DE69829447T2 - Betriebsfertiges Lager mit Halter - Google Patents

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    • F16C2326/02Wheel hubs or castors

Description

  • Die Erfindung betrifft Wälzlager im Allgemeinen und insbesondere ein betriebsfertiges Wälzlager mit einer Halterung, die ein Ende des Lagers im Wesentlichen verschließt und das Lager für den Versand und die Handhabung vereinigt.
  • Es existieren verschiedene grundsätzliche Anordnungen, mittels denen die Straßenräder von Kraftfahrzeugen an den Aufhängungssystemen dieser Fahrzeuge befestigt werden. Alle enthalten eine Nabe und ein Wälzlager, das zwei Reihen von Wälzkörpern enthält, die zur Aufnahme sowohl von radialen als auch axialen Lasten in der Lage sind. Hersteller ziehen es vor, die Lager als betriebsfertige Einheiten einzukaufen, die sowohl die üblichen Lagerringe und Wälzkörper enthalten als auch Dichtungen und Schmiermittel, und die betriebsfertigen Lager auf den Naben zu montieren, um Nabenanordnungen zu schaffen, die ihrerseits an den Aufhängungssystemen der Fahrzeuge montiert werden – letztendlich, um einen Träger für die Straßenräder bereitzustellen.
  • Eine Anordnung, die an den angetriebenen Rädern von Personenkraftwagen und leichten Lastkraftwagen und in letzter Zeit auch an den nicht angetriebenen Rädern Verwendung findet, weist eine gebördelte Nabe mit einer Spindel oder einem Achsstumpf auf, die bzw. der in ein Wälzlager hineinragt. Die inneren Lagerringe des Lagers passen über die Spindel, während der äußere Lagerring Augenstücke aufweist, die mit dem Aufhängungssystem des Fahrzeugs verschraubt werden. Wälzkörper sind in zwei Reihen zwischen den Lagerflächen der inneren und äußeren Lagerringe angeordnet, so dass sich die Nabe mit minimaler Reibung drehen kann. Die Lagerflächen sind derart ausgerichtet, dass das Lager sowohl radiale als auch axiale Belastungen überträgt. Das Straßenrad ist mit dem Flansch der Nabe verschraubt. Oftmals weisen die Wälzkörper die Form von konischen Wälzkör pern auf, da diese in der Lage sind, sowohl große Radiallasten als auch Axiallasten zu übertragen.
  • Bei einer Anordnung der genannten Art weist das Lager an seinem außen liegenden Ende, d.h., dem Ende neben dem Flansch der Nabe, eine Dichtung zwischen den inneren und äußeren Lagerringen auf, um Verschmutzungen aus dem Inneren des Lagers fernzuhalten und ein Schmiermittel in diesem Inneren einzuschließen. Einige weisen auch eine Dichtung zwischen den inneren und äußeren Lagerringen am innen liegenden Ende des Lagers auf. Um wirksam zu sein, erzeugen Dichtungen jedoch Reibung und erhöhen das Drehmoment, das zum Drehen der Nabe erforderlich ist. Um dieses Drehmoment zu verringern, verzichten einige Anordnungen für die nicht angetriebenen Räder auf die innen liegende Dichtung und verlassen sich auf eine über dem innen liegenden Ende des Lagers angeordnete, geformte Metallkappe. Diese Abschlusskappe isoliert nicht nur den Raum zwischen den inneren und äußeren Lagerringen und hält somit Verunreinigungen aus dem Inneren des Lagers fern, sondern erstreckt sich auch über das Ende der Spindel und isoliert dieses. Tatsächlich erzeugt die Kappe einen Hohlraum am Ende der Spindel und Schmiermittel vom Inneren des Lagers neigt dazu, sich in diesem Hohlraum anzusammeln, wo es von wenig Nutzen ist.
  • Abgesehen davon lässt das Fehlen einer Dichtung am innen liegenden Ende des Lagers den innen liegenden Konus frei, so dass dieser aus dem Lager herausfallen kann. Dies erfordert eine größere Sorgfalt bei der Handhabung und dem Transport des betriebsfertigen Lagers vor dessen Montage an einer Radnabe. Darüber hinaus können Verunreinigungen während der Handhabung und des Versands von dem freiliegenden Raum zwischen den inneren und äußeren Lagerringen am innen liegenden Ende des Lagers aus in das Lager eintreten.
