DE2601798C2

DE2601798C2 - Lager

Info

Publication number: DE2601798C2
Application number: DE2601798A
Authority: DE
Inventors: Hilarius Severian Ithaca N.Y. 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: 1982-02-11
Also published as: AU1011176A; FR2298034A1; DE2601798A1; JPS51105553A; IT1054205B; FR2298034B1; GB1476716A; CA1035824A; SE7600558L; US3981550A

Description

Die Erfindung betrifft ein Lager mit einem eine zentrale Öffnung aufweisenden Gehäuse und einer in dieser öffnung angeordneten, sich selbst einstellenden Lagerpatrone, die einen inneren und äußeren Laufring sowie auf diesem unter geringer Reibung laufende Wälzelemente aufweist, bei dem das Gehäuse einen Schmiermittelanschluß mit einem zur Lagerpatrone verlaufenden Kanal aufweist und die Lagerpatrone eine im wesentlichen diesem Kanal gegenüberliegende öffnung besitzt, so daß Schmiermittel vom Schmiermittelanschluß in das Lagerinnere eintreten kann, sowie einer elastischen Dichtung, um den Weg des durch den Schmiermittelanschluß eingeführten Schmiermittels im wesentlichen auf die Lagerpatronenöffnung zu begrenzen und das Fließen von Schmiermittel längs der zwischen der Lagerpatrone und dem Gehäuse liegenden Grenzfläche zu unterbinden.

Beieinemderartigen Lagerkönnen Formungsgenauigkeiten zwischen dem Gehäuse und der Lagerpatrone zu Schmiermittelleckverlusten führen, und derartige Verluste können zuweilen so groß sein, daß die Wälzelemente des Lagers nicht ausreichend geschmiert werden. Man hat deshalb die elastische Dichtung vorgesehen, um die Zuführung des Schmiermittels auf die Lagerpatronenöffnung zu begrenzen.

Ein Lager der eingangs beschriebenen Art ist aus der US-PS 33 14 735 bekannt Bei diesem bekannten Lager besteht die elastische Dichtung aus einem O-Ring, der sich um einen erweiterten Endflansch eines Schmiermittelfittings erstreckt Dieser erweiterte Endflansch wirkt mit einem abgeflachten Abschnitt am äußeren Laufring der Lagerpatrone zusammen und hat drei Aufgaben: Er soll eine Entfernung des Fittings nach außen, eine Rotation des Laufringes und eine zu starke Zusammenpressung des O-Ringes verhindern.

Bei dieser bekannten Ausführungsform befindet sich die elastische Dichtung somit in dem zwischen der Lagerpatrone und dem Gehäuse durch den erweiterten Endflansch des Schmiermittelfittings gebildeten Spalt Zur Fixierung der Dichtung ist der Endflansch unerläßlich, was wiederum bedeutet, daß der äußere Laufring der Lagerpatrone mit dem abgeflachten Abschnitt versehen sein muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lager der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das bezüglich der Abdichtung der Lagerpatronenöffnung vereinfacht ist

Diese Aufgabe ist bei einem entsprechenden Lager erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtung

innerhalb einer von der öffnung für die Lagerpatrone ausgehenden, erweiterten Gegenbohrung des Kanals des Gehäuses angeordnet ist

