DE19946584C2 - Nachschmierbare Wälzlagerung - Google Patents
Nachschmierbare WälzlagerungInfo
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Abstract
Eine nachschmierbare Wälzlagerung (1) besteht aus einem Lagerinnenring (2), einem Lageraußenring (3), mindestens einer Reihe von Wälzkörpern (4) und zwei, einen geschlossenen Lagerraum (12) seitlich abdichtenden Dichtringen (10, 11), von denen mindestens einer eine radial nach innen weisende, axial anlaufende Dichtlippe (18) aufweist, DOLLAR A wobei durch den Lagerinnenring (2) oder Lageraußenring (3) ein Schmierkanal (14) zum Einfüllen von Schmiermittel in den Lagerraum (12) hindurchgeführt ist. DOLLAR A Damit überschüssiges Schmiermittel beim Nachschmieren besonders schnell und sicher aus dem Lagerraum (12) entlassen wird, besitzt der Lagerinnenring (2) oder der Lageraußenring (3) auf einer bzw. auf beiden Seiten der Wälzlagerung (1) eine axial nach außen weisende Ringschulter (28), an deren Umfang mehrere, axial nach innen verlaufende Sacklöcher (34) eingearbeitet sind. In jedes Sackloch (34) ist ein Einsatz (36) aus einem Werkstoff mit einem wesentlich größeren Wärmedehnungskoeffizienten als der Wärmedehnungskoeffizient des Werkstoffs der beiden Lagerringe (2, 3) eingeschoben, der sich an einer inneren Endschulter (35) des Sackloches (34) axial abstützt. Axial nach außen weisende Druckflächen (37) der Einsätze (36) sind von einer Druckfeder (21) beaufschlagt, wobei die Druckfeder (21) einen axial verschieblichen Berührungsring (20) der Dichtlippe (18) oder den beteffenden axial verschieblichen Dichtring axial nach innen gegen die Druckflächen (37) der Einsätze (36) anstellt. DOLLAR A ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine nachschmierbare Wälzlagerung gemäß
dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es ist eine nachschmierbare Wälzlagerung bekannt, bei der überschüssiges
verbrauchtes Schmiermittel mit Hilfe eines sogenannten Fettmengenreglers aus
dem Lagerraum nach außen entfernt wird ("Grundlagen der Wälzlagertechnik",
Arvid Palmgren, Franckh'sche Verlagshandlung, Stuttgart, 1950, S. 168/169).
Das überschüssige Schmiermittel wird dabei mit Hilfe einer Schleuderscheibe,
die einen engen Dichtspalt mit einer gegenüberstehenden Wand des
Lagerraumes bildet, aus dem Lagerraum herausgeschleudert.
Dadurch wird eine schädliche Wärmeentwicklung in der Wälzlagerung
gehindert, die beim oder nach dem Einfüllen von Schmiermittel in den
Lagerraum durch Pantschreibung rotierender Lagerelemente im mit
Schmiermittel vollgepackten Lagerraum entstehen könnte.
Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Wälzlagerung ist jedoch darin zu
sehen, daß die Größen des Durchmessers der Schleuderscheibe und der
Breite des axialen Spaltes konstruktiv festgelegt sind, so daß die Wirkung des
Fettmengenreglers einer bestimmten Wälzlagerung den veränderlichen
Betriebsdaten dieser Wälzlagerung, wie unterschiedliche
Lagerdrehgeschwindigkeit und unterschiedliche Menge und Konsistenz des in
den Lagerraum eingeführten Schmiermittels mit entsprechend verschieden
großer Pantschreibung der rotierenden Lagerelemente, nicht ohne weiteres
angepaßt werden kann.
Bei der bekannten Wälzlagerung besteht also noch die Gefahr, daß beim
Einfüllen des neuen Schmiermittels das verbrauchte Schmiermittel nicht schnell
genug aus dem Lagerraum herausgeschleudert wird, so daß besonders bei
hoher Geschwindigkeit und großer Belastung der drehenden Lagerelemente
eine zu große Wärmeentwicklung durch Pantschreibung und Rollreibung der
Lagerelemente in der Wälzlagerung erfolgen kann, bei der die Wälzkörper, die
Laufbahnringe und/oder das Schmierfett der Wälzlagerung gefährlich überhitzt
werden.
Hinzu kommt, daß die bekannte Wälzlagerung wegen des Einbaus des
Fettmengenreglers einen relativ großen Bauraum einnimmt, der meistens nicht
erwünscht ist.
Der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt demgegenüber die
Aufgabe zugrunde, eine nachschmierbare Wälzlagerung der genannten Art zu
schaffen, bei der das überschüssige Schmiermittel beim Nachschmieren
besonders schnell und sicher aus dem Lagerraum entlassen wird,
so daß eine gefährliche Überhitzung der Wälzlagerung auch bei
hohen Drehgeschwindigkeiten und großen Belastungen der Wälzlagerung
verhindert ist.
Überdies soll die Wälzlagerung äußerst kompakt gebaut sein.
