DE3218425C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lageranordnung für Tragrollen oder dgl., die im Oberbegriff des Anspruches 1 angegeben ist.

Eine Lageranordnung für Tragrollen der geannnten Art ist bekannt, bei welcher der Außenring eines Kugellagers in der Bohrung der Tragrolle gegen den Druck einer Schraubenfeder axial verschlebbar angeordnet ist (US-PS 13 62 910). Diese bekannte Lageranordnung hat den Nachteil, daß ein Gleit- bzw. Verschiebespiel zwischen dem Außenring und seiner Sitzfläche in der Bohrung der Tragrolle vorgesehen werden muß, so daß die Tragrolle eine radiale Unwucht aufweist. Bei der bekannten Lageranordnung bereitet der Einbau der Tragrolle Schwierigkeiten, weil der mit Gleitspiel auf seiner Sitzfläche verschiebbare Außenring sich beim axialen Verlagern des Innenteils und des über die Kugeln mit diesem verbundenen Außenrings auf seiner Sitzfläche schiefstellen und dementsprechend festklemmen kann. Nur unter Überwindung großer Klemmkräfte kann dann der Außenring beim Einbau der Zapfen in die zugehörigen Öffnungen der Ständer in die Tragrollen hineingeschoben werden. Dabei besteht die Gefahr, daß die Außen- und Innenlaufbahn des Kugellagers an den Berührungsstellen der Kugeln Eindrückungen erleiden und beschädigt werden.

Auch ist die bekannte Lageranordnung umständlich anzuwenden, denn beim Einbau des Kugellagers in die Tragrolle muß eine Schraubenfeder zwischen dem Außenring des Kugellagers und einer radialen Schulterfläche in der Bohrung der Tragrolle eingepaßt werden. Bei der bekannten Lageranordnung muß ferner zwischen dem Dichtring und der Tragrolle ein relativ großer axialer Dichtspalt vorgesehen werden, sodaß die Dichtwirkung des Dichtringes in vielen Fällen ungenügend und mangelhaft ist.

Bei einer weiteren bekannten Lageranordnung der genannten Art ist ein Tragzapfen in der Bohrung eines Kugellagerinnenringes verschieblich eingebaut, welcher durch eine Schraubenfeder axial nach außen gedrückt wird (US-PS 43 25 473). Diese weitere Lageranordnung hat wiederum den Nachteil, daß der Kugellagerinnenring mit Gleitspiel auf dem Tragzapfen sitzt und sich dementsprechend schiefstellen und auf dem Tragzapfen festklemmen kann.

Schließlich ist auch bekannt, am Außenring eines Wälzlagers einen Dichtring festzusetzen, dessen Dichtlippe gegen eine mit einem Innenring des Wälzlagers verbundene Scheibe axial federnd andrückt (DE-OS 17 75 623). Eine über die Dichtwirkung der Dichtlippe hinausgehende Federeigenschaft des Dichtringes ist jedoch nicht beabsichtigt, weil der Außenring des Wälzlagers gegenüber dem Innenring nicht axial verschieblich ist.

Der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung für Tragrollen oder dgl. der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der die Gefahr der Überlastung des Gleit- oder Wälzlagers beim axialen Verlagern des Innenteils gegen die Kraft eines Federelementes abgewendet ist. Die Lageranordnung soll überdies ein von außen einwandfrei abgedichtetes Gleit­ oder Wälzlager aufweisen und eine genaue Lagerung der beiden Tragzapfen der Tragrollen in der Öffnung des zugehörigen Ständers ermöglichen.

Mit der Anordnung nach der Erfindung wird erreicht, daß der Außenring des Gleit- oder Wälzlagers ohne Gleitspiel in der Tragrolle festgesetzt werden kann. Auf diese Weise ergibt sich im Betrieb ein vorteilhaft ruhiger, unwucht­ freier Lauf der Tragrolle. Die Tragrolle kann auch vor ihrem Einbau in die Ständer mit den beiden Gleit- oder Wälzlagern komplettiert und aufbewahrt werden. Dabei ist der Lagerraum des Gleit- oder Wälzlagers vor dem Eintritt von schädlichem Staub, Feuchtigkeit oder Schmutz geschützt.