Durch diese Art der Unterbringung der elastischen Dichtung wird die Abdichtung der Lagerpatronenöffnung wesentlich einfacher bewerkstelligt als bei dem bekannten Lager, das bekanntlich zur Fixierung der Dichtung innerhalb des zwischen dem Gehäuse und der Lagerpatrone gebildeten Spaltes ein speziell ausgebildetes Schmiermittelfitting und in Verbindung damit einen entsprechend bearbeiteten äußeren Laufring benötigt. Die zwischen dem Gehäuse und der Lagerpatrone wirkende Dichtung 'St so angeordnet, daß sie die vorteilhafte Eigenschaft der Selbsteinstellung der Lagerpatrone nicht nachteilig beeinflußt oder in irgendeiner Weise begrenzt. Die Dichtung paßt sich der Form der äußeren Oberfläche der Lagerpatrone derart an, daß sie in begrenztem Ausmaß verformt wird und trotzdem die Lagerpatrone gegenüber dem Gehäuse abdichtet. Dabei ermöglicht sie zugleich zumindest eine begrenzte Bewegung zwischen Gehäuse und Lagerpatrone, lalls dies beispielsweise zur Kompensation einer Wellenfehlfluchtung erforderlich ist. Die innerhalb der Gegenbohrung vorgesehene Dichtung kann unter Vorspannung stehen. Um dies zu ermöglichen, kann sie beispielsweise einen an der Lagerpatrone anliegenden Dichtring und eine den Dichtring gegen die Lagerpatrone pressende Feder aufweisen.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Dichtung einen im wesentlichen zylindrisehen Dichtring aufweist, an dessin Ende eine konische Lippe ausgebildet ist, die an der Lagerpatrone anliegt. Die Dichtung bzw. der entsprechende Dichtring ist zweckmäßigerweise aus einem elastomeren oder thermoplastischen Material mit geringem Elastizitätsmodul gefertigt. So kann beispielsweise das in Berührung mit der Lagerpatrone befindliche Material aus den nachfolgenden Natur- bzw. Kunststoffen ausgewählt sein: natürlicher oder synthetischer Kautschuk oder geringe Elastizitätsmoduli aufweisende Kunststoffe wie bestimmte Polyformaldehyde, Polyamide oder Polytetrafluoräthylen. Derartige Materialien haben geeignete Verformungseigenschaften und besitzen eine ausreichende Beständigkeit gegen das jeweils

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verwendete Schmiermittel.

Ergänzend zum Stand der Technik sei noch auf die US-PS 30 36 872 verwiesen. In dieser Veröffentlichung ist ein Lager der eingangs beschriebenen Art offenbart, das jedoch keine elastische Dichtung aufweist um den Weg des durch den Schmiermittelanschluß eingeführten Schmiermittels im wesentlichen auf dia Lagerpatronenöffnung zu begrenzen und das Fließen von Schmiermittel längs der zwischen der Lagerpatrone und dem Gehäuse liegenden Grenzfläche zu unterbinden. Statt dessen v/\:d hierbei gerade eine Schmierung der Grenzfläche zwischen Lagerpatrone und Gehäuse beabsichtigt, was durch eine in der Außenfläche der Lagerpatrone vorgesehene Mulde gefördert werden soll. Auch ist bei dieser bekannten Ausführungsform ein Schmiernippel in dem zur Lagerpatrone verlaufenden Kanal vorgesehen, der sich so weit in den Kanal hinein erstreckt, daß hierbei ohnehin kein Platz mehr für die Anordnung einer Gegenbohrung zur Aufnahme einer Dichtung bliebe.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines sich selbst einstellenden, Fehlfluchtungen der Welle aufnehemden Rollenlagers näher erläutert Es versteht sich, daß die Erfindung in gleicher Weise bei Kugellagern oder Nadellagern Anwendung finden kann. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine seitliche Ansicht eines Rollenlagers,

F i g. 2 einen Schnitt durch das in F i g. 1 gezeigte Rollenlager längs der Linie 2-2,

F i g. 3 eine Aufsicht auf das in den F i g. 1 und 2 gezeigte Lager,

F i g. 4 einen Schnitt durch einen Teil des in F i g. 2 gezeigten Lagers in vergrößertem Maßstab, in dem eine erste Ausführungsform einer Dichtung gezeigt ist, und

Fig.5 —8 der Fig.4 entsprechende Schnitte durch einen Teil des in Fi g. 2 gezeigten Lagers in vergrößertem Maßstab, in denen andere Ausführungsformen der Dichtung gezeigt sind.