Mit der Wälzlagerung der Erfindung wird erreicht, daß die Größe der
Wärmeentwicklung im Wälzlager, die zumindest zum Teil durch Pantschreibung
der umlaufenden Wälzkörper im Schmiermittel und durch größere
Dichtlippenreibung beim oder unmittelbar nach dem Nachschmieren der
drehenden Wälzlagerung hervorgerufen wird, nach oben begrenzt ist.
Wärmedehnungsmäßig wirkende Einsätze sind im Lagerinnen- bzw.
Lageraußenring eingebaut, welche aus einem Werkstoff,
vorzugsweise einem Kunststoff, mit einem relativ großen Wärmedehnungs
koeffizienten bestehen.
Der Kunststoff kann mit einem Festschmierstoff, zum Beispiel Molybdändisulfid
oder Graphit, gefüllt sein, so daß die Gleiteigenschaften der Einsätze an der
Wandung des zugehörigen Sackloches verbessert und der Wärmeübergang
zwischen Wandung und Einsatz erleichtert ist.
Die Einsätze des Lagerinnen- bzw. Lageraußenringes steuern die Menge des
Schmiermittels, die während dieser Wärmeentwicklung der Wälzlagerung aus
dem Lagerraum heraus entlassen wird: Je größer die Übertemperatur des mit
den Einsätzen versehenen Lagerringes wird, desto mehr Schmiermittel wird in
der Zeiteinheit aus dem Lagerraum herausgeschleudert.
Wenn die Einsätze bei der Wärmeentwicklung erwärmt werden und sich in
ihren Sacklöchern axial ausdehnen, werden der mit den Druckflächen der
Einsätze kraftschlüssig verbundene Dichtring oder der Berührungsring
gegenüber den beiden Lagerringen der Wälzlagerung axial
verstellt. Dabei wird der axiale Abstand der Dichtlippe des Dichtringes von der
zugehörigen Dichtfläche des Berührungsringes etwas vergrößert und die
Dichtwirkung des betreffenden Dichtringes dementsprechend verkleinert.
Ein etwaiger axialer Druck der Dichtlippe auf seiner Dichtfläche kann dadurch
verringert werden.
Der axiale Dichtlippendruck kann durch eigene Elastizität der Dichtlippe
hervorgerufen sein. Er kann bei manchen Wälzlagerungen aber auch während
des Einpumpens von Schmierfett in den Lagerraum entstehen, nämlich dann,
wenn beim Einpumpen des Schmiermittels ein Schmiermitteldruck im
Lagerraum hervorgerufen wird, so daß bei einer oder bei beiden Dichtringen
der Wälzlagerung die Dichtlippe gegen ihre Dichtfläche stärker angedrückt wird.
Es wird dann eine größere Dichtlippenreibung erzeugt, die zusätzlich zur
Pantschreibungswärme eine vergrößerte Reibungswärme in der Wälzlagerung
entstehen läßt.
Vor dem Nachschmieren der Wälzlagerung kann auch ein kleiner axialer
Dichtspalt zwischen Dichtlippe und Dichtfläche am betreffenden Dichtring der
Wälzlagerung vorhanden sein, der durch die von den Einsätzen gesteuerte
Abstandsvergrößerung zwischen den beiden Elementen - Dichtring und
Berührungsring - erweitert wird. Diese Abstandsvergrößerung erfolgt
entsprechend der Wärmedehnung der Einsätze proportional zur Größe der
Temperaturerhöhung des mit den Einsätzen versehenen Lagerringes.
Die Abstandsvergrößerung bewirkt eine Verkleinerung des Dichtfippen
anpreßdruckes oder ein Abheben der Dichtlippe von ihrer Dichtfläche,
so daß überschüssiges Schmiermittel, zum Beispiel Schmierfett, zwischen
Dichtlippe und Dichtfläche aus dem Lagerraum radial nach außen
entlassen wird, und zwar solange, bis im Lagerraum wieder eine bestimmte
kleine Schmiermittelmenge vorhanden ist und sich dementsprechend die
normale Lauftemperatur des betreffenden Lagerringes (DE Diss. Fr.-W. von
Hackewitz, Univ. Stuttgart "Berechnung des Temperaturzustandes von in
Stehlagergehäusen eingebauten Wälzlagern", 1980) eingestellt hat.
Die Einsätze haben sich dann auf ihr ursprüngliches Längenmaß verkürzt
und der Druck der Dichtlippe auf ihrer Dichtfläche bzw. die Größe des
Dichtspaltes zwischen Dichtlippe und gegenüberstehender Dichtfläche ist dann
wieder auf den vorherigen kleinen Wert zurückgegangen. Somit ist trotz des
Einführens eines neuen Schmiermittels in den Lagerraum die Gefahr einer
Überhitzung der Wälzlagerung abgewendet.
Da die Einsätze in der Nähe der Laufbahn des betreffenden Lagerringes der
Wälzlagerung eingebaut sind, ist auch eine Rollreibungsüberhitzung dieses
Lagerringes, der herkömmlicherweise aus gehärtetem Wälzlagerstahl oder
Einsatzstahl besteht, nicht mehr möglich.
