WO2009077101A1 - Lageranordnung für eine tragrolle - Google Patents

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WO2009077101A1
WO2009077101A1 PCT/EP2008/010395 EP2008010395W WO2009077101A1 WO 2009077101 A1 WO2009077101 A1 WO 2009077101A1 EP 2008010395 W EP2008010395 W EP 2008010395W WO 2009077101 A1 WO2009077101 A1 WO 2009077101A1
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support roller
damping layer
bearing
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PCT/EP2008/010395
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Peter Horling
Sandra Kamm
Edgar Pickel
Armin Olschewski
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Ab Skf
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Publication date
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    • F16C33/723—Shaft end sealing means, e.g. cup-shaped caps or covers
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    • B65G39/06—Adaptations of individual rollers and supports therefor the roller sleeves being shock-absorbing, e.g. formed by helically-wound wires
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    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/58—Conveyor systems, e.g. rollers or bearings therefor

Definitions

  • the invention relates to a bearing assembly for an at least partially hollow cylindrical roller bearing, with at least one bearing roller bearing stock, between a ring of the bearing and the support roller directly or indirectly a damping layer of elastomeric or rubber material is arranged and wherein at least one axial end of the support roller closed by a lid.
  • the invention is therefore based on the invention based on a bearing arrangement of the type mentioned in such a way that it is possible to ensure a vibration-damping attachment of the lid in a simple manner, this is to be possible in manufacturing and assembly technology simple manner.
  • the dishevel should be arranged self-centering in its receptacle.
  • the solution to this problem by the invention is characterized in that the lid is arranged in and held by a holding section, which is formed in an axial end region of the damping layer of the material of the damping layer.
  • the cover has an axially extending annular portion which is arranged in the holding portion and held by this.
  • the holding portion has a radially inwardly directed cylindrical seat.
  • a radially inwardly directed projection may be arranged in the axial end region of the cylindrical seat. This can circulate annularly around the entire circumference of the holding portion.
  • the damping layer preferably has a cover surface facing radially inwardly disposed within the holding portion.
  • the contact surface advantageously has a surface normal pointing in the axial direction.
  • An axially extending annular groove-shaped recess can be arranged between the holding section and the contact surface.
  • the holding portion preferably extends axially to the axial position of a radially extending outer surface of the lid.
  • At least one recess may be incorporated in the damping layer. This can rotate annularly around the entire circumference of the damping layer. But it is also possible that a number of recesses is arranged distributed over the circumference of the damping layer. In this case, webs can remain in the damping layer between the recesses. The webs can be arranged equidistantly around the circumference of the damping layer.
  • the mounting of the lid is facilitated if it is provided that the axially extending annular portion of the lid has an insertion bevel.
  • a sleeve-shaped body is arranged in at least one axial portion region of the support roller between the inner cylindrical surface of the support roller and the damping layer.
  • the sleeve-shaped body can project beyond the carrying roller on one side axially and have a radially outwardly extending collar in the axial end region of the carrying roller.
  • the damping layer is preferably formed as a thin-walled, hollow cylindrical element. Between the damping layer and the one ring of the bearing, a carrier body may be arranged.
  • the sleeve-shaped body facing inner surface of the support roller and / or the support roller facing the outer surface of the sleeve-shaped body is provided with a coating with friction-enhancing property.
  • This coating with a friction-increasing property preferably has diamonds, silicon carbide (SiC), corundum or boron nitride (CBN).
  • the diamonds, the silicon carbide, the corundum or the boron nitride is usually present as a grain with a diameter range between 1 .mu.m and 100 .mu.m, preferably between 10 .mu.m and 80 .mu.m before.
  • the diamonds, the silicon carbide, the corundum or the boron nitride can be bound according to a preferred embodiment of the invention with a binder on the support roller and / or on the sleeve-shaped body.
  • the binder may be a metallic layer, in particular a nickel layer. This is preferably applied by a galvanic process.
  • the friction enhancing coating may also be a molybdenum layer. This is preferably applied by flame spraying.
  • Between the support roller and the sleeve-shaped body is preferably in the assembled state before a press fit.
  • the radially outwardly extending collar and the support roller may be interconnected in the axial end region of the support roller.
  • a preferred embodiment provides that this connection is made by an adhesive bond. This has advantages in terms of the tightness of the composite of the two components, which is particularly important because of capillary action between the two components. Furthermore, an adhesive bond has a positive effect with regard to the corrosion protection.
  • Another solution provides that the radially outwardly extending collar and the support roller are welded together. In this case, a weld seam is preferably provided which is formed completely circumferentially around the circumference of the support roller. Also possible is a connection by friction. The type of connection is usually selected by the height and direction of the axial force.
  • the support roller and the sleeve-shaped body may further be arranged at least one sealing element to protect the assembly against the ingress of dirt and moisture.
  • the sealing element in this case is preferably an O-ring.
  • the damping layer is preferably made of an elastomer or rubber material. Rubber material has proven particularly useful, in particular NBR with a Shore hardness of at least 40.
  • the sleeve-shaped body and possibly the carrier body are usually made of metal, in particular of steel.
  • the at least one bearing is preferably a rolling bearing.
  • the support roller is preferably designed as a tube of constant wall thickness, which is mounted in both axial end regions, each with a bearing.
