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Kugelgelagerte Laufrolle
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Die Erfindung betrifft eine kugelgelagerte Laufrolle, insbesondere
für Rollschuhe, mit zwei etwa glockenförmigen Lagerschalen, die, mit ihren freien
öffnungsseiten zueinanderweisend, miteinander formschlüssig verbunden sind und mindestens
mittelbar in der zentralen Bohrung der Rolle aufgenommen sind, und mit einem Achszapfen,
dem mindestens mittelbar Kugellaufrillen zugeordnet sind.
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Kugelgelagerte Laufrollen dieser Gattung für Rollschuhe sind aufgrund
zahlreicher erhältlicher Rollschuhausführungen bekannt. Sie zeichnen sich in nachteiliger
Weise dadurch aus, daß für jede kugelgelagerte Laufrolle bis zu neun Einzelteile
verwendet werden müssen, wobei die Kugeln und die Laufrolle selbst nicht
eingeschlossen
sind. Bei einer hinsichtlich dieses Mangels verbesserten Ausführung ist die Anordnung
so getroffen, daß zwei etwa glockenförmige Lagerschalen, an deren Innenwandung sich
die Kugeln abstützen, miteinander dadurch verbunden sind, daß an beiden Lagerschalen
sich axial erstreckende Zungen angeordnet sind, wobei jeweils die Zungen der einen
Lagerschale zahnartig zwischen die Zungen der anderen Lagerschale eingreifen. Beide
Lagerschalen besitzen gleichen Außendurchmesser. Eine aus Blech gezogene Hülse umfaßt
die Lagerschalen außenseitig und spannt sie mittelbar durch entsprechende Verformung
der Blechhülse an der Laufrolle fest. Dies geschieht auf einer Stirnseite der Rolle
durch einen umgebördelten Ringflansch, auf der anderen Stirnseite der Rolle durch
eine mit einem weiteren nutartigen Flansch der Blechhülse verbundenen Ringscheibe.
Die Laufrillen für die Kugeln sind im Achszapfen eingeformt, der einseitig in die
Rollenlagerung eingesteckt ist.
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Bei dieser beschriebenen bekannten kugelgelagerten Laufrolle werden
die vielen Bauteile als sehr nachteilig empfunden, zumal wenn man bedenkt, daß ein
Paar Rollschuhe acht derartige kugelgelagerte Laufrollen benötigt. Auch wird es
als ungünstig empfunden, daß der Achszapfen selbst die Laufrillen trägt, so daß
alle Achszapfen eines Rollschuhes gehärtet werden müssen.
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Und schließlich ist die Montage der beschriebenen Laufrolle
mit
ihrer Lagerung durch die Verwendung der aus Blech gezogenen Hülse aufwendig und
kompliziert, da diese'Hülse mehrfach verformt, gestaucht und anschließend die Laufrolle
mittels der Ringscheibe mit der Lagerung verbunden werden muß.
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Der Erfindung liegt - ausgehend vom eingangs genannten Stand der
Technik - die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für Rollschuhe bestimmte kugelgelagerte
Laufrolle verfügbar zu machen, die sich durch eine sehr geringe Zahl von einzelnen
Bauteilen auszeichnet, die zudem einfach gestaltet und in besonders einfacher Weise
montierbar sind.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Lagerschalen
mit ihren Außenmantelflächen unter unmittelbarem Berührungskontakt in der Rollenbohrung
einstecken und an ihren nach außen weisenden Enden jeweils einen einstückig und
werkstoffeinheitlich angeformten Ringflansch besitzen, zwischen welche Ringflansche
die Laufrolle eingespannt ist. Die neue Laufrolle verzichtet somit nicht nur auf
die bekannte aus Blech gezogene Hülse, sondern damit gleichzeitig auch auf die Notwendigkeit
der Bearbeitung und Montage dieser Hülse. Bei der erfindungsgemäßen Laufrolle findet
eine unmittelbare Verbindung zwischen den Lagerschalen und der Laufrolle statt,
indem die in der Regel aus Gummi bestehende Laufrolle zwischen Ringflansche
der
Lagerschalen eingespannt wird. Diese Ringflansche sind in besonders einfacher Weise
einstückig und werkstoffeinheitlich an den jeweils nach außen weisenden Enden der
Lagerschalen, also in deren Bodenbereich, angeformt. Diese Anformung kann, wenn
die Lagerschalen aus einem geeigneten Kunststoff bestehen, gleich bei der Herstellung
angespritzt werden oder, wenn die Lagerschalen aus Stahlblech bestehen, durch einfache
Verformung erhalten werden.
