DE19750205A1

DE19750205A1 - Abgedichtetes Wälzlager

Info

Publication number: DE19750205A1
Application number: DE1997150205
Authority: DE
Inventors: Cornelius Dipl Ing Hartmann
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1997-11-13
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 1999-05-20

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, bei dem ein die Wälzkörper aufnehmender Raum nach außen mit Hilfe einer Bürstendichtung abgedichtet ist.

Hintergrund der Erfindung

Ein derart gattungsgemäßes Wälzlager ist aus der DE 23 13 234 C2 vorbekannt. Das dort in Fig. 1 abgebildete Rillenkugellager ist nach außen durch zwei Dichtscheiben abgedichtet, die auf jeder Seite der Kugeln in Nuten in der Bohrung des Außenringes eingesetzt sind und sich zwischen den beiden Lauf ringen erstrecken. Beabstandet von diesen beiden Dichtscheiben ist auf jeder Seite eine Anschlußkonstruktion vorhanden, deren Stirnflächen jeweils mit relativ kurzen, flexiblen und im wesentlichen axial gerichteten Fasern beschich tet sind. Diese Fasern sind nur an einem Ende in einem Trägermaterial eingebet tet, während die freien Enden der Fasern in leichtem Reibungskontakt an der gegenüberliegenden Dichtscheibe anliegen.

Nachteilig dabei ist, daß eine derartige Bürstendichtung unter extremen Ver schmutzungsbedingungen nicht einsetzbar ist. So sind beispielsweise in der Schwarzmetallurgie Anwendungsfälle denkbar, bei denen größere Schmutz partikel durch Einwirkung von Schwerkraft in die Bürstendichtung fallen und diese durchdringen. Diese Partikel vermischen sich dann möglicherweise mit dem im Lager vorhandenen Fett und verringern somit in erheblichem Maße die Fettgebrauchsdauer.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine an sich bekannte Bür stendichtung so weiter zu entwickeln, daß diese auch unter extremen Ver schmutzungsbedingungen voll funktionsfähig bleibt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, daß innerhalb des Lagers Zuführungsbohrungen für Sperrluft vorhanden sind, so daß die zugeführte Sperrluft über einen von be abstandeten Stirnflächen des Lagers und einer Anschlußkonstruktion gebildeten Spalt in radialer Richtung nach außen durch die Bürstendichtung hindurch austreten kann.

Die zugeführte Sperrluft strömt dann vom Lagerinneren durch die Bürsten abdichtung und verhindert somit das Ablagern bzw. Durchdringen von Schmutzteilchen. Die Bürsten stellen für die Sperrluft einen Widerstand dar, so daß der Luftdruck innerhalb der Bürsten immer etwas größer ist als außerhalb. Auch bei einer nichtdrehenden Lagerung kann die Zuführung der Sperrluft aufrechterhalten werden, so daß die Dichtung funktionsfähig bleibt, indem sie durch den Überdruck keine Verschmutzungspartikel von außen durch die Bürsten hindurch in das Lager gelangen läßt.

In Weiterbildung der Erfindung ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß die Bür stendichtung zwischen den voneinander in axialer Richtung beabstandeten Stirnflächen des Lagers und der Anschlußkonstruktion angeordnet ist, wobei diese in einer Ausnehmung eines Halteringes gehalten ist, der wiederum vom Lageraußenring aufgenommen ist und mit seiner Aufnahmebohrung eine auf einer Welle angeordnete Anlaufscheibe beabstandet umfaßt, so daß ein zweiter Spalt gebildet ist und wobei die Welle und die Anlaufscheibe mit Zuführungs bohrungen für die Sperrluft versehen sind.

Die Bürstendichtung ist in diesem Fall über den Haltering fest mit dem Lager außenring verbunden, d. h. sie rotiert mit, so daß anfallender Schmutz, der auf die Bürste fällt, durch deren Rotation in tangentialer Richtung abgeschleudert wird.

