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Lenkrolle mit Gabel-Schwenklager, sowie Verfahren zu
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seiner Montageherstellung.
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Bei Lenkrollen ist das Laufrad in einer schwenkbeweglichen Radgabel
gelagert. Die Schwenkbeweglichkeit der Radgabel muß leichtgängig sein, damit sich
das Laufrad schon durch geringen Druck in die jeweilige Fahrtrichtung nachläufig
einstellt. Deshalb ist das am Gabelrücken befindliche Gabel-Schwenklager, das auch
als Rückenlager bezeichnet wird, in der Regel als Wälzlager ausgebildet, und zwar
bei geringeren Belastungen als Kugellager, und bei höheren Belastungen als Rollenlager.
Das Wälzlager hat dabei außer der auf der Lenkrolle lastenden Traglast auch die
erheblichen Kippmomentkräfte aufzunehmen, die bei einer Lenkrolle als Folge der
zum Befestigungspunkt exzentrischen Anordnung und Lagerung des Laufrades entstehen.
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Laufrollen und somit auch Lenkrollen sind in der Regel, von solchen
für Spezialzwecke oder sehr hohe Belastungen abgesehen, verhälnismäßig billige Massenartikel,
die entsprechend aus Blech hergestellt oder sonstwie aus preìsgünstigem Material
gefertigt werden. Das gilt auch fü-.r die als Wälzlager ausgebildeten Schwenklager
von Lenkrollen. Sie bestehen im allgemeinen aus gepreßten Biechscheiben als AnßenKugellagerkranz
auf
der Oberseite des Gabelrückens, und als Innenkugellagerkranz unterhalb des Gabelrückens
in der Gabelhöhlung, die zwischen sich den Rückenteil der Laufradgabel fassen. In
diesen sind auf der Oberseite und der Unterseite kreisrunde Kugellaufrillen eingeprägt,
in deren Zentrum im Gabelrücken ein enges Loch vorgesehen ist. Nach Einfüllen der
beiden Kugelreihen in die Kugelrillen von Hand werden die beiden blechernen Kugellagerscheiben
durch das Gabelrückenloch hindurch in ihrer Mitte miteinander vereinigt.
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Dies beispielsweise durch gegenseitiges mittiges Verbördeln unter
Belassen eines Loches, um von unten her eine Schraube zum Befestigen der Lenkrolle
am Gerät 0. dgl. hindurchstecken zu können, oder durch gemeinsames Aufnieten der
Kugellagerscheiben auf das untere Ende eines Zapfens, der zur Befestigung der Lenkrolle
in einem Rohrfuß dient.
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Die Montage eines derart gestalteten Schwenklagers von Lenkrollen
erfordert aufwendige Handarbeit, und auch eine ausreichende Montagegeschicklichkeit,
um die mehreren Einzelteile richtig zusammenzufügen, die jeweils richtige Anzahl
von losen Kugeln einzuperlen, und das richtige Lagerspiel einzustellen. Bei der
ständigen Wert steigerung von Handarbeit wird die für billige Massenartikel wie
Laufrollen und hier Lenkrollen zu teuer.
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Man ist deshalb dazu übergegangen, auch bei solchen Lenkrollen, die
als Massenartikel für normal beanspruchende Zwecke hergestellt werden, als Schwenklager
ein handelsübliches fertiges Wälzlager zu verwenden, in der Regel ein handelsübliches
Kugellager in Form eines fertig montierten Querlagers, mit Innenring und Außenring.
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Für die Unterbringung eines handelsüblichen oder vorgefertigten Wälzlagers
als Schwenklager muß die Laufradgabel an ihrem oberen Rückenteil ein zylinderförmiges
Lagergehäuse besitzen.
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Hierfür ist es durch die deutsche Gebrauchsmusterschrift 7 320 691
und die deutsche Auslegeschrift 2 543 211 bekannt, das Wälzlager in eine seiner
Außenringhöhe entsprechenden oberen oder unteren Vertiefung des Radgabelrückens
vollständig einzubetten und den Wälzlageraußenring durch Umbördeln einer Kante oder
durch mehrere punktförmige KerbprSgungen zum Halten zu bringen. Dabei ist es bekannt,
die Radgabel und das Lagergehäuse als ein einteiliges Zieh- oder Prägeteil auszubilden.