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In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes können die Lagerschalen
unter Wirkung elastischer Eigenschaften der Laufrolle in der Rollenbohrung eingespannt
sein, wodurch sich ein zusätzlicher kraft- und formschlüssiger Halt der Lagerschalen
in der Bohrung der Laufrolle ergibt.
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Für eine besonders wirksame Einspannung der Laufrolle zwischen den
Ringflanschen der Lagerschalen sieht die Erfindung vor, die Lagerschalen in einem
Abschnitt zylindrischen Querschnitts einander über einen Teil ihrer Länge übergreifen
zu lassen und sie in diesem überdeckungsbereich gegeneinander festzulegen, wobei
eine bevorzugte Art der Festlegung darin besteht, daß die Lagerschalen im überdeckungsbereich
an zueinanderweisenden Oberflächen umlaufende Rillen besitzen, die vorteilhafterweise,
bezogen auf den Längsschnitt der Lagerschalen, sägezahnartiges Profil besitzen.
Es hat
sich dabei herausgestèllt, daß dieses sägezahnartige Profil
nur eine relativ geringe radiale Erstreckung benötigt, damit ein dauerhafter Zusammenhalt
der Lagerschalen gewährleistet bleibt. Hierdurch ist es, insbesondere bei Lagerschalen
aus Kunststoff, ohne weiteres möglich, die hülsenartigen Abschnitte zylindrischen
Querschnitts übereinanderzuschieben. Nur bei zweckentsprechend oberflächengehärteten
Stahl-Lagerschalen ist es zweckmäßig, den Mantel der außenliegenden Lagerschale
wenigstens mit einem axial verlaufenden Schlitz zu versehen, so daß die geringe
erforderliche Aufspreizung der äußeren Lagerschale während des Zusammenfügens beider
Lagerschalen leicht erzielbar ist.
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Die gegenseitige Festlegung der beiden Lagerschalen kann auch dadurch
erfolgen, daß die genannten Rillen Gewinderillen sind. Auch ist es möglich, beide
Lagerschalen mittels einer Schrumpfverbindung aneinander festzulegen oder sie miteinander
zu verkleben. Auch ist es möglich, zusätzlich zu einer formschlüssigen Verbindung
im Überdeckungsbereich zwischen die einander berührenden Oberflächen beider Lagerschalen
ein Haft-oder Klebemittel einzulagern.
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Infolge der erfindungsgemäß vorgesehenen Ausbildung der beiden Lagerschalen,
wobei die eine Lagerschale die andere außenseitig über gemeinsame Teillängen übergreift,
entsteht
bei einfacher Gestaltung der Lagerschalen außenseitig im Endbereich der übergreifenden
Lagerschale ein Absatz. Es empfiehlt sich daher, die zentrale Bohrung der Laufrolle
nicht durchgehend zylindrisch zu gestalten, sondern ihr entweder einen entsprechenden
Absatz einzuformen oder aber, was bei Verwendung einer Gummilaufrolle günstiger
ist, die zentrale Bohrung konisch zu gestalten, wobei der größere Durchmesser der
konischen Bohrung der übergreifenden Lagerschale zugeordnet wird. Bei dieser Art
der konischen Ausbildung der Mittelbohrung der Laufrolle ist bei einer vorteilhaften
Ausführung darauf zu achten, daß die Aufbringung einer radialen Anpreßkraft von
der elastischen Rolle auf beide Lagerschalen Oberflächen gewährleistet bleibt.
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Es ist ohne weiteres verständlich, daß die beschriebene erfindungsgemäße
Ausbildung und Anordnung der Lagerschalen eine hervorragende Festlegung der Laufrolle
gestattet wie auch unter geringstem Montageaufwand die Anordnung der Kugellagerung.
