DE2315822B2 - Beidendig abgedichtetes Rillenkugellager - Google Patents
Beidendig abgedichtetes RillenkugellagerInfo
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- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein beidendig abgedichtetes Rillenkugellager mit einem über den
Außenring in axialer Richtung vorstehenden, als Hülse r>
ausgebildeten Innenring und einer Abdichtung des für die Lagerkugeln bestimmten Raumes zwischen Lagerinnen- und Lageraußenring, wobei am Innenring zwei
diesen umgebende Deckscheiben befestigt sind, welche zusammen mit dem Innenring einen Rüum von im ■'"
Axialschnitt U-förmigem Querschnitt begrenzen, in den der Außenring mit ebenen Stirnflächen radial eingreift.
Bei einer Vielzahl von Maschinen, insbesondere landwirtschaftlichen Maschinen, beispielsweise Riibenerntemaschinen, bei denen sich Maschinenteile in 4"·
Betrieb in der Nähe von und in gewissen Fällen unter der Bodenoberfläche fortbewegen, sind die Lager für
die beweglichen Teile in sehr hohem Grade der Verschmutzung, der Einwirkung von Feuchtigkeit und
korrodierenden Stoffen sowie Steinschlägen ausgesetzt, w
wodurch die Lager hoch beansprucht werden. Bisher eingesetzte bekannte Lager sind beispielsweise sogenannte gepackte Lager, in denen ein beim Zusammenbau des Lagers eingebrachter Schmiermittelvorrat
durch einfache Dichtungen zurückgehalten und gegen γ·
fremde Teilchen geschützt wird. Derartige Lager sind zwar relativ billig und wartungsarm, sie sind jedoch
gegenüber den geschilderten hohen Beanspruchungen allzu empfindlich und störanfällig und rufen bed
Störungen hohe Kosten hervor, da ein zerstörtes Lager *°
Betriebsstörungen veranlaßt, die sehr fühlbare wirtschaftliche Folgen haben können. Auch hoch entwickelte Speziallager werden bei den geschilderten hohen
Beanspruchungen häufig zerstört, wobei dann jeweils die ganze Maschine ausfällt. In Anbetracht dessen, daß hS
sich landwirtschaftliche Maschinen in der Regel nur während einer kurzen Zeit im Frühling, Sommer oder
Herbst ausnutzen lassen, hat jedoch eine Betriebsstörung beträchtlich umfangreichere wirtschaftliche Folgen als wenn Maschinen das ganze Jahr aber in Betrieb
sind und ein Lagerausfall in einer bestimmten Zeitperiode nicht den Einsatz der Maschine für den Rest
des Jahres unmöglich macht FQr hoch beanspruchte Maschinen, insbesondere landwirtschaftliche Maschinen, die nur saisonal einsetzbar sind, besteht daher ein
Bedarf an hoch beanspruchbaren, robusten, störungsfreien und einfachen wirtschaftlich herstellbaren Lagern.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 18 55 959 ist ein Rillenkugellager der eingangs erläuterten Art
bekannt, welches beidendig mittels jeweils zwei aus Blech geformten Labyrinthscheiben abgedichtet ist An
jedem Ende des Kugellagers ist jeweils eine Labyrinthscheibe am Außenring so befestigt, daß sie radial nach
innen ragt und im radialen Abstand den Innenring des
Lagers umgibt An jedem Ende des Lagers ist weiterhin am Innenring je eine Labyrinthscheibe aufgezogen und
axial durch an der Dichtscheibe angebrachte Nasen, die in eine Rille des Innenrings eingreifen, gehalten. Die als
Labyrinthscheiben ausgebildeten Dichtscheiben bilden Ringe, deren in einer Radialebene geführter Querschnitt
mäanderartig mehrfach abgewickelt verläuft An jedem Ende des Lagers bildet jeweils das am Außenring
befestigte Dichtblech zusammen mit dem am Innenring befestigten Dichtblech ein Labyrinth, durch das das
Eindringen von Verschmutzungen in den Innenraum des Lagers verhindert werden soll. Die am Innenring
angebrachten Labyrinthbleche erstrecken sich mit ihren radial außen liegenden Bereichen über den Innendurchmesser des Außenrings hinaus entlang der Stirnflächen
des Außenrings und sind zu den Stirnflächen des Außenrings in einem Winkel hingeneigt, so daß sie mit
ihrem Außenrand schleifend an den Stirnflächen des Außenringes zu liegen kommen. Durch diese schleifende Anlage soll ein Eindringen von Verunreinigungen in
