WO2012107353A1

WO2012107353A1 - Lageranordnung

Info

Publication number: WO2012107353A1
Application number: PCT/EP2012/051811
Authority: WO
Inventors: Heinz Breunig; Thomas Friedrich; Henning Kern; Frank Suess
Original assignee: Aktiebolaget Skf
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2012-02-03
Publication date: 2012-08-16
Also published as: EP2673517A1; DE102011003710A1

Abstract

Eine Lageranordnung umfasst eine Passschulterschraube 6 mit einer Schulter 8, sowie ein mit einem ersten Lagerinnenring auf der Passschulterschraube 6 angeordnetes und in einer zu einer axialen Richtung 10 entgegengesetzten Richtung an der Schulter 8 der Passschulterschraube 6 anliegendes erstes Wälzlager 2 und ein mit einem zweiten Lagerinnenring 26 auf der Passschulterschraube 6 angeordnetes, in der axialen Richtung 10 von dem ersten Wälzlager 2 beabstandetes zweites Wälzlager 4. Ein Abstandshalter ist zwischen einem ersten Lageraußenring des ersten Wälzlagers 2 und einem zweiten Lageraußenring des zweiten Wälzlagers 4 angeordnet. Die Passschulterschraube 6 weist ferner einen in der axialen Richtung in einem vorbestimmten Abstand von der Schulter der Passschulterschraube mit einer Verjüngung 18 beginnenden, sich bis zum Ende der Passschulterschraube 6 erstreckenden verjüngter Bereich 20 auf, in welchem ein Durchmesser der Passschulterschraube 6 geringer ist als ein Innendurchmesser des zweiten Lagerinnenrings 26.

Description

B e s c h r e i b u n g

Lageranordnung Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen eine Lageranordnung, wie sie beispielsweise zur Lagerung einer Rolle und einer Standrolle für Postverteileranlagen verwendet werden kann.

Ein Beispiel, bei dem in großer Stückzahl Lagerungen für bewegliche Teile, insbesondere für Rollen, verwendet werden, sind Postverteileranlagen. Eine solche Post- oder Briefverteileranlage verwendet zum Transport von Briefen unter anderem zwei parallele Reihen von senkrecht stehenden Rollen, so genannten Standrollen, zwischen denen Transportriemen verlaufen, die wiederum die Briefe transportieren. Um die erforderlichen hohen Kapazitäten zu bewältigen, laufen die Transportriemen mit äußerst hoher Geschwindigkeit, ebenso wie die passiv mittels der Transportbänder angetriebenen Standrollen, was die Lagerungen derselben erheblich belastet.

Dabei dreht sich in einigen Abschnitten der Postverteileranlagen die Transportrichtung regelmäßig um, was zu einer weiteren Belastung der Lagerungen dieser Rollen führt. An an- deren Stellen hat das Band Knicke oder ändert seine Richtung, was die an der Position der Richtungsänderung befindlichen Rollen bzw. deren Lagerungen einem erhöhten Verschleiß unterwirft. Beim Defekt der Lagerung einer Rolle muss die Lageranordnung der betreffenden Rolle, eventuell inklusive des Rollenkörpers, ausgetauscht werden, was zu einem Stillstand des gesamten Bandes führt, auch wenn nur eine einzelne Rolle defekt ist. Dies ist mit erheblichen wirtschaftlichen Schäden verbunden und daher äußerst unerwünscht. Aufgrund der großen Zahl der verbauten Rollen und der Möglichkeit des Stillstands bei dem Defekt lediglich einer einzigen Lageranordnung ist der Wunsch nach einer effizienten, standfesten Lagerung der Transportrollen bei Postverteileranlagen besonders groß.

Lagerungskonzepte, die für einen derartigen Einsatz geeignet sind, müssen reproduzierba- re, genau eingestellte Betriebsparameter, wie beispielsweise eine definierte Lagervorspannung, aufweisen. Eine definierte Lagervorspannung wird herkömmlich dadurch gewährleistet, dass fertig vormontierte Rolleneinheiten verwendet werden, die dann mittels zusätzlicher mechanischer Komponenten zeit- und materialaufwendig montiert werden müssen.

