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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lagergehäuse und
eine Dichtungsanordnung in einem derartigen Lagergehäuse, und
sie betrifft insbesondere ein geteiltes Lagergehäuse mit einer Ölringschmierung
und einer Labyrinthdichtung um zu vermeiden, dass Öl aus dem
Lagergehäuse
heraus leckt.
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Lagergehäuse dieses
Typs sind beispielsweise aus der
US
4 619 535 bekannt.
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Die 1 und 2 der
beiliegenden Zeichnungen stellen eine Ausführungsform eines derartigen
Lagergehäuses
nach dem Stand der Technik dar, wobei
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1 im
Querschnitt ein Lagergehäuse nach
dem Stand der Technik zur Verwendung mit Lagern mit Ölringschmierung
zeigt, und
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2 eine
schematische perspektivische Seitenansicht eines Lagergehäuses nach
dem Stand der Technik nach 1 darstellt.
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In 1 ist
in einem Querschnitt ein von SKF Mekan AB hergestelltes und als
SOFN-Lagergehäuse
bezeichnetes Lagergehäuse
nach dem Stand der Technik gezeigt, welches für eine Ölringschmierung angepasst ist.
Die obere Hälfte
der Zeichnung zeigt das Gehäuse
mit einer sich durch das Gehäuse
erstreckenden Welle, während
die untere Hälfte
der Zeichnung das Gehäuse
mit einer Welle zeigt, die nur von der linken Seite des Gehäuses hervorsteht.
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Das
SOFN-Lagergehäuse
stützt
eine Welle 1 in einem Wälzlager 2 ab,
welches in der gezeigten Ausführungsform
ein Pendelrollenlager ist. Das Lagergehäuse ist entlang einer im wesentlichen
horizontalen Linie geteilt, so dass das Gehäuse eine untere Hälfte 3 und
eine obere Hälfte 4 aufweist,
welche durch nicht weiter gezeigte Bolzen verbunden sind. In der
unteren Gehäusehälfte wird
ein Raum 5 als Ölreservoir
verwendet, wobei in diesem Raum 5 zum teilweisen Eintauchen
ein Öltransportring 6 angeordnet ist.
Dieser Öltransportring 6 nimmt Öl aus dem
Reservoirraum 5 auf und gibt es oberhalb dieses Raumes
ab, wenn er sich mit der Welle dreht und dadurch Öl in die
zu schmierenden Lagerflächen
befördert. Die
untere Hälfte 3 des
in 1 gezeigten Lagergehäuses nach dem Stand der Technik
hat einen mittleren, nach oben zeigenden, halbkreisförmigen Flansch 7,
der die untere Hälfte
des Lagersitzes für den äußeren Lagerring
bildet. Die innere Hüllfläche der
oberen Gehäusehälfte 4 stellt
die andere Hälfte des
Lagersitzes dar. Die zwei Lagersitzhälften bilden dabei eine im
wesentlichen zylindrische Öffnung
mit großem
Durchmesser durch das Lagergehäuse.
Aufgrund der Anordnung des Ölreservoirraums 5 ist
dieses Lagergehäuse
nach dem Stand der Technik um die Achse der Welle 1 nicht
symmetrisch. In der gezeigten Ausführungsform besitzt das Lager 2 eine
konische Bohrung und ist auf der Welle auf einer Kegelhülse 8 montiert.
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Auf
einer Seite des Lagers ist eine Kontermutter 9 zum Sichern
des Lagers gegen eine Bewegung in dieser axialen Richtung vorgesehen.
In dem Fall, dass die Welle auf dieser Seite nicht aus dem Gehäuse hinausragt,
wie in dem unteren Bereich dieser Figur dargestellt, ist ein scheibenförmiger Endverschluss 10 durch
Bolzen (nicht gezeigt) jeweils an der oberen und unteren Lagergehäusehälfte 3, 4 befestigt.
Da der Endver schluss auch eine Seitenwand des Ölreservoirraums 9 abdeckt
und bildet, ist es selbstverständlich
unerlässlich,
dass der Verschluss bei 10a sicher abgedichtet ist, um
eine Leckage aus dem Ölreservoir
zu verhindern.