die Labyrinthdichtung von vornherein verhindert werden. Dieses bekannte Lager ist in Einsatzbereichen
anwendbar, in welchen keine starken äußeren Einwirkungen, insbesondere in Richtung parallel zur Lagerhauptachse, auftreten. Zum Einsatz in durch äußere
Einwirkungen stark belasteten Anwendungsbereichen, beispielsweise zum Einsatz in Teilen von landwirtschaftlichen Maschinen, die durch das Erdreich bewegt
werden, ist das bekannte Lager nicht geeignet Die als dünne Labyrinthbleche ausgebildeten Dichtscheiben
sind unter äußeren Einwirkungen, beispielsweise unter Steinschlag, leicht verformbar. Solange eine bleibende
Verformung nocht nicht auftritt, geben die Dichtbleche unter äußeren Einwirkungen infolge ihres membranähnlich gestalteten Aufbaus elastisch nach, wodurch die
Gefahr einer Verengung der Labyrinthdichtung bis zum Auftreten von schädlichen Schleifkontakten mit den
inneren Dichtscheiben entsteht, die Labyrinthdichtwirkung aufgehoben wird und wodurch auch die schleifende Abdichtung an den Stirnflächen des Außenringes
zerstört wird, weil eine schleifende Anlage der Außenränder der Dichtscheibe unter einem schrägen
Winkel nach einer elastischen Verformung nicht mehr gewährleistet ist, sondern die Außenbereiche über einen
breiten Bereich an die Stirnflächen des Außenrings angedrückt werden, wobei hohe Reibverluste entstehen
und außerdem große Undichtigkeiten entstehen, da ein gleichmäßiges Anliegen über den ganzen Umfang nicht
gewährleistet ist. Sobald unter starken Einwirkungen von außen, beispielsweise Steinschlag, eine bleibende
Verformung der Dichtbleche eingetreten ist, ist eine
Dichtwirkung Oberhaupt nicht mehr gegeben. Insgesamt
gesehen ist das bekannte Lager mit seinen nachgiebigen als Labyrinthdichtungen dienenden Dichtblechen
für den Einsatz unter hohen Beanspruchungen,
insbesondere im Erdbearbeitungsbereich von landwirtschaftlichen Maschinen, nur bedingt geeignet
Aus der CH-PS 341 683 ist ein Wälzlager bekannt
geworden, welches aus einem Innen- ,und einem Außenring sowie an jedem Ende aus je einer
ringförmigen, konzentrisch nut dem Lagermittelpunkt verlaufenden Scheibe besteht, die an einem der
Lagerringe befestigt ist und sich bis zum anderen Lagerring erstreckt Dabei ist bei diesem bekannten
Wälzlager an jedem Ende wenigstens eine ringförmige Lippe vorgesehen, die in axialer Richtung von der
jeweiligen Scheibe absteht Außerdem ist an jedem Lagerende eine zweite ringförmige Scheibe angeordnet,
di? mit dem anderen Lagerring verbunden ist und sich
bis zum entgegengesetzten Lagerring erstreckt wobei die zweite Scheibe derart zur ersten Scheibe angeordnet
ist daß zwischen ihr und den äußeren Teilen der Lippen Gleitberührung entsteht Die an einem der
Lagerringe befestigte Scheibe bietet äußeren, in Axialrichtung angreifenden Beanspruchungen keinen
ausreichenden Widerstand, da sie nicht im Stande ist sich gegen die Seitenfläche des Außenrings abzustützen,
ohne die auf der Innenseite angeordnete Dichtscheibe aus Gummi zu zerstören. Als besonders nachteilig ist
jedoch anzusehen, daß die Außenseite der peripheren Teile der Scheibe in etwa derselben radialen Ebene
liegen wie die Seitenfläche des Außenrings des Lagers. Dadurch, daß die äußeren peripheren Teile der Scheibe
in derselben Radialebene wie die Seitenfläche des Außenrings des Lagers liegen, können Schmutz und
korrodierende Stoffe, welche unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft längs der Fläche der Scheibe gleiten,
nicht abgeleitet werden. Vielmehr werden sich diese schädlichen Stoffe an der Kante des Außenrings des
Lagers ansammeln und dort ihre schädliche Wirkung entfalten. Diese durch die Zentrifugalwirkung an der
Kante des Lageraußenrings angesammelten fremden Stoffe werden durch die weiter fortgesetzte Zentrifugalwirkung
in den Raum zwischen der Scheibe und der Gummidichtung hineingedrängt wo sie sehr bald die
Funktionsfähigkeit des bekannten Lagers vernichtet, da die mit Lippen versehene Gummidichtung nicht im
Stand ist ihrem Eindringen Widerstand entgegenzusetzen.