  • In der GB-A-2016095 wird ein Lager zur Ermöglichung einer Rotation um eine Achse beschrieben, wobei das Lager die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert.
  • Bevorzugte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen.
  • Die vorliegende Erfindung besteht in einem Wälzlager, das in jeder Hinsicht für die Handhabung und den Versand abgedichtet und vereinigt ist. Dennoch vermittelt das Lager lediglich den Widerstand einer einzigen Dichtung. In einigen Ausführungsformen enthält es einen stirnseitigen Deckel zum Verschließen seines innen liegenden Endes während des tatsächlichen Betriebs, obwohl die Lagerschmierung sich nicht in dem stirnseitigen Deckel ansammelt, sondern von der Halterung zurückgehalten wird. Die Halterung verbleibt während des Betriebs des Lagers an dem Lager und wird nicht entsorgt, so dass sie kein Entsorgungsproblem darstellt.
  • In der beigefügten Zeichnung, die einen Teil der Beschreibung darstellt und in der gleiche Ziffern und Buchstaben gleiche Teile bezeichnen, wo immer sie auftreten, zeigt:
  • 1 eine perspektivische Explosionsansicht einer Nabenanordnung mit dem erfindungsgemäßen betriebsfertigen Lager, eine Nabe auf das es passt und einen stirnseitigen Deckel, der in die Stirnseite des Lagers passt;
  • 2 einen Längsschnitt durch ein betriebsfertiges Lager, das auf der Nabe montiert und mit einem stirnseitigen Deckel versehen ist, entsprechend der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine Stirnseitenansicht des Lagers und der Nabe, teilweise weggebrochen und im Querschnitt, entlang der Linie 3-3 in 2; und
  • 4 eine vergrößerte, fragmentarische Schnittansicht der Stirnseite des Lagers, wo sich die Halterung befindet.
  • Bezug nehmend auf die Zeichnung verbindet ein betriebsfertiges Lager A (1 und 2) ein Straßenrad mit dem Aufhängungssystem eines Fahrzeugs, wodurch eine Rotation des Rads bezüglich des Aufhängungssystems um eine Achse X mit minimaler Reibung ermöglicht wird. Das Lager A überträgt sowohl radiale als auch axiale Lasten zwischen dem Rad und dem Aufhängungssystem. Während das Lager A selbst direkt mit dem Aufhängungssystem verbunden ist, ist es mit dem Straßenrad über eine Nabe B verbunden, die in es hineinpasst. Das Lager A und die Nabe B bilden zusammen eine Nabenanordnung und werden als solche an Hersteller von Kraftfahrzeugen geliefert.
  • Betrachtet man zunächst die Nabe B, so weist diese (1 und 2) einen Flansch 2 und eine stumpfartige Achse oder Spindel 4 auf, die sich von dem Flansch aus in das Lager A hinein erstreckt. Der Flansch 2 liegt jenseits des außen liegenden Endes des Lagers A und ist mit Radbolzen 6 versehen, auf die Radmuttern aufschraubbar sind, um ein Straßenrad an dem Flansch 2 zu befestigen. Tatsächlich steht die Spindel 4 von einer Schulter 8 an der Basis des Flansches 2 über. An ihrem gegenüber liegenden Ende ist die Spindel 4 mit einem Gewinde versehen, in welches eine Befestigungsmutter 10 eingreift, um das Lager A auf der Nabe B festzulegen. Die Spindel 4 ist an ihrem Gewindeende hohl ausgebildet, besteht im Übrigen jedoch aus Vollmaterial, so dass Verunreinigungen nicht durch sie hindurch treten können.