  • the assembly of the lid can be done in a simple manner, resulting in a self-centering effect for the lid to the axis of rotation.
  • the seal works effectively because there are both radial and axial sealing surfaces.
  • the intended damping layer - preferably made of elastomer or rubber material - provides a roundness compensation and a vibration decoupling. Furthermore, this jerky loads are better intercepted.
  • the sleeve-shaped body including damping layer, optionally carrier body and bearing together with seal can be designed as a unit, which is installed as such on the conveyor to which the carrier role belongs. This has logistical advantages. The assembly can be done by simply pressing the sleeve-shaped body in the support roller. Another important advantage of the proposed solution when using the friction-increasing coating is that the axial attachment can be improved, whereby micro-movements can be prevented. This in turn reduces the formation of fretting corrosion.
  • the highest torques can thereby be transmitted without the connection of the components being released. Furthermore, slippage of components is largely excluded. This is particularly advantageous when circulating bending occurs during operation of the support roller, which can not develop a negative effect due to the selected configuration of the bearing assembly.
  • the proposed bearing arrangement is preferably used in surface mining and here is an essential part of a support roller device.
  • microforming resulting from grain coating or molybdenum offers a completely new possibility for mounting rolls.
  • a welding of components in the bore of the support roller shell is not required, but a high security against rotation is given. By eliminating welding, the welding distortion can be avoided, which can otherwise cause the risk of imbalance. Likewise, no welding coaxial errors can occur. As a result, no balancing of the mounted idler roller is required, ie no attachment of balancing elements. Despite the absence of welding, a creeping movement between the parts can be excluded.
  • FIG. 1 shows the radial section through a bearing assembly with a support roller, which is supported by a bearing, wherein a the axial end final cover is not shown,
  • Fig. 2 shows the upper, right end portion of the bearing assembly including carrying roller of FIG. 1 in an enlarged view, in which case the final cover is shown, and
  • FIG. 3 shows the detail "Z" according to FIG. 1.
  • a bearing assembly 1 which serves to support a support roller 2 of a conveyor. Shown is a shaft 25 on which a deep groove ball bearing 3 is fixed.
  • the outer ring 4 of the deep groove ball bearing 3 carries a carrier body 18, which has a one-sided board, which surrounds the outer ring 4 axially and forms an axial abutment for him.
  • the support roller 2 is formed as a hollow cylindrical component, ie as a tube, wherein a bearing assembly 1 is arranged in both axial end regions, as can be seen in Fig. 1.
  • a sleeve-shaped body 16 is pressed, which sits with a press fit in the support roller 2.
  • a damping layer 5 is arranged made of elastomer or rubber material, which is designed here as a hollow cylindrical layer.
  • the elastomer or rubber material may be directly connected to the sleeve-shaped body 16 and / or to the carrier body 18 by an injection molding process or by a vulcanization process.
  • the radial thickness d of the damping layer 5 is in a defined size range, which is determined in this case in relation to the outer diameter D of the support roller 2.
  • the thickness d is preferably in a range between 1 and 10%, preferably between 1.5% and 4%, of the outer diameter D. This value ensures that, on the one hand, there is adequate damping of the carrying roller, but, on the other hand, one sufficiently precise and stiff guidance of the support roller is ensured.
  • a radially outward - Shen extending collar 17 has.
  • This collar 17 can also be addressed as a projection and forms a defined axial stop for the support roller 2.
  • An axial fixation of the support roller 2 relative to the sleeve-shaped body 16 is thus possible in a simplified manner.
  • the support roller 2 and the sleeve-shaped body 16 are firmly connected.
  • a weld 24 extends between the axial end of the support roller 2 and the collar 17. This weld 24 runs over the entire circumference of the support roller 2 and the collar 17 to.
  • a lid 6 outlined, which is inserted and fixed on the front side at the axial end of the bearing assembly and prevents the ingress of impurities.
  • the cover 6 has an annular section 7 extending in the axial direction.
  • This hollow cylindrical section 7 is arranged in the mounted state in a holding section 8 and is held by this.
  • the holding portion 8 is formed in an axial end portion of the cushioning layer 5 of the material of the cushioning layer.
  • the holding section 8 has a cylindrical seating surface 9 pointing radially inward for the annular section 7. Furthermore, am
  • Holding portion 8 a radially inwardly projecting projection 10 is present, which rotates over the entire circumference of the holding portion 8.
  • the damping layer 5 also has a contact surface 1 1, which is designed to abut the lid 6.
  • This contact surface 11 has a surface normal, which points in the axial direction a.
  • the transition between the abutment surface 11 and the cylindrical seat surface 9 is formed by a ringnutförmige recess 12, which can be referred to as undercut.
  • the holding portion 8 extends axially as far as an outer surface 13 of the lid 6, so that in this respect results in a flush outer end surface.
  • annular circumferential recess 14 is presently provided, which allows the holding section 8 to spring open radially when the lid 6 is inserted (from the right) during assembly, so that it comes to lie in the outlined position , The assembly process is facilitated by an insertion bevel 15, which is incorporated in the axial end region of the annular portion 7 of the cover 6.
  • the recesses 14 may also extend only over short peripheral areas and, viewed in the axial direction, represent a star-shaped arrangement.
  • the recess 14 is thus formed as an axially demolding cavity with or without intermediate webs.
