DE3805707A1 - Radialwaelzlager - Google Patents
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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 (5)
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.
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