Aus der französischen Patentschrift 14 64 889 ist ein Rillenkugellager bekannt, bei dem der Ringraum
zwischen dem Außenring und dem Innenring an einem Stirnende des Lagers unabgedeckt zugänglich ist und
der Innenring am anderen Stirnende des Lagers einen radial nach außen stehenden Flansch aufweist, der sich
an der benachbarten Stirnfläche des Außenrings entlang erstreckt. Zwischen dem Flansch des Innenrings und der
benachbarten Stirnfläche des Außenrings ist ein Ringspalt vorgesehen, die dem Flansch des Innenrings
zugewandte Stirnseite des Außenrings weist rampenförmige, um den Umfang der Stirnfläche verteilte
Abstufungen auf. Dieses bekannte Lager soll zur Drehlagerung einer Welle dienen und gleichzeitig von
der Welle kommende Axialkräfte in der vom Flansch des Innenrings auf die Stirnfläche des Außenrings
wirkenden Richtung aufnehmen können. Bei einer Drehung der durch das Lager gelagerten Welle wird der
Innenring mitgedreht. Der Flansch des Innenrings wirkt dann im Zusammenwirken mit der ihm zugewandten
gestuften Stirnfläche des Außenrings als Zentrifugalpumpe, durch die Schmieröl von der offenen Stirnseite
des Lagers durch den Kugellaufbereich hindurch in den Spalt und durch diesen radial nach außen gepumpt wird.
r> Dabei bildet sich in dem Spalt ein Schmierfilm, auf dem
relativ zueinander bewegbaren Teile des Innenrings und des Außenrings gleiten können. Dieses bekannte Lager
stellt somit ein hydrodynamisches Axiallager dar, das, 4m überhaupt funktionsfähig zu sein, auf einer Seite
ίο stets offen sein muß, damit Schmiermittel angesaugt
werden kann. Der Aufbau eines solchen Lagers unterscheidet sich somit von vornherein grundsätzlich
von beidendig abgedichteten Rillenkugellagern der eingangs erläuterten Gattung. Eine Abdichtung des
Lagerinneren ist bei dem bekannten Lager nicht vorgesehen und auch nicht möglich. Das bekannte
Lager ist auch nur in einer eine Schmiermittelnachfuhr gewährleistenden Umgebung einsetzbar und daher von
vornherein in Einsatzgebieten, bei denen hohe Beanspruchungen und starke Einwirkungen von außen auf
das Lager zu erwarten sind, wie beispielsweise im Erdeinsatz in landwirtschaftlichen Maschinen, vollkommen
ungeeignet
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
2r> beidendig abgedichtetes Rillenkugellager der eingangs
erläuterten Art zu schaffen, welches bei einfachem Aufbau und wirtschaftlicher Herstellung einen langzeitigen
störungsfreien Betrieb auch unter erschwerten Einsatzbedingungen und unter starken Einwirkungen
von außen gewährleistet
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die seitlichen Deckscheiben zum Schutz des Lagers
und des Lagerinneren gegen übermäßige im wesentlichen axial gerichtete Einwirkungen als starre Scheiben
<5 mit einer Stärke von mindestens 2 mm ausgebildet sind,
die bei axialer Belastung an der entsprechenden Stirnfläche des Außenrings zur Anlage kommen.
