewegung relativ zueinander ausführen. Die Lippe 40b kommt mit dem Fahrgestell in Reibkontakt. Die Lippe 40b weist somit eine Kontaktfläche mit dem Fahrgestell auf. Der Reibkontakt zwischen der Lippe 40b und dem Fahrgestell ist axial. Das freie Ende der Lippe 40b weist vorteilhafterweise im geraden Querschnitt eine dreieckige Form auf, um die Reibung zwischen der Dichtung 40 und dem Fahrgestell zu begrenzen. Die Lippe 40b ist bezüglich der Dichtung 36 radial nach außen versetzt und bildet stromaufwärts dieser Dichtung eine Vordichtung, was es ermöglicht, das Vordringen von Flüssigkeiten bis zu der Dichtung zu begrenzen.
Der Ablenker 42 kann aus Elastomer hergestellt sein, wie zum Beispiel Nitrilkautschuk, oder auch aus Stahl. Der Ablenker 42 ist im Inneren einer Ringnut 46 befestigt, die an der Außenfläche 14a des Außenringes ausgebildet ist. Die Nut 46 ist radial nach außen gerichtet. Die Nut 46 ist bezüglich der Nut 44 axial zur Seite des Teilringes 24 hin versetzt. Der Ablenker 42 ist bezüglich der Dichtung 40 radial nach außen versetzt. Der Ablenker 42 umfasst einen ringförmigen Wulst 42a, der in der Nut 33 befestigt ist, und einen ringförmigen Ablenkteil 42b, der sich von dem Wulst aus axial erstreckt.
Der Ablenkteil 42b bedeckt teilweise die Außenfläche 14a des Außenringes und kommt mit dieser Fläche radial in Kontakt. Der Ablenkteil 42b erstreckt sich axial vorstehend zur Außenseite des Wälzlagers hin, bezogen auf den Teil der Vorderfläche 14b, an dem die Nut 44 ausgebildet ist, und bezüglich der Lippe 40b der Dichtung. Der Ablenkteil 42b erstreckt sich axial über die Lippe 40b der Dichtung hinaus. Der Ablenkteil 42b umfasst ein freies Ende 42c, das bezüglich der Lippe 40b axial zur Außenseite des Wälzlagers hin versetzt ist. Der bezüglich der Vorderfläche 14b des Außenringes vorstehende Bereich des Ablenkteils 42b umgibt die Lippe 40b radial.
Der Ablenkteil 42b erfüllt eine Funktion der dynamischen Dichtung zum Fahrgestell des Fahrzeugs. Der Ablenkteil 42b umgibt das Fahrgestell radial und bildet eine Spaltdichtung. Der Spalt zwischen dem Ablenker 42 und dem Fahrgestell verläuft hier radial. Der Ablenkteil 42b, der bezüglich der Lippe 40b der Dichtung radial nach außen versetzt ist, bildet stromaufwärts dieser Lippe eine Vordichtung. Dies ermöglicht es, die Zahl der Verunreinigungspartikel, die sich in Richtung der Lippe 40b der Dichtung bewegen und diese Lippe erreichen, zu verringern. Tatsächlich bildet, wenn eine Strömung, die Verunreinigungspartikel transportiert, von außen in Richtung des Außenringes 14 fließt, der Ablenkteil 42b ein Hindernis, welches die Strömung daran hindert, die Lippe 40b der Dichtung zu erreichen.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Wälzlager 10 auch eine äußere Dichtung 48, die axial zwischen den Teilringen 22, 24 des Außenringes angeordnet ist, und eine innere Dichtung 50, die radial zwischen diesen Teilringen angeordnet ist. Das Wälzlager 10 umfasst außerdem eine Dichtung 52, die in einer Ringnut (nicht bezeichnet) befestigt ist, welche an der radialen Fläche 14c des Außenringes ausgebildet ist.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Dichtung 40 und der Ablenker 42 an dem Teilring 22 des Außenringes angebracht. Je nach der Gestaltung des Fahrgestells des Fahrzeugs ist es möglich, die Dichtung 40 und den Ablenker 42 an dem Teilring 24 des Außenringes zu befestigen, wie dies in der Ausführungsvariante von 2 dargestellt ist, in welcher die identischen Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Bei dieser Variante ist die radiale Abmessung des Teilringes 24 reduziert. Der Ablenker 42 umfasst hier einen Ablenkabschnitt 42b, der sich von dem Wulst 42a aus schräg nach außen erstreckt. Der zwischen dem Ablenker 42 und dem Fahrgestell gebildete Spalt ist hier axial.