  • the elastomeric material of the holding portion 8 surrounds the annular portion 7 of the lid 6 by positive engagement with appropriate Ü berdeckung and thus guarantees a high degree of tightness.
  • the projection 10, meanwhile, also biases the cover 6 axially after being pressed axially into the elastomer material, so that the end face of the cover 6 or, more precisely, the end face of its annular portion 7 bears against the contact surface 11 and thus also creates an axial seal ,
  • FIG. 1 the detail "Z" is shown in FIG. 1, it being noted that this is a schematic representation, showing a coating 21 which has a friction-increasing effect and that between the inner surface 19 of the carrying roller 2 and the outer surface 20 of the sleeve-shaped body 16 is arranged.
  • the grain diameter preferably moves in the range between 20 microns and 60 microns.
  • the grains 22 are fixed with a binder 23 in the form of a galvanically applied nickel layer on a component - in the embodiment on the outer cylindrical surface of the sleeve-shaped body 16 - fixed.
  • the coating in question is particularly advantageous in the front region of the sleeve-shaped body 16, since corrosion protection can also be achieved by the coating. There namely, it can easily come due to the capillary action between the components for the penetration of moisture. This can be counteracted particularly favorable if a manganese phosphating is provided as the coating. In particular, a chemical nickel plating has proven itself. This is available on the market, for example, under the name “Durni Coat.” The formation of fretting corrosion is thus effectively counteracted.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung (1) für eine zumindest abschnittsweise hohlzylindrisch ausgebildete Tragrolle (2), mit mindestens einem die Tragrolle (2) lagernden Lager (3), wobei zwischen einem Ring (4) des Lagers (3) und der Tragrolle (2) direkt oder indirekt eine Dämpfungsschicht (5) aus Elastomer- oder Gummimaterial angeordnet ist und wobei mindestens ein axiales Ende der Tragrolle (2) durch einen Deckel (6) abgeschlossen ist. Um eine geräuscharme und selbstzentrierende Dichtung für das axiale Ende der Tragrolle zu erreichen, sieht die Erfindung vor, dass der Deckel (6) in einem Halteabschnitt (8) angeordnet und von diesem gehalten ist, der in einem axialen Endbereich der Dämpfungsschicht (5) aus dem Material der Dämpfungsschicht ausgeformt ist.

Description

B e s c h r e i b u n g
Lageranordnung für eine Tragrolle
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für eine zumindest abschnittsweise hohlzylindrisch ausgebildete Tragrolle, mit mindestens einem die Tragrolle lagernden Lager, wobei zwischen einem Ring des Lagers und der Tragrolle direkt oder indirekt eine Dämpfungsschicht aus Elastomer- oder Gummimaterial angeordnet ist und wobei mindestens ein axiales Ende der Tragrolle durch einen Deckel abgeschlossen ist.
Für die Lagerung von Tragrollen sind im Stand der Technik diverse Möglichkeiten bekannt, die die spezielle Ausgestaltung mit einschließen, zwecks verbesserter Dämpfung eine Schicht Dämpfungsmaterial zwischen der Tragrolle und dem zumeist als Wälzlager ausgeführten Lager anzuordnen.
Die DE 1 738 837 U offenbart eine gattungsgemäße Lageranordnung. Hier kommt eine elastomere Dämpfungsschicht zum Einsatz, die im Radialschnitt blockförmig ausgebildet ist und in ihren beiden axialen Endbereichen Einschnürungen aufweist. Mit dieser Dämpfungsschicht kann ein hohes Dämpfungsvermögen der Lageranordnung erzielt werden. Um das axiale Ende der Tragrolle gegen Eindringen von Schmutz zu schützen, ist ein Deckel stirnseitig an die Lageranordnung angesetzt. Nachteilig ist bei der vorbekannten Lösung, dass der Deckel aufgrund der Möglichkeit, zu Schwingungen angeregt zu werden, eine Geräuschquelle darstellt. Ferner ist ein gewisser Aufwand fertigungstechnischer Art zu treiben, um sicherzustellen, dass der Deckel konzentrisch zur Achse zu liegen kommt, was für einen unwuchtarmen Lauf wesentlich ist.
Der Erfindung liegt daher die A u f g a b e zu Grunde, eine Lageranordnung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass es möglich wird, in einfacher Weise eine schwingungsdämpfende Anbringung des Deckels sicherzustellen, wobei dies in fertigungs- und montagetechnisch einfacher Weise möglich werden soll. Bei marichen Anwendungen ist es darüber hinaus wünschenswert, die Dichtigkeit des Deckels zu gewährleisten, so dass keine Verunreinigungen bzw. keine Feuchtigkeit in das Innere der Lageranordnung eindringen können, was durch die Erfindung erreicht werden soll. Um ein gutes Laufverhalten sicherzustellen, soll dabei der De- ekel selbstzentrierend in seiner Aufnahme angeordnet sein.
Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel in einem Halteabschnitt angeordnet und von diesem gehalten ist, der in einem axialen Endbereich der Dämpfungsschicht aus dem Material der Dämpfungsschicht ausgeformt ist.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der Deckel einen sich in Achsrichtung erstreckenden ringförmigen Abschnitt aufweist, der in dem Halteabschnitt angeordnet und von diesem gehalten ist.