Beim Einbau der beiden Tragzapfen der Tragrolle in je eine axiale Öffnung des zugehörigen Ständers wird ein bzw. werden beide Innenteile des Tragzapfens gegen die Federkraft der Dichtlippe des Dichtringes in die Trag­ rolle axial eingeschoben, bis der gegenseitige Abstand der Stirnfläche der beiden Tragzapfen gleich oder kleiner als der Abstand der seitlich gegenüberstehenden Innenwan­ dungen der beiden Ständer ist. Alsdann wird die Tragrolle mit ihren beiden Tragzapfen zwischen die Innenwandungen der Ständer eingebracht. Die beiden Innenteile werden schließ­ lich unter Wirkung der Federkraft der einen bzw. der beiden Dichtlippen in die Öffnung des zugehörigen Ständers axial von innen nach außen eingeschnappt. Dabei stellt sich bei den Dichtlippen eine betriebsmäßig kleine Andrückkraft ein, mit der diese auf der Schulterfläche des zugehörigen Innen­ teils dicht gleiten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 2 bewirkt, daß das Gleit­ oder Wälzlager über eine schwingungsdämpfende Zwischen­ büchse in der Tragrolle festgesetzt ist.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 weist auf eine Anord­ nung der Schulterfläche für die Dichtlippe hin, bei der der Innenteil des Gleit- oder Wälzlagers vor aggressiven Medien (Säuren) der Umgebung der Tragrolle geschützt ist, denn die auf dem Tragzapfen festgesetzte Hülse, welche aus nichtrostendem Stahl gefertigt sein kann, deckt den Tragzapfen des Gleit- oder Wälzlagers von außen ab.

Die Ausgestaltungen der Lageranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 9 bewirken, daß die Tragrolle besonders einfach und wirtschaftlich hergestellt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lageranordnung wird in der nach­ folgenden Beschreibung dreier Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Lageranordnung einer Tragrolle,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine abgeänderte Lager­ ordnung einer Tragrolle,

Fig. 4 eine teilweise Ansicht in Richtung des Pfeiles B auf den in Fig. 3 dargestellten Ständer, jedoch ohne Tragrolle, und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine weitere abgehänderte Lageranordnung einer Tragrolle.

Mit 1 ist in Fig. 1 eine seitensymmetrische rohrförmige Tragrolle 1 mit einem ihrer beiden Ständer 2 dargestellt. Der Ständer 2 besitzt einen durch Schrauben oder dgl. (nicht gezeigt) auf dem Fundament 3 befestigten Fußab­ schnitt 4 und einen daran anschließenden, vertikal ge­ richteten Seitenwangenabschnitt, der die ebene Innen­ wandung 5 aufweist.

In der Bohrung 6 der Tragrolle 1 ist eine Zwischenbüchse 7 aus Polymerkunststoff festgesetzt. Diese Zwischenbüchse 7 hat einen außenseitigen Kragenabschnitt 8, der sich an der äußeren Stirnfläche 9 des betreffenden Endes der Trag­ rolle 1 axial nach innen abstützt.

Im vorliegenden Fall ist im Innern der Zwischenbüchse 7 der topfförmige Außenring 10 eines Kugellagers mit Preßsitz festgesetzt. Der Außenring 10 weist eine zylin­ drische Außenlaufbahn 11 für die Kugeln 12 und eine in­ nenseitig daran anschließende, radial nach innen weisen­ de Anlaufschulter 13 auf. Die Anlaufschulter 13 begrenzt die axiale Bewegung des Innenteils 14 nach innen, indem die Kugeln 12 beim Axial-nach-innen-Verlagern des Innen­ teils 14 an dieser Anlaufschulter 13 anlaufen.