Aus Anspruch 3 geht eine andere Anordnung einer mitrotierenden Bürstendich tung hervor. In diesem Fall ist vorgesehen, daß die Bürstendichtung im Lager außenring zwischen den voneinander in radialer Richtung beabstandeten Flächen des Lageraußenringes und der Anlaufscheibe neben dem Haltering befestigt ist, der mit seiner Aufnahmebohrung die auf der Welle angeordnete Anlaufscheibe beabstandet umfaßt, so daß der zweite Spalt gebildet ist und wobei die Welle und die Anlaufscheibe mit Zuführungsbohrungen für die Sperrluft versehen sind.

Eine feststehende Anordnung der Bürstendichtung ist in Anspruch 4 beschrie ben. Diese zeichnet sich dadurch aus, daß die Bürstendichtung in einer Aus nehmung der Anlaufscheibe zwischen den voneinander in radialer Richtung beabstandeten Flächen des Lageraußenringes und der Anlaufscheibe befestigt ist, wobei der vom Lageraußenring aufgenommene Haltering mit seiner Auf nahmebohrung die auf der Welle angeordnete Anlaufscheibe beabstandet umfaßt, so daß der zweite Spalt gebildet ist und wobei die Welle und die Anlaufscheibe mit Zuführungsbohrungen für die Sperrluft versehen sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung nach Anspruch 5 ist vorgesehen, daß die Anlaufscheibe den Haltering axial in Richtung der Wälzkörper überragt, wobei der nicht abgedeckte Teil der Mantelfläche der Anlaufscheibe eine Gleitfläche für eine schleifende Dichtung bildet, die zwischen Wälzkörperkranz und Haltering positioniert ist.

Diese schleifende Dichtung hat nun zwei Aufgaben zu erfüllen. Zum einen sorgt sie dafür, daß die dem Lager zugeführte Sperrluft nicht in das Lagerinnere gelangen kann und zum anderen sorgt sie dafür, daß aus dem Lagerinneren kein Fett in Richtung der Bürstenabdichtung austreten kann. Dies ist für die Funktion der Sperrluftdichtung besonders wichtig, da bei einem Austritt von Fett sich dieses im Anlagebereich der Bürstendichtung mit den herabfallenden Partikeln vermischen würde und durch Bildung eines Schmutzfilmes die Wirkungsweise der Bürstendichtung beeinträchtigt.

Die Zuführung der Sperrluft erfolgt nach den Ansprüchen 6 und 7 derart, daß die Welle eine axial verlaufende und mehrere davon abzweigende radial verlaufende Zuführungsbohrungen aufweist und daß die Anlaufscheibe an ihrem inneren Durchmesser eine umlaufende Nut besitzt, von der mehrere radial verlaufende Zuführungsbohrungen abzweigen.

Aus Anspruch 8 geht hervor, daß innerhalb des Lagers Bohrungen für die Zu- und die Abführung von Schmiermittel angeordnet sein sollen. Durch Austausch des Schmierfettes läßt sich somit die Gebrauchsdauer der Lagerung erheblich verlängern.

Die Zuführung von Schmiermittel erfolgt gemäß Anspruch 9 nun derart, daß die Welle mit einer axial verlaufenden Zuführungsbohrung versehen ist, von der mehrere, zwischen den Wälzkörperkränzen mündende, radial verlaufende Zuführungsbohrungen abzweigen.

Gemäß Anspruch 10 erfolgt die Rückführung von verbrauchten Schmiermittel derart, daß die Anlaufscheibe mit einer in Richtung Wälzkörper weisende Nut versehen ist, von der mehrere radial verlaufende Abführungsbohrungen ab zweigen, die mit radial verlaufenden Abführungsbohrungen in der Welle ver bunden sind, welche wiederum mit einer axial verlaufenden Abführungsboh rung in Wirkverbindung stehen.

Schließlich geht aus Anspruch 11 hervor, daß die erfindungsgemäß abgedichtete Wälzlagerung in einer Stützrolle einer Kaltblech-Richtmaschine angeordnet sein soll.