Der erfindungsgemäße beidendig abgedichtete Rillenkugellager hat gegenüber dem Stande der Technik
to wesentliche Vorteile. Die bei dem erfindungsgemäßen Lager an beiden Stirnenden zum Schutz vorgesehenen
seitlichen Deckscheiben haben eine solche Stärke, daß sie als starre Abdeckteller wirken, die auch bei starken
von außen kommenden Einwirkungen, beispielsweise
·»■>
Steinschlag, unverformt bleiben und solche Einwirkungen vom Lagerinneren abhalten. Die als starre Scheiben
wirkenden seitlichen Deckscheiben schützen das Lager außerdem gegen die großen hauptsächlich axial
gerichteten Klemmkräfte, die von Steinen erzeugt werden können, die zwischen dem Lager und benachbarten
Teilen, beispielsweise einem an einer im Lager laufenden Welle angebrachten Zahnrad festgeklemmt
werden. Selbst wenn sich ein Stein zwischen einer Deckscheibe und einem benachbarten Teil festklemmen
sollte, wird dadurch das Lager selbst nicht beeinträchtigt Durch den Umstand, daß die Deckscheiben sich
entlang beider Stirnenden des Außenrings des Lagers erstrecken und den Außenring auf beiden Stirnseiten hin
abschirmen, ist dieser von äußeren Einwirkungen
bu unbehelligt Selbst wenn eine der Deckscheiben bei
starker axialer Belastung an der benachbarten Stirnfläche des Außenrings zur Anlage kommt, entsteht nur
eint. Gleitrelativbewegung, die keinerlei Beschädigung hervorruft. Der Außenring trägt in einer solchen
ω Situation seinerseits zur Abstützung der Deckscheibe bei, und damit zur Abschirmung des Lagerinneren
einschließlich etwaiger darin angeordneter Dichtungen gegen äußere Einwirkungen. Die starren Deckscheiben,
die mit dem umlaufenden Innenring des Lagers mitrotieren, wirken als Zentrifugalschleudern, die
Wasser und Schmutz, die auf die Deckscheiben auftreffen sollten, wegschleudern und die Umgebung
des Lagers reinhalten, wodurch einem Eindringen von s Feuchtigkeit und Schmutz in das Lager vorgebeugt
wird. Durch den Umstand, daß die Deckscheiben sich entlang der Stirnflächen des Außenrings erstrecken und
nicht innerhalb des Außenrings enden, wird vermieden, daß Wasser oder Schmutz zwischen Deckscheiben und
Außenring eindringen kann. Der Aufbau des erfindungsgemäßen Rillenkugellagers ist äußerst einfach. Die
starren Deckscheiben sind einfach gestaltete und mit einfachsten Mitteln wirtschaftlich herstellbare Teile.
Der Außenring und der Innenring des Lagers weisen keinerlei spezielle Formgebung auf und sind daher
ebenfalls herstellbar. Auch der Zusammenbau aller Teile des erfindungsgemäßen Lagers ist in zuverlässiger
Weise mit geringen Kosten möglich. Das erfindungsgemäße Lager ist infolge seiner Gestaltung und seines iu
einfachen Aufbaus sehr robust Insgesamt gesehen ist das erfindungsgemäße Lager unter extremsten Belastungsbedingungen einsetzbar, robust und störungsfrei
und von langer Lebensdauer.
Mit Vorteil ist das Rillenkugellager gemäß der Erfindung so ausgestaltet, daß jede seitliche Deckscheibe an ihrer dem Innenraum des Lagers und dem
Außenring zugekehrten Seite eine periphere Ausnehmung in dem dem Außenring gegenüberliegenden Rand
aufweist, so daß die Deckscheibe etwas in den Raum zwischen Innenring und Außenring hineinragt Eine
derartige Ausgestaltung ergibt einen zusätzlichen Labyrinthdichtungseffekt zwischen Außenring und
Deckscheiben, der zur Abdichtung des Innenraums zusätzlich beiträgt y.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Rillenkugellager gemäß einem ersten Ausführungs- 4»
beispiel,
F i g. 2 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Rillenkugellager gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und
Fig.3 eine Teilansicht des Ausführungsbeispiels
gemäß F i g. 1, teilweise im Schnitt und teilweise in nicht fertig zusammengebautem Zustand.
In den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen ist ein Rillenkugellager allgemein mit 1
bezeichnet Der Innenring des Lagers ist mit 2 bezeichnet und der Außenring des Lagers mit 3. Der
Innenring 2 hat die Form einer Hülse, die in axialer Richtung über die von einer Innenschulter 4 und einer
Außenschulter 5 begrenzte Seitenfläche 6 des Außenrings 3 herausragt Der Außenring 3 hat eine sphärische
Außenfläche 7, die gegen eine entsprechende sphärische Fläche in einem Lagergehäuse 8 anliegt Das Lagergehäuse 8 besteht aus zwei im wesentlichen ringförmigen,
mit nach außen gerichteten Befestigungsflanschen 9 versehenen Teilen 10, bei denen die Flansche 9 zur eo
Befestigung und Montage des Lagers 1 auf dem beabsichtigten Platz in der Maschine bestimmt sind.