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Auf
der Seite des Lagers 2, an der die Welle 1 aus
dem Lagergehäuse
herausragt, d. h. in der oberen Hälfte der Figur auf beiden Seiten
des Lagers, ist eine Hülse 11 um
die Welle 1 montiert, und jede Hülse ist durch einen Satz Schrauben 12 fest montiert
und gesichert. Die Hülse 11 ist
an ihrer Seite, die in Richtung des Lagers ausgerichtet ist, mit
einem sich radial erstreckenden Flansch 13 versehen, der
in einem Abstand zu der Oberfläche
der Hülse eine
axiale, sich nach außen
erstreckende Kante 14 aufweist, wodurch eine umlaufende
axiale Nut 15 gebildet wird, die mit ihrer offenen Seite
nach außen zeigt,
weg von dem Lager. Die Seite des Gehäuses, durch welche die Welle 1 ragt,
ist mit einer Endabdeckung 16 versehen, die eine innere
Hüllfläche hat, welche
eng um die Welle 11 passt, und die einen sich axial erstreckenden
Vorsprung 17 aufweist, der so angeordnet und dimensioniert
ist, dass er in die Nut 15 passt, wenn die Endabdeckung 16 axial
montiert ist. Der unausweichliche, kleine Schlitz zwischen der inneren
Hüllfläche der
Endabdeckung und der äußeren Hüllfläche der
Hülse 11 und
die kleinen Räume zwischen
den Wandungen der Nut 15 und dem Absatz 17 bilden
zusammen eine Labyrinthdichtung, die das Öl in dem Lagergehäuse davon
abhalten soll, entlang der Welle herauszulecken, wenn dieses Öl aufgrund
der Tätigkeit
des Ölrings 6 im
Gehäuse
umherspritzt. Um zu vermeiden, dass irgendeine Leckage hinter der
Labyrinthdichtung das Äußere des
Lagergehäuses
erreicht, ist die äußere Hüllfläche der Hülse 11 mit
einer Anzahl von umlaufenden Kerben 18 versehen, die zwischen
der axialen äußeren Seite der
Endabdec kung und der sich nach außen erstrecken Kante 14 derselben
angeordnet sind, wobei diese Kerben 18 an einem Kanal 19 angeordnet
sind, der jedes dort auftretende Öl an den Ölreservoirraum 5 zurückbefördert.
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Es
versteht sich, dass die Anordnung mit der Endabdeckung 16 und
einem darin integrierten, einen Teil einer Labyrinthdichtung bildenden
Bereich, bedeutet, dass das Montieren des Lagergehäuses insbesondere
in dem in 1 eingekreisten Bereich ein
Vorgang ist, der sehr sorgfältig
ausgeführt
werden muss.
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Aus 2,
die das Äußere des
Lagergehäuses
nach dem Stand der Technik aus 1 zeigt,
ist ersichtlich, dass das Lagergehäuse eine große Anzahl
von Komponenten besitzt, insbesondere eine große Zahl von Bolzen 20,
um den Endverschluss 10 und/oder die Endabdeckungen 16 zu
befestigen, in der gezeigten Ausführungsform neun Bolzen für jeden
Verschluss oder jede Abdeckung. Die große Zahl der Komponenten und
die für
das Montieren und Demontieren bei jedem folgenden Wartungsvorgang
erforderliche, aufwändige
Arbeit bedeutet, dass das Gehäuse
nach dem Stand der Technik recht teuer ist und eine sehr lange Montage-
und Demontagezeit erfordert.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein geteiltes
Lagergehäuse
zu schaffen, das an eine Ölringschmierung
angepasst ist und eine Labyrinthdichtung aufweist, um eine Leckage
von Öl zu
verhindern, das aber eine wesentlich geringere Zahl von Komponenten
besitzt und eine viel geringere Zahl von Montageschritten erfordert,
als das vorhergehend beschriebene Lagergehäuse nach dem Stand der Technik,
um dadurch dafür
zu sorgen, dass das neue Lagergehäuse weniger teuer und vor allem viel
einfacher zu montieren ist, wobei dies dadurch erreicht worden ist,
dass das Lagergehäuse
mit den in dem beiliegenden Anspruch 1 definierten Merkmalen versehen
worden ist.
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Nachfolgend
wird die Erfindung durch eine nicht einschränkende Ausführungsform weiter beschrieben,
die in den beiliegenden Zeichnungen 3 bis 5 gezeigt ist.
