DE102019125723A1

DE102019125723A1 - Wälzlageranordnung

Info

Publication number: DE102019125723A1
Application number: DE102019125723.9A
Authority: DE
Inventors: Pedro Gabriel Camargo de C Montanari; Fabio Luis Vieira
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2021-03-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung (1) umfassend ein Wälzlager (2), wobei das Wälzlager als Axialwälzlager (3) ausgebildet ist, insbesondere als Axial-Rillenkugellager (4) ausgebildet ist, mit einer ersten kreisringförmigen Lagerscheibe (5) und einer zweiten kreisringförmigen Lagerscheibe (6), einer Vielzahl von Wälzkörpern (7), einem Käfig (8) und einer Dichtung (9), wobei die erste Lagerscheibe (5) und die zweite Lagerscheibe (6) zueinander beabstandet und auf einer gemeinsamen Mittelachse angeordnet sind, wobei jede Lagerscheibe, eine innenliegende, axiale Wälzkörperlaufbahn (10) aufweist, wobei die Wälzkörperlaufbahnen (10) als Laufrillen (11) ausgebildet sind, wobei die Wälzkörper (7) zwischen erster Lagerscheibe (5) und zweiter Lagerscheibe (6) wälzend gelagert und durch den Käfig (8) voneinander beabstandet angeordnet sind und wobei die Wälzkörper (7) als Kugeln ausgeformt sind,Erfindungsgemäß ist die Dichtung (9) als Manschettendichtung (12) ausgeformt, wobei die Manschettendichtung (12) in Umfangsrichtung zwischen der ersten Lagerscheibe (5) und der zweiten Lagerscheibe (6) an ihren äußeren radialen Enden angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung umfassend ein Wälzlager, wobei das Wälzlager als Axialwälzlager ausgebildet ist, insbesondere als Axial-Rillenkugellager ausgebildet ist, mit einer ersten kreisringförmigen Lagerscheibe und einer zweiten kreisringförmigen Lagerscheibe, einer Vielzahl von Wälzkörpern, einem Käfig und einer Dichtung, wobei die erste Lagerscheibe und die zweite Lagerscheibe zueinander beabstandet und auf einer gemeinsamen Mittelachse angeordnet sind, wobei jede Lagerscheibe, eine innenliegende, axiale Wälzkörperlaufbahn aufweist, wobei die Wälzkörperlaufbahnen als Laufrillen ausgebildet sind, wobei die Wälzkörper zwischen erster Lagerscheibe und zweiter Lagerscheibe wälzend gelagert und durch den Käfig voneinander beabstandet angeordnet sind und wobei die Wälzkörper als Kugeln ausgeformt sind.
Eine gattungsgemäße Wälzlageranordnung ist aus der DE 10 2010 011 437 A1 bereits bekannt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wälzlageranordnung zu schaffen, die im Hinblick auf die Anforderung an ein robustes, gegen Verunreinigungen abgedichtetes Axial-Rillenkugellager, insbesondere für die Anforderungen im landwirtschaftlichen Einsatz, optimiert ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Wälzlageranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die erfindungsgemäße Wälzlageranordnung umfasst ein Wälzlager, wobei das Wälzlager als Axialwälzlager ausgebildet ist, insbesondere als Axial-Rillenkugellager ausgebildet ist, mit einer ersten kreisringförmigen Lagerscheibe und einer zweiten kreisringförmigen Lagerscheibe, einer Vielzahl von Wälzkörpern, einem Käfig und einer Dichtung, wobei die erste Lagerscheibe und die zweite Lagerscheibe zueinander beabstandet und auf einer gemeinsamen Mittelachse angeordnet sind, wobei jede Lagerscheibe, eine innenliegende, axiale Wälzkörperlaufbahn aufweist, wobei die Wälzkörperlaufbahnen als Laufrillen ausgebildet sind, wobei die Wälzkörper zwischen erster Lagerscheibe und zweiter Lagerscheibe wälzend gelagert und durch den Käfig voneinander beabstandet angeordnet sind und wobei die Wälzkörper als Kugeln ausgeformt sind. Erfindungsgemäß ist die Dichtung als Manschettendichtung ausgeformt, wobei die Manschettendichtung in Umfangsrichtung zwischen der ersten Lagerscheibe und der zweiten Lagerscheibe im Bereich von deren äußeren radialen Enden angeordnet ist.
Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass die zwischen den Lagerringen angeordnete Manschettendichtung das Eindringen von Verunreinigungen, auch unter aggressivsten äußeren Bedingungen, in die Wälzlageranordnung verhindert und deren Lebensdauer verlängert.
Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
