DE3805707A1

DE3805707A1 - Radialwaelzlager

Info

Publication number: DE3805707A1
Application number: DE3805707A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Ing Schneider; Henry Dipl Ing Haase; Vladimir Dipl Ing Premiski
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1988-02-24
Filing date: 1988-02-24
Publication date: 1989-09-07
Also published as: FR2627561B1; FR2627561A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Radialwälzlager, bestehend aus einer dünnwan digen, insbesondere aus Blech gezogenen Lagerhülse, in deren Bohrung zylindrische Wälzkörper, vorzugsweise Lagernadeln abrollen, die in einem Käfig untergebracht sind, wobei die Lagerhülse an ihrem einen axialen Ende einen radial nach innen abgewinkelten Bord aufweist, gegen den der Käfig axial anlaufen kann.

Derartige Wälzlager sind seit langem bekannt, z. B. aus der DE-PS 10 09 445. Sie haben sich in vielfältigen Einbausituationen sowohl wegen ihrer geringen Abmessungen als auch ihrer wirtschaftlichen Herstellbarkeit bewährt.

Es gibt Einbaufälle, in denen derartige Lager deshalb nicht ohne weiteres anwendbar sind, weil dort verhindert werden muß, daß Öl, beispielsweise aus einem Getriebegehäuse durch das Lager hindurchtreten und abfließen kann. In diesen Fällen sind besondere aufwendige und zusätzlichen Einbau raum benötigende Abdichtmaßnahmen erforderlich, die die Vorteile derartiger Lager zum Teil wieder zunichte machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Lager derart umzugestalten, daß es mit möglichst wenig zusätzlichen Teilen und mit geringstem zusätzlichen Herstellungsaufwand in der Lage ist, den Durchfluß von Öl durch das Lager mit Sicherheit zu vermeiden.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch,

- daß die Lagerhülse an ihrem dem Bord entgegengesetzten Ende in mehrere Umfangsabschnitte unterteilt ist, von denen jeweils aufeinander folgende abwechselnd radial nach innen und radial nach außen abge winkelt sind,
- daß an den radial nach außen abgewinkelten Umfangsabschnitten ein Ring aus polymerem Werkstoff befestigt ist, der an einer der Lagerhülse zugekehrten Radialfläche wenigstens eine über den Umfang verlaufende, axial gerichtete Dichtlippe aufweist, und
- daß innerhalb der Lagerhülse in einem Zwischenraum zwischen den radial nach innen abgewinkelten Umfangsabschnitten einerseits und dem benachbarten Ende des Käfigs andererseits ein Dichtring aus polymerem Werkstoff eingesetzt ist, der kraftschlüssig verdrehfest auf der glatten Oberfläche einer in dem Radialwälzlager gelagerten Welle bzw. Innenring sitzt und der mit wenigstens einer Dichtlippe gleitend in der Bohrung der Lagerhülse anliegt.

Während bei herkömmlichen derartigen Radialwälzlagern die Lagerhülse üblicherweise an beiden Enden radial nach innen abgewinkelte Borde auf weist, werden nach der Erfindung dadurch, daß die Lagerhülse nur am einen Ende einen derartigen Bord aufweist, während sie am anderen Ende in mehrere Umfangsabschnitte unterteilt ist, von denen jeweils aufein anderfolgende abwechselnd radial nach innen und radial nach außen abge winkelt sein, gleich zwei Vorteile erzielt. Zum einen treten die radial nach innen abgewinkelten Abschnitte an die Stelle eines nach innen gerichteten Bordes. Ebenso wie dieser verhindern sie, daß innere Lagerbauteile, wie der Käfig und der Dichtring vor dem Einbau, das heißt insbesondere beim Transport aus der Lagerhülse herausfallen können.

Andererseits dienen die radial nach außen abgewinkelten Abschnitte als Befestigungsteile für einen Ring aus polymerem Werkstoff, der an einer der Lagerhülse zugekehrten Radialfläche eine über den Umfang verlaufende, axial gerichtete Dichtlippe aufweist. Es sind also für diesen Ring keinerlei zusätzliche Befestigungsmaßnahmen erforderlich, so daß auf diese Weise der Herstellungsaufwand und damit die Kosten äußerst gering gehalten werden. Wenn man eine derartige Lagerhülse in die Bohrung z. B. eines Getriebegehäuses derart einsetzt, daß die Dichtlippe des Ringes aus polymerem Werkstoff gegen eine quer zur Lagerlängsachse verlaufende Fläche der Wand anliegt, so ist dadurch sichergestellt, daß zwischen der Lagerhülse und der sie aufnehmenden Bohrung kein Öl hindurchtreten kann.