Derartige Kaltblech-Richtmaschinen werden in Stahlwerken zum Richten der welligen Stahlbleche eingesetzt, wobei diese einen Spalt durchqueren müssen, welcher von mehreren gegenüberstehenden Walzen gebildet ist. Diese Walzen wiederum sind auf Stützrollen geführt, die die erfindungsgemäße Abdichtung aufweisen. In diesem speziellen Anwendungsfall unterliegt die erfindungsgemä ße Abdichtung besonderen Schmutzbedingungen, da beim Ausrichten der Bleche eine Vielzahl von Zunderpartikeln in den verschiedensten Größen entsteht, die ein Lager sehr schnell in seiner Funktion beeinträchtigen können. Diese Zunderpartikel werden nun durch die Sperrluft von der Bürstenabdich tung heruntergeblasen bzw. werden durch die Rotation der Bürstenabdichtung nach außen abgeschleudert. Die vorgeschlagene erfindungsgemäße Abdichtung ist bei diesem Anwendungsfall von besonderem Vorteil, da bei durchzuführen den Reinigungsarbeiten die Zufuhr der Sperrluft aufrechterhalten werden kann, so daß auch bei nicht drehender Lagerung eine Verunreinigung durch her abfallende Zunderpartikel nicht eintreten kann.

Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1, 3 und 4 einen teilweisen Längsschnitt durch ein erfindungs gemäß abgedichtetes Wälzlager und

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 im Bereich der Abdichtung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Wälzlager besteht aus einem Lageraußen ring 1, einem Lagerinnenring 2 und zwei voneinander beabstandeten Wälzkör perkränzen 3 und 4, die zwischen beiden auf zugehörigen Laufbahnen abrollen. Der Lageraußenring 1 weist einen mittleren Bord 5 auf, der die beiden Wälzkör perkränze 3 und 4 voneinander trennt sowie zwei äußere Borde 6 auf. Der Lagerinnenring 2 ist auf einer Welle 7 befestigt, auf der zwei voneinander beabstandete Gehäuseteile 8 aufgesetzt sind, die das Wälzlager beidseitig eingrenzen.

In einer nicht näher bezeichneten Ausnehmung des äußeren Bordes 6 des Lageraußenringes 1 ist ein Haltering 9 befestigt, der in einer Ausnehmung eine Bürstendichtung 10 trägt. Diese Bürstendichtung 10 ist in axialer Richtung auf die Stirnfläche des Gehäuseteils 8 ausgerichtet und liegt an dieser mit Vor spannung an. Der Haltering 9 umschließt mit seiner Aufnahmebohrung mit einem geringfügigen Abstand eine Anlaufscheibe 11, die auf der Welle 7 von dieser ebenfalls geringfügig beabstandet mit Hilfe von O-Ringen 12 gehalten ist. Die Anlaufscheiben 11 wird vom Haltering 9 nur teilweise umschlossen, so daß deren nicht abgedeckter Teil der Mantelfläche eine Gleitfläche für eine schlei fende Dichtung 13 bildet, die zwischen Haltering 9 und Wälzkörperkranz 4 angeordnet ist. Lageraußenring 1 und Gehäuseteil 8 sowie Haltering 9 sind in ihrer axialen Ausdehnung so aufeinander abgestimmt, daß zwischen ihnen ein erster Spalt 14 verbleibt.