Dabei weist vorzugsweise der Halteabschnitt eine radial nach innen gerichtete zylindrische Sitzfläche auf. Im axialen Endbereich der zylindrischen Sitzfläche kann ein radial nach innen gerichteter Vorsprung angeordnet sein. Dieser kann ringförmig um den gesamten Umfang des Halteabschnitts umlaufen. Die Dämpfungsschicht weist bevorzugt eine dem Deckel zugewandte radial innerhalb des Halteabschnitts angeordnete Anlagefläche auf. Die Anlagefläche hat dabei mit Vorteil eine Oberflächennormale, die in Achsrichtung weist. Zwischen dem Halteabschnitt und der Anlagefläche kann eine sich axial erstreckende ringnutför- mige Ausnehmung angeordnet sein.
Der Halteabschnitt erstreckt sich bevorzugt axial bis zur axialen Lage einer sich radial erstreckenden Außenfläche des Deckels.
Radial außerhalb des Halteabschnitts kann in die Dämpfungsschicht mindestens eine Ausnehmung eingearbeitet sein. Diese kann ringnutförmig um den gesamten Umfang der Dämpfungsschicht umlaufen. Es ist aber auch möglich, dass eine Anzahl Ausnehmungen über den Umfang der Dämpfungsschicht verteilt angeordnet ist. Dabei können zwischen den Ausnehmungen Stege in der Dämpfungsschicht verbleiben. Die Stege können äquidistant um den Umfang der Dämpfungsschicht angeordnet sein.
Die Montage des Deckels wird erleichtert, wenn vorgesehen wird, dass der sich in Achsrichtung erstreckende ringförmige Abschnitt des Deckels eine Einführschräge aufweist.
Vorzugsweise ist in mindestens einem axialen Abschnittsbereich der Tragrolle zwischen der inneren zylindrischen Oberfläche der Tragrolle und der Dämpfungsschicht ein hülsenförmiger Körper angeordnet. Der hülsenformige Körper kann die Tragrolle einseitig axial überragen und im axialen Endbereich der Tragrolle einen sich radial nach außen erstreckenden Bund aufweisen.
Die Dämpfungsschicht ist bevorzugt als dünnwandiges, hohlzylindrisches Element ausgebildet. Zwischen der Dämpfungsschicht und dem einem Ring des Lagers kann ein Trägerkörper angeordnet sein.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn weiter vorgesehen wird, dass die dem hülsen- förmigen Körper zugewandte innere Fläche der Tragrolle und/oder die der Tragrolle zugewandte äußere Fläche des hülsenformigen Körpers mit einer Beschichtung mit reibungserhöhender Eigenschaft versehen ist. Diese Beschichtung mit reibungser- höhender Eigenschaft weist dabei bevorzugt Diamanten, Silizium-Karbid (SiC), Korund oder Bornitrid (CBN) auf. Die Diamanten, das Silizium-Karbid, der Korund oder das Bornitrid liegt dabei zumeist als Korn mit einem Durchmesserbereich zwischen 1 μm und 100 μm, vorzugsweise zwischen 10 μm und 80 μm, vor. Die Diamanten, das Silizium-Karbid, das Korund oder das Bornitrid können gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mit einem Bindemittel auf der Tragrolle und/oder auf dem hülsenformigen Körper gebunden sein. Das Bindemittel kann ei- ne metallische Schicht, insbesondere eine Nickelschicht, sein. Diese ist bevorzugt durch einen galvanischen Prozess aufgebracht. Die Beschichtung mit reibungserhöhender Eigenschaft kann auch eine Molybdänschicht sein. Diese ist bevorzugt durch Flammspritzen aufgebracht.
Zwischen der Tragrolle und dem hülsenformigen Körper liegt dabei im montierten Zustand bevorzugt eine Presspassung vor.
Es ist auch möglich, zwecks Korrosionsschutz ein vollständiges oder teilweises Versehen eines Bauteils bzw. der Bauteile mit der Beschichtung und/oder mit dem Bindemittel ins Auge zu fassen.
Der sich radial nach außen erstreckende Bund und die Tragrolle können im axialen Endbereich der Tragrolle miteinander verbunden sein. Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht dabei vor, dass diese Verbindung durch eine Klebeverbindung hergestellt wird. Die hat Vorteile bezüglich der Dichtigkeit des Verbunds der beiden Bauteile, was insbesondere aufgrund einer Kapillarwirkung zwischen den beiden Bauteilen Bedeutung hat. Ferner wirkt sich eine Klebeverbindung positiv mit Blick auf den Korrosionsschutz aus. Eine andere Lösung sieht vor, dass der sich radial nach außen erstreckende Bund und die Tragrolle miteinander verschweißt sind. Dabei ist bevor- zugt eine Schweißnaht vorgesehen, die um den Umfang der Tragrolle vollständig umlaufend ausgebildet ist. Möglich ist auch eine Verbindung durch Reibschluss. Die Art der Verbindung wird in der Regel durch die Höhe und Richtung der Axialkraft ausgewählt.
Zwischen der Tragrolle und dem hülsenförmigen Körper kann weiterhin mindestens ein Dichtungselement angeordnet sein, um die Anordnung vor dem Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit zu schützen. Das Dichtungselement ist in diesem Falle vorzugsweise ein O-Ring.