Das Kugellager besitzt ein Innenteil 14 mit einer rillen­ förmigen Innenlaufbahn 15 für die Kugeln 12. Außenseitig ist der Innenteil 14 mit dem koaxial angeordneten Trag­ zapfen 16 einstückig verbunden.

Zwischen der Außenlaufbahn 11 des Außenrings 10 und der Innenlaufbahn des Innenteils 14 sind die Kugeln 12 des Kugellagers in einem an sich bekannten Käfig eingebaut. Dieser Käfig hat einen außenseitigen Endabschnitt 17, welcher zwischen der zylindrischen Außenlaufbahn 11 des Außenringes 10 und der zylindrischen Mantelfläche des Innenteils 14 eng geführt ist.

An ihrem axial äußeren Ende ist die Zwischenbüchse 7 mit einem Dichtring 18 einstückig ausgebildet. Dieser Dichtring 18 ist also über die Zwischenbüchse 7 mit dem Außenring 10 und der Tragrolle 1 fest verbunden. Er weist eine axial nach außen federnde Dichtlippe 19 auf, welche auf einer axial nach innen weisenden, mit dem Innenteil 14 fest verbundenen Schulterfläche 20 dicht gleitend angeordnet ist.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schulter­ fäche 20 durch einen über die Mantelfläche des Innen­ teils 14 radial vorragenden Flansch einer auf den Trag­ zapfen 16 des Innenteils 14 festgesetzten Hülse 21 ge­ bildet. Die Schulterfläche 20 des Flansches der Hülse 21 ist übrigens auf einer gegenüberliegenden Schulter 22 des Innenteils 14 sich axial nach innen abstützend angeordnet. Nach außen stützt sich der Flansch der Hül­ se 21 auf der Innenwandung 5 des zugehörigen Ständers 2 ab.

Wie besonders deutlich aus der Darstellung in Fig. 2 her­ vorgeht, ist die Kontur der Mantelfläche der Hülse 21 im Bereich der Öffnung 23 des zugehörigen Ständers 2 poly­ gonförmig (sechseckig) ausgebildet und der im Querschnitt ebenfalls polygonförmigen (sechseckigen) Öffnung 23 des Ständers 2 formschlüssig angepaßt. Der Tragzapfen 16 des Innenteils 14 besitzt eine in seine äußere Stirnfläche axial eingearbeitete konzentrische Gewindebohrung 24. In dieser Gewindebohrung 24 ist die Kopfschraube 25 einge­ schraubt, welche den Innenteil 14 in der Öffnung 23 des Ständers 2 axial befestigt.

Zum Einbau der beidseitig mit Tragzapfen 16 eines Kugel­ lagers versehenen Tragrolle 1 in je eine Öffnung 23 des zugehörigen Ständers wird jedes der beiden Kugellager zu­ sammen mit dem Zwischenring 7 axial in die Bohrung der Tragrolle 1 eingesetzt und z. B. durch Preßsitz befestigt. Anschließend wird die Hülse 21 auf den Tragzapfen 16 jedes Innenteils 14 bis zur Anlage an der Schulter 22 axial auf­ geschoben und auf dem Tragzapfen 16 durch Kleben, Pressen oder dgl. befestigt.