Darüber hinaus müssen die gelagerten Rollen im Fehlerfall einfach und effizient austauschbar sein, um die dann auftretende Ausfallzeit möglichst gering zu halten. Eine Montage und eine Demontage fertig vormontierter Lager- bzw. Rolleneinheiten sind aufgrund der zusätzlichen erforderlichen Befestigungskomponenten oft ineffizient. Ferner soll die zum Betrieb der Anlage benötigte Energie, also auch die zum Antrieb der Rollen erforderliche Antriebsleistung, möglichst gering sein, um die Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Postverteileranlage zu erhöhen. Zur Effizienzsteigerung kann auch eine Reduzierung der verwendeten Bauteile bzw. eine Reduzierung der zum Einbau oder zum Austausch einer Lagerung erforderlichen Komponenten ebenso beitragen, wie die mögliche Verwendung herkömmlicher Bauelemente bzw. die Wiederverwendbarkeit von einigen Bauelementen im Schadensfall.

Aus den oben beschriebenen hohen Anforderungen an moderne Lagerungskonzepte ergibt sich die Notwendigkeit, eine verbesserte Lageranordnung bereitzustellen, die mit hoher Effizienz betrieben werden kann und eine zuverlässige und standfeste Lagerung ermöglicht.

Einige Ausführungsbeispiele ermöglichen dies, indem als Achse einer Lageranordnung eine Passschulterschraube verwendet wird, die neben ihrer Eigenschaft als Achse für die Lageranordnung zusätzlich dazu verwendet werden kann, die Lageranordnung und damit den mittels der Lageranordnung gelagerten Gegenstand mit einer Aufnahmevorrichtung bzw. mit einem Träger für den zu lagernden Gegenstand zu verbinden. Die Befestigung kann also ohne ein zusätzliches Bauteil erfolgen. Ausführungsbeispiele der Lageranordnung weisen zur Lagerung eines Gegenstands, beispielsweise eines Rollenkörpers, zwei Wälzlager, beispielsweise Kugellager, auf, deren Lagerinnenringe jeweils auf der Passschulterschraube angeordnet sind. D.h., der Lagerinnenring ist auf einem dazu geeigneten Teil der Passschulterschraube angeordnet oder be- festigt, so dass die Passschulterschraube als Achse für die beiden Wälzlager dienen kann. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die gesamte Lageranordnung mittels eines an der Passschulterschraube angebrachten Gewindes mit einem Trägerelement oder einem anderen Bauteil verbunden werden. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann die Verbindung auf andere Art kraft-, form- oder stoffschlüssig hergestellt werden.

In einigen Ausführungsbeispielen kann der Lagerinnenring des ersten Wälzlagers an einer zu diesem Zweck auf der Passschulterschraube gebildeten Schulter bzw. an einem Absatz an der Passschulterschraube anliegen, so dass sich der Lagerinnenring nicht über die Schulter hinweg bewegen kann. Der Lagerinnenring des zweiten Wälzlagers kann auf der der Schulter gegenüberliegenden Seite des ersten Wälzlagers bzw. dessen Lagerinnenrings beabstandet zum ersten Lagerinnenring auf der Passschulterschraube angeordnet sein. Die Richtung von der Schulter zu dem zweiten Lagerinnenring hin wird nachfolgend auch als axiale Richtung bezeichnet. Im Folgenden ist somit als Passschulterschraube unter anderem eine Schraube zu verstehen, die eine Schulter oder eine andersgeartete Vorrichtung aufweist, an der sich ein Lagerinnenring abstützen kann.

Zusätzlich kann ein Abstandshalter zwischen einem ersten Lageraußenring des ersten Wälzlagers und einem zweiten Lageraußenring des zweiten Wälzlagers angeordnet sein, so dass ein Minimalabstand der beiden Lager zueinander über den Abstandshalter definiert wird. Die Passschulterschraube kann in der axialen Richtung in einem definierten Abstand von derjenigen Schulter, an der der ersten Lagerinnenring anliegt, ferner eine Verjüngung aufweisen. Diese kann beispielsweise eine Verringerung des Durchmessers der Passschulterschraube in Form eines Absatzes oder einer Schulter sein. Demgemäß ist als Passschulterschraube unter anderem auch eine Schraube zu verstehen, die eine Schulter aufweist, an der sich ein Lagerinnenring abstützen kann, sowie eine in einem definierten Abstand von der Schulter entfernte Verjüngung (beispielsweise in Form einer weiteren Schulter).