Außerdem ist die erfindungsgemäße Wälzlagerung äußerst kompakt gebaut.
Die Wälzlagerung nimmt in axialer Richtung einen besonders kleinen
Bauraum ein, so daß diese für die Lagerung der Vorderräder von
Kraftfahrzeugen vorteilhaft ausgestaltet werden kann.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis
10 gekennzeichnet.
Das Merkmal nach Anspruch 2 bewirkt, daß zwischen dem Element
- Dichtring oder Berührungsring - und den Einsätzen des Lagerinnenringes
bzw. Lageraußenringes ein auf einer Umfangsfläche des Lagerringes axial
verschieblich geführter Zwischenring vorhanden ist, der die von den Einsätzen
herrührenden axialen Druckkräfte zum axialen Stellen des betreffenden
Elementes aufnimmt und am Umfang verteilt zum Element weiterleitet.
Dieser Zwischenring ist gemäß dem zusätzlichen Merkmal nach Anspruch 3
in einer Ringvertiefung des betreffenden Lagerringes axial gleitend geführt.
Der Zwischenring kann zum Erleichtern seines Einbaus in die Ringvertiefung
des Lagerringes längsgeteilt sein.
Er wird am besten aus einem steifen, gleitfähigen Werkstoff, zum Beispiel
Kunststoff, hergestellt.
Das Merkmal nach Anspruch 5 hat zur Folge,
daß axial nach innen vorstehende Zapfen des Zwischenringes jeweils in ein
Sackloch des betreffenden Lagerringes eingreifen, so daß jede Endfläche
des Zapfens die Druckfläche des betreffenden Einsatzes im Innern des
Sackloches kraftschlüssig berührt, und zwar mindestens dann, wenn sich die
Länge des Einsatzes infolge Übertemperatur des mit dem Einsatz versehenen
Lagerringes vergrößert.
Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die relativ dünnen Einsätze bei ihrer
wärmedehnungsmäßigen Längung und der entsprechenden Übertragung von
Druckkräften an den Wänden ihrer Sackbohrung gleitend gestützt und geführt
werden. Eine schädliche Verformung der dünnen Einsätze beim Übertragen der
Druckkräfte zum axialen Stellen des Berührungsringes ist somit verhindert.
Weitere zweckmäßige, jedoch nicht selbstverständliche Merkmale der Erfindung
sind in den Ansprüchen 6 bis 10 gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße nachschmierbare Wälzlagerung wird nachfolgend anhand
der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 den Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße nachschmierbare
Wälzlagerung mit einem in einer Ringvertiefung des Lagerinnenringes
axial gleitend verschieblich gehaltenen Zwischenring und
Fig. 2 den Längsschnitt durch eine abgeänderte nachschmierbare Wälzlagerung
der Erfindung mit einem in einer Ringvertiefung des Lageraußenringes
axial gleitend verschieblich gehaltenen Zwischenring.
Mit 1 ist in Fig. 1 eine nachschmierbare Wälzlagerung für das Vorderrad
(nicht gezeigt) eines Kraftfahrzeuges bezeichnet, welches einen
Lagerinnenring 2, einen Lageraußenring 3 und zwei dazwischen umlaufende
Reihen von kugeligen Wälzkörpern 4 aufweist. Die beiden Lagerringe 2, 3
können aus Wälzlagerstahl oder aus Einsatzstahl im Warmpreßverfahren
hergestellt und an ihren Laufbahnen im Induktionsverfahren partiell gehärtet
sein.
Über einen, in der Zeichnung linksseitigen Flanschabschnitt 5 ist der
Lagerinnenring 2 an der rotierenden Radnabe (nicht gezeigt) mit Schrauben
befestigt. Der Lageraußenring 3 trägt einen in der Zeichnung rechtsseitigen
Flanschabschnitt 6, der mit Hilfe von Schrauben 7 mit Verdrehsicherungsring 8
am Fahrgestell 9 festgesetzt ist. Die Laufbahnen der Wälzkörper 4 sind
ähnlich wie die in einem herkömmlichen zweireihigen Schrägkugellager
ausgebildet, so daß die Wälzkörper 4 im Betrieb axial- und radialspielfrei
umlaufen.
Das Wälzlager 1 besitzt auf seinen beiden axialen Seiten je einen
nach außen abdichtenden Dichtring 10, bzw. 11. Somit ist ein
geschlossener Lageraum 12 gebildet, in dem die beiden Reihen von
Wälzkörpern 4 umlaufen.
Mittels eines Schmiernippels 13 im Lageraußenring 3 und einen von außen
nach innen durch den Lageraußenring 3 hindurchgeführten Schmierkanal 14
kann der Lagerraum 12 mit Schmiermittel, zum Beispiel Schmierfett, gefüllt
werden.