Bewährt haben sich auch Mittel zur Verhinderung einer axialen Relatiwerschie- bung zwischen dem hülsenförmigen Körper und der Dämpfungsschicht. Diese Mittel können durch mindestens einen radial vorspringenden Abschnitt am hülsenförmigen Körper gebildet werden, der die Dämpfungsschicht axial übergreift. Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass die Mittel durch einen am hülsenförmigen Kör- per radial nach innen vorspringenden Abschnitt gebildet werden. Dieser radial nach innen vorspringende Abschnitt kann im Radialschnitt die Form einer Spitze aufweisen; er kann durch eine Eindrückung oder Einrollung erzeugt sein, die in eine radial nach außen weisende Fläche des hülsenförmigen Körpers eingebracht ist.
Die Dämpfungsschicht besteht bevorzugt aus einem Elastomer oder aus Gummimaterial. Besonders bewährt hat sich Gummimaterial, insbesondere NBR mit einer Shore-Härte von mindestens 40.
Der hülsenförmige Körper und ggf. der Trägerkörper bestehen zumeist aus Metall, insbesondere aus Stahl. Das mindestens eine Lager ist vorzugsweise ein Wälzlager.
Die Tragrolle ist bevorzugt als Rohr konstanter Wanddicke ausgebildet, das in bei- den axialen Endbereichen mit je einem Lager gelagert ist.
Mit der vorgeschlagenen Lösung wird erreicht, dass die Montage des Deckels in einfacher Weise erfolgen kann, wobei sich eine selbstzentrierende Wirkung für den Deckel zur Drehachse ergibt. Die Dichtung arbeitet effektiv, da sich sowohl radiale als auch axiale Dichtflächen ergeben. Durch die so realisierte Halterung des Deckels werden auch Schwingungen, zu denen der Deckel angeregt wird, optimal gedämpft, so dass sich eine geräuscharme Anordnung ergibt.
Mit der vorgeschlagenen Lageranordnung ergibt sich weiterhin der Vorteil, dass in- folge der bevorzugten Einbringungen des hülsenformigen Körpers in die Tragrolle die Toleranzen des Tragrollenrohrinnendurchmessers relativ grob sein dürfen, ohne Probleme zu bereiten. Folglich ist diesbezüglich keine gesonderte maschinelle Bearbeitung erforderlich. Der Bearbeitungsaufwand kann demzufolge reduziert werden.
Die vorgesehene Dämpfungsschicht - vorzugsweise aus Elastomer- oder Gummimaterial - sorgt für einen Rundheitsausgleich und eine Schwingungsentkopplung. Ferner werden hierdurch stoßartige Lasten besser abgefangen. Der hülsenförmige Körper samt Dämpfungsschicht, gegebenenfalls Trägerkörper und Lager samt Dichtung können als Einheit ausgeführt sein, die als solche an der Förderanlage eingebaut wird, zu der die Tragrolle gehört. Dies hat logistische Vorteile zur Folge. Die Montage kann durch einfaches Einpressen des hülsenformigen Körpers in die Tragrolle erfolgen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der vorgeschlagenen Lösung beim Einsatz der reibungserhöhenden Beschichtung ist, dass die axiale Befestigung verbessert werden kann, womit Mikrobewegungen verhindert werden können. Dies wiederum reduziert die Bildung von Passungsrost. Im Übrigen können dadurch höchste Dreh- momente übertragen werden, ohne dass es zu einem Lösen der Verbindung der Bauteile kommt. Weiterhin ist ein Durchrutschen von Bauteilen weitgehend ausgeschlossen. Dies macht sich besonders vorteilhaft bemerkbar, wenn Umlaufbiegung im Betrieb der Tragrolle auftritt, die aufgrund der gewählten Ausgestaltung der Lageranordnung keine negative Wirkung entfalten kann.
Umgekehrt ist hiermit eine kleinere und leichtere Konzeption der Lageranordnung möglich.
Dieses Ergebnis ist bereits bei einem relativ kurzen Passungssitz zwischen Tragrolle und hülsenförmigem Körper erreichbar.
Die vorgeschlagene Lageranordnung wird bevorzugt im Tagebau eingesetzt und ist hier ein wesentlicher Bestandteil einer Tragrollenvorrichtung. Hier besteht ein hoher Bedarf an qualitativ hochwertigen und leichten Lageranordnungen, die sich durch eine hohe Lebensdauer und einen komfortablen Betrieb auszeichnen.
Gerade - aber nicht nur - bei dieser Anwendung kann eine Gewichtsreduzierung der Lageranordnung erreicht werden; es wird also eine relativ leicht bauende Anordnung realisiert. Weiterhin kann ein optimiertes S chwingungs verhalten durch den Mikroformschluss bei homogener Gefügeausprägung erreicht werden, der sich aufgrund der vorgeschlagenen Beschichtung ergibt.
Der sich aufgrund der Beschichtung mit Körnern oder mit Molybdän ergebende Mikroformschluss bietet dabei eine völlig neue Möglichkeit der Montage von Trag- rollen. Ein Verschweißen von Bauteilen in der Bohrung des Tragrollenmantels ist nicht erforderlich, dennoch ist eine hohe Verdrehsicherheit gegeben. Durch den Verzicht auf ein Schweißen kann auch der Schweißverzug vermieden werden, der ansonsten die Gefahr einer Unwucht hervorrufen kann. Ebenfalls können keine schweißbedingten Koaxialitätsfehler entstehen. In der Folge ist kein Auswuchten der montierten Tragrolle erforderlich, d. h. kein Anbringen von Wuchtelementen. Trotz Verzicht auf ein Verschweißen kann eine Kriechbewegung zwischen den Teilen ausgeschlossen werden.