Um dies auf Dauer sicherzustellen, ist es erforderlich, daß die Lagerhülse stets eine Position beibehält, in welcher die über den Umfang verlaufende Dichtlippe eine Position beibehält, in der sie unter elastischer Vorspannung an der Wandfläche anliegt. Eine derartige Sicherung wird in Weiterbildung der Erfindung in einfacher Weise dadurch erzielt, daß die Lagerhülse an mehreren Stellen ihrer Oberfläche durch Ausstanzen bzw. Ausschneiden gebildete Zungen aufweist, die mit ihren freien Enden, die zu den ab wechselnd nach innen und außen abgewinkelten Umfangsabschnitten weisen, die Außenmantelfläche der Lagerhülse elastisch federnd überragen. Schiebt man diese Lagerhülse in eine Bohrung ein, bis die über den Um fang verlaufende Dichtlippe unter elastischer Vorspannung an der Wand fläche anliegt, so ist die Lagerhülse dadurch in dieser Position eindeutig und dauerhaft festgelegt, daß die die Außenmantelfläche der Lagerhülse elastisch federnd überragenden Zungen sich in die Bohrungswand eingraben und dabei in der Art von Widerhaken wirken, um ein schädliches Verschieben der Hülse in der Bohrung zu vermeiden.

Schließlich ist innerhalb der Lagerhülse in einem Zwischenraum zwischen den radial nach innen abgewinkelten Umfangsabschnitten einerseits und dem benachbarten Ende des Käfigs andererseits ein Dichtring aus polymerem Werkstoff eingesetzt, der kraftschlüssig verdrehfest auf der glatten Oberfläche einer in dem Radialwälzlager gelagerten Welle bzw. Innenring sitzt und der mit wenigstens einer Dichtlippe gleitend in der Bohrung der Lagerhülse anliegt. Durch diese einfache Maßnahme wird der Zwischenraum zwischen Oberfläche der Welle bzw. des lnnenringes einer seits und der Bohrung der Lagerhülse andererseits sicher und dauerhaft abgedichtet.

Insbesondere dann, wenn gegen hohen Druck abzudichten ist, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, diese Dichtung so auszubilden, daß der Dichtring aus polymerem Werkstoff rechteckigen Querschnitt aufweist und mit seiner äußeren Mantelfläche in der Bohrung der Lagerhülse anliegt, während seine Bohrung radiales Spiel gegenüber der Blechhülse aufweist und er mit geringem axialem Spiel zwischen den radial nach außen ge richteten Schenkeln der Blechhülse aufgenommen ist. Wenn nun ein abzu dichtendes, unter hohem Druck stehendes Medium, wie z. B. Öl, von der einen Seite her auf diese Dichtung einwirkt, dann wird der Druck den Dichtring Innerhalb der U-förmigen Blechhülse axial so weit verschieben, bis er an dem gegenüberliegenden radialen Schenkel dieser Hülse zur Anlage kommt. Dadurch wird zwischen dem Dichtring und diesem radialen Flansch eine einwandfreie Dichtfläche erzielt. Gleichzeitig wird dadurch, daß das unter Druck stehende Medium zwischen die Bohrung des Dichtringes einerseits und die Blechhülse andererseits eintreten kann, ein radial nach außen wirkender Druck auf den Dichtring ausgeübt, der diesen in fester Anlage an der Bohrung der Lagerhülse hält. Auf diese Weise wird eine Dichtung erreicht, deren Dichtwirkung um so größer ist, je größer der Druck des abzudichtenden Mediums ist.