  • Das Lager A umfasst (2) einen segmentierten inneren Lagerring in Form zweier Konusse 16, die um die Spindel 4 der Nabe B herum passen, wo sie zwischen der Schulter 8 und der Mutter 10 festgelegt sind, wobei zwischen jedem Konus 16 und der Spindel 4 eine Presspassung besteht. Jeder Konus 16 weist eine konische Lauffläche 18 auf, die nach außen, weg von der Achse X gerichtet ist, und eine Anschlagrippe 20 am großen Ende seiner Lauffläche 18. Die Anschlagrippe 20 weist eine zylindrische Außenfläche 22 auf, die bis zu einer rückwärtigen Stirnfläche 24 führt, die senkrecht bezüglich der Achse X angeordnet ist. Der innen liegende Konus 16 ist etwas länger als der außen liegende Konus 16, aufgrund einer zylindrischen Konusverlängerung 26, die über das kleine Ende seiner Lauffläche 18 übersteht. Der innen liegende Konus 16 liegt mit seiner Konusverlängerung 26 an dem kleinen Ende des außen liegenden Konus 16 entlang der Spindel 4 an, d.h., die zwei Konusse 16 liegen mit ihren vorderen Stirnflächen aneinander an. Die rückseitige Stirnfläche 32 des außen liegenden Konus 16 liegt an der Schulter 8 an, die sich unmittelbar innen neben dem Flansch 2 befindet. Die Befestigungsmutter 10 wird mit ausreichend Drehmoment gegen die hintere Stirnfläche 24 des innen liegenden Konus 26 angezogen, um eine positive Klemmkraft auf die zwei Konusse 16 auszuüben. Dadurch werden die zwei Konusse 16 der Spindel 14 zwischen der Schulter 8 und der Mutter 10 festgelegt. Die zwei Konusse 16 liegen an ihren gegenüberliegenden Enden aneinander an, d.h. an ihren vorderen Stirnflächen, so dass die Verlängerung 26 zwischen den Laufflächen 18 der zwei Konusse 16 liegt.
  • Zusätzlich zu den zwei Konussen 26 weist das Lager A (2) einen einstückigen äußeren Lagerring in Form eines Doppellagerrings 30 auf, der konische Laufflächen 32 aufweist, die nach innen in Richtung der Achse X und zu den Laufflächen 18 der zwei Konusse 16 hin gewandt sind. Der Lagerring 30 kann als Gehäuse betrachtet werden, da es die übrigen Funktionsteile des Lagers A im Wesentlichen einschließt. Die Lagerflächen 32 des Lagerrings 30 verlaufen konisch abwärts zu einer Zwischenfläche 34 hin, die sie voneinander trennt. An ihren großen Enden öffnen sich die Lagerflächen 32 in kurze stirnseitige Bohrungen 36, in denen sich die Anschlagrippen 18 der zwei Konusse 16 befinden, wobei ein ringförmiger Raum zwischen der Oberfläche einer jeden stirnseitigen Bohrung 36 und der zylindrischen Oberfläche 22 der Konusanschlagrippe 20, die innerhalb dieser stirnseitigen Bohrung 36 angeordnet ist, gebildet ist. Jede stirnseitige Bohrung 36 weist in der Nähe des großen Endes der Lagerfläche 32 eine Hinterschneidung 38 auf (4).
  • Im Wesentlichen in der Mitte zwischen seinen Enden weist der Lagerring 30 einen Flansch 40 auf (1), der an eine Komponente eines Aufhängungssystems eines Fahrzeugs passt. Hier ist der Ring 30 mittels Bolzen, die in die Augen des Flansches 40 einschraubbar sind, fest mit dem Aufhängungssystem verbunden. Entlang eines der Ränder des Flansches 40 weist der Lagerring 30 eine Bohrung 42 (2) auf, die sich nach innen, schräg zu der Achse X erstreckt und sich durch die Zwischenfläche 34 hindurch ins Innere des Lagerrings 30 öffnet.
  • Die schräge Bohrung 42 nimmt einen Geschwindigkeitssensor 46 auf, dessen inneres Ende einem Erregerring 48 zugewandt ist, der über die Verlängerung 26 auf das kleine Ende des innen liegenden Konus 16 passt. Der Ring 48 weist Zähne oder andere Unterbrechungen auf, die bewirken, dass der Sensor 46 ein pulsierendes Signal erzeugt, während sich diese Unterbrechungen an dem Ende des Sensors 46 vorbei bewegen, und dies findet natürlich dann statt, wenn die Spindel 4 und die sie umgebenden Konusse 16 rotieren. Die Frequenz des Signals ist ein Maß für die Winkelgeschwindigkeit der Spindel 4 und der gesamten Nabe B. Die Geschwindigkeitssensoranordnung ist ähnlich der in US-Patent Nr. 5,085,519 offenbarten.