Die Welle 7 weist eine axial verlaufende Zuführungsbohrung 15 für Sperrluft auf, die sich beidseitig des Wälzlagers bis in den Bereich der Anlaufscheiben 11 erstreckt. In diesem Bereich zwei gen von der Zuführungsbohrung 15 mehrere radial verlaufende Zuführungsbohrungen 16 ab, die wiederum mit radial ver laufenden Zuführungsbohrungen 17 in der Anlaufscheibe 11 in Verbindung stehen. Wird nun der Wälzlagerung über die Welle 7, den Zuführungsbohrun gen 15, 16 und 17 Sperrluft zugeführt, so entweicht diese durch den zwischen Anlaufscheibe 11 und Haltering 9 gebildeten zweiten Spalt 18 und über den zwischen Haltering 9 Gehäuse 8 und Lageraußenring 1 gebildeten Spalt 14 durch die Bürstendichtung 10 hindurch nach außen, so daß in den Spalt 14 einfallende Partikel ausgeblasen werden. Der Verlauf der Sperrluft ist in der Lageranordnung durch Pfeile kenntlich gemacht. Durch die schleifende Dich tung 13 wird der Sperrluft der Zutritt in das Lagerinnere verhindert. Auch erfolgt durch die Rotation des Lageraußenringes 1 und der damit fest verbundenen Bürstendichtung 10 ein tangentiales Abschleudern von eingedrungenen Ver unreinigungen nach außen.

Darüber hinaus ist die Welle 7 mit einer weiteren axial verlaufenden Zufüh rungsbohrung 19 für Schmiermittel versehen, die in eine radial verlaufende Zuführungsbohrung 20 übergeht, so daß über eine weitere Bohrung im Lagerin nenring 2 Schmiermittel in einen Raum 22 untergebracht werden kann, der von den beiden Lagerringen 1 und 2 sowie den Wälzkörperkränzen 3 und 4 be grenzt ist. Verbrauchtes Schmiermittel kann das Lager über eine Nut 23 in der Anlaufscheibe 11 verlassen, die mit einer radial verlaufenden Bohrung 24 ebenfalls in der Anlaufscheibe 11 in Verbindung steht. Diese Bohrung 24 ist wiederum mit einer radial verlaufenden Bohrung 25 in der Welle 7 verbunden, welche anschließend in eine axial verlaufende Bohrung 26 mündet. Die beiden zwischen Welle 7 und Anlaufscheibe 11 rechts und links der Zuführungsboh rung 17 positionierten O-Ringe 12 sorgen dafür, daß einerseits ein unerwünsch tes Austreten von Sperrluft und andererseits ein unerwünschter Zutritt von Schmiermittel in Richtung Luftspalt verhindert wird.

Aus Fig. 3 geht eine andere Art einer mitrotierenden Bürstendichtung 10 hervor. Diese ist axial neben dem Haltering 9 im Lageraußenring 1 angeordnet und liegt in radialer Richtung mit Vorspannung an der Mantelfläche der Anlauf scheibe 11 an.

Schließlich geht aus Fig. 4 eine nichtrotierende Bürstendichtung 10 hervor. Diese ist in einer Ausnehmung der Anlaufscheibe 11 befestigt und liegt in radialer Richtung mit Vorspannung am Bord des Lageraußenringes 1 an. Die Zu- und Abführung von Schmiermittel über die Bohrungen 19, 20, 21, 24, 25, 26 ist ebenfalls durch Pfeile kenntlich gemacht und besonders deutlich der Fig. 4 entnehmbar.

Bezugszeichenliste

1

Lageraußenring

2

Lagerinnenring

3

Wälzkörperkranz

4

Wälzkörperkranz

5

mittlerer Bord

6

äußerer Bord

7

Welle

8

Gehäuseteil

9

Haltering

10

Bürstendichtung

11

Anlaufscheibe

12

O-Ring

13

schleifende Dichtung

14

erster Spalt

15

axial verlaufende Zuführungsbohrung

16

radial verlaufende Zuführungsbohrung

17

radial verlaufende Zuführungsbohrung

18

zweiter Spalt

19

axial verlaufende Zuführungsbohrung

20

radial verlaufende Zuführungsbohrung

21

Bohrung

22

Raum

23

Nut

24

radial verlaufende Bohrung

25

radial verlaufende Bohrung

26

axial verlaufende Bohrung

Claims

1. Wälzlager, bei dem ein die Wälzkörper (3, 4) aufnehmender Raum nach außen mit Hilfe mit einer Bürstendichtung (10) abgedichtet ist, dadurch gekenn zeichnet, daß innerhalb des Lagers Zuführungsbohrungen (15, 16, 17) für Sperrluft vorhanden sind, so daß die zugeführte Sperrluft über einen von be abstandeten Stirnflächen des Lagers und einer Anschlußkonstruktion (8) gebilde ten Spalt (14) in radialer Richtung nach außen durch die Bürstendichtung (10) hindurch austreten kann.