Beachtenswert ist, daß bei diesem Radialwälzlager im Vergleich zu dem z. B. aus der DE-PS 10 09 445 bekannten Wälzlager nur zwei zusätzliche Teile erforderlich sind, nämlich einerseits der Ring aus polymerem Werk stoff, der eine über den Umfang verlaufende Dichtlippe aufweist und andererseits der in das Lagerinnere eingesetzte Dichtring. Durch diese beiden einfachen Kunststoff-Spritzteile, die keinerlei zusätzliche Befesti gungselemente bedürfen, wird nicht nur das Ziel erreicht, ein solches Lager einwandfrei gegen axialen Durchfluß abzudichten, sondern zusätzlich der weitere Vorteil, daß, ebenfalls ohne zusätzliche Teile oder besonderen Herstellungsaufwand die Lagerhülse sicher in ihrer Einbauposition gehalten wird. Dieser Erfolg wird ausschließlich dadurch erzielt, daß die stets benötigten Bauteile ohne besonderen zusätzlichen Herstellungsaufwand so ausgebildet werden, daß sie - gegenüber bekannten Ausführungen - zusätzliche Funktionen übernehmen können. Dies führt zu dem vorteilhaften Gesamtergebnis, daß auf diese Weise eine in sich abge schlossene Baueinheit gebildet wird, die keine Transport- und Einbau probleme bereitet und die darüberhinaus einen Einbauraum benötigt, der nur unwesentlich größer ist als der für bekannte Lagerungen ohne die hier erzielte Abdichtfunktion.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen wiedergegeben.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Radiallager und

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus diesem Lager mit einem abgeänderten Dichtring.

Das in Fig. 1 dargestellte Radialwälzlager besteht aus der dünnwandigen Lagerhülse 1, die am linken Ende einen radial nach innen abgewinkelten Bord 2 aufweist, und in deren Bohrung Lagernadeln 3 abrollen, die in einem Käfig 4 untergebracht sind, und die andererseits auf der Oberfläche einer glatten Welle 5 abrollen. An ihrem dem Bord 2 entgegengesetzten Ende ist die Lagerhülse 1 in mehrere Umfangsabschnitte 6, 7 unterteilt, von denen jeweils aufeinanderfolgend abwechselnd die einen 6 radial nach innen und die anderen 7 radial nach außen abgewinkelt sind. Diese nach außen abgewinkelten Umfangsabschnitte 7 tragen einen Ring 8 aus polymerem Werkstoff, der an einer der Lagerhülse 1 zugekehrten Radialfläche über den Umfang verlaufende axial gerichtete Dichtlippen 9 aufweist.

Die Lagerhülse 1 weist an mehreren Stellen ihrer Oberfläche durch Aus stanzen bzw. Ausschneiden gebildete Zungen 10 auf, die mit ihren freien Enden 11, die zu den abwechselnd nach innen und außen abgewinkelten Umfangsabschnitten 6, 7 weisen, die Außenmantelfläche der Lagerhülse 1 elastisch federnd überragen.

Diese Lagerhülse 1 ist in die Bohrung 12 eines Gehäuses 13 eingesetzt, welches in einer quer zur Längsachse des Lagers verlaufenden Wandfläche 14 endet. Beim Einbau wird die Lagerhülse 1 von der rechten Seite her in die Bohrung 12 so weit eingeschoben, bis die Dichtlippen 9 unter elastischer Vorspannung dichtend an der Wandfläche 14 anliegen. Es sind dann keine weiteren Befestigungsmaßnahmen für die Lagerhülse 1 erforderlich, um sie in dieser Position zu halten, denn die Zungen 10 greifen mit ihren Enden 11 widerhakenartig in den Werkstoff der Gehäuse bohrung 12 ein und verhindern, daß die Hülse 1 sich nach rechts bewegen kann.

Innerhalb der Lagerhülse 1 ist in dem Zwischenraum zwischen den radial nach innen abgewinkelten Umfangsabschnitten 6 einerseits und dem benachbarten Ende des Käfigs 4 andererseits ein Dichtring 15 aus polymerem Werkstoff eingesetzt, der durch eine im Längsschnitt U-förmige Blechhülse 16 armiert ist. Die den Dichtring 15 tragende und allseits dicht umschließende Blechhülse 16 sitzt kraftschlüssig verdrehfest auf der glatten Oberfläche der Welle 5 und liegt mit den Dichtlippen 17 gleitend in der Bohrung der Lagerhülse 1 an.

Das so ausgebildete und eingebaute Radialwälzlager verhindert mit Sicherheit einen Durchfluß von Öl von rechts nach links. Es versteht sich, daß die Querschnittsform und die Anzahl der Dichtlippen 9 bzw. 17 beliebig ist und je nach den vorliegenden Gegebenheiten ausgewählt werden kann.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Dichtung weist der Dichtring 15, der in der im Längsschnitt U-förmigen Blechhülse 16 untergebracht ist, rechteckigen Querschnitt auf. Er liegt mit seiner Außenmantelfläche in der Bohrung 18 der Hülse 1 an, während seine Bohrung radiales Spiel gegenüber der Blechhülse 16 aufweist. Andererseits ist er mit geringem axialen Spiel zwischen den radial nach außen gerichteten Schenkeln 19 und 20 der Blechhülse aufgenommen.