Jeder der beiden Innenteile 14 der Tragrolle 1 wird dann zusammen mit den Kugeln 12 gegen die axiale Federkraft der Dichtlippe 19 axial nach innen bewegt bis die gegenseitigen Stirnseiten der beiden Tragzapfen 16 einen etwas kleineren Abstand voneinander haben als der Abstand der einander ge­ genüberstehenden Innenwandungen 5 der Ständer 2. Die Trag­ rolle 1 wird in diesem Zustand zwischen die einander ge­ genüberstehenden Innenwandungen 5 (in Fig. 1 von oben nach unten) eingebracht. Alsdann werden die beiden Innenteile 14 der Tragrolle 1 freigegeben, sodaß die Tragzapfen 16 unter Einwirkung der Federkraft der Dichtlippen 19 in die zugehörige Öffnung 23 selbsttätig einschnappen. Dabei greift die polygonförmige Mantelfläche der Hülse 21 in die entsprechend polygonförmig ausgebildete Öffnung 23 des Ständers 2 formschlüssig ein und ist somit gegen Ver­ drehen in der Öffnung 23 gesichert. Der Flansch der Hülse 21 kommt an der Innenwandung 5 des zugehörigen Ständers 2 zur festen axialen Anlage. Schließlich wird die Kopf­ schraube 25 in die Gewindebohrung 24 des Innenteils 14 geschraubt. Dabei stützt sich der Kopf der Kopfschraube 25 über eine Unterlagscheibe 26 und einen Federring 27 auf der Außenwandung des Seitenwangenabschnitts des zuge­ hörigen Ständers 2 ab.

In Fig. 3 ist eine abgeänderte Lageranordnung für Trag­ rollen oder dgl. dargestellt, welche ähnlich wie die in Fig. 1 und 2 gezeigte Lageranordnung aufgebaut ist. Der Dichtring 18 ist wiederum mit der Zwischenbüche 7 ein­ stückig verbunden und besitzt eine axial nach außen federnde Dichtlippe 19. Die Dichtlippe 19 dient als Fe­ derelement und ist auf einer axial nach innen weisenden Schulterfläche 20 einer Hülse 21 dicht gleitend angeord­ net. Die Schulterfläche 20 der Hülse 21 ist im vorliegen­ den Fall durch Falten einer dünnwandigen zylindrischen Büchse hergestellt. Die Hülse 21 selbst kann von einem nichtrostenden Bandstahl gefertigt sein. Sie ist in eine Ringnut 28 auf der Mantelfläche des Innenteils 14 einge­ rollt bzw. eingedrückt, so daß diese sowohl radial als auch axial in der Ringnut 28 festgehalten ist. Die Dicht­ lippe 19 gleitet nicht nur axial auf der Schulterfläche 20, sondern auch radial auf der Mantelfläche der Hülse 21. Die Steifigkeit der Dichtlippe 19 ist durch eine Ring­ feder 29 in radialer Richtung vergrößert.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Lageranordnung ist eine zylindrische Innenlaufbahn 30 für die Kugeln 12 auf dem Innenteil 14 vorhanden. An dieser Innenlaufbahn 30 ist eine außenseitig anschließende, radial vorragende Anlauf­ schulter 31 angeformt, welche beim Eindrücken des Innen­ teils 14 in die Tragrolle 1 die axiale Bewegung des Innen­ teils 14 über die Kugeln 12 axial nach innen begrenzt. Die Kugeln 12 sind in der rillenförmigen Außenlaufbahn 32 des Außenringes 10 radial und axial spielfrei geführt.

Die Hülse 21 hat einen zylindrischen äußeren Abschnitt, der auf dem zylindrischen Tragzapfen 16 des Innenteils 14 festgesetzt ist. Die zylindrische Mantelfläche 33 dieses Abschnitts hat einen Durchmesser, der etwas klei­ ner ist als die Breite 34 einer in die Innenwandung 5 des Ständers 2 eingearbeiteten, in die Öffnung 23 münden­ den Vertiefung 35 (Fig. 4).