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3 zeigt
eine Ansicht entsprechend 1 und stellt
in einem Schnitt entlang der Linien III-III in 4 eine
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Lagergehäuses mit
einer Dichtungsanordnung dar,
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4 stellt
eine Seitenansicht dar, die das erfindungsgemäße Lagergehäuse einer Seitenansicht zeigt,
wobei die rechte Hälfte
des Gehäuses
im Schnitt entlang der Linie IV-IV in 5 dargestellt
ist, und
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5 zeigt
das erfindungsgemäße Lagergehäuse in einer
Draufsicht, wobei eine Hälfte
des Lagergehäuses
in einem Schnitt gezeigt ist.
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3 zeigt
in einem Querschnitt ein Lagergehäuse 21, das der Ausführungsform
des Lagergehäuses
nach dem Stand der Technik in 1 entspricht.
In dem Lagergehäuse 21 ist
eine Welle 1 in einem Pendelrollenlager 2 abgestützt. Wie
das Lagergehäuse
nach dem Stand der Technik weist das Lagergehäuse 21 eine obere
Hälfte 22 und
eine untere Hälfte 23 auf,
die zusammen einen inneren, zylindrischen Sitz für den äußeren Lagerring bilden. Auch
in diesem Fall sitzt eine innere Hülse 24 auf der Welle 1,
wobei die Hülse
einen sich radial erstreckenden, umlaufenden Flansch 25 besitzt,
der mit Abstand zu der Hülsenoberfläche eine
sich axial nach außen
erstreckende Kante 26 aufweist, wodurch eine umlaufende
axiale Nut 27 gebildet wird, die mit ihrer offenen Seite
nach außen,
weg von dem Lager zeigt und dadurch einen inneren Labyrinthdichtungsring bildet,
welcher folglich in der dargestellten Ausführungsform mit der Hülse 24 einstückig hergestellt
ist. In der unteren Hälfte 23 des
Lagergehäuses
ist ein Raum 28 vorgesehen, der als Ölreservoir dient und in den
ein Ölaufnahmering 29 eingetaucht
ist, der sich dreht, wenn sich die Welle in dem Lager dreht, und dadurch
von dem Reservoir 28 ununterbrochen Öl aufnimmt und in das Lager 22 spritzt.
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Um Öl davon
abzuhalten, durch die seitlichen Öffnungen, wo die Welle 1 verläuft, aus
dem Gehäuse
herauszulecken, ist ein separater, äußerer Labyrinthdichtungsring 30 vorgesehen,
der einen im wesentlichen L-förmigen
Querschnitt aufweist und in montierter Anordnung einen sich axial
erstreckenden Schaftbereich 31 besitzt, der in die umlaufende
axiale Nut 27 in dem ersten Labyrinthring ragt und dadurch eine
Labyrinthdichtung bildet. Der äußere Labyrinthring 30 ist
folglich vorgesehen, um zusammen mit der sich drehenden äußeren Hüllfläche der
Hülse 24 einen
sehr dünnen
Schlitz zu bilden, wenn sich die Hülse zusammen mit der Welle
dreht.
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Die
obere und die untere Gehäusehälfte 22, 23 des
Lagergehäuses
unterscheiden sich von denjenigen der in 1 und 2 gezeigten
Ausführungsform
nach dem Stand der Technik darin, dass sie seitliche Giebelwände aufweisen,
die eng um die Hülse 24 sitzen,
wodurch nur ein sehr kleiner Schlitz zwischen der Giebelöffnung und
der Oberfläche
der Hülse
verbleibt. In der Innenfläche
der oberen Gehäusehälfte 22 nahe
jeder der Giebelöffnungen
sind eine erste bzw. eine zweite umlaufende Nut 32 und 33 vorgesehen.
Die äußere dieser
Nuten 32 nimmt eine Endabdeckung in dem Fall auf, dass
das Lagergehäuse
als Abstützung
eines Wellenendes verwendet werden soll. In der zweiten Nut 33,
die von der ersten, äußeren Nut 32 beabstandet
ist, ist der sich axial erstreckende Schaft 34 des L-förmigen zweiten Labyrinthrings 30 angeordnet.