Damit sind jedoch tiefzieh- bzw. tiefprägetechnische Fertigungsprobleme und die
Notwendigkeit verbunden, für die Laufradgabel entsprechend höherwertiges Blechmaterial
zu verwenden, als es für billige Massenartikel gewünscht ist.
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Es ist deshalb durch die deutsche Gebrauchsmusterschrift 7 512 851
bekannt, das handelsübliche Wälzlager an seinem Außenring beidseitig in ein zylindrisches
Rohrstück als Lagerbuchse einzubördeln, und dieses Rohrstück mit seinem unteren
Ansatz in ein entsprechend weites Aufnahmeloch im Radgabelrücken einzusetzen und
dann von der Gabelhöhlung von unten her einzubördeln.
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Die Montageherstellung eines solchen Gabelschwenklagers von Lenkrollen
erfordert spezielle maschinelle Bördelwerkzeuge und verlangt eine erhebliche Montage-
und Arbeitsgescbicklichkeit Das als Lagerbuchse dienende Rohrstück kann nicht beliebig
dickwandig und stabil gewahlt werden, anderenfalls lassen sich seine Rohrenden nicht
durch das Bördeln bzw. Walzen ausreicbend umlegen Auch hat sich ergeben, daß die
beim Bördeln bzw. Rundwalzen der Rohrenden stattfindende Kaltverformung und teils
Materialstreckung eine Desorientierung und Zertrümmerung der kristallinen Gefügestruktur
und andere Materialschadigungen zur Folge haben kann, wodurch die Festigkeit der
Bördelverbindung gering ist und in solcher Weise hergestellte Gabelschwenkager keine
hohen Beansprucbungen auf nehmen kennen, so daß die betreffenden Lenkrollen eine
nur unbefred igende Tragfähigkeit besitzen,
Der Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, solche Nachteile bei Lenkrollen zu überwinden und bei der
Lagerbuchse des Gabel-Schwenklagers eine höher beanspruchbare, die Tragfähigkeit
der Lenkrolle steigernde gegenseitige Verbindung der Bestandteile des Schwenklagers
vorzusehen, die mit nur geringem Aufwand auch von ungelerntem Arbeitspersonal einfach
und schnell zustande gebracht werden kann.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine speziell gestaltete Lagerbuchse
beim Gabel-Schwenklager der Lenkrolle, die als Lagerbuchsen-Rohling in ihrer Buchsenwandung
gewollte Zonen von geringerer Wandstärke besitzt, die nach der Montageherstellung
des Gabel-Schwenklagers in einer sichtbar spezifischen charakteristischen Verformung
eine kraftschlüssige und hoch beanspruchbare Verbindung der Schwenklager-Einzelteile
bilden.
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Die neue Lenkrolle, in deren Gabel-Schwenklager ein handelsübliches
oder vorgefertigtes Wälzlager in einer zylindrischen Lagerbuchse untergebracht und
gehalten ist, die am Gabelrücken befestigt ist, ist gemäß dem Grundgedanken der
Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Lagerbuchse als Halte- oder
Befestigungsvorkehrung mindestens eine einzige außenseitige oder innenseitige ringförmige
schlitzartige Dünnstelle mit einer anderseitigen ringförmigen wulstartigen Wandungsausstülpung
als Halte- oder Befestigungswulst besitzt, die aus einer in Axialrichtung der Lagerbuchse
zusammengequetschten ringEörmigen Nut und einer entsprechend ringförmigen örtlichen
Materialstauchung oder seitlichen Materialausweichung der genuteten Wandungszone
besteht.
