DE2601798A1

DE2601798A1 - Lager

Info

Publication number: DE2601798A1
Application number: DE19762601798
Authority: DE
Inventors: Hilarius Severian Struttmann; George Arthur Zimmer
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Emerson Electric Co
Priority date: 1975-01-20
Filing date: 1976-01-20
Publication date: 1976-07-22
Also published as: SE7600558L; US3981550A; FR2298034B1; FR2298034A1; JPS51105553A; DE2601798C2; AU1011176A; GB1476716A; IT1054205B; CA1035824A

Description

Lager

Die Erfindung betrifft Lager, deren Gehäuse eine Öffnung zur Auf-Inähme einer Lagereinheit, auch Lagerpatrone genannt, aufweist. Die Lagerpatrone weist dabei zumindest einen inneren und einen äußeren Laufring sowie zwischen diesen unter geringer Reibung laufenj de Elemente oder Rollelemente auf, wobei die letzteren die inne-
!ren und äußeren Laufflächen der Laufringe berühren. Den unter geringer Reibung auf den Laufflächen laufenden Elementen, z.B. Kugeln oder Rollen, muß ein Schmiermittel zugeführt werden. Zum Zuführen des Schmiermittels ist ein das Gehäuse durchsetzender Kanal vorgesehen, in dem ein von der Außenseite des Gehäuses zugänglicher Schmiermittelanschluß (Schmiernippel) Aufnahme findet. Die Lagerpatrone weist eine Öffnung oder einen Kanal auf, so daß das bei
dem.Schmiermittelanschluß eingeführte Schmiermittel durchtreten
kann und durch den Kanal und durch die Öffnung der Lagerpatrone
in das Innere der Lagerpatrone zu den unter geringer Reibung lau-

; fenden Elementen oder Rollelementen gelangen kann.

Formungenauxgkexten zwischen dem Gehäuse und der Lagerpatrone können jedoch zu Schmientiittelleckverlusten führen, und derartige ; Verluste können zuweilen so groß sein, daß die Rollelemente des Lagers nicht ausreichend geschmiert werden.

Die Erfindung betrifft Lager mit einem Gehäuse, die eine Lagereinheit oder Lagerpatrone aufnehmen.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, zwischen dem Gehäuse und der ι

i j Lagereinheit bzw. der Lagerpatrone eine Dichtungsanordnung vor- [

zusehen, die sicherstellt, daß das Schmiermittel wirklich zum '· I i

Inneren der Lagereinheit geführt wird und Schmiermittelleckverluste erheblich vermindert werden, wie sie sich bei geometrischen > üngenauigkeiten des Lagers aus mancherlei Gründen ergeben können, I 'z.B. durch die Fähigkeit des Lagers, Fehlfluchtungen der Welle j ! aufzunehmen; in dem letzteren Fall wird die Lagereinheit im Ge- j

häuse um ihren geometrischen Mittelpunkt verschwenkt. Die zwischen dem Gehäuse und der Lagerpatrone wirkende Dichtungsanordnung ist so ausgebildet, daß sie die vorteilhafte Eigenschaft der Selbstausrichtung des Lagers nicht nachteilig beeinflusst oder begrenzt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch bewerkstelligt, daß in den im Gehäuse ausgebildeten Kanal ein federndes Teil eingesetzt wird,

der Form der äußeren Oberfläche bzw. der äußeren 609830/0310

Oberflächen der Lagereinheit derart anpaßt, daß es in begrenztem Ausmaß verformt wird und trotzdem eine Dichtung zwischen der Lagereinheit und dem Gehäuse bildet. Dabei erlaubt es zugleich zumindest eine begrenzte Bewegung zwischen Gehäuse und Lagerpatrone, falls dies zur Kompensation einer Wellenfehlfluchtung erforderlich ist (und das Lager entsprechend konstruiert ist). Das federnde Teil kann ein im wesentlichen zylindrisches Teil sein,das ein konisches Ende aufweist und aus einem elastomeren oder thermoplastischen Material mit geringem Elastizitätsmodul gefertigt ist. Das federnde ' Teil kann ein O-Ring, die Kombination eines federnden Teiles und

einer Schraubenfeder oder ein balgähnliches federndes Teil sein. ;

