DE2315822B2 - Beidendig abgedichtetes Rillenkugellager - Google Patents

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

2^r> 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

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