Wird diese Dichtung mit einem unter hohem Druck stehenden Medium von der rechten Seite her beaufschlagt, so legt sich der Dichtring 15 - wie dargestellt - gegen den linken radialen Schenkel 19 der Blechhülse 16 dichtend an. Gleichzeitig wird der Dichtring dadurch, daß durch den Spalt zwischen ihm und dem rechten radialen Schenkel 20 das Druckmedium eintritt, von seiner Bohrung her radial aufgeweitet, wodurch der Druck, mit dem er in der Bohrung 18 der Hülse 1 anliegt, verstärkt wird. Je höher somit der abzudichtende Druck ist, in um so stärkerem Maße wird der Dichtring 15 einerseits gegen den radialen Schenkel 19 und andererseits gegen die Bohrung 18 der Hülse 1 angedrückt, wodurch auch bei ansteigenden Druck eine sichere Abdichtung gewährleistet ist.

Claims

1. Radialwälzlager, bestehend aus einer dünnwandigen, insbesondere aus Blech gezogenen Lagerhülse (1), in deren Bohrung zylindrische Wälzkörper (3) vorzugsweise Lagernadeln abrollen, die in einem Käfig (4) untergebracht sind, wobei die Lagerhülse (1) an ihrem einen axialen Ende einen radial nach innen abgewinkelten Bord (2) aufweist, gegen den der Käfig (4) axial anlaufen kann, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Lagerhülse (1) an ihrem dem Bord (2) entgegengesetzten Ende in mehrere Umfangsabschnitte (6, 7) unterteilt ist, von denen jeweils aufeinanderfolgende abwechselnd radial nach innen (6) und radial nach außen (7) abgewinkelt sind,
- daß an den radial nach außen abgewinkelten Umfangsabschnitten (7) ein Ring (8) aus polymerem Werkstoff befestigt ist, der an einer der Lagerhülse (1) zugekehrten Radialfläche wenigstens eine über den Umfang verlaufende, axial gerichtete Dichtlippe (9) aufweist, und
- daß innerhalb der Lagerhülse (1) in einem Zwischenraum zwischen den radial nach innen abgewinkelten Umfangsabschnitten (6) einerseits und dem benachbarten Ende des Käfigs (4) andererseits ein Dichtring (15) aus polymerem Werkstoff eingesetzt ist, der kraftschlüssig verdrehfest auf der glatten Oberfläche einer in dem Radialwälzlager gelagerten Welle (5) bzw. Innenring sitzt und der mit wenigstens einer Dichtlippe (17) gleitend in der Bohrung der Lagerhülse (1) anliegt.

2. Radialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülse (1) an mehreren Stellen ihrer Oberfläche durch Ausstanzen bzw. Ausschneiden gebildete Zungen (10) aufweist, die mit ihren freien Enden (11), die zu den abwechselnd nach innen und außen abgewinkelten Umfangsabschnitten (6, 7) weisen, die Außenmantelfläche der Lagerhülse (1), elastisch federnd überragen.

3. Radialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (15) aus polymerem Werkstoff durch eine im Längsschnitt U-förmige Blechhülse (16) armiert ist, die mit einem zylindrischen Mittelteil auf der Welle (5) bzw. einem Innenring sitzt, und daß das Mittelteil an beiden Enden radial nach außen gerichtete Flansche aufweist, die den Dichtring (15) zwischen sich aufnehmen.

4. Radialwälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (15) aus polymerem Werkstoff rechteckigen Querschnitt aufweist und mit seiner äußeren Mantelfläche in der Bohrung (18) der Lagerhülse (1) anliegt, während seine Bohrung radiales Spiel gegenüber der Blechhülse (16) aufweist und er mit geringem axialen Spiel zwischen den radial nach außen gerichteten Schenkeln (19, 20) der Blechhülse (16) aufgenommen ist.

5. Radialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den radial nach außen gerichteten Umfangsabschnitten (7) befestigte Ring (8) aus einem polymeren Werkstoff mit relativ großer Festigkeit und Härte besteht, während die Dichtlippe (9) aus einem weicheren elastischen polymeren Werkstoff gebildet ist, wobei die beiden Werkstoffe stoffschlüssig miteinander verbunden sind.