Der in der Zeichnung auf der linken Seite angeordnete Dichtring 10
hat einen Kautschukkörper 15, der in eine ringförmige Außenrille 16 des
Lageraußenringes 3 eingeschnappt ist. Der Kautschukkörper 15 wird durch
eine ringförmige Kappe 17 von außen umfaßt und somit am Lageraußenring 3
festgehalten. Er besitzt eine radial nach innen weisende Dichtlippe 18,
die mit einer axial gegenüberstehenden, im wesentlichen radial verlaufenden
Dichtfläche 19 eines Berührungsringes 20 zusammenwirkt.
Die Dichtlippe 16 kann im Betrieb infolge eigener Elastizität gegen die
Dichtfläche 19 drücken oder mit der Dichtfläche 19 einen engen radialen
Dichtspalt bilden.
Eine ringförmige Biegefeder 21 aus Stahlblech dient als Druckfeder für einen,
auf dem Lagerinnenring 2 axial verschieblich gehaltenen Zwischenring 22.
Die Biegefeder 21 besitzt einen axial nach innen, gegen den Zwischen
ring 22 spannenden inneren radialen Biegeschenkel 23 und einen axial nach
außen gegen den Flanschabschnitt 5 des Lagerinnenringes 2 spannenden
äußeren Biegeschenkel 24.
Im vorliegenden Fall bildet der innere Biegeschenkel 23 an seinem radial
äußeren ringförmigen Endabschnitt den Berührungring 20 für die Dichtlippe 18.
Die Biegefeder 21 hat einen, die beiden Biegeschenkel 23, 24 miteinander
verbindenden, radial inneren Abschnitt, der durch gleichmäßig am Umfang
angeordnete durchgehende Aussparungen 25 besonders biegeweich gestaltet
ist.
Die Biegefeder 21 ist in einer radial nach außen offenen Ringvertiefung 26
des Lagerinnenringes 2 eingeformt, so daß ihre beiden Biegeschenkel 23, 24
in axialer Richtung voneinander weg federn. Die Biegefeder 21 ist an ihrem
inneren Abschnitt auf einer zylindrischen Umfangsfläche 27 des Bodens der
Ringvertiefung 26 radial gestützt.
Die Ringvertiefung 26 wird auf der Seite der Wälzkörper 4 durch
eine axial nach außen weisende radial verlaufende Ringschulter 28 und
auf der Seite des Flanschabschnitts 5 durch eine axial nach innen weisende
Anlagefläche 29 begrenzt. Auf der Anlagefläche 29 ist der äußere
Biegeschenkel 24 der Biegefeder 21 axial federnd abgestützt.
Der Zwischenring 22 hat eine axial nach außen weisende Anlagefläche 30,
die vom inneren Biegeschenkel 23, der axial nach innen drückt, beaufschlagt
ist.
Im vorliegenden Fall ist der Zwischenring 22 längsgeteilt ausgeführt, damit
dieser in die Ringvertiefung 26 einfach eingesetzt werden kann. Er besitzt
eine zylindrische Mantelfläche 31, die von einem ringförmigen Kragen 32 des
inneren Biegeschenkels 23 eng umfaßt ist. Außerdem besitzt der
Zwischenring 22 in seiner Bohrung eine zylindrische Gleitfläche 33,
die auf der Umfangsfläche 27 der Vertiefung 26 des Lagerinnenringes 2 axial
gleitend geführt ist.
Am Umfang der Ringschulter 28 der Ringvertiefung 26 sind mehrere,
axial nach innen verlaufende Sacklöcher 34 eingearbeitet. Die Sacklöcher 34
haben einen konstanten kreisförmigen Querschnitt und besitzen an ihrem
inneren Ende eine Endschulter 35. In jedes Sackloch 34 ist ein Einsatz 36
von außen nach innen eingeschoben. Jeder Einsatz 36 besitzt eine axial nach
außen weisende Druckfläche 37 und stützt sich mit einer inneren Druckfläche
an der Endschulter 35 des Sackloches 34 axial ab.
Die Einsätze 36 sind aus einem Werkstoff, zum Beispiel einem Polypropylen-
Kunststoff, gefertigt, der einen wesentlich größeren Wärmedehnungskoeffizienten
als der Wärmedehnungskoeffizient des Wälzlagerstahls oder Einsatzstahls der
beiden Lagerringe 2, 3 aufweist.
Die Einsätze 36 sind mit ihrer Druckfläche 37, über den auf dem
Lagerinnenring 2 axial verschiebbar gehaltenen Zwischenring 22 mit dem
Berührungsring 20 kraftschlüssig verbunden.
Da der Berührungsring 20 mit dem axial federnden inneren Biegeschenkel 23
der Biegefeder 21 integral vereinigt ist, wird jede Änderung der axialen
Stellung der Druckflächen 37 relativ zum Lagerinnenring 2 über den axial
gleitend beweglichen Zwischenring 22 auf den Berührungsring 20 übertragen.
Der Zwischenring 22 besitzt übrigens eine axial nach innen weisende
ringförmige Seitenfläche 38. Auf dieser Seitenfläche 38 sind mindestens drei
gleichmäßig am Umfang angeordnete, axial nach innen vorstehende,
jeweils in ein Sackloch 34 der Ringschulter 28 des Lagerinnenringes 2
eingreifende Zapfen 39 angeformt.