Die Kombination der vorgeschlagenen Beschichtung bei gleichzeitiger Presspas- sung zwischen Tragrolle und hülsenförmigem Körper erlaubt also die zuverlässige Verhinderung der Entstehung von Passungsrost, wobei sich keine Veränderung der Koaxialität der Bauteile unter hoher Belastung ergibt. Das Füge- bzw. Montageverfahren ist dabei kostengünstig umsetzbar.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 den Radialschnitt durch eine Lageranordnung mit einer Tragrolle, die von einem Lager gelagert wird, wobei ein das axiale Ende abschließender Deckel nicht dargestellt ist,
Fig. 2 den oberen, rechten Endbereich der Lageranordnung samt Tragrolle gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, wobei hier der abschließende Deckel dargestellt ist, und
Fig. 3 die Einzelheit „Z" gemäß Fig. 1.
In Fig. 1 ist eine Lageranordnung 1 zu sehen, die dazu dient, eine Tragrolle 2 einer Fördereinrichtung zu lagern. Dargestellt ist eine Welle 25, auf der ein Rillenkugellager 3 festgelegt ist. Der Außenring 4 des Rillenkugellagers 3 trägt einen Träger- körper 18, der einen einseitigen Bord aufweist, der den Außenring 4 axial umgreift und für ihn eine axiale Anlage bildet.
Die Tragrolle 2 ist als hohlzylindrisches Bauteil, also als Rohr, ausgebildet, wobei in beiden axialen Endbereichen eine Lageranordnung 1 angeordnet ist, wie sie in Fig. 1 zu sehen ist. In die nach innen gerichtete Oberfläche der Tragrolle 2 ist ein hülsenförmiger Körper 16 eingepresst, der mit Presspassung in der Tragrolle 2 sitzt. Zwischen dem hülsenförmigen Körper 16 und dem Trägerkörper 18 ist eine Dämpfungsschicht 5 aus Elastomer- oder Gummimaterial angeordnet, die vorliegend als hohlzylindrische Schicht ausgeführt ist. Das Elastomer- bzw. Gummimaterial kann mit dem hülsenförmigen Körper 16 und/oder mit dem Trägerkörper 18 durch einen Spritzgießprozess oder durch einen Vulkanisationsprozess direkt verbunden sein.
Dabei ist vorgesehen, dass die radiale Dicke d der Dämpfungsschicht 5 (s. Fig. 1) in einem definierten Größenbereich liegt, der vorliegend in Relation zu dem Außen- durchmesser D der Tragrolle 2 bestimmt ist. Die Dicke d liegt nämlich vorzugsweise in einem Bereich zwischen 1 und 10 %, bevorzugt zwischen 1,5 % und 4 %, des Außendurchmessers D. Dieser Wert stellt sicher, dass einerseits eine hinreichende Dämpfung der Tragrolle gegeben ist, dass andererseits jedoch eine hinreichend präzise und steife Führung der Tragrolle sichergestellt wird.
Vorteilhaft ist, dass in mindestens einem axialen Abschnittsbereich der Tragrolle 2 zwischen der inneren zylindrischen Oberfläche der Tragrolle 2 und der Dämpfungsschicht 5 der hülsenförmige Körper 16 angeordnet ist, der die Tragrolle 2 einseitig axial überragt und im axialen Endbereich der Tragrolle 2 einen sich radial nach au- ßen erstreckenden Bund 17 aufweist. Dieser Bund 17 kann auch als Auskragung angesprochen werden und bildet einen definierten axialen Anschlag für die Tragrolle 2. Eine axiale Fixierung der Tragrolle 2 relativ zum hülsenförmigen Körper 16 ist damit in vereinfachter Weise möglich. Die Tragrolle 2 und der hülsenförmige Körper 16 sind dabei fest miteinander verbunden. Wie in Fig. 1 angedeutet ist, verläuft eine Schweißnaht 24 zwischen dem axialen Ende der Tragrolle 2 und dem Bund 17. Diese Schweißnaht 24 läuft über den gesamten Umfang der Tragrolle 2 bzw. des Bundes 17 um.
Infolge des Anspritzens bzw. des Vulkanisierens der Dämpfungsschicht 5 können neben den radialen Kräften F1. auch axiale Kräfte Fa über die Dämpfungsschicht 5 und damit zwischen Lager 3 und Tragrolle 2 übertragen werden.
Einzelheiten der vorgeschlagenen Ausgestaltung gehen aus Fig. 2 hervor. Hier ist ein Deckel 6 skizziert, der am axialen Ende der Lageranordnung stirnseitig eingesetzt und befestigt ist und das Eindringen von Verunreinigungen verhindert. Dabei ist eine Konzeption vorgesehen, gemäß der der Deckel 6 einen sich in Achsrichtung a erstreckenden ringförmigen Abschnitt 7 aufweist. Dieser hohlzylindrische Ab- schnitt 7 ist im montierten Zustand in einem Halteabschnitt 8 angeordnet und wird von diesem gehalten. Der Halteabschnitt 8 ist in einem axialen Endbereich der Dämpfungsschicht 5 aus dem Material der Dämpfungsschicht ausgeformt.