In den Fig. 1 —3 ist ein Rollenlager 10 gezeigt, das ein Gehäuse 12 und eine Lagerpatrone 14 aufweist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 12 ein mehrteiliger Lagerblock und weist ein Unterteil 16 und ein Oberteil 18 auf, die durch Bolzen 20 miteinander verbunden sind. Das Unterteil 16 weist Schlitze 22 zur Aufnahme 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 ausgebildet sind.

Die Lagerpatrone 14 hat einen inneren Laufring 30 und einen äußeren Laufring 32. Der innere Laufring hat konisch innere Laufflächen 34, 36, während der äußere Laufring konische äußere Laufflächen 38, 40 trägt. Ein Satz Rollen 42 berührt die einander gegenüberliegenden Laufflächen 34,38 und rollt auf diesen, während ein Satz von Rollen 44 die einander gegenüberliegenden Laufflächen 36, 40 berührt und auf diesen abrollt. Die eo Rollen 42 sind durch einen Rollenkäfig 48 auf Abstand gehalten. Der innere Laufring 30 weist eine mittige Bohrung 50 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 30. Imbusschrauben 56 sind in unter geeignetem Abstand angeordneten Gewindebohrungen 58 in den Verhindungsbunden 54 angeordnet und erstrecken sich durch voneinander entfernte, in dem inneren Laufring 30 ausgebildete öffnungen 60 derart nach innen, daß sie sich in die Welle 52 hinein 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 außenliegende sphärische Oberfläche 62 begrenzt die die innenliegenden 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 Elektronenstrahlschweißen miteinander verbunden sind. Bei einem derartigen Schweißvorgang verziehen sich die Teile überhaupt nicht oder nur ganz geringfügig. Bei den außen gelegenen Enden der Laufringhälften des äußeren Laufringes sind Schmiermitteldichtungen 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 70 versehen, der sich von der Oberfläche 62 des äußeren Laufringes 32 nach außen erstreckt und in einer öffnung 72 Aufnahme findet, die sich in das Gehäuse 12 hinein erstreckt In Fig.3 sind der Stift 70 und die Ausnehmung 72 durch gestrichelte Linien dargestellt Durch diese Anordnung wird ein Mitdrehen des äußeren Laufringes 32 mit der Welle 52 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 kompensiert werden kann.

Das Oberteil 18 des Gehäuses weist einen Kanal 74 auf, durch den durch einen Schmiernippel 76 eingeführtes Schmiermittel zu der Lagerpatrone 14 gelangen kann. Der Schmiernippel 7'6 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 Laufringhälften, 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.

Wie in Fig.4 in vergrößertem Maßstab gezeigt ist, weist der Schmiernippel 76> einen üblichen Aufbau auf. Er hat eine mittige Öffnung und kann in üblicher Weise zum Einführen von Schmiermittel an eine Schmiermittelpresse od. dgl. angeschlossen werden. Bei dem hier beschriebenen Rollenlager weist der Kanal 74 eine Gegenbohrung 80 auf, die sich über etwa '/3 oder mehr seiner Tiefe erstreckt (und zwar bis zu einer Tiefe, bei der keinerlei spürbare Schwächung des Gehäuses zu befürchten ist). In der Gegenbohrung 80 findet ein zylindrischer, federnder Dichtring 82 Aufnahme, dessen Länge etwas größer ist als die Tiefe der Gegenbohrung 80. Der Dichtring 82 hat eine konische Lippe 84, die etwas verformt ist und mit der außenliegenden Oberfläche 62 des äußeren Laufringes 32 eine Abdichtung 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 geringere Tiefe aufweist als die erste. Hierdurch wird die Abdichtung zum äußeren Laufring 32 verbessert. Es ist leicht verständlich, daß durch

Vorsehen des Dichtringes 82 Leckverluste an Schmiermittel längs der Grenzfläche zwischen der äußeren Oberfläche der Lagerpatrone und der öffnung des Gehäuses unterbunden werden.