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Es hat sich erwiesen, daß solche erfindungsgemäßen innenseitigen oder
außenseitigen Quetschwülste eine bedeutend bessere Halte- und/oder Befestigungsfunktion
erfüllen als Bördelungen, und daß sie die Kräfte günstiger übertragen und dadurch
eine wesentlich höhere Tragfähigkeit der Lenkrolle bewirken und teils eine Tragfähigkeitssteigerung
von ca. 100 % ergeben.
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Der ringförmige Schlitz in der Buchsenwandung, der an deren Dünnstelle
aus der zusammengequetschten Nut entstanden ist, beläßt dem Quetschwulst eine elastische
Anschmiegspannung.
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Die erfindungsgemäßen ringförmigen Quetschwülste können überdies in
beliebiger Anzahlt und an beliebigen Stellen der Wandung der Lagerbuchse vorgesehen
werden, wogegen Bördelungen als umgelegte Materialkanten nur an den beiden unmittelbaren
Enden der Lagerbuchse möglich waren. Im Gegensatz zu Bördelungen können bei den
erfindungsgemäßen Quetschwülsten die Enden der Lagerbuchse unverändert erhalten
bleiben und sind dadurch für weitere Funktionen verfügbar, beispielsweise für eine
Sperrverzahnung bei feststellbaren Lenkrollen,oder auch für die Anbringung irgendwelcher
Bestand- oder Zubehörteile bei speziell ausgestalteten Lenkrollen.
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Bei den fertigen neuen Lenkrollen ist das besondere Quetschverfahren
sowohl aus den spezifischen äußeren Verformungsmerkmalen als auch aus der spezifischen
inneren Verformungsstruktur der Lagerbuchse gegenständlich wahrnehmbar und feststellbar.
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Entsprechend ist das neue Verfahren zur Montageherstellung des Gabel-Schwenklagers
der erfindungsgemäßen Lenkrolle gemäß dem Grundgedanken der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß ein LagerbuchsERchling, dessen Wandung durch mindestens eine einzige ringförmige
Innen- oder Außennut ringzonenweise geschwächt ist, und ein weiterer Bestandteil
des Gabel-Schwenklagers zunächst ineinandergesteckt werden, und daß dann auf den
Lagerbuchsen-Rohling ein axialer Preßdruck von solcher Druckkraft ausgeht wird,
daß die Nut zusammengequetscht und deren nutgeschwächte Wandungszone zu einem Halte-
oder Befestigungswulst gestaucht oder seitlich ausgestülpt wird.
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Die Erfindung läßt sich mit besonderem Vorteil als Haltevorkehrung
fdr das in der zylindrischen Lagerbuchse untergebrachte Wälzlager des Gabel-Schwenklagers
der Lenkrolle anwenden.
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Vorgefertigte Wäzlager können z.B. in halber Höhe ihres Außenrings
eine rundum verlaufende gerundete Außenkehle besitzen, insbesondere wenn es sich
um Wälzlager für schwere Lasten mit zwei Kugelkränzen oder doppeltem Walzenkranz
handelt. Bei Verwendung eines solchen Wälzlagers in der Lagerbuchse des Gabel-Schwenklagers
der Lenkrolle eröffnet die Erfindung die Möglichkeit, das Wälzlager mittels eines
einzigen Quetschwulstes in der Lagerbuchse in beliebiger Höhenlage unverrückbar
zum Halt zu bringen, indem an der gewünschten Stelle der Buchsenwandung eine außenseitige
ringförmige schlitzartige Dünnstelle mit einer innenseitigen ringförmigen wulstartigen
Wandungsausstülpung als Haltevorkehrung für das Wälzlager vorgesehen wird.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Lenkrolle
dadurch gekennzeichnet, daß eine außenseitige ringförmige schlitzartige Dünnstelle
und ihre innenseitige ringförmige wulstartige Wandungsausstülpung am Buchsenende
angeordnet sind und eine Haltevorkehrung für das Wälzlager in der Lagerbuchse bilden.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausführungsform der Erfindung ist
dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse innen eine Auflagestufe für das Wälzlager
besitzt, und eine ringförmige Dünnstelle der Buchsenwandung von der Auflagestufe
einen Abstand gleich der Höhe des WälzlagerauRenrings hat.