Falls die Maschine beispielsweise eine Rübenerntemaschine ist, kann sie einen Förderer besitzen, dessen
unteres Ende, in der Fahrtrichtung der Maschine gesehen, unmittelbar hinter einer Aushebeschar im
Boden oder in unmittelbarer Nähe des Bodens angeordnet ist und der über Umlenkräder an einer
Welle geführt ist welche in dem in der Zeichnung gezeigten Lager 1 gelagert ist Mit dieser Anbringung ist
das Lager 1, das wegen der sphärischen Flächen, wie die Fläche 7, selbsteinstellend ist in hohem Grade Schmutz,
Korrosion und Schlagen ausgesetzt
An dem außerhalb der Seitenflächen 6 des Außenringes 3 vorragenden Ende des hülsenförmigen Innenringes 2 ist, z. B. durch Aufschrumpfen, eine erste starre
Deckscheibe 11 befestigt Diese Scheibe 11 reicht mit ihrem AuQenumfang 12 etwa bis zur Mitte der
Außenringseitenfläche 6 heran, welche von der Innenschulter 4 und der Außenschulter 5 begrenzt ist. Die
Scheibe 11 erstreckt sich indessen nicht so weit in radialer Richtung hinaus, daß sie die Selbsteinstellung
des Lagers behindert Innerhalb und in der Nähe der ersten Scheibe 11 ist in den Raum 13 für die
Lagerkugeln 14 zwischen Innenring 2 und Außenring 3 ein Teller 15 aus verschleißfestem, etwas elastischem
Material, z. B. einem Kunststoff, derart hineingepreßt, daß er unter gewisser Spannung gegen die den Raum 13
begrenzenden Flächen des Innen- und Außenringes 2 bzw. 3 anliegt Der Teller 15 hat in unbetätigtem
Zustand, wie aus Fig.3 hervorgeht einen etwas größeren Durchmesser als der Innendurchmesser des
Außenringes 3, so daß der Teller 15 beim Hineinpressen in den Raum 13 im Querschnitt gesehen etwas
bogenförmig wird, wobei die Wölbung vom Raum 13 nach außen gekehrt ist Die Wölbung ist der größeren
Deutlichkeit wegen in der Zeichnung in übertriebener Weise dargestellt
Wie aus Fig.2 ersichtlich, kann die Scheibe 11 in
ihrer dem Teller 15 und dem Außenring 3 zugekehrten Seite eine periphere Ausnehmung 16 haben. Infolgedessen ragt die Scheibe 11 etwas in den Raum 13 zwischen
Innenring 2 und Außenring 3 hinein. Die Scheibe 11 ist
derart bemessen, daß sie der Einwirkung von sich verklemmenden Steinen widerstehen kann, einerseits
wegen ihrer innewohnenden Starrheit und andererseits deswegen, weil sie sich bei Belastung in axialer Richtung
gegen die Seitenfläche 6 des Lageraußenringes abstützt Die Ausbildung der Deckscheibe als starre Scheibe mit
einer Dicke von wenigstens 2 mm bewirkt auch, daß durch die Drehung der Scheibe herausgeschleuderte
Teilchen in einem ausreichenden Abstand von dem Außenring 3 gehalten werden.
Wie aus F i g. 2 ersichtlich, kann der Außenring 3 des Lagers eine rundherumlaufende Nut 17 mit einem in das
Innere des Lagers 1 führenden Kanal 18 aufweisen, was in Verbindung mit einem Schmiernippel 19 im Gehäuse
8 eine Ergänzung des Schmiermittelvorrats des Lagers ermöglicht Ferner sind bei diesem sogenannten
schmiermittelgepackten Lager Dichtungsringe 20 aus Gummi vorgesehen, welche für sich allein unzureichend
sind, um das Lager gegen Feuchtigkeit, Schläge und Verschmutzung zu schützen.
Claims (2)
1. Beidendig abgedichtetes Rillenkugellager nut
einem fiber den Außenrand in axialer Richtung vorstehenden, als Hülse ausgebildeten Innenring und r~
einer Abdichtung des für die Lagerkugeln bestimmten Raumes zwischen Lagerinnen- und Lageraußenring, wobei am Innenring zwei diesen umgebende
Deckscheiben befestigt sind, welche zusammen mit dem Innenring einen Raum von im Axialschnitt ;"
U-förmigem Querschnitt begrenzen, in den der Außenring mit ebenen Stirnflächen radial eingreift,
dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Deckscheiben (11) zum Schutz des Lagers und
des Lagerinneren gegen übermäßige im wesentli- ''■ chen axial gerichtete Einwirkungen als starre
Scheiben mit einer Stärke von mindesten;- 2 mm ausgebildet sind, die bei axialer Belastung an der
entsprechenden Stirnfläche des Außenringes (3) zur Anlage kommen. '«
2. Rillenkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede seitliche Deckscheibe (11)
an ihrer dem Innenraum des Lagers und dem Außenring (3) zugekehrten Seite eine periphere
Ausnehmung (16) in dem dem Außenring (3) "' gegenüberliegenden Rand aufweist, so daß die
Deckscheibe etwas in den Raum zwischen Innenring (2) und Außenring (3) hineinragt
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---|---|---|---|
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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---|---|---|---|---|
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- 1972-03-30 SE SE7204221A patent/SE361344C/xx unknown
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1973
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Also Published As
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8230 | Patent withdrawn |