Das jeweils in Berührung zur Lagereinheit stehende Material kann j z.B. aus den nachfolgenden Materialien ausgewählt sein: natürlicher oder synthetischer Kautschuk oder geringen Elastizitätsmodul auf- ! weisende Plastikmaterialien wie Nylon, "Delrin" und "Teflon". Derartige Materialien haben geeignete Verformungseigenschaften und haben eine ausreichende Beständigkeit gegen das jeweils verwendete Schmiermittel.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf ein voll selbst ausrichtendes, Fehlfluchtungen der Welle aufnehmendes Rollenlager beschrieben. Es versteht sich, daß die Erfindung gleicher maßen bei Kugellagern und Nadellagern verwendet werden kann. Sie kann auch bei Lagern mit fest vorgegebener Orientierung der Welle verwendet werden, d.h. bei Lagern, die eine Fehlfluchtung der Welle nicht aufnehmen.können. Ih der Zeichnung zeigen:

60;9830/0310 - ₄ -

iFig. 1 eine seitliche Ansicht eines erfindungsgemäßen

Rollenlagers;

Fig. 2 einen Schnitt durch das in Fig. 1 gezeigte Rolleji

lager längs der Linie 2-2 ;

Fig. 3 eine Aufsicht auf das in den Fig. 1 und 2 gezeigi-

te Lager;

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil des in Fig. 2 ge

zeigten Lagers in vergrößertem Maßstab, in dem eine erste Ausfuhrungsform der Dichtungsanordnung gezeigt ist;
Fig. 4

Fig. 5-8 der/entsprechende Schnitte durch einen Teil des

j in Fig. 2 gezeigten Lagers in vergrößertem Maß

stab, in denen andere Ausführungsformen für die Dichtungsanordnung gezeigt sind.

In den Fig. 1-3 ist ein Rollenlager Io gezeigt, das ein Gehäuse

112 und eine Lagerpatrone 14 aufweist. Bei dem gezeigten Ausführungs ι i

jbeispiel ist das Gehäuse 12 ein mehrteiliger Lagerblock und weist

2o

ein Unterteil 16 und ein Oberteil 18 auf, die durch Bolzen/miteinander verbunden sind. Das Unterteil 16 weist Schlitze 22 zur Auf-

nähme nicht gezeigter Bolzen auf, mittels deren es an einem ebenfalls nicht gezeigten Unterbau befestigt ist. Die Schlitze 22 haben längliche Form und erlauben so ein Einstellen der Stellung des Rollenlagers in seitlicher Richtung. Das Gehäuse 12 hat eine mittige öffnung 24, die durch komplementäre sphärische Oberflächen 26,28 begrenzt ist, die an dem Unterteil 16. bzw. dem Oberteil 18 jausgebildet sind. 609830/031 0'

Die Lagerpatrone 14 hat einen inneren Laufring 3o und einen äuße- i ren Laufring 32. Der innere Laufring hat konische innere Lauffla- ^:

äußere j

chen 34, 36, während der äußere Laufring konische/Laufflächen 38, ; ;4o trägt. Ein Satz Rollen 42 berührt die einander gegenüberliegen-; j den Laufflächen 34, 38 und rollt auf diesen, während ein Satz von Rollen 44 die einander gegenüberliegenden Laufflächen 36, 4o beirührt und auf diesen abrollt. Die Rollen 4 2 sind durch einen RoI- ' ₍lenkäfig 48 auf Abstand gehalten. Der innere Laufring 3o weist •eine mittige Bohrung 5o auf, in der eine Welle 52 Aufnahme findet. Die Welle 52 ist über Verriegelungsbunde 54 fest mit dem inneren Laufring verbunden. Die Verriegelungsbunde 54 umgeben außen gelegene Verlängerungen des inneren Laufringes 3o. Imbusschrauben 56 sind ; j in unter geeignetem Abstand angeordnetenGewindebohrungen 58 in ;

ι den Verbindungsbunden 54 angeordnet und erstrecken sich durch von-

einander entfernte, in dem inneren Laufring 3o ausgebildete öffinungen 6o derart nach innen, daß sie sich in die Welle 52 hinein

j arbeiten. - Abwandlungen in der Befestigung des inneren Laufringes ; (und damit der Lagerpatrone) an der Welle können in vielfältiger ; Weise vorgenommen werden.