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Entsprechend ist das neue Verfahren zur Montageherstellung des Gabel-Schwenklagers
von solchen Lenkrollen dadurch gekennzeichnet, daß in die Innenhöhlung eines Lagerbuchsen-Rohlings,
dessen Wandung durch eine ringförmige Außennut ringzonenweise geschwächt ist, ein
Wälzlager eingesetzt und dann auf den Lagerbuchsen-Rohling ein axialer Preßdruck
von solcher Druckkraft ausgeübt wird, daß die Außennut zusammengequetscht und dabei
die nutgeschwächte Wandungszone zu einem inneren ringförmigen Haltewulst für das
Wälzlager gestaucht oder seitlich nach innen ausgestülpt wird.
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Die Erfindung läßt sich mit besonderem Vorteil als Befestigungsvorkehrung
für die Lagerbuchse anwenden, um die zylindrische Lagerbuchse in dem entsprechenden
Aufnahmeloch des Gabelrückens der Lenkrolle zu befestigen.
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Die Erfindung eröffnet die Möglichkeit, die Lagerbuchse mittels eines
oder zweier Quetschwülste in beliebiger Höhenlage im Buchsenaufnahmeloch des Gabelrückens
unverrückbar zum Halt zu bringen, indem an der gewünschten Stelle der Buchsenwandung
eine oder zwei benachbarte innenseitige ringförmige schlitzartige Dünnstellen mit
außenseitiger ringförmiger wulstartiger Wandungsausstülpung als Befestigungsvorkehrung
für die Lagerbuchse vorgesehen werden.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Lenkrolle
dadurch gekennzeichnet, daß eine innenseitige ringförmige schlitzartige Dünnstelle
und ihre außenseitige ringförmige wulstartige Wandungsaustülpung am Buchsenende
angeordnet sind und eine Befestigungsvorkehrung für die Lager buchse im Gabelrücken
bilden. Eine besonders vorteilbafte Weiterbildung dieser Ausfdhrangsformi der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse an ihrem Befestigungsende einen
im Durchmesser kleineren Ansatz mit einer Aufsitzstufe für den Gabeirücken besitzt,
und eine ringförmige schlitzartige Dünnstelle der Buchsenwandung in dem Ansatz vorgesehen
ist mit einem Abstand von der Aufsitzstufe gleich der Materialdicke des Gabelr'Jckens
Entsprechend ist das neue Verfahren zur Montageherstellung des Gabel-Schwenklagers
von solchen Lenkrollen dadurch gekennzeicbnet, daß ein Lagerbuchsen-Rohling, dessen
Wandung durch eine ringförmige Innennut ringzonenweise geschwächt ist, in das Buchsenaufnahmeloch
des Gabelrdckens eingesetzt und dann auf den Lagerbuchsen-Rohling ein axialer Preßdruck
von solcher Druckkraft ausgeübt wird, daß die Innennut zusar-wmenge-quetscht und
dabei die nutgeschwächte Wandungszone zu einem äußeren ringförmigen Befestigungslst
r die Lagerbuchse gestaucht oder seitlich nach außen ausgestülpt wird
Die
Erfindung läßt sich mit gesteigerten Vorteilen anwenden, um gleichzeitig die Lagerbuchse
und mehrere weitere Bestandteile des Gabel-Schwenklagers der Lenkrolle mittels Quetschwülsten
untereinander zu vereinigen.
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Entsprechend ist das neue Verfahren zur Montageherstellung des Gabel-Schwenklagers
von solchen Lenkrollen dadurch gekennzeichnet, daß ein Lagerbuchsen-Rohling, dessen
Wandung durch mehrere ringförmige Innen- und/oder Außennuten jeweils ringzonenweise
geschwächt ist, und mehrere weitere Bestandteile des Gabel-Schwenklagers zunächst
alle ineinandergesteckt werden, und daß dann auf den Lagerbuchsen-Rohling ein axialer
Preßdruck von solcher Druckkraft ausgeübt wird, daß die mehreren Nuten gemeinschaftlich
zusammengequetscht werden und dabei deren nutgeschwächten Wandungszonen jeweils
zu einem Halte- oder Befestigungswulst gestaucht oder seitlich ausgestülpt werden.