Wie in Fig. 2 zu sehen ist, weist der Halteabschnitt 8 eine radial nach innen weisen- de zylindrische Sitzfläche 9 für den ringförmigen Abschnitt 7 auf. Ferner ist am
Halteabschnitt 8 ein radial nach innen vorspringender Vorsprung 10 vorhanden, der über den gesamten Umfang des Halteabschnitts 8 umläuft.
Die Dämpfungsschicht 5 weist ferner eine Anlagefläche 1 1 auf, die zur Anlage des Deckels 6 ausgebildet ist. Diese Anlagefläche 11 hat eine Oberflächennormale, die in Achsrichtung a weist. Der Übergang zwischen der Anlagefläche 11 und der zylindrischen Sitzfläche 9 wird durch eine ringnutförmige Ausnehmung 12 gebildet, die als Freistich bezeichnet werden kann. Wie ferner zu sehen ist, reicht der Halteabschnitt 8 axial genauso weit wie eine Außenfläche 13 des Deckels 6, so dass sich insoweit eine bündige äußere Abschlussfläche ergibt.
Im radial äußeren Bereich des Halteabschnitts 8 ist vorliegend eine ringförmig umlaufende Ausnehmung 14 vorgesehen, die es dem Halteabschnitt 8 erlaubt, radial aufzufedern, wenn der Deckel 6 (von rechts) bei der Montage eingeschoben wird, so dass es in der skizzierten Position zu liegen kommt. Der Montageprozess wird durch eine Einführschräge 15 erleichtert, die im axialen Endbereich des ringformi- gen Abschnitts 7 des Deckels 6 eingearbeitet ist.
Die Ausnehmungen 14 können sich alternativ auch nur über kurze Umfangsberei- che erstrecken und in Achsrichtung betrachtet eine sternförmige Anordnung darstellen.
Die Ausnehmung 14 ist dabei also als axial entformbare Kavität mit oder ohne Zwischenstege ausgebildet.
Nach der Montage umschließt das Elastomermaterial des Halteabschnitts 8 den ringförmigen Abschnitt 7 des Deckels 6 durch Formschluss mit entsprechender Ü- berdeckung und garantiert so ein hohes Maß an Dichtigkeit. Der Vorsprung 10 spannt indes den Deckel 6 nach dem axialen Einpressen in das Elastomermaterial auch axial vor, so dass die Stirnseite des Deckels 6 bzw. - genauer gesagt - die Stirnseite seines ringförmigen Abschnitts 7 an der Anlagefläche 11 anliegt und so auch eine axiale Dichtung schafft.
In Fig. 3 ist die Einzelheit „Z" gemäß Fig. 1 dargestellt, wobei anzumerken ist, dass es sich hier um eine schematische Darstellung handelt. Dargestellt ist eine Be- schichtung 21, die reibungserhöhend wirkt und die zwischen der inneren Fläche 19 der Tragrolle 2 und der äußeren Fläche 20 des hülsenformigen Körpers 16 angeord- net ist. Zu erkennen sind Körner 22, die aus Diamant, aus Siliziumkarbid (SiC), aus Korund, aus Bornitrid (CBN) oder anderen Hartstoffen bestehen. Der Korndurchmesser bewegt sich bevorzugt im Bereich zwischen 20 μm und 60 μm. Die Körner 22 sind mit einem Bindemittel 23 in Form einer galvanisch aufgebrachten Nickelschicht an einem Bauteil - im Ausführungsbeispiel an der außenzylindrischen Fläche des hülsenförmigen Körpers 16 - fixiert.
Dabei ist die in Rede stehende Beschichtung besonders in dem Stirnbereich des hül- senförmigen Körpers 16 von Vorteil, da durch die Beschichtung auch ein Korrosionsschutz erreicht werden kann. Dort nämlich kann es leicht aufgrund der Kapillarwirkung zwischen den Bauteilen zum Eindringen von Feuchtigkeit kommen. Dem kann besonders günstig entgegen gewirkt werden, wenn als Beschichtung ein Manganphosphatieren vorgesehen wird. Bewährt hat sich insbesondere ein chemi- sches Vernickeln. Dies ist beispielsweise unter der Bezeichnung „Durni Coat" am Markt erhältlich. Der Entstehung von Passungsrost wird so effektiv entgegengewirkt.