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Gemäß weiterer Ausbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen,
daß die Kugellaufrillen Bestandteil einer separaten, jedoch mit dem Achszapfen verbundenen
Laufrillenbüchse sind. Die Laufrillenbüchse sitzt vorteilhaft teilweise, vorzugsweise
etwa bis zur Laufrollenmitte, auf dem Achszapfen auf und ist mit diesem haftschlüssig
verbunden,
wobei der Haftschluß mit geringstem Aufwand durch Kleben erzielt werden kann. Die
letztgenannten Merkmale gestatten durch getrennte Anordnung von Achszapfen und Laufrillenbüchse
lediglich die Oberflächenhärtung der Laufrillenbüchse allein. Dieser Vorteil überwiegt
gegenüber der dadurch notwendig werdenden Verwendung zweier Bauteile. Zudem können
nach der Erfindung besonders kurze Achszapfen verwendet werden, wodurch der Materialaufwand
gesenkt wird. Im übrigen kann die Laufrillenbüchse ein preiswert herstellbares Automatendrehteil
sein.
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Bei Gewährleistung einfach ausgebildeter Lagerschalen ist es zweckmäßig,
die von den Kugellaufrillen gebildeten Laufflächen der Laufrillenbüchse entsprechend
dem Durchmesserunterschied der zylindrischen Abschnitte der Lagerschalen auf unterschiedlichen
Durchmessern der Laufrillenbüchse anzuordnen. Dieses Merkmal gestattet die Verwendung
identischer Kugeln für beide Kugellager, da die vorgesehene versetzte Anordnung
der Kugellaufrillen den Durchmesserunterschieden der inneren Kugellaufflächen an
den Lagerschalen Rechnung trägt.
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Zusammengefaßt kann festgestellt werden, daß mit den Mitteln der
Erfindung eine sehr einfache kugelgelagerte Laufrolle geschaffen wurde, die über
nur wenige einfach gestaltete Einzelteile verfügt, die zudem rasch
und
unkompliziert montiert werden können. Zudem ist es möglich, die Böden beider Lagerschalen
unmittelbar als Staubscheiben auszubilden, die verhindern, daß Staub, Schmutz oder
sonstige Verunreinigungen von außen in die Laufrollenlagerung eindringen. Bei in
einem bedeutenden Umfange gesenktem Fertigungs- und Montageaufwand besitzt die kugelgelagerte
Laufrolle nach der Erfindung bis zu sechs Einzelteile weniger als kugelgelagerte
Laufrollen von im Handel erhältlichen Rollschuhen. Hierdurch ist eine maximale Einsparung
von 48 Bauteilen pro Rollschuhpaar möglich. Doch selbst gegenüber der Laufrolle
des eingangs genannten Standes der Technik besitzt die erfindungsgemäße kugelgelagerte
Laufrolle bei verbesserter Fertigungs- und Montagemöglichkeit noch zwei Bauteile
weniger, mithin also 16 Teile pro Paar.
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Damit kommt dem Gegenstand der Anmeldung als ausgesprochenem Massenartikel
aufgrund des großen technischen Fortschritts besondere Bedeutung zu.
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Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der anliegenden Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine kugelgelagerte Laufrolle für Rollschuhe im Längsschnitt, Fig. 2 eine
Einzelheit einer Möglichkeit der Verbindung der Lagerschalen miteinander.
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In Fig. 1 ist mit 10 eine Laufrolle bezeichnet, die beim Ausführungsbeispiel
aus Gummi gefertigt ist, jedoch auch beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoff
bestehen kann. Diese Laufrolle besitzt konzentrisch zu ihrer mittleren Drehachse
D eine zentrale Bohrung, die im Falle des dargestellten Ausführungsbeispieles mehrere
Stufen besitzt.