Die Erfindung wurde anhand eines Ausrichtungslagers dargestellt, das eine einzige Reihe von Wälzelementen umfasst. Alternativ dazu ist es möglich, eine Anzahl von Reihen von Wälzelementen vorzusehen, die kleiner oder gleich zwei ist.
Dank der Erfindung steht ein Ausrichtungslager zur Verfügung, das in der Lage ist, die Rotation eines beweglichen Teils bezüglich eines feststehenden Teils sicherzustellen, und das eine verbesserte Dichtigkeit aufweist, dank der Verwendung der Dichtung und des Ablenkers, die an dem Außenring vorgesehen sind und geeignet sind, mit dem feststehenden Teil zusammenzuwirken, um eine Reibdichtung bzw. eine Spaltdichtung zu erhalten, um das Eindringen von Verunreinigungspartikeln und von Flüssigkeiten in Richtung der Wälzelemente zu begrenzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6113276 [0003]

Claims

Ausrichtungslager, insbesondere für ein Fahrzeug, welches einen Innenring (12), einen Außenring (14), wenigstens eine Reihe von Wälzelementen (16), die zwischen dem Innen- und dem Außenring angeordnet sind, und Dichtmittel (34, 36), die zwischen den Ringen einen geschlossenen Ringraum (30) begrenzen, in dessen Innerem die Wälzelemente angeordnet sind, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem wenigstens eine Dichtung (40), die an dem Außenring (14) befestigt ist und wenigstens eine zur Außenseite des Wälzlagers gerichtete Dichtlippe (40b) umfasst, und wenigstens einen Ablenker (42), der an dem Außenring befestigt ist und einen Ablenkteil (42b) umfasst, der bezüglich der Dichtlippe (40b) der Dichtung wenigstens teilweise axial nach außen versetzt ist, umfasst.
Lager nach Anspruch 1, wobei der Ablenker (42) bezüglich der Dichtung (40) radial nach außen versetzt ist.
Lager nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ablenkteil (42b) des Ablenkers die Dichtlippe (40b) der Dichtung radial umgibt.
Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Dichtlippe (40b) der Dichtung bezüglich einer Vorderfläche (14b) des Außenringes (14) axial vorstehend erstreckt.
Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der Ablenkteil (42b) des Ablenkers axial oder schräg erstreckt.
Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ablenker (42) an einer Außenfläche (14a) des Außenringes befestigt ist.
Lager nach Anspruch 6, wobei der Ablenker (42) im Inneren einer Nut (46) befestigt ist, die an der Außenfläche ausgebildet ist.
Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtung (40) im Inneren einer Nut (44) befestigt ist, die an einer Vorderfläche (14b) des Außenringes ausgebildet ist.
Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Außenring (14) wenigstens zwei zusammengefügte Teilringe (22, 24) umfasst.
Lager nach Anspruch 9, welches Dichtungen (48, 50) umfasst, die zwischen den Teilringen angeordnet sind.
Fahrzeug, welches ein Fahrgestell, einen bezüglich des Fahrgestells drehbeweglichen Turm und wenigstens ein Ausrichtungslager (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das zwischen dem Turm und dem Fahrgestell angeordnet ist, umfasst, wobei die Dichtlippe (40b) der Dichtung durch Reibung mit dem Fahrgestell zusammenwirkt und der Ablenkteil (42b) des Ablenkers mit dem Fahrgestell zusammenwirkt, um eine Spaltdichtung zu erhalten.