Jeder Zapfen 39 ist mit einer axial nach innen weisenden Endfläche 40
versehen, welche die axial direkt gegenüberstehende Druckfläche 37 des
betreffenden Einsatzes 36 kraftschlüssig berührt.
Beim oder nach dem Einfüllen des Schmiermittels in den Lagerraum 12
entsteht in der mehr oder weniger belasteten Wälzlagerung 1 eine größere
Pantschreibung der umlaufenden Wälzkörper 4 im Schmiermittel, so daß der
Lagerinnenring 2 zusammen mit den in diesem eingebauten Einsätzen 36
stärker erwärmt wird. Dabei dehnen sich die Einsätze 36 infolge
größerer Wärmedehnung in ihren Sacklöchern 34 im wesentlichen in axialer
Richtung aus. Die Druckflächen 37 der an der Endschulter 35 abgestützten
Einsätze 36 verlagern sich relativ zum Lagerinnenring 2, und zwar in der
Zeichnung nach links. Diese schieben somit den Zwischenring 22 zusammen
mit dem Berührungselement 20 entgegen der Wirkung der Biegefeder 21
etwas axial nach außen. Dabei wird die Dichtfläche 19 des rotierenden
Berührungsringes 20 von der mit dieser zusammenwirkenden Dichtlippe 18
des Dichtringes 10 geringfügig axial entfernt. Dadurch kann der Druck der
gegen die Dichtfläche 19 spannenden Dichtlippe 18 herabgesetzt, also der
dichtende Kontakt dieser Dichtlippe 18 gelockert werden. Es kann dadurch
aber auch ein kleiner radial verlaufender Spalt (nicht gezeigt) zwischen der
Dichtlippe 18 und der Dichtfläche 19 gebildet oder vergrößert werden.
In jedem Fall wird somit das die Wärmeentwicklung in der Wälzlagerung 1
zumindest zum Teil verursachende überschüssige Schmierfett vom rotierenden
Berührungsring 20 zwischen der Dichtlippe 18 und ihrer Dichtfläche 19
hindurch aus dem Lagerraum 12 heraus und in eine das Schmierfett
aufnehmende Ringnut 41 zwischen Kappe 17 und Dichtlippe 18 geschleudert.
Wenn genügend Schmierfett aus dem Lagerraum nach außen gefördert
worden ist, beginnt die Wälzlagerung 1 wieder mit normaler Betriebs
temperatur zu laufen. Die Länge der Einsätze 36 verkleinert sich auf
ihren ursprünglichen Wert. Gleichzeitig werden Berührungsring 20 und
Zwischenring 22 durch die Wirkung der Biegefeder 21 etwas axial nach innen
zurückgeschoben, so daß die Dichtlippe 18 des Dichtringes 10 mit
vorgeschriebener elastischer Spannung gegen die Dichtfläche 19 des
Berührungsringes 20 drückt oder ein ursprünglich besonders enger
Dichtspalt zwischen Dichtlippe 18 und Dichtfläche 19 wieder hergestellt ist.
Die linke Seite des Lagerraumes 12 ist dann durch den Dichtring 10
ordentlich abgedichtet.
In Fig. 2 ist eine abgeänderte nachschmierbare Wälzlagerung 42 mit einem
zweiteiligen Lagerinnenring 43, einem Lageraußenring 3 und zwei Reihen von
Wälzkörpern 44 dargestellt, die ebenfalls für die Vorderradlagerung eines
Kraftfahrzeuges verwendet werden kann. Die Wälzkörper 44 der beiden
Reihen sind kegelig ausgebildet und in an sich bekannter Weise mit Hilfe
eines Abstandsringes 45 zwischen den beiden Teilen des Lagerinnenringes 43
im wesentlichen axial- und radialspielfrei eingestellt. Die Wälzlagerung 42
hat wiederum zwei seitlich der Wälzlagerung 42 angeordnete, den
Lageraum 12 axial nach außen abdichtende Dichtringe 46, 47.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der in der Zeichnung auf der
rechten Seite eingebaute Dichtring 47 in einer rotierenden Radnabe 48
zentrisch und axial verschieblich gehalten. Die Radnabe 48 ist ihrerseits am
Lageraußenring 3 befestigt. Der mit der Radnabe 48 rotierende Dichtring 47
hat eine radial nach innen weisende axial anlaufende Dichtlippe 49.
Die Dichtlippe 49 wirkt mit einer axial direkt gegenüberstehenden, im
wesentlichen radial verlaufenden Dichtfläche 50 eines von einem stillstehenden
Tragzapfen 52 getragenen scheibenförmigen Berührungsringes 51 zusammen.
Der Berührungsring 51 sitzt zusammen mit den Teilen des Innenringes 43 auf
dem an einem Fahrgestell (nicht gezeigt) befestigten Tragzapfen 52 und ist mit
einer am linksseitigen Ende des Tragzapfens 52 aufgeschraubten Mutter 53
auf dem Tragzapfen 52 axial festgehalten.