Eine elastische O-Ringdichtung 35 ist um den Schaft 34 des
separaten zweiten Labyrinthrings angeordnet, die abdichtend gegen
den Grund der zweiten Nut 33 drückt, wenn der Schaft 34 in
der Nut 35 befestigt wird. Die Hülse 24 ist mit einem
gerillten Bereich 36 versehen, der, wenn die Vorrichtung
montiert worden ist, zwischen den zwei Nuten 32, 33 in
der oberen Lagergehäusehälfte 22 angeordnet
ist. Die Nuten 32, 33 setzen sich entlang eines
Bereichs der Wandung der unteren Gehäusehälfte 23 fort und geben
dadurch einer Endabdeckung in der ersten, äußeren Nut 32 und dem
radialen Schaft 34 des zweiten Labyrinthrings 30 eine
bessere Führung.
Der gerillte Bereich 36 der Hülse 24 wird alles Öl, was durch
die Labyrinthdichtung hindurchtritt, an das Ölreservoir 28 ableiten.
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In
dem oberen Teil des in 3 gezeigten Lagergehäuses ist
das Lager als ein Loslager ausgebildet, während der untere Teil eine
Anordnung zeigt, in der das Lager ein Festlager ist, was durch Positionieren
eines Abstandrings 37 zwischen jeder Seite des Lagers 2 und
einem benachbarten Absatz des Lagergehäuses erreicht wird.
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4 zeigt
das Lagergehäuse
nach 3, wobei die Schnittlinie III-III der Ansicht
nach 3 entspricht. Die linke Seite des Lagergehäuses ist
in einer ebenen Seitenansicht gezeigt, während die rechte Seite in einem
Schnitt entlang der Linie IV-IV in 5 gezeigt
ist. Die Ansicht zeigt das Lagergehäuse 21 mit seiner
oberen bzw. unteren Hälfte 22 bzw. 23,
in denen das die Welle 1 abstützende Lager 2 vorgesehen
ist. Aus der linken Seite geht hervor, dass eine Messeinrichtung 38 für den Ölstand vorgesehen
ist, an welcher der gegenwärtige Ölstand in dem
inneren Ölreservoir 28 (siehe 3)
abgelesen werden kann. Aus dieser Ansicht ist auch ersichtlich, dass
die einzigen für
das Verbinden der Teile des Gehäuses
notwendigen Bolzen die bei 39 gezeigten sind, d. h. nur 4 Bolzen.
In dem Ausführungsbeispiel des
Lagergehäuses
nach 1 und 2 gemäß dem Stand der Technik werden,
wie aus 2 ersichtlich ist, diese vier
Bolzen auch in dem früheren SOFN-Lagergehäuse zum
Verbinden der Lagergehäusehälften 3 und 4 benötigt, während die
neue Lösung
seitliche Giebelwände
hat, die mit dem Rest der Lagergehäusehälften integriert ausgebildet
sind, und dadurch die zusätzlichen
2 × 9
Bolzen nicht benötigt, die
in dem SOFN-Gehäuse
zur Befestigung der seitlichen Abdeckungen verwendet werden. Der
untere Teil 23 des Lagergehäuses ist weiter, wie ersichtlich, mit
vier Langlöchern 40 versehen,
um vier Bolzen zur Befestigung des Lagergehäuses auf einer Stützfläche aufzunehmen.
Wie aus 2 ersichtlich ist, sind auch
die älteren
Ausführungen
derartiger Gehäuse mit
vergleichbaren Bohrungen versehen.
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Dies
bedeutet, dass das neue Lagergehäuse eine
wesentlich kleinere Zahl von Komponenten beinhaltet, wodurch die
Herstellungskosten und auch die für das Montieren des Lagergehäuses benötigte Zeit
reduziert werden, trotz der Tatsache, dass das sich ergebende Lagergehäuse genauso
gut nach außen abgedichtet
ist wie die früheren
bekannten Lagergehäuse,
wie beispielsweise das SOFN-Gehäuse.
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Das
Verfahren zur Montage des erfindungsgemäßen Lagergehäuses ist
das folgende:
Die untere Lagerhälfte 23 wird auf der
Stützfläche angeordnet.
Befestigungsbolzen werden durch die Bohrungen 40 gesteckt,
aber nicht festgezogen. Die Ölstandmessvorrichtung 38 wird
installiert, vorzugsweise auf der Seite des Lagergehäuses gegenüber derjenigen
Seite, an der sich der Ölaufnahmering 29 befindet
(siehe 5), und der maximale und minimale Ölstand werden
an der Messvorrichtung angezeigt.
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Die
den inneren Labyrinthring bildende Hülse 24 wird axial
auf der Welle 1 befestigt und der Ölaufnahmering 29 wird
axial auf der Hülse 24 befestigt.