Diese Verjüngung ermöglicht es bei einigen Ausführungsbeispielen, die Lageranordnung mittels der Passschulterschraube effizient und fehlertolerant zu montieren, wobei die Pass- schulter schraube sowohl die Achse der Lageranordnung bildet als auch dazu dient, die Lageranordnung auf einem Träger oder Fuß zu befestigen. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die Verjüngung bzw. der Absatz in der Passschulterschraube als Anschlag für ein weiteres Bauteil dienen kann, beispielsweise für einen Geräteträger, in den die Passschulter- schraube zur Befestigung der Lageranordnung direkt eingeschraubt wird.

Die Verjüngung oder der Absatz kann also für andere, externe Bauteile als Anschlag bzw. als Referenzpunkt dienen, bis zu dem sich die Passschulterschraube der Lageranordnung innerhalb des Bauteils erstrecken kann. Mittels der Schulter auf der Passschulterschraube und der Position der Verjüngung der Passschulterschraube kann ein Abstand vorgegeben werden, der aufgrund der hohen Produktionsgenauigkeit bei der Produktion von Schrauben oder Passschulterschrauben kaum einer Streuung unterworfen ist. Dies ermöglicht es in Verbindung mit dem zwischen den Lageraußenringen der Wälzlager angebrachten Abstandshalter, die Geometrie der La- geranordnung bzw. die Lagervorspannung geometrisch exakt vorzugeben, wenn beispielsweise bei der Montage bzw. der Befestigung der Passschulterschraube zwischen dem Lagerinnenring des an der Verjüngung angeordneten zweiten Wälzlagers und dem Bauteil, auf das oder innerhalb dessen die Lageranordnung mittels der Passschulterschraube befestigt wird, eine oder mehrere Tellerfedern angeordnet werden. Somit kann die Vorspannung und damit das axiale Spiel der Lager den Vorgaben entsprechend automatisch richtig eingestellt werden.

Durch die Festlegung der Geometrie über den Abstand zwischen der Passschulterschraube und der Verjüngung kann sich so trotz einfacher Montage unter Verwendung einer Pass- schulter schraube, die gleichzeitig als Achse dient, die Lagervorspannung präzise vorgeben lassen. Die Lageranordnung kann sich so im optimalen Betriebszustand befinden einen effizienten und fehlerfreien Betrieb ermöglichen, obgleich auch die Montage des Lagers einfacher und effizienter möglich sein kann. Zusätzlich kann durch die Doppelfunktion der Passschulterschraube ein Bauteil gespart werden.

Einigen Ausführungsbeispielen der Lageranordnung ist also der vorbestimmte Abstand zwischen der Schulter und der Verjüngung, an dem ein verjüngter Bereich der Passschulterschraube beginnt, etwas größer als eine Summe der axialen Ausdehnungen des ersten Wälzlagers, des zweiten Wälzlagers und des Abstandshalters. Dies ermöglicht es, zwischen dem Lagerinnenring des zweiten Wälzlagers und dem Material des Fußes bzw. der Vorrichtung, in die sich die Passschulterschraube erstreckt, eine Tellerfeder oder eine andere Anordnung, mittels derer eine Kraft auf den Lagerinnenring ausgeübt wird, anzubringen. Die Tellerfeder kann in Verbindung mit der geometrischen Dimensionierung der Passschulterschraube bzw. der Schraube für eine nahezu Konstante Lagervorspannung der beiden Lager in der axialen Richtung sorgen, wobei gleichzeitig eine einfache und effiziente Montage der gesamten Lageranordnung ermöglicht wird. Die reproduzierbarere Lagervorspannung kann zu einem effizienten Betrieb führen, da so die Standfestigkeit des Lagers erhöht werden kann. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist die Passschulterschraube an dem axialen Ende, also an dem Ende, dass der Schulter, an der sich das erste Wälzlager abstürzt, gegenüberliegt, mit einem Gewinde ausgestattet. Dies ermöglicht es, die Lageranordnung einfach mit einer Träger bzw. einem das Gegengewinde tragenden Teil zu verbinden. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird die Schulter durch den Kopf der Passschulterschraube direkt gebildet, also durch denjenigen Teil der Schraube, die eine Werkzeugaufnahme aufweist, um die Schraube mit einem Träger oder Fuß verbinden zu können. Dies ermöglicht die Verwendung von Schrauben mit Standardmaßen, sofern deren Fertigungstoleranzen für die gegebene Anwendung ausreichend sind.

Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen sind die verwenden Lager spezielle Leicht- lauflager mit einem Reibmoment, die zwischen 30% und 65% des Reibmoments herkömmlicher Lager betragen. Dies bedeutet, dass beispielsweise bei typischen Betriebsbedingungen, nämlich bei einer Drehzahl von 1000/min, einer Radiallast von 240N und einer Axiallast von 20N die Reibleistung eines Lagers, d.h. die durch den Lagerwiderstand verursachte Verlustleistung weniger als 0, 1 W betragen kann, um die Effizienz der Lageranordnung weiter zu erhöhen. Bei Verwendung derartiger Wälzlager sind also die Reibungsverluste beim Betrieb wesentlich geringer als üblich. Dies führt insbesondere bei Anwendungen, bei denen eine Vielzahl solcher Lageranordnungen verwendet werden, wie bei- spielsweise bei Postverteileranlagen, dazu, dass sich die erforderliche Antriebsleistung um mehrere Faktoren verringern kann. Bei einigen Ausführungsbeispielen werden Wälzlager verwendet, die in einem Drehzahlbereich von 200/min bis 3000/min, in einem Radiallastbereich von 20N bis 400N und in einem Axiallastbereich von 2N bis 40N eine Verlustleistung von 0, 1 W oder weniger verursachen. Einige Lageranordnungen weisen zusätzlich zu den oben beschriebenen Komponenten ferner einen Fuß auf, der sich ebenfalls in der axialen Richtung und im Wesentlichen koaxial zu der Passschulterschraube erstreckt. Der Fuß weist eine sich in der axialen Richtung erstreckende Bohrung auf, in die sich die Passschulterschraube von ihrem axialen Ende bis zu der Verjüngung erstreckt. D.h. der Fuß kann dazu verwendet werden, den Abstand der Lageranordnung zu einem Trägerelement einzustellen, indem die Länge des Fußes variiert wird. Bei einigen Ausführungsbeispielen weist der Fuß einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der Innendurchmesser des zweiten Lagerinnenrings, der sich an der Verjün- gung befindet. Somit kann zwischen dem Fuß und dem zweiten Lagerinnenring beispielsweise eine Tellerfeder angeordnet werden, um, wie oben beschrieben, eine reproduzierbare Lagervorspannung zu gewährleisten. Einige Ausführungsbeispiele weisen eine Tellerfeder bzw. mehrere Tellerfedern auf, die eine Kraft aus dem Intervall von 20N bis 25N auf den Lagerinnenring des zweiten Wälzlagers ausüben. Bei einigen weiteren Ausführungsbei- spielen wird von der bzw. den Tellerfedern eine Kraft aus dem Intervall von 5N bis 60N ausgeübt. Einige weitere Ausführungsbeispiele verwenden anstatt von Tellerfedern andere federnde Elemente, beispielsweise eine oder mehrere Schraubenfedern, die eine Kraft auf den Lagerinnenring ausüben, die in den oben beschriebenen Intervallen liegt.