Wälzlager dienen dazu, Drehbewegungen mit möglichst geringen Reibungsverlusten zu übertragen. Wälzlager werden insbesondere zur Positionierung von Achsen und Wellen eingesetzt, wobei sie, je nach Bauform, radiale und/oder axiale Kräfte aufnehmen und gleichzeitig die Rotation der Welle oder der so auf einer Achse gelagerten Bauteile ermöglichen. Hierzu sind im Falle von Axiallagern zwischen einer ersten Lagerscheibe und einer zweiten Lagerscheibe des Wälzlagers abwälzende Wälzkörper angeordnet. Zwischen diesen drei Hauptkomponenten erste Lagerscheibe, zweite Lagerscheibe und den Wälzkörpern tritt innerhalb des Wälzlagers hauptsächlich Rollreibung auf. Da die Wälzkörper auf der ersten Lagerscheibe und der zweiten Lagerscheibe üblicherweise auf gehärteten Stahlflächen mit optimierter Schmierung abrollen, ist die Rollreibung dieser Lager relativ gering.
Die Wälzkörper haben abhängig von der Wälzlagerbauart die Form einer Kugel oder einer Rolle. Sie wälzen sich auf den Laufbahnen der ersten Lagerscheibe und der zweiten Lagerscheibe ab und haben die Aufgabe, die auf das Wälzlager wirkende Kraft von der zweiten Lagerscheibe auf die erste Lagerscheibe und umgekehrt zu übertragen.
Ein Wälzlager kann einen Käfig aufweisen, wobei der Käfig die Wälzkörper führt. Der Käfig ist so ausgebildet, dass die Wälzkörperkugeln und/oder die Wälzkörperrollen voneinander beabstandet werden, damit beispielsweise die Reibung und Wärmeentwicklung der Wälzkörper möglichst gering gehalten werden kann. Ferner hält der Käfig die Wälzkörperkugeln und/oder Wälzkörperrollen in einem festen Abstand beim Abwälzen zueinander, wodurch eine gleichmäßige Lastverteilung erzielt werden kann. Der Käfig kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein.
Die Wälzkörper wälzen innerhalb des Wälzlagers auf den Wälzkörperlaufbahnen der Lagerscheiben ab. Hierzu muss die Oberfläche der Wälzkörperlaufbahnen entsprechend abriebfest ausgebildet sein. Die Wälzkörperlaufbahnen können eben oder profiliert ausgebildet sein. Eine profilierte Ausgestaltung der Wälzkörperlaufbahnen kann beispielsweise zur Führung der Wälzkörper auf der Wälzkörperlaufbahnen dienen. Eine ebene Ausformung der Wälzkörperlaufbahnen kann hingegen beispielsweise eine gewisse radiale Verschiebbarkeit der Wälzkörper auf den Wälzkörperlaufbahnen erlauben.
Ein Wälzlager weist in der Regel wenigstens eine Dichtung auf, um ein Austreten von Schmiermittel aus dem Wälzlager oder ein Eintreten von Schmutz oder Feuchtigkeit in das Wälzlager zu verhindern. Üblicherweise berühren hierzu die eingesetzten Dichtungen mit mehreren Dichtlippen die erste Lagerscheibe bzw. die zweite Lagerscheibe. Diese sind so ausgelegt, dass sie zum einen über die gesamte Lebensdauer das Lager abdichten, andererseits die Reibung nicht zu hoch ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Material der Manschettendichtung aus Gummi besteht, vorzugsweise aus einem vulkanisiertem Gummielastomerkörper, wobei der Gummielastomerkörper um ein als Ring ausgebildetes Flachband aus Metall angeordnet ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass eine durch das Gummi flexibel ausgestaltete Manschettendichtung, die um das stützend wirkende metallische Flachband angeordnet ist, den Kontakt der Manschettendichtung mit beiden Lagerringen zu erhalten und das Eindringen von Verunreinigungen in das Wälzlager zu verhindern. Ferner ist die Manschettendichtung im Hinblick auf Beschädigung durch äußere Krafteinflüsse widerstandsfähiger ausgebildet.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Wälzkörperlaufbahnen an ihren äußeren radialen Enden jeweils eine konzentrisch ausgebildete, axial nach innen weisende Nut aufweisen, wobei die Nuten die jeweils axialen Enden der Dichtung aufnehmen. Es kann hierdurch erreicht werden, dass die Nuten, die den flexible ausgestaltenten Bereich der Manschettendichtung aufnehmen, ebenso die Manschettendichtung in Position halten bzw. im Betrieb führen.
Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die axialen Enden der Manschettendichtung derart ausgebildet sind, dass sie vier ringförmig umlaufende Dichtungslippen bilden, wobei die Dichtungslippen Kontakt zur jeweiligen Nut haben. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass die jeweils vier umlaufenden und sowohl in axialer, als auch in radialer Richtung weisende Dichtungslippen durch den Kontakt zu den korrespondieren Nuten eine Optimierung hinsichtlich der Verhinderung einer Verunreinigung der Wälzlageranordnung und auch eine Optimierung hinsichtlich der Reibungseigenschaften von Nut und Manschettendichtung erreicht wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele innerhalb des technisch machbaren frei miteinander kombiniert werden. Es zeigen:

1 die erfindungsgemäße Wälzlageranordnung im Axialschnitt,
2 die Teilansicht der Manschettendichtung im Axialschnitt, und
3 die Detailansicht der Manschettendichtung im Teil-Axialschnitt.

Die 1 zeigt die Wälzlageranordnung 1 im Axialschnitt. Die Wälzlageranordnung 1 umfasst ein Wälzlager 2, welches als Axialwälzlager 3 ausgebildet ist, wobei die erfindungsgemäße Wälzlageranordnung 1 insbesondere als Axial-Rillenkugellager 4 ausgebildet ist. Das Wälzlager 2 besitzt eine erste kreisringförmige Lagerscheibe 5 und eine zweite kreisringförmige Lagerscheibe 6, eine Vielzahl von Wälzkörpern 7, einen Käfig 8 und eine Dichtung 9.
Aus der 1 ist ferner ersichtlich, dass die erste Lagerscheibe 5 und die zweite Lagerscheibe 6 zueinander beabstandet sind und auf einer gemeinsamen Mittelachse angeordnet sind. Jede Lagerscheibe weist eine innenliegende, axiale Wälzkörperlaufbahn 10 auf, wobei die Wälzkörperlaufbahnen 10 als Laufrillen 11 ausgebildet sind.
Die Wälzkörper 7, die als Kugeln ausgeformt sind, sind zwischen der ersten Lagerscheibe 5 und der zweiten Lagerscheibe 6 wälzend gelagert und durch den Käfig 8 voneinander beabstandet angeordnet.
Die Dichtung 9, die als Manschettendichtung 12 ausgeformt ist, ist in Umfangsrichtung zwischen der ersten Lagerscheibe 5 und der zweiten Lagerscheibe 6 an ihren äußeren radialen Enden angeordnet. Die axialen Enden der Manschettendichtung 12 sind in den korrespondierenden Nuten 16 aufgenommen.
Die 2 zeigt die Teilansicht der Manschettendichtung 12 der Wälzlageranordnung 1 im Axialschnitt. Die Manschettendichtung 12 ist derart ausgebildet, dass die äußere Schicht aus Gummi besteht, die um einen in Umfangsrichtung und als Ring ausgebildetes Flachband 14 aus Metall angeordnet ist und den Gummielastomerkörper 13 bildet. Die beiden axialen Enden des Gummielastomerkörpers 13 sind ziehharmonikaförmig ausgebildet und überragen das Flachband 14 beidseitig in axialer Richtung.
Die 3 zeigt die Detailansicht der Manschettendichtung 12 mit einer der beiden Lagerscheiben 5 oder 6 in einem Teil-Axialschnitt der Wälzlageranordnung 1.
Die Manschettendichtung 12 weist eine, den Gummielastomerkörper 13 bildende äußere Schicht aus Gummi auf, welche in Umfangsrichtung um ein Flachband 14 herum angeordnet ist. Die Wälzkörperlaufbahn 10 weist an ihrem äußeren radialen Ende eine konzentrisch ausgebildete, axial nach innen weisende Nut 15 auf. Die Nut 15 nimmt ein axiales Ende der Manschettendichtung 12 auf.
Die 3 zeigt des Weiteren, dass die axialen Enden der Manschettendichtung 12 derart ausgebildet sind, dass sie vier ringförmig umlaufende Dichtungslippen 16 bilden, wobei die Dichtungslippen 16 Kontakt zur jeweiligen Nut 15 haben.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
Bezugszeichenliste