Beim Einbau der mit beiden Zwischenbüchsen 7 und beiden Kugellagern komplettierten Tragrolle 1 wird diese mit ihren Tragzapfen 16 mit aufgesetzeter Hülse 21 auf die nach außen gerundete (angeschrägte) obere Kante 36 der Vertiefung 35 gesetzt und etwas belastet. Dabei werden die beiden Tragzapfen 16 der Tragrolle 1 infolge axial nach innen gerichteter Reaktionskraft gegenseitig axial nach innen in die Tragrolle 1 hineingedrückt. Die äußere, ebene Stirnfläche jedes Tragzapfens 16 gleitet auf dem Grund der Vertiefung 35 des zugehörigen Ständers 2 nach unten. Dabei wird die Mantelfläche des zylindrischen, äu­ ßeren Abschnitts der Hülse 21 entlang den einander gegen­ über stehenden Begrenzungskanten 37 der Vertiefung 35 ge­ führt. Beim Eindrücken der Tragrolle 1 werden die beiden Tragzapfen 16 schließlich zur betreffenden Öffnung 23 hin geschoben, so daß diese in die Öffnung 23 der Innenwandung 5 des Ständers 2 infolge Federwirkung der Dichtlippen 19 axial einschnappen. Die Befestigung der beiden Tragzapfen 16 der Tragrolle 1 in jeder Öffnung 23 erfolgt analog wie bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnung mit einer Kopfschraube 25.

In Fig. 5 ist eine ähnliche Lageranordnung für Tragrol­ len oder dgl. dargestellt, bei welcher jedoch der Innen­ teil 14 und der Außenring 38 Elemente eines zylindrischen Gleitlagers bilden. Der Innenteil 14 ist mit einem Trag­ zapfen 16 einstückig verbunden und unter Überwindung der Kraft einer als Federelement dienenden Dichtlippe 19 axial nach inner verlagerbar angeordnet. Die Dichtlippe 19 ist mit dem Dichtring 18 und der Zwischenbüchse 7 aus Kunststoff einstückig verbunden. Da die Zwischenbüchse 7 wiederum in der Tragrolle 1 befestigt ist und in ihrer Bohrung den Außenring 38 festhält, ist der Dichtring 18 mit dem Außenring 38 des Gleitlagers und mit der Trag­ rolle 1 fest verbunden. Die Dichtlippe 19 ist auf einer axial nach innen weisenden, mit dem Innenteil 14 fest ver­ bundenen Schulterfläche 20 einer Hülse 21 dicht gleitend angeordnet. Im vorliegenden Fall ist die Hülse 21 zylin­ drisch ausgebildet und auf dem Tragzapfen 16 des Innen­ teils 14 axial aufgepreßt. Ein radial nach innen weisen­ der, außenseitiger Schulteransatz 39 der Hülse 21 kommt an der äußeren Stirnfläche 40 des Innenteils 14 zur Anlage.

Am inneren Ende der Gewindebohrung 24 des Innenteils 14 ist ein Stopfen 41 aus offenzellig geschäumtem, mit Schmieröl gefülltem Polyurethan festgesetzt. Dieser Stop­ fen 41 kommt beim Eindrücken des Innenteils 14 in die Tragrolle 1 mit der geschlossenen inneren Wandung 42 des topfförmigen Außenringes 38 in Berührung. Auf diese Weise wird die axiale Verlagerung des Innenteils nach innen be­ grenzt. Auch wird bei der Berührung des Stopfens 41 mit der inneren Wandung 42 ein Schmieröl zum Schmieren des Gleitlagers entlassen. Durch kräftiges, axiales Hin- und Herbewegen der fertig eingebauten Tragrolle 1 gegen die axiale Federkraft der Dichtlippen 19 kommen die Stopfen 41 mit der inneren Wandung 42 des Außenringes 38 in Be­ rührung. Jeder Stopfen 41 wird dann etwas zusammengedrückt und entläßt somit Schmieröl in den Lagerraum des Gleitla­ gers (Nachschmierung des Gleitlagers im Betrieb).