Mit anderen Worten ist der vorbestimmte Abstand zwischen der Schulter und der Verjün- gung so gewählt, dass sich bei Verwendung einer Feder bekannter Federkonstante, deren Kompression sich aus dem Vorbestimmten Abstand, den Lagerdimensionen sowie dem Abstandshalter ergibt, die erforderliche bzw. gewünschte Kraft zur Vorspannung der Lager ergibt. Dabei ist es nach wie vor möglich, die Lageranordnung auf effiziente Art und Weise, beispielsweise durch Festziehen einer Schraube, zu montieren. Dies kann beispielsweise beim Einsatz der Lageranordnung zur Lagerung einer Rolle von großem Vorteil sein, da die Position der Rolle bezüglich eines die Rolle tragenden Elements und insbesondere der Abstand der Rolle von diesem Element frei eingestellt werden kann, ohne jeweils eine eigene, auf die geometrischen Gegebenheiten angepasste Lageranordnung konstruieren bzw. herstellen zu müssen. Gegebenenfalls ist lediglich eine Passschulterschraube zu verwenden, deren sich verjüngender Teil länger oder kürzer ist, so dass mittels eines darauf angepass- ten Fußes der Abstand der Rolle und dem Trägerelement, auf dem die Lageranordnung über den Fuß montiert wird, eingestellt werden kann. Bei der Verwendung der Lageranordnung zur Lagerung einer Rolle weisen Ausführungsbeispiele zusätzlich einen Rollenkörper auf, der sowohl mit dem ersten Lageraußenring als auch mit dem zweiten Lageraußenring des ersten bzw. zweiten Wälzlagers verbunden sein kann. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist der Rollenkörper komplett aus einem Kunststoff gefertigt, um die träge Masse des Rollenkörpers zu verringern und so die Effizienz der Rollen bzw. der Anordnung, in der solche Rollen verbaut sind, weiter zu erhöhen. Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist der Rollenkörper aus einem antistatischen Kunststoff gebildet, so dass es beispielsweise in einer Sortieranlage oder einer Postverteileranlage elektrostatische Aufladungen reduziert werden können.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen enthält der Rollenkörper einen Kunststoffmantel der zusätzliche Kohlefaseranteile aufweist, um die Leitfähigkeit des Kunststoffs zu erhöhen, sodass es beispielsweise auch bei einer Verwendung der Rolle in einer Postverteileranlage nicht zu statischen Aufladungen kommen kann.. Der Kunststoffmantel führt zusätzlich zu der Energieeinsparung aufgrund der geringeren Trägheitsmomente zu einem niedrigeren Geräuschpegel beim Betrieb, da Kunststoff eine höhere Eigendämpfung als beispielsweise Metall oder Stahl aufweist, aus dem herkömmliche Rollen für die oben genannten Anwendungsgebiete hergestellt sind.

Einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend, bezugnehmend auf die beigefügten Figuren, näher erläutert. Es zeigen:

Figur la eine Schnittansicht durch ein Ausführungsbeispiel einer mittels einer effizienten Lageranordnung gelagerten Rolle;

Figur lb eine perspektivische Schnittansicht des Ausführungsbeispiels von Fig. la;

Figur lc eine Ansicht des Ausführungsbeispiels von Fig. la von unten;

Figur ld eine vergrößerte Darstellung eines Teils des Ausführungsbeispiels von Fig. la;

Figur 2a eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer mittels einer effizienten Lageranordnung gelagerten Rolle;

Figur 2b eine perspektivische Schnittansicht des Ausführungsbeispiels von Fig. 2a;

Figur 2c eine Ansicht des Ausführungsbeispiels von Fig. 2a von unten;

Figur 3a eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer mittels einer effizienten Lageranordnung gelagerten Rolle; Figur 3b eine perspektivische Schnittansicht des Ausführungsbeispiels von Fig. 3a; und Figur 3c eine Ansicht des Ausführungsbeispiels von Fig. 3a von unten.

Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele werden jeweils in der Zusammen- schau der verschiedenen Ansichten der jeweiligen Ausführungsbeispiele beschrieben, ohne jeweils explizit Bezug auf einzelne Ansichten zu nehmen.

Die Figuren la bis ld zeigen eine Lageranordnung, umfassend ein erstes Wälzlager 2 und ein zweites Wälzlager 4, deren jeweilige Lagerinnenringe auf einer Passschulterschraube 6 angeordnet sind. Die Wälzlager sind vorliegend Kugellager, können jedoch bei weiteren Ausführungsbeispielen jede andere Art von Wälzlager sein, beispielsweise Kegelrollenlager oder Zylinderrollenlager. Der Lagerinnenring des ersten Wälzlagers 2 erstreckt sich bis zu einer Schulter 8 bzw. einem Absatz an der Passschulterschraube 6. Im vorliegenden Fall wird die Schulter 8 durch den Schraubenkopf der Passschulterschraube 6 gebildet. Die Schulter 8 muss nicht die Form eines Absatzes haben. Sämtliche anderen Formen sind möglich, beispielsweise sich mit einem vorbestimmten Neigungswinkel radial nach außen erstreckende Schultern, sofern durch die Form der Schulter eine Bewegung eines ersten Lagerinnenrings des ersten Wälzlagers 2 entgegen der in Figur 1 eingezeichneten axialen Richtung 10 verhindert wird.

Zwischen den Lageraußenringen des ersten Wälzlagers 2 und des zweiten Wälzlagers 4 ist ein Abstandshalter 12 angebracht, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem einen Rollenkörper 14 mittels der Lageranordnung gelagert wird, durch den Rollenkörper 14 selbst gebildet wird. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Abstandshalter 12 auch unabhängig von dem zu lagernden Gegenstand ausgebildet sein.