Der äußere Laufring 32 ist durch eine außen liegende sphärische Oberfläche 6 2 begrenzt, die die innen liegenden Oberflächen 26,28 der öffnung 24 des Gehäuses 12 berührt. Vorzugsweise ist der äußere Laufring aus zwei gleichen, im wesentlichen kreisförmigen Laufringhälften 64,66 aufgebaut, die in der Mitte z.B. durch Verschweißen mit einem Elektronenstrahl miteinander verbunden sind.

Bei einem derartigen Verschweißen verziehen sich die Teile gar . 609830/031 0 .

nicht oder nur ganz geringfügig. Bei den außen gelegenen Enden der Lauf ringhälf ten des äußeren Laufringes sind Schmiermitteldichtungei|i 68 zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring angeordnet, die Schmiermittel im Lager halten und ein Eintreten von Schmutz von außen verhindern.

Die Lagerpatrone 14 ist mit einem sie positionierenden und festhaltenden Stift 7o versehen, der sich von der Oberfläche 62 des äuße-' ren Laufringes 32 nach aussen erstreckt und in einer Öffnung 72 Aufnahme findet, die sich in das Gehäuse 12 hinein erstreckt. In Fig. 3 ist der Stift 7o und die Ausnehmung 72 durch gestrichelte Linien dargestellt. Durch diese Anordnung wird ein Mitdrehen des .äußeren Lauf ringes 32 mit der Welle 5 2 verhindert und zugleich ein Schwenken, d.h. ein begrenztes Drehen der Lagerpatrone 14 bezüglich des Gehäuses 12 um ihren geometrischen Mittelpunkt ermöglicht, so daß eine Fehlfluchtung der Welle bezüglich der Unterlage des Gehäuses aufgenommen werden kann. :

Erfindungsgemäß weist das Oberteil 18 des Gehäuses einen Kanal 74 j

I i

!auf, durch den durch einen Schmiernippel 76 eingeführtes Schmier- j piittel zu der Lagerpatrone 14 durchtreten kann. Der Schmiernippel

176 ist in einen mit Gewinde versehenen Abschnitt des Kanals 74 eingeschraubt. Damit Schmiermittel in die Lagerpatrone eintreten kann, weist der äußere Laufring 32 oder mindestens eine der Laufjringhälften, entweder die Laufringhälfte 64 oder 66 (oder auch beide Laufringhälften) einen Kanal 78 auf, der ins Innere der Lagerpatrone führt und im wesentlichen mit dem Kanal 74 fluchtet. 6Q983Q/0310 ·...

Wie in Fig. 4 in vergrößertem Maßstab gezeigt ist, weist der Schmiernippel 76 üblichen Aufbau auf. Er hat eine mittige Öffnung und kann in üblicher Weise zum Einführen von Schmiermittel an eine Schraiermittelpresse oder dgl. angeschlossen werden- Bei der hier beschriebenen, bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung

j weist der Kanal 74 eine Gegenbohrung 8o auf, die sich über etwa 1/3 oder mehr seiner Tiefe erstreckt (und zwar bis zu einer Tiefe,

i bei der keinerlei spürbare Schwächung des Gehäuses zu befürchten ist). In der Gegenbohrung 8o findet ein zylindrischer, federnder , Dichtring 8 2 Aufnahme, dessen Länge etwas größer ist als die Tiefe der Gegenbohrung 8o. Der Dichtring 82 hat eine konische Lippe 84, ' die etwas verformt ist und mit der außen liegenden Oberfläche 6 2 ^: des äußeren Laufringes 32 eine Dichtstelle bildet. Um ein gutes ! Abdichten sicherzustellen und zugleich eine geringe Verformung ; der Lippe 84 zuzulassen, ist der Kanal 74 mit einer zweiten Gegenbohrung 86 versehen, die größeren Durchmesser, jedoch viel

als die erste.