Die Radnabe 48 ist zusammen mit einem Abschlußdeckel 54 auf einer in der
Zeichnung rechtsseitigen radialen Endfläche 55 des Lageraußenringes 3
befestigt, und zwar mit Hilfe von Schrauben 56, die in Gewindelöcher 57 am
Umfang der Endfläche 55 eingreifen.
In den Zapfen 52 ist eine zentrische Axialbohrung 58 von links nach rechts
gebohrt, die an ihrem inneren Ende in eine Radialbohrung 59 des
Zapfens 52 mündet. Am radial äußeren Ende der Radialbohrung 59
sitzt der Abstandsring 45 des Innenringes 43, der eine radial durchgehende
Öffnung 60 besitzt. Die Öffnung 60 schafft eine kommunizierende Verbindung
der Radialbohrung 59 mit dem Lagerraum 12. Somit kann durch die
Bohrungen 58, 59 und 60 hindurch ein Schmiermittel von außen in den
Lagerraum 12 gepumpt werden. Dabei ist die Öffnung 60 als durch den
zweiteiligen Lagerinnenring 43 durchgeführter Schmierkanal anzusehen.
Der Lageraußenring 3 besitzt auf seiner in der Zeichnung rechten Seite
eine axial nach außen weisende, radial verlaufende Ringschulter 61,
an deren Umfang sechs axial nach innen verlaufende Sacklöcher 34,
gleichmäßig am Umfang angeordnet, eingearbeitet sind.
In jedem Sackloch 34 sitzt ein Einsatz 36 aus einem Werkstoff mit
einem wesentlich größeren Wärmedehnungskoeffizienten als der Wärme
dehnungskoeffizient des Werkstoffs der beiden Lagerringe 3, 43.
An einer inneren Endschulter 35 des Sackloches 34 stützt sich der Einsatz 36
axial nach innen ab. Jeder Einsatz 36 hat eine axial nach außen weisende
Druckfläche 37, die mit dem durch eine Druckfeder 62 axial nach innen
angestellten Dichtring 47 kraftschlüssig verbunden ist.
Im vorliegenden Fall ist die Druckfeder 62 als ein herkömmlicher dünnwandiger
Tellerring aus Federstahl ausgebildet. Der Tellerring hat einen an seinem
Umfang mit elastisch biegsamen Randzungen 63 versehenen radial inneren
Randabschnitt und einen ringscheibenförmigen äußeren Randabschnitt. Der
radial verlaufende äußere Randabschnitt ist an seinem Umfang durch die
Schrauben 54 an der Radnabe 48 und am Lageraußenring 3 befestigt.
Die Randzungen 63 drücken gegen eine axial nach außen weisende ebene
Seitenfläche 64 des Dichtringes 47. Die Seitenfläche 64 ist durch eine
den Kautschukkörper des Dichtringes 47 umfassende ringförmige Kappe
gebildet.
Der Dichtring 47 ist mit einer zylindrischen Mantelfläche auf einer axial
verlaufenden Bohrungsfläche 65 der Radnabe 48, welche als mit dem
Lageraußenring 3 fest verbundenes Führungselement für den Dichtring 47
dient, axial gleitend verschieblich angeordnet.
Zwischen den Druckflächen 37 der Einsätze 36 und der Druckfeder 62 ist ein
Zwischenring 66 aus gleitfähigem Kunststoff eingebaut. Der Zwischenring 66
ist in einer radial nach innen offenen zylindrischen Ringvertiefung 67 des
Lageraußenringes 3 zentrisch geführt, wobei die Druckfeder 62 über den
Dichtring 47 gegen eine axial nach außen weisende Seitenfläche des
Zwischenringes 66 spannt.
Die Ringvertiefung 67 ist auf ihrer axial inneren Seite durch die
Ringschulter 61 als Begrenzungswand abgeschlossen.
Der Zwischenring 66 ist an seiner zylindrischen Mantelfläche auf einer
konzentrischen zylindrischen Umfangsfläche 68 des Bodens der
Ringvertiefung 67 axial gleitend gehalten, so daß dieser zusammen mit dem
Dichtring 47 relativ zum Lageraußenring 3 mit oder gegen die Wirkung der
Druckfeder 62 axial gleitend verschoben werden kann.
Der Zwischenring 66 besitzt eine axial nach innen weisende Seitenfläche 69
mit sechs am Umfang angeordneten, axial nach innen vorstehenden
Zapfen 39. Jeder Zapfen 39 greift in ein Sackloch 38 der Ringschulter 61 ein.
Der Zapfen 39 hat eine axial nach innen weisende, die axial
gegenüberstehende Druckfläche 37 des betreffenden Einsatzes 36
im Sackloch 38 kraftschlüssig berührende Endfläche 40.
Die beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele lassen sich
weitgehend abändern.