Im Rahmen der Erfindung können die oben beschriebenen Aus­ führungsbeispiele konstruktiv abgeändert werden. Es kann also eine Lageranordnung vorgesehen werden, bei welcher die Tragrolle seitenunsymmetrisch gelagert ist, d. h. die Trag­ rolle ist auf ihrer einen Seite in einem Wälzlager und auf ihrer gegenüberliegenden Seite in einem Gleitlager gelagert. Außerdem brauchen die als federnden Mittel vorgesehenen Dichtlippen des Dichtringes nur auf einer Seite der Trag­ rolle vorgesehen zu sein. Auf der gegenüberliegenden Sei­ te der Tragrolle kann dann der Innenteil des Gleit- oder Wälzlagers nicht axial verlagerbar angeordnet sein.

Claims (9)

1. Lageranordnung für Tragrollen oder dgl. mit auf bei­ den Seiten angeordneten, in jeweils eine axiale Öffnung in der Innenwandung eines Ständers axial einschnapp­ baren Tragzapfen, bei der mindestens einer der beiden Tragzapfen in einem einen in der Bohrung der Tragrolle befestigten Außenring und einen mit dem Tragzapfen ver­ bundenen, unter Überwindung der Kraft eines Federele­ mentes gegenüber dem Außenring axial nach innen verla­ gerbaren Innenteil aufweisenden Gleit- oder Kugellager gelagert und zwischen dem Ständer und dem Gleit- oder Kugellager ein den Lagerraum nach außen abdichtender Dichtring angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (18) mit dem Außenring (10) des Gleit­ oder Kugellagers und/oder der Tragrolle (1) fest ver­ bunden ist und eine das Federelement bildende, axial nach außen federnde Dichtlippe (19) aufweist, die auf einer axial nach innen weisenden, mit dem Innenteil (14) verbundenen Schulterfläche (20) dicht gleitend angeordnet ist.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Außenring (10) des Gleit- oder Wälzlagers an seiner Mantelfläche in der Bohrung einer in der Tragrolle (1) befestigten Zwischen­ büchse (7) aus Kunststoff, z. B. Polymerkunststoff, festgesetzt und der Dichtring (18) am axial äußeren Ende dieser Zwischenbüchse (7) einstückig mit dieser ausgebildet ist.

3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schulterfläche (20) für die Dichtlippe (19) durch einen über die Mantelfläche des Innenteils (14) radial vorragenden Flansch einer auf dem Tragzapfen (16) des Innenteils (14) festgesetzten Hülse (21) gebildet ist.

4. Lageranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hülse (21) mit einer axial nach innen weisenden, auf einer gegenüberliegenden Schul­ ter (22) des Innenteils (14) sich axial abstützen­ den Stirnfläche oder Schulterfläche (20) versehen ist.

5. Lageranordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Flansch der Hülse (21) auf der Innenwandung (5) des zugehörigen Ständers (2) sich axial nach außen abstützend angeordnet ist.

6. Lageranordnung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Mantelfäche der Hülse (21) im Bereich der Öffnung (23) des zuge­ hörigen Ständers (2) polygonförmig ausgebildet und der im Querschnitt entsprechend polygonförmigen Öffnung (23) formschlüssig angepaßt ist.

7. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, bei der mindestens einer der beiden Trag­ zapfen der Tragrolle in einem Kugellager in der Bohrung der Tragrolle gelagert ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine der Laufbahnen (11, 15) zylindrisch und die andere rillenförmig ausge­ bildet ist und zwischen diesen Laufbahnen die Kugeln (12) angeordnet sind.

8. Lageranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß an einer Seite der zylindrischen Laufbahn (11) eine radial vorragende, die axiale Bewegung des Innenteils (14) nach innen begrenzende Anlauf­ schulter (13) für die Kugeln (12) vorgesehen ist.

9. Lageranordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragzapfen (16) des Innenteils (14) zu seinem axialen Befestigen in der Öffnung (23) des zugehörigen Ständers (2) mit einer Kopfschraube (25) oder dgl. eine äußere Stirnfläche mit einer in dieser axial eingearbeiteten Gewinde­ bohrung (24) aufweist.