Die Passschulterschraube 6 weist ferner in einem vorbestimmten Abstand 16 in der axialen Richtung von der Schulter 8 entfernt einen mit einer Verjüngung 18 beginnenden, sich bis zum axialen Ende der Passschulterschraube 6 erstreckenden verjüngten Bereich 20 auf. Wie aus der Ausschnittsvergrößerung des Bereiches 22 in Figur ld hervorgeht, wird die Verjüngung 18 vorliegend durch eine sich in der radialen Richtung nach innen erstreckende Schulter gebildet. Ähnlich wie bei der Schulter 8, an der das erste Wälzlager bzw. der Innenring des ersten Wälzlagers 2 anliegt, kann auch hier die geometrische Form der Verjüngung 18 variieren, solange diese als Anschlag bzw. Widerlager für ein weiteres Bauteil dienen kann. In dem verjüngten Bereich ist der Außendurchmesser kleiner oder gleich dem Innendurchmesser des Lagerinnenrings des zweiten Wälzlagers 4.

Bei den in den Figuren la bis ld gezeigten Ausführungsbeispielen ist auf der dem Schrau- benkopf gegenüberliegenden Seite der Passschulterschraube ein Gewinde bzw. ein Außengewinde angebracht. D.h., das in der axialen Richtung 10 liegende Ende der Passschulterschraube weist ein Gewinde auf. Ferner ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Fuß 24 gezeigt, der sich um eine vorbestimmte Länge in der axialen Richtung 10 erstreckt. Der Fuß 24 weist eine sich durch den Fuß erstreckenden Bohrung auf, deren Innendurch- messer größer oder gleich dem Außendurchmesser des verjüngten Bereichs 20, jedoch kleiner als ein Außendurchmesser der Passschulterschraube 6 auf der dem Fuß 24 gegenüberliegenden Seite der Verjüngung 18 ist. Durch diese geometrische Dimensionierung kann sich die Passschulterschraube 6 lediglich bis zu der Verjüngung 18 in den Fuß 24 erstrecken, die Verjüngung bzw. der diese Verjüngung bildende Absatz bildet somit ein Widerlager für den Fuß 24. Der Außendurchmesser des Fußes 24 ist größer als der Innendurchmesser des zweiten Lagerinnenrings 26 des zweiten Wälzlagers 4, das vorliegend ein Kugellager ist, wie die in der Ausschnittsvergrößerung dargestellte Kugel 28 zwischen dem zweiten Lagerinnenring 26 und dem zweiten Lageraußenring 30 des zweiten Wälzlagers 4 verdeutlicht.

Zwischen dem Fuß 24 und dem zweiten Lagerinnenring 26 des zweiten Wälzlagers 4 ist einer Tellerfeder 32 angeordnet, die eine von der Dimensionierung der Tellerfeder abhängige Kraft auf den zweiten Lagerinnenring 26 des zweiten Wälzlagers 4 ausübt. Aufgrund der in Figur 1 dargestellten geometrischen Anordnung der beiden Wälzlager 2 und 4 mit dem dazwischen liegenden Abstandshalter 12 und der Schulter 8, an der sich das erste

Wälzlager 2 bzw. dessen Lagerinnenring abstützt, wird die von der Tellerfeder 32 auf den zweiten Innenring 26 übertragene Kraft über die Wälzkörper des zweiten Wälzlagers 4 zunächst auf den zweiten Lageraußenring 30 übertragen. Von dort findet über den Abstandshalter 12 eine weitere Kraftübertragung auf den ersten Lageraußenring des ersten Wälzla- gers 2 und über die Wälzkörper des ersten Wälzlagers 2 auf den ersten Lagerinnenring des ersten Wälzlagers 2 statt, der an einer Bewegung durch die Schulter 8 gehemmt wird. Die Federkonstante der Tellerfeder 32 bestimmt also, mit welcher Kraft die Lageranordnung bzw. die beiden Wälzlager 2 und 4 vorgespannt sind. Die Vorspannung ist durch die Wahl des vorbestimmten Abstands 16, der genau reproduzierbar und hoch präzise kontrollierbar ist, sowie durch die Wahl der Federkonstante der Tellerfeder 32 einstellbar.