  • Zusätzlich zu den zwei Konussen 16 und dem doppelten Lagerring 30 weist das Lager A Wälzkörper in Form von konischen Wälzkörpern 52 auf, die in zwei Reihen zwischen den einander gegenüberliegenden Laufflächen 18 und 32 der Konusse 16 und des Lagerrings 30 angeordnet sind, wobei eine separate Reihe um jeden Konus 16 herum angeordnet ist. Die konischen Seitenflächen der Wälzkörper 52 liegen an den Lagerflächen 18 und 32 an, wobei im Wesentlichen ein Linienkontakt zwischen diesen Seitenflächen und den Lagerflächen 18 und 32 besteht. Weiterhin befinden sich die Wälzkörper 52 in einer Scheitelpunktslage, d.h., dass die konischen Einhüllenden, in denen ihre konischen Seitenflächen liegen, ihre Scheitelpunkte in einem gemeinsamen Punkt entlang der Achse X aufweisen. An ihren großen Enden liegen die Wälzkörper 52 der zwei Reihen an den Anschlagrippen 20 der Konusse 16 an und die Anschlagrippen 20 verhindern ein Ausstoßen der Wälzkörper 52 aus dem Lager A.
  • Die Wälzkörper 52 der zwei Reihen passen in Käfige 54, die den richtigen Abstand zwischen benachbarten Wälzkörpern 52 in jeder Reihe aufrechterhalten. Die Käfige 54 halten die Wälzkörper 52 weiterhin in ihrer Lage auf den Konussen 16, wenn die Konusse 16 aus dem Lagerring 30 entfernt werden.
  • Die stirnseitige Bohrung 36 am außen liegenden Ende des Doppellagerrings 30 enthält eine Dichtung 56, die eine dynamische Fluidbarriere zwischen dem Lagerring 30 und der Anschlagrippe 20 des außen liegenden Konus 16 bildet, wodurch der ringförmige Raum an dem außen liegenden Ende des Lagers A verschlossen wird. US-Patent Nr. 5,022,659, das am 11. Juni 1991 für The Timken Company erteilt wurde, zeigt eine Dichtung mit zwei Elementen, die für die Verwendung als Dichtung 56 geeignet ist. Sie weist ein gestanztes Metallgehäuse auf, das in die außen liegende, stirnseitige Bohrung 36 eingepresst ist, und eine Abschirmung aus gestanztem Metall, die auf die zylindrische Oberfläche 22 der Anschlagrippe 20 des außen liegenden Konus 16 aufgepresst ist. Sie weist weiterhin elastomere Dichtelemente zwischen dem Gehäuse und der Abschirmung auf.
  • Die stirnseitige Bohrung 36 am innen liegenden Ende des Doppellagerrings 30 enthält (2) eine ringförmige Halterung 60, die in die Hinterschneidung 38 in dem innen liegenden Ende dieser Bohrung einschnappt und einen Schluss um die Anschlagrippe 20 des innen liegenden Konus 16 herstellt, um den ringförmigen Raum zwischen dem Lagerring 30 und dem Konus 16 am innen liegenden Ende des Lagers A zu verschließen. Die Halterung 60 ist aus einem Material gebildet, das steif genug ist, die Halterung 60 während der gesamten Lebensdauer des Lagers A an ihrem Ort zu halten, jedoch flexibel genug, um der Halterung 60 ein Stauchen und Hindurchtreten durch die innen liegende stirnseitige Bohrung 60 vor dem Einschnappen in die Hinterschneidung 38 zu erlauben. Weiterhin muss das Material bei den üblichen Betriebstemperaturen des Lagers A steif und beim Vorhandensein typischer Lagerschmiermittel stabil bleiben. Die Halterung 60 kann aus einem Polymer geformt sein, vorzugsweise Nylon, wie beispielsweise Zytel 8018 NS NC-10, welches von E.I. du Pont de Nemours and Company in Wilmington, Delaware angeboten wird.