Bezugszeichenliste
1 Lageranordnung
2 Tragrolle
3 Lager (Wälzlager)
4 Lagerring
5 Dämpfungsschicht
6 Deckel
7 ringförmiger Abschnitt
8 Halteabschnitt
9 zylindrische Sitzfläche
10 Vorsprung
11 Anlagefläche
12 ringnutförmige Ausnehmung
13 Außenfläche
14 Ausnehmung
15 Einruhrschräge
16 hülsenformiger Körper
17 Bund
18 Trägerkörper
19 innere Fläche der Tragrolle
20 äußere Fläche des hülsenförmigen Körpers
21 Beschichtung
22 Korn (Diamant, SiC, CBN)
23 Bindemittel (Nickel)
24 Schweißnaht
25 Welle F1. radiale Kraft
Fa axiale Kraft a Achsrichtung d radiale Dicke der Dämpfüngsschicht
D Außendurchmessers der Tragrolle

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h eLageranordnung für eine Tragrolle
1. Lageranordnung (1) für eine zumindest abschnittsweise hohlzylindrisch ausgebildete Tragrolle (2), mit mindestens einem die Tragrolle (2) lagernden Lager (3), wobei zwischen einem Ring (4) des Lagers (3) und der Tragrolle (2) direkt oder indirekt eine Dämpfungsschicht (5) aus Elastomer- oder Gummi- material angeordnet ist und wobei mindestens ein axiales Ende der Tragrollε
(2) durch einen Deckel (6) abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (6) in einem Halteabschnitt (8) angeordnet und von diesem gehalten ist, der in einem axialen Endbereich der Dämpfungsschicht (5) aus dem Material der Dämpfungsschicht ausgeformt ist.
2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (6) einen sich in Achsrichtung (a) erstreckenden ringförmigen Abschnitt (7) aufweist, der in dem Halteabschnitt (8) angeordnet und von diesem gehalten ist.
3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (8) eine radial nach innen gerichtete zylindrische Sitzfläche (9) aufweist.
4. Lageranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im axialen Endbereich der zylindrische Sitzfläche (9) ein radial nach innen gerichteter Vorsprung (10) angeordnet ist.
5. Lageranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der radial nach innen gerichtete Vorsprung (10) ringförmig um den gesamten Umfang des Halteabschnitt (8) umläuft oder in Umfangssegmente unterteilt ist.
6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsschicht (5) eine dem Deckel (6) zugewandte radial innerhalb des Halteabschnitts (8) angeordnete Anlagefläche (11) aufweist.
7. Lageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (11) eine Oberflächennormale hat, die in Achsrichtung (a) weist.
8. Lageranordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Halteabschnitt (8) und der Anlagefläche (11) eine sich axial erstreckende ringnutfÖrmige Ausnehmung (12) angeordnet ist.
9. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Halteabschnitt (8) axial bis zur axialen Lage einer sich radial erstreckenden Außenfläche (13) des Deckels (6) erstreckt.
10. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass radial außerhalb des Halteabschnitts (8) in die Dämpfungsschicht (5) mindestens eine Ausnehm ung (14) eingearbeitet ist.
11. Lageranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (14) ringnutförmig um den gesamten Umfang der Dämpfungsschicht (5) umläuft.
12. Lageranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl Ausnehmungen (14) über den Umfang der Dämpfungsschicht (5) verteilt angeordnet ist.
13. Lageranordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ausnehmungen (14) Stege in der Dämpfungsschicht (5) verbleiben.
14. Lageranordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege äquidistant um den Umfang der Dämpfungsschicht (5) angeordnet sind.
15. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der sich in Achsrichtung (a) erstreckende ringförmige Abschnitt (7) des Deckels (6) eine Einführschräge (15) aufweist.
16. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem axialen Abschnittsbereich der Tragrolle (2) zwischen der inneren zylindrischen Oberfläche der Tragrolle (2) und der Dämpfungsschicht (5) ein hülsenfόrmiger Körper (16) angeordnet ist.
17. Lageranordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsen- förmige Körper (16) die Tragrolle (2) einseitig axial überragt und im axialen Endbereich der Tragrolle (2) einen sich radial nach außen erstreckenden Bund (17) aufweist.
18. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsschicht (5) als dünnwandiges, hohlzylindrisches Element ausgebildet ist.
19. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Dämpfungsschicht (5) und dem einem Ring (4) des Lagers (3) ein Trägerkörper (18) angeordnet ist.
20. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die dem hülsenformigen Körper (16) zugewandte innere Fläche (19) der Tragrolle (2) und/oder die der Tragrolle (2) zugewandte äußere Fläche (20) des hülsenformigen Körpers (16) zumindest teilweise mit einer Beschich- tung (21) mit reibungserhöhender Eigenschaft versehen ist.
21. Lageranordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Be- schichtung (21) mit reibungserhöhender Eigenschaft Diamanten, Silizium- Karbid (SiC), Korund oder Bornitrid (CBN) aufweist.
22. Lageranordnung nach Anspruch 2I5 dadurch gekennzeichnet, dass die Diamanten, das Silizium-Karbid, der Korund oder das Bornitrid als Korn (22) mit einem Durchmesserbereich zwischen 1 μm und 100 μm, vorzugsweise zwischen 10 μm und 80 μm, vorliegt.
23. Lageranordnung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Diamanten, das Silizium-Karbid, das Korund oder das Bornitrid mit einem Bindemittel (23) auf der Tragrolle (2) und/oder auf dem hülsenformigen Körper (16) gebunden sind.
24. Lageranordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel (23) eine metallische Schicht, insbesondere eine Nickelschicht, ist.
25. Lageranordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht durch einen galvanischen Prozess aufgebracht ist.
26. Lageranordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Be- schichtung (21) mit reibungserhöhender Eigenschaft eine Molybdänschicht ist.
27. Lageranbrdnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Molyb- dänschicht durch Flammspritzen aufgebracht ist.
28. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Tragrolle (2) und dem hülsenförmigen Körper (16) im montierten Zustand eine Presspassung vorliegt.
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