2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstendich tung (10) zwischen den voneinander in axialer Richtung beabstandeten Stirn flächen des Lagers und der Anschlußkonstruktion (8) angeordnet ist, wobei diese in einer Ausnehmung eines Halteringes (9) gehalten ist, der wiederum vom Lageraußenring (1) aufgenommen ist und mit seiner Aufnahmebohrung eine auf einer Welle (7) angeordnete Anlaufscheibe (11) beabstandet umfaßt, so daß ein zweiter Spalt (18) gebildet ist und wobei die Welle (7) und die Anlauf scheibe (11) mit Zuführungsbohrungen (15,16, 17) für die Sperrluft versehen sind.

3. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstendich tung (10) im Lageraußenring (1) zwischen den voneinander in radialer Richtung beabstandeten Flächen des Lageraußenringes (1) und der Anlaufscheibe (11) neben dem Haltering (9) befestigt ist, der mit seiner Aufnahmebohrung die auf der Welle (7) angeordnete Anlaufscheibe (11) beabstandet umfaßt, so daß der zweite Spalt (18) gebildet ist und wobei die Welle (7) und die Anlaufscheibe (11) mit Zuführungsbohrungen (15,16,17) für die Sperrluft versehen sind.

4. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstendich tung (10) in einer Ausnehmung der Anlaufscheibe (11) zwischen den vonein ander in radialer Richtung beabstandeten Flächen des Lageraußenringes (1) und der Anlaufscheibe (11) befestigt ist, wobei der vom Lageraußenring (1) aufge nommene Haltering (9) mit seiner Aufnahmebohrung die auf der Welle (7) angeordnete Anlaufscheibe (11) beabstandet umfaßt, so daß der zweite Spalt (18) gebildet ist und wobei die Welle (7) und die Anlaufscheibe (11) mit Zufüh rungsbohrungen (15, 16, 17) für die Sperrluft versehen sind.

5. Wälzlager nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufscheibe (11) den Haltering (9) axial in Richtung der Wälzkörper (3, 4) überragt, wobei der nicht abgedeckte Teil der Mantelfläche der Anlaufscheibe (11) eine Gleitfläche für eine schleifende Dichtung (13) bildet, die zwischen Wälzkörperkranz (3, 4) und Haltering (9) positioniert ist.

6. Wälzlager nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (7) eine axial verlaufende (15) und mehrere davon abzweigende, radial verlaufende Zuführungsbohrungen (16) aufweist.

7. Wälzlager nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufscheibe (11) an ihrem Innendurchmesser eine umlaufende Nut auf weist, von der mehrere radial verlaufende Zuführungsbohrungen (17) abzwei gen.

8. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Lagers Bohrungen (19, 20, 21, 24, 25, 26) für die Zu- und die Abführung von Schmiermittel angeordnet sind.

9. Wälzlager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (7) mit einer axial verlaufenden Zuführungsbohrung (19) für Schmiermittel versehen ist, von der mehrere, zwischen den Wälzkörperkränzen (3, 4) mündende, radial verlaufende Zuführungsbohrungen (20) abzweigen.

10. Wälzlager nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufscheibe (11) mit einer in Richtung Wälzkörper (3, 4) weisenden Nut (23) versehen ist, von der mehrere radial verlaufende Abführungsbohrungen (24) abzweigen, die mit radial verlaufenden Abführungsbohrungen (25) in der Welle (7) verbunden sind, welche wiederum mit einer axial verlaufenden Abführungs bohrung (26) in Wirkverbindung stehen.

11. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Stützrolle einer Kaltblech-Richtmaschine angeordnet ist.