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Daraufhin
wird das Lager 2 an der Welle 1 entweder direkt
auf einer gestuften Welle oder über eine
Adapterhülse
(nicht gezeigt) befestigt.
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Danach
wird der äußere Labyrinthring 30 axial
auf dem inneren Labyrinthring oder der Hülse 24 befestigt,
und der O-Ring 35 wird an dem äußeren Ende des Schaftes 34 des äußeren Labyrinthrings 30 angeordnet.
Wenn das Lagergehäuse
ein Lager abstützen
soll, das eine aus beiden seiner Giebelöffnungen heraus ragende Welle
aufweist, wird dieselbe Prozedur auf der gegenüberliegenden Seite des Lagers
wiederholt, wenn nicht, wird eine Endabdeckung (nicht gezeigt) in
die Nut 32 eingeführt.
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Nach
diesen Schritten und nachdem überprüft worden
ist, dass sich die verschiedenen Teile der Dichtungsanordnung oder
der Dichtungsanordnungen in richtigen Positionen befinden, wird
die Hülse
oder der innere Labyrinthring 24 an der Welle 1 durch
Festziehen (nicht gezeigt) von Stellschrauben festgelegt (vergleiche
Stellschrauben 12 in der in 1 gezeigten
Ausführungsform
nach dem Stand der Technik).
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Daraufhin
wird die Welle 1 mit dem Lager 2 und der (den)
daran befestigten Dichtung(en) in die untere Gehäusehälfte 23 (im wesentlichen
radial) gelegt, so dass das Lager 2 mit seinem äußeren Laufring
an dem Sitz in der unteren Lagerhälfte anliegt.
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Danach
wird die untere Gehäusehälfte 23 sorgfältig ausgerichtet
und die Befestigungsbolzen in den Bohrungen 40 werden leicht
angezogen.
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Dann
wird bis zu dem angezeigten maximalen Stand Öl in das Lagergehäuse eingefüllt.
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Daraufhin
werden die Oberflächen
der zwei Lagergehäusehälften 23, 22 mit
einem ölbeständigen Dichtmittel überzogen,
woraufhin die obere Hälfte 22 über der
unteren Hälfte 23 (radial)
angeordnet wird, wodurch der radial hervorstehende Schaft 34 des äußeren Labyrinthrings 30 in
die Nut 33 in der oberen Gehäusehälfte 22 eindringt
und dadurch die O-Ringdichtung 35 elastisch verformt. Die
Bolzen 39 werden in ihre entsprechenden Bohrungen eingeführt und
mit einem empfohlenen Drehmoment angezogen, um die obere und untere
Gehäusehälfte zu
verbinden.
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Danach
werden die Bolzen zur Befestigung des Lagergehäuses an der Stützfläche fest
angezogen.
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Es
ist bevorzugt, dass die Lagergehäusehälften zur
Vereinfachung eines richtigen Positionierens der beiden Lagergehäusehälften mit
Bezug zueinander mit Hilfe von bereits bekannten Führungszapfen
(nicht gezeigt) aneinander befestigt werden.
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Folglich
ist klar, dass die für
das Montieren des erfindungsgemäßen Lagergehäuses benötigte Zeit
wesentlich kürzer
ist, als die für
das Montieren der Ausführung
nach dem Stand der Technik benötigte
Zeit, da die vorhergehend beschriebenen Montageschritte für die ältere Konstruktion
genauso viele sind mit der zusätzlichen
Notwendigkeit des Anziehens von achtzehn zusätzlichen Schrauben für die Endabdeckung.
Die Befestigung der Labyrinthdichtung gemäß der neuen Lösung ist
einfach, da diese Labyrinthdichtung einen L-förmigen Ringteil 30 aufweist,
der einfach montiert werden kann, indem er axial auf die Hülse 24 geschoben
wird und dann in einer sicheren Weise gehalten wird, indem er in
der Nut 33 in der oberen Gehäusehälfte fixiert wird, wenn diese
auf der unteren Gehäusehälfte 23 angeordnet wird.
Der Dichtungseffekt ist mit dem der alten, bekannten Lösung gut
vergleichbar.
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Die
Erfindung ist nicht auf die in 3 bis 5 gezeigten
Ausführungsformen
beschränkt, sondern
es sind Varianten und Abänderungen
der Bauteile und Anordnungen innerhalb des Schutzbereichs der beiliegenden
Ansprüche
möglich.