  • Die Halterung 60 weist (4) eine Stirnwandung 62 und ein Paar Schrägwandungen 64 und 66 auf, in die die Stirnwandung 62 entlang ihrer inneren und äußeren Ränder übergeht. Die Stirnwandung 62 liegt im Wesentlichen senkrecht zur Achse X und stellt die weiteste Erstreckung der Halterung jenseits der Wälzkörper 52 der außen liegenden Reihe dar. Die zwei Schrägwandungen 64 und 66 verlaufen schräg zu der Achse X und stehen über die Stirnwandung 62 nach innen und außen über, sowie axial in Richtung der Wälzkörper 52. Die innere Schrägwandung 64 verläuft innerhalb der Stirnwandung 62 und ragt in Richtung der Anschlagrippe 62 des innen liegenden Konus 16 und endet in einer kurzen, axial ausgerichteten Lippe 68, die die zylindrische Oberfläche 22 der Anschlagrippe 20 umschließt. Der Innendurchmesser der axialen Lippe 68 übertrifft jedoch den Durchmesser der zylindrischen Oberfläche 22 der Anschlagrippe 20 geringfügig, so dass ein radialer Spalt zwischen der zylindrischen Oberfläche 22 und der axialen Lippe 68 verbleibt. Dieser Spalt sollte im Bereich zwischen etwa 0,0005 und 0,0105 Zoll und vorzugsweise etwa 0,005 Zoll betragen. Die äußere Schrägwandung 66 erstreckt sich in Richtung der Hinterschneidung 38 in der stirnseitigen Bohrung 36 und umfasst innere und äußere Segmente 70 und 72, wobei erstere einen steileren Winkel mit der Achse X einschließt als letztere. Vorzugsweise ist das innere Segment 70 in einem Winkel zwischen 42° und 48° zu der Achse X ausgerichtet, während das äußere Segment 72 einen Winkel von 12° bis 18° zu der Achse X aufweist. Zusätzlich weist die äußere Schrägwandung 66 einen Haltewulst 74 auf, der sich im Wesentlichen radial von dem äußeren Segment 72 der äußeren Wandung 66 aus erstreckt und den Umfangsrand der Halterung 60 bildet. Der Haltewulst 74 ragt in die Hinterschneidung 38 der außen liegenden stirnseitigen Bohrung 36 und sichert die Halterung 60 in der Bohrung 36. Er weist eine angeschrägte Stirnfläche 76 auf, die von der Stirnwandung 62 weg weist.
  • Der Querschnitt der Halterung 60 bleibt entlang der Stirnwandung 62 und der inneren Schrägwandung 64, einschließlich der Axiallippe 68, gleichförmig, nimmt jedoch entlang der äußeren Schrägwandung 66 ab, wobei das innere Segment 70 der äußeren Schrägwandung 66 dicker ist als das äußere Segment 72. Somit besitzt die Halterung 60 ihre größte Steifigkeit entlang ihrer Stirnwandung 62 und inneren Schrägwandung 64 und ihre größte Flexibilität entlang ihrer äußeren Schrägwandung 66, insbesondere in dem äußeren Segment 72 dieser Wandung. Wenn die Halterung 60 frei liegt, übersteigt der Durchmesser des radial ausgerichteten Haltewulstes 74 den Durchmesser sowohl der stirnseitigen Bohrung 36 als auch den Durchmesser der Hinterschneidung 38. Somit wird die Halterung 60 bei der Montage in der stirnseitigen Bohrung 36 deformiert, wobei die zwei Segmente 70 und 72 der äußeren Schrägwandung 66 den Großteil dieser Deformation aufnehmen. Anders ausgedrückt wird die äußere Wandung 66 durch die natürliche Nachgiebigkeit des Polymers, aus dem die Halterung 60 geformt ist, nach außen vorgespannt. Die Schrägwandungen 64 und 66 erzeugen innerhalb der Halterung 60 einen ringförmigen Hohlraum, der zur Innenseite des Lagers A hin offen ist, und dieser Hohlraum nimmt das Ende des Käfigs 54 für die Wälzkörper 52 der innen liegenden Reihe auf.
  • Die Halterung 60 wird in der innen liegenden stirnseitigen Bohrung 36 des doppelten Lagerrings 30 montiert, in den sie axial in und durch die Bohrung 36 gezwängt wird. Während die Halterung 60 in die Bohrung 36 eintritt, wirkt die Schrägfläche 76 am vorderen Ende des Haltewulstes 74 als Nocke und staucht den Wulst 74. Die äußere Schrägwandung 66 gibt nach, um diese Auslenkung zu ermöglichen. Der gestauchte Wulst 74 wandert entlang der Oberfläche der Bohrung 36, bis er die Hinterschneidung 38 erreicht, woraufhin er nach außen in die Hinterschneidung 38 einschnappt. Selbst in der Hinterschneidung 38 bleibt der Wulst 74 geringfügig gestaucht und ebenso die äußere Schrägwandung 66 geringfügig ausgelenkt. Diese Vorspannung der Wandung 66 nach außen stellt sicher, dass die Halterung 60 sowohl radial als auch axial innerhalb der stirnseitigen Bohrung 66 in einer festen und bestimmten Position verbleibt.