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Mit 11 und 12 sind zwei Lagerschalen bezeichnet, die im wesentlichen
glocken- bzw. topfförmig ausgebildet sind. Die Lagerschale 11 besitzt einen zylinwischen
Abschnitt 13, die Lagerschaleieinen zylindrischen Abschnitt 14, wobei der zylindrische
Abschnitt 13 der Lagerschale 11 größeren Durchmesser besitzt als der zylindrische
Abschnitt 14 der Lagerschale 12. So wird bewirkt, daß beide Lagerschalen 11, 12
auf Teilen ihrer zylindrischen Abschnitte 13, 14 durch Ineinanderschieben miteinander
verbunden werden können, so daß sich ein Uberdeckungsbereich ü ergibt. In diesem
überdeckungsbereich ü sind die Lagerschalen 11 und 12 so miteinander verbunden,
daß sie nicht wieder oder allenfalls unter Aufwendung von solch erheblichen Kräften,
wie sie beim Gebrauch der Laufrolle nicht auftreten, wieder gelöst werden können.
Die Verbindungsanordnung ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel so getroffen,
daß die Lagerschale 11 mit dem im Durchmesser größeren zylindrischen Abschnitt im
überdeckungsbereich auf der inneren Oberfläche und die Lagerschale 12 mit im überdeckungsbereich
kleinerem
zylindrischen Abschnitt 14 auf ihrer äußeren Oberfläche Rillen besitzen, die formschlüssig
miteinander eingreifen können. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, bilden diese
Rillen ein sägezahnartiges Profil mit steilen Flanken 15 und flacheren Flanken 16,
wobei die flacheren Flanken 16 ein leichtes Zusammenfügen erleichtern und die steilen
Flanken 15 ein Lösen der Lagerschalen 11 und 12 voneinander verhindern.
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Da die Lagerschalen aus einem geeigneten Kunststoff hergestellt werden
können, genügt die dem Kunststoff innewohnende begrenzte Elastizität, um die Lagerschalen
mühelos nach Art einer Schnappverbindung zusammenfügen zu können. Für den Fall,
daß die Lagerschalen aus oberflächengehärtetem Stahl bestehen, ist es zweckmäßig,
zumindest die größere Lagerschale 11 mit einem axial gerichteten Schlitz zu versehen,
der ein leichteres Aufweiten dieser größeren Lagerschale im überdeckungsbereich
ü während des Zusammenfügens ermöglicht. Aufgrund der der Lagerschale innewohnenden
Elastizität und aufgrund der von der elastischen Laufrolle 10 ausgeübten Radialspannung
wird trotz des Schlitzes - der in den Fig. nicht dargestellt ist - ein einwandfreier
Zusammenhalt der Lagerschalen 11 und 12 in der Gebrauchslage sichergestellt.
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Die im zusammengefügten Zustand der Lagerschalen 11, 12 nach außen
weisenden Oberflächen stehen in
unmittelbarem Berührungskontakt
mit der Innenmantelfläche der zentralen Bohrung der Laufrolle 10. Es ist zweckmäßig,
wenn der Durchmesser der Innenbohrung der Laufrolle 10 gegenüber den jeweiligen
Außendurchmessern der Lagerschalen 11 und 12 Untermaß besitzt, so daß die Laufrolle
unter radialer Vorspannung die Lagerschalen 11 und 12 in sich aufnimmt. Der äußere
Durchmesserunterschied der Lagerschalen 11 und 12 kann - siehe Fig. 1 -durch eine
Stufe innerhalb der zentralen Bohrung ausgeglichen werden; es ist jedoch möglich
und vorteilhaft, die zentrale Bohrung der Laufrolle 10 konisch bzw. kegelig auszuführen
unter Beachtung der unterschiedlichen Durchmessermaße der Lagerschalen 11 und 12
bzw. deren zylindrischer Abschnitte 13 und 14. In jedem Falle ist darauf zu achten,
daß an jeder Stelle der zentralen Bohrung vorzugsweise die Laufrolle 10 auf die
Lagerschalen 11 und 12 eine Radialspannung aufbringen kann.