geringere Tiefe aufweist/ Hierdurch wird die Abdichtung zum äußeren Laufring 32 verbessert. Es ist leicht verständlich, daß durch Vorsehen des Dichtringes 8 2 Leckverluste an Schmiermittel längs der Grenzfläche zwischen der äußeren Oberfläche der Lagerpatrone und der Öffnung des Gehäuses unterbunden werden.

In den Fig. 5, 6, 7 und 8 sind verschiedene andere Ausführungsformen der Dichtungsanordnung gezeigt. Der Hauptunterschied besteht dabei in der Ausbildung des in die Gegenbohrung des das Gehäuse durchsetzenden Schmiermittelkanales eingesetzten Dichtringes. In

. 60383 0/0310 -.8-

!jeder der Fig. 5-8 werden daher gleiche Bezugszeichen zur Beizeichnung gleicher Teile verwendet. So zeigt jede der Fig. 5-8

j einen Teil des Oberteils 18 des Gehäuses 12, den äußeren Laufring 32 und seine Laufringhälften 64 und 66, den im Gehäuse 12 ausgebildeten Kanal 74 und den im äußeren Laufring 32 ausgebildeten Kanal 78, die Gegenbohrung 8o und den Schmiernippel 76. Darüber hinaus ist in den Fig. 5 und 7 eine zweite Gegenbohrung 86 gezeigt.

iln Fig. 5 ist ein Dichtring 88 gezeigt, der eine solche Form hat, daß er sowohl in die Gegenbohrung 8o als auch in die Gegenbohrung 186 eingepaßt ist. Der Dichtring 88 hat ferner eine konisch ge-

!formte Lippe 9o, mittels der eine Dichtstelle zur Lagerpatrone gebildet ist.

In Fig. 6 ist als federnder Dichtring, ein O-Ring 92 vorgesehen. Die Tiefe der Gegenbohrung 8o ist an die Abmessung des federnden O-Ringes 92 angepaßt.

In Fig. 7 ist eine Dichtungsanordnung gezeigt, die eine Schrauben-

feder 96 und einen elastomeren, zylindrischen Dichtring 98 aufweist. Die Schraubenfeder 96 drückt den Dichtring 98 in Richtung auf den äußeren Laufring 3,2. Wie bei den anderen Ausführungsformen ist der Dichtring 98 wieder mit einer konischen Lippe loo versehen, die an dem äußeren Laufring 32 anliegt.

In Fig. 8 ist die Dichtungsanordnung durch einen balgähnlichen 609830/0310" - 9 -

Dichtkörper Io2 gebildet. Ein Endabschnitt Io4 desselben kann die j

Form einer konischen Lippe haben. Der Dichtkörper Io2 kann aus j

elastomerem Material oder aus einem Thermoplasten mit niedrigem i

!Elastizitätsmodul gefertigt sein. j

j I

I i

ι I

Es versteht sich, daß die in den Fig. 5-8 gezeigten Dichtungs- '

anordnungen im wesentlichen genauso arbeiten wie die in den Fig. j

!1 — 4 gezeigte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Es ver- I isteht sich ferner, daß die Erfindung gleichermaßen auch bei anideren Lagern verwendbar ist, darunter auch Lagern mit anders
'konstruierten Gehäusen.