  • Die innen liegende stirnseitige Bohrung 36 des doppelten Lagerrings 30 nimmt auch eine Endkappe auf, die vorzugsweise als Metallformteil ausgebildet ist. Die Endkappe 80 weist eine axial gerichtete Wandung 82 auf, die in die stirnseitige Bohrung 36 hineinragt, wobei zwischen der Wandung 82 und der stirnseitigen Bohrung 36 eine Presspassung gegeben ist, so dass die Kappe 80 durch Reibung an ihrem Ort gehalten wird. Die axiale Wandung 82 weist eine ringförmige Rippe 84 auf, welche das Hineinreichen der Wandung 82 in die Bohrung 36 begrenzt und somit sicherstellt, dass die Kappe 80 die Halterung 60 nicht berührt und verbiegt. Jenseits der Rippe 84 umschließt die Wandung 82 die Befestigungsmutter 10 auf der Spindel 4 der Nabe B. Die axiale Wandung 82 geht in eine radiale Wandung 86 über, die sich über die Stirnseite der Nabenspindel 4 erstreckt, wodurch die innen liegende Stirnseite des Lagers A verschlossen wird und auch die innen liegende Stirnseite der Spindel 4 isoliert wird.
  • Das Lager A wird als Paket geliefert, d.h., es wird vollständig montiert mit Schmierfett in seinem Inneren geliefert. Die Dichtung 56 am außen liegenden Ende des Lagers A verhindert ein Herausfallen des außen liegenden Konus 16 und seinen zugehörigen Wälzkörpern 52 aus dem doppelten Lagerring 30. Sie hält auch Verunreinigungen aus dem Inneren des Lagers A während des Transports und der Handhabung fern. Die Halterung 60 am innen liegenden Ende des Lagers A dient dem gleichen Zweck. Sie hält den innen liegenden Konus 16 und die zugehörigen Wälzkörper 52 in dem Lagerring 30 und verhindert weiterhin ein Eintreten von Verunreinigungen in das Innere des Lagers A.
  • Der Lieferant von Nabenanordnungen für Kraftfahrzeuge wird üblicherweise das einbaufertige Lager A und die Nabe B von unterschiedlichen Quellen beziehen. Dieser Lieferant presst die Konusse 16 des Lagers A auf die Spindel 4 einer Nabe auf, bis die hintere Stirnseite 24 des außen liegenden Konus 16 an der Schulter 8 der Nabe B anschlägt. Da sie ein Teil des betriebsfertigen Lagers sind, folgen die Wälzkörper 52 und der äußere Lagerring 30 den Konussen 16 selbstverständlich auf die Spindel 4. Sobald das Lager A auf der Spindel 4 montiert ist, wird die Befestigungsmutter 10 auf das Gewinde am Ende der Spindel 4 aufgeschraubt und mit einem vorgegebenen Drehmoment gegen die hintere Stirnfläche 24 des innen liegenden Konus 16 geschraubt. Dies sichert das Lager A auf der Nabe B. Das Lager A kann auch dadurch gesichert werden, in dem das Ende der Spindel in einem Drehumformverfahren nach außen umgeformt wird, wie in der GB-Patentanmeldung 9713343.3, eingereicht am 24. Juni 1997 durch The Timken Company, beschrieben. Schließlich wird die Endkappe 80 in die innen liegende stirnseitige Bohrung 36 des doppelten Lagerrings 30 eingepresst, um das innen liegende Ende des Lagers A zu verschließen.