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Wie des weiteren aus Fig. 1 ersichtlich ist, besitzen beide Lagerschalen
11 und 12 je einen Boden 18 und 19 mit zwischen dem Boden und dem jeweiligen zylindrischen
Abschnitt 13 und 14 zwischengeordneten Ringflansch 20 bzw. 21. Diese Ringflansche
20 und 21 sind mit Vorzug einstückige und einteilige Bestandteile der Lagerschalen
11 und 12, wie dies auch dargestellt ist. Die Ringflansche 20 und 21 sind in sich
nach außen öffnende, im Durchmesser gegenüber der zentralen Bohrung größere Stufen
22 und 23 eingelagert. Diese Stufen sind jedoch nicht Bedingung für
eine
zuverlässige Montage und eine sichere Anordnung.
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Es ist ersichtlich, daß die Ringflansche 20 und 21 bei ineinandergestreckten
Lagerschalen 11 und 12 die Laufrolle zwischen sich einspannen. Hierdurch und in
Folge der von der Laufrolle 10 ausgeübten Radialspannung auf die zylindrischen Abschnitte
13 und 14 der Lagerschalen 11 und 12 sind diese insgesamt dauerhaft mit der Laufrolle
10 verbunden und allen auftretenden Belastungen gewachsen.
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Der Boden 18 der Lagerschale 11 besitzt eine öffnung 24 zum Durchtritt
des Achszapfens 25, während der Boden 19 der Lagerschale 12 geschlossen ist und
ein Eindringen von Staub oder sonstigen Verunreinigungen vollständig verhindert.
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Kugeln 26 sind innen in Laufrillen 27 und 28 gelagert, die auf der
Oberfläche einer Laufrillenbüchse 29 eingebracht sind. Diese Laufrillenbüchse besteht
aus einem oberflächengehärteten Automatendrehteil aus Stahl. In der Mittelbohrung
30 der Laufrillenbüchse steckt der Achszapfen 25 ein, und zwar etwa bis zur Mittelebene
der Laufrolle. Der Achszapfen 25 ist in der Mittelbohrung 30 der Laufrillenbüchse
haftschlüssig mit der Laufrillenbüchse verbunden, vorzugsweise durch einen geeigneten
Metallkleber. Die getrennte Ausführung von Laufrillenbüchse 29 und Achszapfen 25
besitzt den Vorteil, daß lediglich die Laufrillenbüchse 29 gehärtet
zu
werden braucht und~daß ein kurzer Achszapfen 25 verwendet werden kann, der nur über
Teile der Länge der Laufrillenbüchse in diese eintaucht. Damit sämtliche Kugeln
26 identischen Durchmesser besitzen können, kann man bei gleichen Außendurchmessern
der Laufrillen 27 und 28 im Anlagebereich der Kugeln an die Lagerschalen entweder
die Lagerschale 11 im Durchmesser verringern, und/oder die Lagerschale 12 aufweiten.
Da dies jedoch eine komplizierte Gestaltung der Lagerschalen zur Folge hätte, die
insbesondere bei Fertigung der Lagerschalen aus Stahl nicht sehr vorteilhaft wäre,
ist beim Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, die Laufrillendurchmesser
in Anpassung an die unterschiedlichen Innendurchmesser der zylindrischen Abschnitte
13 und 14 der Lagerschalen 11 und 12 unterschiedlich auszuführen. So liegt die Laufrille
28 auf einem entsprechend kleineren Durchmesser als die Laufrille 27 - siehe Fig.
1.
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Aus Fig. 1 ist der besondere Vorteil des Erfindungsgegenstandes ersichtlich,
der darin besteht, daß bei Verwendung nur einer minimalen Anzahl von Bauteilen und
deren sehr einfacher Gestaltung eine vorteilhafte kugelgelagerte Laufrolle zur Verfügung
gestellt werden kann.
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In Abweichung vom dargestellten Ausführungsbeispiel kann anstelle
der sägezahnartigen Verbindung zwischen den Lagerschalen 11 und 12 auch eine Gewindeverbindung,
eine Schrumpfverbindung oder eine reine Klebeverbindung durchgeführt
werden.
Es ist ebenso möglich, zusätzlich zu den formschlüssigen Verbindungen zwischen die
Lagerschalen 11 und 12 im überdeckungsbereich ü einen Klebstoff aufzutragen.