In den F i g. 5, 6, 7 und 8 sind verschiedene andere Ausführungsformen der Dichtung gezeigt. Der Hauptunterschied besteht dabei in der Ausbildung des in die Gegenbohrung des das Gehäuse durchsetzenden Schmiermittelkanals eingesetzten Dichtringes. In jeder der Fig.5 —8 sind daher gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher Teile verwendet. So zeigt jede der F i g. 5-8 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 80 und den Schmiernippel 76. Darüber hinaus ist in den F i g. 5 und 7 eine zweite Gegenbohrung 86 gezeigt.

In F i g. 5 ist ein Dichtring 88 gezeigt, der eine solche Form hat, daß er sowohl in die Gegenbohrung 80 als auch in die Gegenbohrung 86 eingepaßt ist. Der Dichtring 88 hat ferner eine konisch geformte Lippe 90, mittels der eine Abdichtung zur Lagerpatrone erreicht wird.

In F i g. 6 ist als federnder Dichtring ein O-Ring 92 vorgesehen. Die Tiefe der Gegenbohrung 80 ist an die Abmessung des federnden O-Ringes 92 angepaßt.

In Fig.7 ist eine Dichtung gezeigt, die eine Schraubenfeder 96 und einen elastomeren, zylindrischen Dichtring 98 aufweist. Die Schraubenfeder 96 drückt den Dichtring 98 in Richtung auf den äußeren Laufring 32. Wie bei den anderen Ausführungsformen ist der

ίο Dichtring 98 wieder mit einer konischen Lippe 100 versehen, die an dem äußeren Laufring 32 anliegt.

In Fig.8 ist die Dichtung durch einen balgähnlichen Dichtkörper 102 gebildet. Ein Endabschnitt 104 desselben kann die Form einer konischen Lippe haben.

Der Dichtkörper 102 kann aus elastomerem Material oder aus einem Thermoplasten mit niedrigem Elastizitätsmodul gefertigt sein.

Es versteht sich, daß die in den Fig.5-8 gezeigten Dichtungen im wesentlichen genauso funktionieren wie

die in den F i g. 1 -4 gezeigte bevorzugte Ausführungsform. Es versteht sich ferner, daß derartige Dichtungen auch bei anderen Lagern verwendbar sind, d. h. auch bei Lagern mit anders konstruierten Gehäusen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

26 Ol 798 Patentansprüche:

1. Lager mit einem eine zentrale öffnung aufweisenden Gehäuse und einer in dieser öffnung angeordneten, sich selbst einstellenden Lagerpatrone, die einen inneren und äußeren Laufring sowie auf diesem unter geringer Reibung laufende Wälzelemente aufweist, bei dem das Gehäuse einen Schmiermittelanschluß mit einem zur Lagerpatrone verlaufenden Kanal aufweist und die Lagerpatrone eine im wesentlichen diesem Kanal gegenüberliegende öffnung besitzt, so daß Schmiermittel vom Schmiermittelanschluß in das Lagerinnere eintreten kann, sowie einer elastischen Dichtung, um den Weg des durch den Schmiermittelanschluß eingeführten Schmiermittels im wesentlichen auf die Lagerpatronenöffnung zu begrenzen und das Fließen von Schmiermittel längs der zwischen der Lagerpatrone und dem Gehäuse liegenden Grenzfläche zu unterbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (82,88,92,98,102) innerhalb einer von der Öffnung für die Lagerpatrone (14) ausgehenden, erweiterten Gegenbohrung (80) des Kanals (74) des Gehäuses (12) angeordnet ist.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (82, 88, 92, 98,102) innerhalb der Gegenbohrung (80) unter Vorspannung steht.

3. Lager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung einen im wesentlichen zylindrischen Dichtring (82, 88, 98, 102) aufweist, an dessen Ende eine konische Lippe (84, 90, 100, 104) ausgebildet ist, die an der Lagerpatrone (14) anliegt.

4. Lager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung einen an der Lagerpatrone (14) anliegenden Dichtring (98) und eine den Dichtring gegen die Lagerpatrone (14) pressende Feder (96) aufweist.