- Io -

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Claims

- Io -

Patentansprüche

Lager mit einem eine mittige Öffnung aufweisenden Gehäuse und einer in dieser Öffnung angeordneten Lagerpatrone, die einen inneren und äusseren Laufring sowie auf diesen unter geringer Reibung laufende Rollelemente aufweist, bei dem das Gehäuse

einen Schmiermittelanschiuß und einen durch es zu der Lagerpatrone verlaufenden Kanal aufweist und die Lagerpatrone eine im wesentlichen diesem Kanal gegenüberliegende Öffnung aufweist, so daß Schmiermittel vom Schmiermittelanschluß zum Inneren der Lagerpatrone durchtreten kann, gekennzeichnet durch eine federnde Dichtanordnung (82;88;8o;96,98;lo2), die in ; dem Kanal (74) in der Nachbarschaft der Lagerpatrone (14) und. ^: an dieser reibend angeordnet ist und durch die der Weg des ; durch den Schmiermittelanschluß (76) eingeführten Schmiermittels im wesentlichen auf einen zu der Öffnung (78) der Lagerpatrone führenden Weg begrenzt istyünd das Fließen von Schmiermittel längs der zwischen der Lagerpatrone und der mittigen Öffnung (34) des Gehäuses (12) liegenden Grenzfläche unterbunden wird.
2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Dichtanordnung einen im wesentlichen zylindrischen Dichtring aufweist, an dessen Ende eine konische Lippe (84,9o,loo,lo4) ausgebildet ist, die an der Lagerpatrone (14) anliegt.

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- li -
3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Dichtanordnung einen an der Lagerpatrone (14) anliegenden federnden Dichtring (98) und eine den federnden Dichtring an die Lagerpatrone (14) anlegende Feder (96) aufweist.
4. Rollenlager mit einem auf einem Unterbau befestigbaren Gehäuse, das eine durch eine sphärische Oberfläche begrenzte mittige Öffnung aufweist, und mit einer in dieser Öffnung angeordneten Lagerpatrone, die einen inneren und äußeren Laufring sowie ι Sätze von Rollen aufweist, wobei die Laufringe jeweils kegel- J stumpfförmige, von-einander entfernte Laufflächen tragen, wobei die Rollen eines Satzes auf einer inneren Lauffläche und einer dieser gegenüberliegenden äußeren Lauffläche abrollen, wobei j

der innere Laufring eine mittige Bohrung aufweist, wobei der ^:

äußere Laufring aus zwei im wesentlichen gleichen, miteinander j verschweißten Laufringhälften aufgebaut ist, die jeweils eine der äußeren Laufflächen tragen, wobei der äußere Laufring eine bogenförmige äußere Oberfläche aufweist, die die bogenförmige Oberfläche der öffnung des Gehäuses berührt und bezüglich derselben um den geometrischen Mittelpunkt der Lagerpatrone bewegbar ist, um Fehlfluchtungen der Welle bezüglich des Unterbaues aufnehmen zu können, wobei der äußere Laufring eine mit dem Gehäuse zur Begrenzung dieser Bewegung bezüglich des Gehäuses zusammenarbeitende Einrichtung trägt, wobei das Gehäuse mit einem es durchsetzenden Schmiermittelkanal versehen ist, durch den Schmiermittel zur Lagerpatrone durchtreten kann, und wobei die Lagerpatrone eine den äußeren Laufring durchsetzende öff-

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nung aufweist, die im wesentlichen mit dem im Gehäuse ausgebildeten Schmiermittelkanal fluchtet, sodaß für das in die Lagerpatrone einzuführende und zu den Rollen zu fördernde Schmiermittel ein Schmiermittelweg geschaffen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kanal (74) eine federnde Dichtanordnung
(82?88>92;96,98;lo2) angeordnet ist, die wischend an der bogenförmigen Oberfläche (62) des äußeren Laufringes anliegt und der
in dem letzteren ausgebildeten Schmiermittelöffnung (78) benachH hart ist, so daß ein abgegrenzter Weg für das Schmiermittel i erhalten wird und das Strömen von Schmiermittel längs der Grenz-· fläche, die durch die Oberfläche der Öffnung des Gehäuses und j durch die Oberfläche des äußeren Laufringes gebildet ist, un- '

terbunden wird. j

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