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Mit besonders großem Vorteil läßt sich die Erfindung anwenden, um
gleichzeitig das Wälzlager in der Lagerbuchse und diese im Buchs enaufnahme loch
des Gabelrückens der Lenkrolle zu befestigen.
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Entsprechend ist das neue Verfahren zur Montageherstellung des Gabel-Schwenklagers
von solchen Lenkrollen dadurch gekennzeichnet, daß ein Lagerbuchsen-Rohling, dessen
Wandung durch mehrere ringförmige Innen- und Außennuten jeweils ringzonenweise geschwächt
ist, und ein Wälzlager sowie der mit einem Buchsenaufnahmeloch versehene Gabelrücken
zunächst alle ineinandergesteckt werden, und daß dann auf den Lagerbuchsen-Rohling
ein axialer Preßdruck von solcher Druckkraft ausgeübt wird, daß die mehreren Nuten
gemeinschaftlich zusammengequetscht werden und dabei die nutgeschwächten Wandungszonen
sowohl zu einem ringförmigen Haltewulst für das Wälzlager als auch zu einem ringförmigen
Befestigungswulst für die Befestigung der Lagerbuchse im Gabelrücken gestaucht oder
seitlich ausgestülpt werden.
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In den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
schematisch als Beispiel verdeutlicht: Fig. 1 zeigt eine Lenkrolle mit Befestigungsflansch
in Seitenansicht.
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Fig. 2 zeigt im größeren Maßstab die Lenkrolle der Fig.l im Schnitt
durch ihr Gabel-Schwenklager.
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Fig. 3 zeigt die wesentlichen Bestandteile des Gabel-Schwenklagers
der Fig.2 vor dessen Montageherstellung.
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Fig. 4 zeigt die wesentlichen Bestandteile des Gabel-Schwenklagers
der Fig.2 nach dessen Montageherstellung.
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Gemäß Fig.l ist das Laufrad 1 der Lenkrolle mittels einer Achse 2
in einer schrägbeinigen Radgabel 3 gelagert, die an ihrem Gabelrücken 4 ein Schwenklager
5 mit hier einem Befestigungsflansch 6 aufweist, an dessen Stelle aber auch z.B.
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ein Befestigungszapfen zur Anbringung der Lenkrolle an einem Rohrfuß
Qæ dgl. vorgesehen sein kann.
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Gemäß Fig.2 besteht das Gabel-Schwenklager 5 der Lenkrolle der Fig
als wesentliche Hauptbestandteile aus dem Gabelrücken 4 und einer an diesem befestigten
zylindrischen Lagerbuchse 7 und aus einem in dieser untergebrachten und gehaltenen
vorgefertigten Wälzlager Rw das bei diesem Ausführungsbeispiel ein handelsübliches,
den DIN-Normen entsprechendes Kugellager ist, das schematisch dargestellt ist.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt das Gabel-Schwenklager 5 noch
weitere zusätzliche Bestandteile, die nicht unbedingt nötig sind, nämlich handelsübliche
Dichtelemente zur Abschirmung des Wälzlagers. Als Schutz gegen eine Verschmutzung
von unten ist zusammen mit dem Wälzlager 8 ein unteres scheibenförmiges Dichtelement
9 in die Innenhöhlung lo der Lagerbuchse 7 eingelegt, und als Schutz gegen eine
Verschmutzung von oben ist ein weiteres Dichtelement 91 vorgesehen. Bei einem Wälzlager
8 mit integrierten Dichtelemeiiten sind diese Bestandteile des Gabel-Schwenklagers
nicht erforderlich
Wie aus Fig.3 anhand des Lagerbuchsen-Rohlings