  • Im Betrieb des Lagers A rotiert die Nabe innerhalb des doppelten Lagerrings 30 des Lagers A. Die Dichtung 56 am außen liegenden Ende des Lagers A verhindert ein Herauspumpen von Lagerfett aus dem außen liegenden Ende des Lagers durch die Wälzkörper 52 der außen liegenden Reihe. Es verhindert auch ein Eintreten von Verunreinigungen in das Lager A an seinem außen liegenden Ende. Die Endkappe 80 am innen liegenden Ende des Lagers A hält ebenfalls Verunreinigungen fern, in dem sie eine statische Fluidbarriere über das gesamte innen liegende Ende des Lagers A bildet. Die Halterung 60 andererseits hält Schmierfett, das durch die Wälzkörper 52 der innen liegenden Reihe aus den innen liegenden Lagerflächen 18 und 32 herausge pumpt wird, aus dem großen Hohlraum fern, der durch die Endkappe 80 gebildet ist, wo dieses Schmierfett von wenig Nutzen ist. Vielmehr hält die Halterung 60 das Schmierfett in dem Bereich der innen liegenden Wälzkörper 52 und der Lagerflächen 18 und 32 sowie der Anschlagrippe 20, entlang der sich die Wälzkörper 52 bewegen, zurück. Im Gegensatz zu herkömmlichen Dichtungen übt die Halterung 60 jedoch keinerlei Drehmoment oder Zug auf die Nabe B aus. Die Halterung 60 verbleibt während der gesamten Lebensdauer des Lagers A sicher an ihrem Platz, da ihr Haltewulst 74 sicher in der Hinterschneidung 38 am Ende der Bohrung 36 gefangen ist. Während das Polymer der Halterung 60 und der Stahl des Lagerrings 30 sich bei Temperaturveränderungen mit unterschiedlichen Raten ausdehnen und zusammenziehen, wird die unterschiedliche thermische Ausdehnung durch die Flexibilität der äußeren Schrägwandung 66 kompensiert.
  • Die vorliegende Erfindung soll alle Abänderungen und Modifikationen des Ausführungsbeispiels der Erfindung abdecken, welches zu Zwecken der Offenbarung gewählt worden ist, die keine Abweichung von dem Umfang der Erfindung, wie sie durch die Ansprüche definiert ist, darstellen.

Claims (16)

  1. Betriebsfertiges Lager zur Ermöglichung einer Rotation um eine Achse (X), mit: einem einstückigen äußeren Lagerring (30) mit ersten und zweiten Enden und zwischen den Enden angeordneten Lagerflächen (32), wobei die Lagerflächen (32) nach innen zur Achse (X) gewandt und gegenüber der Achse in entgegen gesetzten Richtungen geneigt angeordnet sind und wobei der äußere Lagerring (30) an seinem zweiten Ende eine nach außen offene Bohrung (36) aufweist; mit einem innerhalb des äußeren Lagerrings angeordneten inneren Lagerring mit einem am ersten Ende des äußeren Lagerrings (30) angeordneten ersten Segment (16) und einem am zweiten Ende des äußeren Lagerrings (30) angeordneten zweiten Segment (16), derart dass ringförmige Räume zwischen den inneren und äußeren Lagerringen an den ersten und zweiten Enden des äußeren Lagerrings (30) verbleiben, wobei jedes Segment (16) des inneren Lagerrings eine Lagerfläche (18) aufweist, die nach außen zu einer der geneigten Lagerflächen (32) des äußeren Lagerrings (30) weisen und in der gleichen Richtung geneigt ist wie die Lagerfläche des äußeren Lagerrings (30) der sie zugewandt ist; mit in zwei Reihen zwischen den geneigten Lagerflächen (18, 32) der äußeren und inneren Lagerringe angeordneten Wälzkörpern (52), wobei jeweils eine der Reihen um eines der Segmente (16) des inneren Lagerrings angeordnet ist; mit einer an dem äußeren Lagerring (30) angeordneten Dichtung (56), die den Raum zwischen den inneren und äußeren Lagerringen am ersten Ende des äußeren Lagerrings (30) schließt und verhindert, dass sich das erste Segment (16) des inneren Lagerrings aus dem ersten Ende des äußeren Lagerrings (30) heraus bewegt; und mit einem in die Bohrung (36) am zweiten Ende des äußeren Lagerrings (30) eingesetzten Haltering (60), der eine feste und vorbestimmte Stellung in dem zweiten Ende des äußeren Lagerrings (30) einnimmt, indem er nach außen gegen den äußeren Lagerring an dem Ende vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (60) eine innere Randpartie aufweist, die das zweite Segment (16) unter Freilassung eines kleinen Spaltes umschließt, um somit den ringförmigen Raum zwischen dem zweiten Segment und dem äußeren Lagerring (30) am zweiten Ende des äußeren Lagerrings im Wesentlichen zu schließen, und um zu verhindern, dass sich das zweite Segment des inneren Lagerrings aus dem zweiten Ende des äußeren Lagerrings heraus bewegt.