1: Wälzlageranordnung
2: Wälzlager
3: Axialwälzlager
4: Axial-Rillenkugellager
5: erste Lagerscheibe
6: zweite Lagerscheibe
7: Wälzkörper
8: Käfig
9: Dichtung
10: Wälzkörperlaufbahn
11: Laufrille
12: Manschettendichtung
13: Gummielastomerkörper
14: Flachband
15: Nut
16: Dichtungslippe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010011437 A1 [0002]

Claims

Wälzlageranordnung (1) umfassend ein Wälzlager (2), wobei das Wälzlager als Axialwälzlager (3) ausgebildet ist, insbesondere als Axial-Rillenkugellager (4) ausgebildet ist, mit einer ersten kreisringförmigen Lagerscheibe (5) und einer zweiten kreisringförmigen Lagerscheibe (6), einer Vielzahl von Wälzkörpern (7), einem Käfig (8) und einer Dichtung (9), wobei die erste Lagerscheibe (5) und die zweite Lagerscheibe (6) zueinander beabstandet und auf einer gemeinsamen Mittelachse angeordnet sind, wobei jede Lagerscheibe, eine innenliegende, axiale Wälzkörperlaufbahn (10) aufweist, wobei die Wälzkörperlaufbahnen (10) als Laufrillen (11) ausgebildet sind, wobei die Wälzkörper (7) zwischen erster Lagerscheibe (5) und zweiter Lagerscheibe (6) wälzend gelagert und durch den Käfig (8) voneinander beabstandet angeordnet sind und wobei die Wälzkörper (7) als Kugeln ausgeformt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (9) als Manschettendichtung (12) ausgeformt ist, wobei die Manschettendichtung (12) in Umfangsrichtung zwischen der ersten Lagerscheibe (5) und der zweiten Lagerscheibe (6) im Bereich von deren äußeren radialen Enden angeordnet ist.
Wälzlageranordnung (1), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Manschettendichtung (12) aus Gummi besteht, vorzugsweise aus einem vulkanisiertem Gummielastomerkörper (13), wobei der Gummielastomerkörper (13) um ein als Ring ausgebildetes Flachband (14) aus Metall angeordnet ist.
Wälzlageranordnung (1), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörperlaufbahnen (10) an ihren äußeren radialen Enden jeweils eine konzentrisch ausgebildete, axial nach innen weisende Nut (15) aufweisen, wobei die Nuten (15) die jeweils axialen Enden der Dichtung (9) aufnehmen.
Wälzlageranordnung (1), nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Enden der Manschettendichtung (12) derart ausgebildet sind, dass sie vier ringförmig umlaufende Dichtungslippen (16) bilden, wobei die Dichtungslippen (16) Kontakt zur jeweiligen Nut (15) haben.