7' deutlich erkennbar ist, besitzt die Lagerbuchse 7 an ihrem unteren Befestigungsende
11 einen im Durchmesser kleineren Ansatz 12, der in ein Buchsenaufnahmeloch 13 im
Gabelrücken 4 der Radgabel 3 hineinpaßt. Der Ansatz 12 bildet eine Aufsitzstufe
14 für den Gabelrücken 4, wenn der Lagerbuchsen-Rohling 7' in das Gabelloch 13 eingesetzt
ist. Die Wandung 20 des Lagerbuchsen-Rohlings 7' ist bei dessen unterem Ansatz 12
durch eine ringförmige Innennut 15 in einer Ringzone 20' verdünnt und dadurch materialmäßig
geschwächt. Die obere Kante der Innennut 15 hat einen Abstand von der Aufsitzstufe
14 gleich der Materialdicke "D" des Gabelrückens 4. Der Lagerbuchsen-Rohling 7'
besitzt innen eine Auflagestufe 16 für das Wälzlager 8, wenn dieses in den Lagerbuchsen-Rohling
7' eingesetzt wird. Die Wandung 2o des Lagerbuchsen-Rohlings 7' ist an dessen oberen
Buchsenende 17 durch eine ringförmige Außennut 18 in einer Ringzone 20" verdünnt
und dadurch materialmäßig geschwächt. Die untere Kante der Außennut 18 hat von der
Auflagestufe 16 einen Abstand gleich der Höhe "H" des Wälzlageraußenrings 8'.
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Aus Fig.4 sind deutlich die spezifischen Raumformmerkmale erkennbar,
die sich als Ergebnis des Montageherstellungsverfahrens eingestellt haben, wenn
zunächst die in Fig.3 ersichtlichen drei Bestandteile des Gabel-Schwenklagers 5
ineinandergesetzt worden sind, nämlich das Wälzlager 8 in die Innenhöhlung lo des
Lagerbuchsen-Rohlings 7' und dieser mit seinem Ansatz 12 in das Buchsenaufnahmeloch
13 des Gabelrückens 4, und wenn anschließend der Lagerbuchsen-Rohling 7' einem axialen
Preßdruck ausgesetzt worden ist. Durch den Preßdruck ist die untere Innennut 15
zu einem horizontalen ringförmigen Innenschlitz 21 zusammengequetscht worden und
bildet nunmehr eine innenseitige ringförmige Dünnstelle 22 der Buchsenwandung 20.
Gleichzeitig ist durch den Preßdruck die obere Außennut 18 zu einem horizontalen
ringförmigen Außenschlitz 23 zusammengequetscht worden und bildet nunmehr eine außenseitige
ringförmige Dünn stelle 24 der Buchsenwandung20.
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Dabei ist das Material der unteren nutgeschwächten ringförmigen Wandungszone
20 ' zu einem äußeren ringförmigen Befestigungswulst 25 gestaucht bzw. seitlich
nach außen ausgestülpt worden. Aufgrund dieser äußeren Wandungsausstülpung 25 sitzt
nunmehr die Lagerbuchse 7 fest im Buchsenloch 13 des Gabelrückens 4. Gleichzeitig
ist das Material der oberen nutgeschwächten Wandungszone 20" zu einem inneren ringförmigen
Haltewulst 26 gestaucht bzw. seitlich nach innen ausgestülpt worden. Aufgrund dieser
inneren Wandungsausstülpung 26 sitzt nunmehr das Wälzlager 8 fest in der Lagerbuchse
7. Die untere ringförmige schlitzartige Dünnstelle 22 hat einen Abstand von der
Aufsitzstufe 14 gleich der Materialdicke "D" des Gabelrückens 4. Die obere ringförmige
schlitzartige Dünnstelle 24 hat einen Abstand von der Auflagestufe 16 gleich der
Höhe H" des Wälzlageraußenrings 8'.
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Die durch den Preßdruck in gleicher Zeit entstandenen beiden Ouetschwülste
25 und 26 halten als Befestigungs- und Haltewülste alle drei Bestandteile des Gabelschwenklagers
5 nämlich das Wälzlager 8 in der Lagerbuchse 7 und diese im Gabelrücken 4, außerordentlich
kraftvoll und sicher untereinander fest.
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