  2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (36) am zweiten Ende des äußeren Lagerrings einen Hinterschnitt (38) aufweist; dass der Haltering (60) unter Vorspannung in dem Hinterschnitt (38) sitzt; und dass sich die Bohrung (36) axial bis über den Haltering (60) hinaus erstreckt.
  3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Haltering (60) und dem zweiten Segment (16) des inneren Lagerrings ein geringer Spalt besteht.
  4. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (60) aus einem Polymer geformt ist.
  5. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (60) eine Wandung (66) aufweist, die sich schräg zur Achse (X) erstreckt und nach innen entgegen der natürlichen Materialspannung des Halterings (60) ausgelenkt ist.
  6. Lager nach Anspruch 5 zusammen mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schräge Wandung (66) einen Wulst (74) aufweist, der in den in der Bohrung (36) vorgesehenen Hinterschnitt (38) eingreift.
  7. Lager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wulst (74) im Wesentlichen radial von der schrägen Wandung (66) absteht und die schräge Wandung (66) nach außen vorgespannt ist, um den Wulst (74) sicher im Hinterschnitt (38) zu halten.
  8. Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wulst (74) eine angefaste Stirnfläche (76) aufweist, die von dem offenen Ende der Bohrung (36) weg weist und derart geneigt ist, dass sie den Haltering (60) berührt, wenn dieser in die Bohrung eintritt.
  9. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Lagerring (30) eine weitere Bohrung (36) aufweist, die über die erste Lagerfläche (32) hinaus nach außen offen ist; und dass die Dichtung (56) in der weiteren Bohrung (36) des äußeren Lagerrings (30) angeordnet ist.
  10. Lager nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (60) eine Begrenzungswandung (62) aufweist, die an die schräge Wandung (66) anschließt.
  11. Lager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (60) eine innere Wandung (64) aufweist, die an die Begrenzungswandung (62) anschließt und schräg zur Achse (X) verläuft, wobei die innere Wandung (64) eine axial ausgerichtete Lippe (68) aufweist, die für den inneren Freiraum sorgt, der das zweite Segment (16) umgibt.
  12. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Segment eine Anschlagrippe (20) jenseits des größeren Endes seiner Lagerfläche (18) aufweist und dass der Haltering (60) die Anschlagrippe (20) umschließt.
  13. Lager nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Spalt zwischen dem Haltering (60) und der Anschlagrippe (20) des zweiten Segments (16) besteht.
  14. Anordnung mit einer Spindel (4), die eine Achse (X) umgibt und mit einem betriebsfertigem Lager (A) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Segmente (16) des inneren Lagerrings auf der Spindel angeordnet sind und die ersten und zweiten Lagerflächen bezüglich der Achse (X) geneigt angeordnet sind, wobei eine Verschlusskappe (80) an dem äußeren Lagerring (30) montiert ist, um das Ende des äußeren Lagerrings (30) jenseits seiner zweiten Lagerfläche (32) zu verschließen, wobei sie sich über das Ende des zweiten Segments (16) des inneren Lagerrings und das Ende der Spindel (4) erstreckt.
  15. Anordnung nach Anspruch 14 zusammen mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterschnitt (38) zwischen der zweiten Lagerfläche (32) und der Verschlusskappe (80) angeordnet ist.
  16. Anordnung nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch eine Nabe (B) mit einer Schulter (8), wobei sich die Spindel (4) von der Schulter (8) aus erstreckt und die Achse (X) umgibt; und durch ein Befestigungselement (10) am gegenüberliegenden Ende der Spindel (4); wobei das betriebsfertige Lager (A) auf der Nabe (B) angeordnet ist, wobei das erste und zweite Segment (16) die Spindel (4) zwischen der Schulter (8) und dem Befestigungselement (10) umgeben, wobei jedes Segment (16) eine konische Lagerfläche (18) aufweist, wobei die Lagerflächen (18) der ersten und zweiten Segmente (16) konisch nach unten zueinander hin verlaufen; wobei der einstückige äußere Lagerring (30) als Doppellagerring ausgebildet ist, wobei die ersten und zweiten Lagerflächen (32) konisch nach unten zueinander hin verlaufen und den konischen Lagerflächen (18) der ersten und zweiten Segmente (16) zugewandt sind.
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