So können zum Beispiel auch beide seitliche Dichtringe der Wälzlagerung
eine radial nach innen weisende, axial anlaufende Dichtlippe aufweisen,
die jeweils mit einer axial direkt gegenüberstehenden, im wesentlichen radial
verlaufenden ringförmigen Dichtfläche eines vom Lageraußenring bzw.
Lagerinnenring getragenen Berührungsringes gleitend zusammenwirken.
In diesem Fall sind die Sacklöcher für die Einsätze des einen Dichtringes
von rechts nach links in die eine Ringschulter des betreffenden Lagerinnen-
bzw. Lageraußenringes und die Sacklöcher für die Einsätze des anderen
Dichtringes von links nach rechts in die andere Ringschulter des Lagerinnen-
bzw. Lageraußenringes eingearbeitet.
Falls die Sacklöcher beider Dichtringe in ein und demselben Lagerinnen-
bzw. Lageraußenring angeordnet sind, werden diese am besten am Umfang
abwechselnd von rechts nach links und von links nach rechts in den
betreffenden Lagerring gebohrt.
Die Wälzlagerung kann auch mehr als zwei Reihen oder aber nur eine Reihe
von Wälzkörpern aufweisen. Im Falle einer einreihigen Wälzlagerung mit nur
einer Reihe von Kugeln laufen die Kugeln am bestem im an sich bekannten
Dreipunkt- oder Vierpunktkontakt auf ihren Laufbahnen, so daß diese eine
praktisch axialspielfreie Wälzlagerung herstellen.
Claims (10)
1. Nachschmierbare Wälzlagerung bestehend aus einem Lagerinnenring,
einem Lageraußenring, mindestens einer Reihe von Wälzkörpern, die in
einem zwischen dem Lagerinnenring und dem Lageraußenring
angeordneten geschlossenen Lagerraum auf dem Lagerinnenring und
dem Lageraußenring axialspielfrei umlaufen, und zwei seitlich der
Wälzlagerung angeordneten, vom Lagerinnenring oder
Lageraußenring getragenen, den Lagerraum axial nach außen
abdichtenden Dichtringen, von denen mindestens einer eine
radial nach innen weisende Dichtlippe aufweist,
die mit einer axial direkt gegenüberstehenden, im wesentlichen radial
verlaufenden ringförmigen Dichtfläche eines vom Lageraußenring bzw.
Lagerinnenring getragenen Berührungsringes gleitend zusammenwirkt,
wobei ein Schmierkanal zum Einfüllen von Schmiermittel in den
Lagerraum von außen nach innen durch den Lagerinnenring und/oder
den Lageraußenring hindurchgeführt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Lagerinnenring (2) oder der Lageraußenring (3) auf einer bzw.
auf beiden mit dem Dichtring (10 bzw. 47) der axial wirkenden
Dichtlippe (18 bzw. 49) versehenen axialen Seiten der Wälzlagerung
(1 bzw. 42) eine axial nach außen weisende Ringschulter (28 bzw. 61)
besitzt, an deren Umfang mehrere, axial nach innen verlaufende
Sacklöcher (34) eingearbeitet sind, in die jeweils ein Einsatz (36) aus
einem Werkstoff mit einem wesentlich größeren Wärmedehnungs
koeffizienten als der Wärmedehnungskoeffizient des Werkstoffs der
beiden Lagerringe (2, 3) eingeschoben ist, der sich an einer inneren
Endschulter (35) des Sackloches (34) axial abstützt und eine axial nach
außen weisende Druckfläche (37) aufweist, die mit dem durch eine axial
nach innen wirkende Druckfeder (21 bzw. 62) axial verschieblich
angestellten Berührungsring (20) bzw. Dichtring (47) kraftschlüssig
verbunden ist, so daß bei einer bestimmten zu großen Wärme
entwicklung der im Betrieb rotierenden Wälzlagerung (1 bzw. 42) und
entsprechender Erwärmung des mit den Einsätzen (36) versehenen
Lagerinnenringes (2) bzw. Lageraußenringes (3) sich die Druckflächen (37)
der Einsätze (36) relativ zu den beiden Lagerringen (2, 3)
wärmedehnungsmäßig in axialer Richtung etwas verlagern und somit
den Berührungsring (20) bzw. den Dichtring (47) entgegen der
Wirkung der Druckfeder (21 bzw. 62) axial nach außen verschieben,
wobei sich die Dichtlippe (18 bzw. 49) des Dichtringes (10 bzw. 47) von
der mit dieser zusammenwirkenden Dichtfläche (19 bzw. 50) des
Berührungsringes (20 bzw. 51) etwas axial entfernt und das die
Wärmeentwicklung in der Wälzlagerung (1 bzw. 42) zumindest zum Teil
verursachende überschüssige Schmiermittel des Lagerraumes (12)
zwischen der Dichtlippe (18, 49) und dieser Dichtfläche (19 bzw. 50)
hindurch nach außen entlassen wird.
2. Wälzlagerung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein relativ zum Lagerinnenring (2) bzw. Lageraußenring (3) axial
gleitend verschiebbar gehaltener Zwischenring (22 bzw. 66) zwischen den
Druckflächen (37) der Einsätze (36) und der Druckfeder (21 bzw. 62)
eingebaut ist, der eine von der Druckfeder (31 bzw. 62) beaufschlagte,
axial nach außen weisende Anlagefläche (30 bzw. 62) aufweist.
3. Wälzlagerung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zwischenring (22 bzw. 66) in einer radial nach außen bzw.
radial nach innen offenen radialen Ringvertiefung (26 bzw. 67) des
Lagerinnenringes (2) bzw. Lageraußenringes (3) mit einer
konzentrischen zylindrischen Umfangsfläche (27 bzw. 68) als
Gleitfläche für den Zwischenring (22 bzw. 66) eingebaut ist.
4. Wälzlagerung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ringschulter (28 bzw. 61) für die Sacklöcher (34) durch eine axial
nach außen weisende radiale Begrenzungswand der
Ringvertiefung (26 bzw. 67) des Innenringes (2) bzw. Lageraußenringes (3)
gebildet ist.
5. Wälzlagerung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 2,
3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zwischenring (22 bzw. 66) eine axial nach innen weisende
innere Seitenfläche (38 bzw. 69) mit mindestens drei am Umfang
angeordneten, axial nach innen vorstehenden, jeweils in ein
Sackloch (34) der Ringschulter (28 bzw. 61) des Lagerinnenringes (2)
bzw. Lageraußenringes (3) eingreifenden Zapfen (39) aufweist, der jeweils
mit einer axial nach innen weisenden, die axial gegenüberstehende
Druckfläche (37) des Einsatzes (36) axial kraftschlüssig berührenden
Endfläche (40) versehen sind.
6. Wälzlagerung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 3,
4 und 5, bei der die Ringvertiefung auf der betreffenden axialen Seite
des Wälzlagers im Lagerinnenring radial nach außen offen eingearbeitet
und der die axial wirkende Dichtlippe tragende Dichtring mit dem
Lageraußenring fest verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckfeder als ringförmige dünnwandige Biegefeder (21) mit
einem äußeren radialen Biegeschenkel (24) und einem inneren radialen
Biegeschenkel (23) ausgebildet und in die Ringvertiefung (26) des
Lagerinnenringes (2) radial eingeformt ist, so daß der äußere
Biegeschenkel (24) an einer axial nach innen weisenden
Ringschulter (28) der Ringvertiefung (26) axial nach außen spannend und
der innere Biegeschenkel (23) an der axial nach außen weisenden
Anlagefläche (30) des Zwischenringes (22) axial nach innen spannend
anliegt.
7. Wälzlagerung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Berührungsring (20) an einem radial äußeren Endabschnitt
des inneren Biegeschenkels (23) der Biegefeder (21) angeformt ist.
8. Wälzlagerung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zwischenring (22) zweiteilig ausgebildet ist und eine zylindrische
Mantelfläche (31) aufweist, wobei der innere Biegeschenkel (23) der
Biegefeder (21) einen diese Mantelfläche (31) eng umfassenden
ringförmigen Kragen (33) besitzt.
9. Wälzlagerung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 3,
4 oder 5, bei der eine radial nach innen offene Ringvertiefung auf einer
oder beiden Seiten der Wälzlagerung im Lageraußenring eingearbeitet ist
und der mit dem Lagerinnenring fest verbundene Berührungsring eine
axial nach außen weisende Dichtfläche für die axial wirkende
Dichtlippe des zugehörigen Dichtringes aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dichtring (47) auf einer konzentrischen zylindrischen Bohrungsfläche (65) eines mit dem Lageraußenring (3) fest verbundenen Führungselementes (48) axial gleitend verschieblich angeordnet ist,
wobei die Druckfeder (62) mit dem Lageraußenring (3) fest verbunden ist, so daß diese über den verschieblichen Dichtring (47) gegen eine axial nach außen weisende Seitenfläche des Zwischenringes (66) spannt.
daß der Dichtring (47) auf einer konzentrischen zylindrischen Bohrungsfläche (65) eines mit dem Lageraußenring (3) fest verbundenen Führungselementes (48) axial gleitend verschieblich angeordnet ist,
wobei die Druckfeder (62) mit dem Lageraußenring (3) fest verbunden ist, so daß diese über den verschieblichen Dichtring (47) gegen eine axial nach außen weisende Seitenfläche des Zwischenringes (66) spannt.
10. Wälzlagerung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckfeder (62) als dünnwandiger Tellerring ausgebildet ist,
der einen mit elastisch biegsamen Randzungen (63) versehenen inneren
Randabschnitt und einen ringförmigen radial äußeren Randabschnitt
aufweist, wobei der äußere Randabschnitt an seinem Umfang mit axial
verlaufenden Schrauben (54) am Lageraußenring (3) befestigt ist und die
Randzungen (63) des inneren Randabschnitts gegen die axial nach
außen weisende Seitenfläche (64) des Dichtringes (47) mit axialer
Vorspannung andrückend angeordnet sind.
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