Aus Fig. ld ist ferner ersichtlich, dass sich die Tellerfeder 32 in der radialen Richtung fast bis zum zweiten Außenring 30 des zweiten Wälzlagers 4 erstreckt. Dadurch bewirkt die Tellerfeder 32 einen zusätzlichen Schutz vor einer Verschmutzung des Lagers von unten. Bei weiteren Ausführungsbeispielen erstreckt sich die Tellerfeder 32 in der radialen Richtung noch weiter nach außen. Ein Außendurchmesser der Tellerfeder 32 ist also in einigen Ausführungsbeispielen zumindest größer als ein Außendurchmesser des zweiten Lagerin- nenrings 26. In weiteren Ausführungsbeispielen kann der Außendurchmesser der Tellerfeder 32 zusätzlich kleiner oder größer als der Innendurchmesser des zweiten Lageraußenrings 30 sein. In Verbindung mit einer internen Dichtung des zweiten Wälzlagers 4 wird dieses somit durch eine labyrinthartige Abdichtung gegen Verschmutzung geschützt. Zusätzlich werden möglicherweise zwischen die Tellerfeder 32 und das zweite Wälzlager 4 gelangende Verunreinigungen während des Betriebs durch die auftretenden Zentrifugalkräfte wieder vom Wälzlager 4 und dessen Dichtung entfernt.

Zur Montage ist ein dem Schutz vor Staub und Verschmutzung dienender Deckel 34, der den Rollenkörper 14 nach oben abschließt, zu entfernen und mittels geeigneter Werkzeuge, die Schraube über ihr Gewinde an einem geeigneten Maschinenträger zu befestigen. Dabei wird automatisch die optimale Vorspannung der Lager eingestellt, so dass trotz effizienter und einfacher Montage optimale Standfestigkeit erzielt werden kann. Die Schraube bzw. Passschulterschraube 6 weist vorliegend ein Außengewinde auf, so dass die Passschulterschraube 6 in einer dazu passenden Gewindebohrung befestigt werden kann. Einige Ausführungsbeispiele von Rollen, die mittels Ausführungsbeispielen von Lageranordnungen gelagert werden können, weisen einen Rollenmantel 14, einen Deckel 34, eine Passschulterschraube 6, zwei Wälzlager 2 und 4, eine oder mehrere Tellerfeder(n) 32 sowie einen Fuß bzw. Spacer 24 auf. Als Achse der Rolle wird die Passschulterschraube 6 verwendet, die zu einer hohen Rundlaufgenauigkeit der Lagerung und damit des Rollen- mantels beiträgt. Trotz bestmöglicher Einhaltung der Vorspannung der Lageranordnung ist eine flexible Fertigung bzw. ein flexibler Einbau der Lageranordnung gewährleistet. Insbesondere kann die Lageranordnung unverändert dazu verwendet werden, eine Mehrzahl unterschiedlicher Bauteile zu lagern. Wie anhand der folgenden Figuren noch verdeutlicht werden wird, kann, wenn mittels der Lageranordnung Rollen gelagert werden, der innere Aufbau der Rolle, also die Lageranordnung, jeweils identisch sein. Das eben beschriebene Ausführungsbeispiel ermöglicht es, eine Rolle von oben in beispielsweise einer Platte zu verankern bzw. in diese hinein zu schrauben, ohne dabei die Vorspannung der Lager zu verändern. Dies wird dadurch erreicht, dass sich der Spacer bzw. der Fuß 24, der die Höhe des Rollenmantels bestimmt und auf die Passschulterschraube 6 aufgeschraubt wird, an einem Absatz der Passschulterschraube 6 abstützt. Die Länge des Spacers bzw. des Fußes 24 und die Position der Schulter bzw. der Verjüngung 18 lassen sich fertigungstechnisch sehr genau reproduzierbar herstellen. Die gleichbleibende Vorspannung der Lager 2 und 4 wird durch eine oder mehrere definierte Tellerfedern 32 erzeugt, die sich zwischen dem Fuß 24 bzw. zwischen dem Spacer und dem Lagerinnenring 26 des zweiten Wälzlagers 4 abstützen. Diese Position wird bei der Montage der Rolle nicht beeinflusst, das heißt die Vorspannung bleibt immer gleich.

Der Spacer bzw. der Fuß 24 kann einen beliebigen Außenquerschnitt aufweisen. Bei- spielsweise kann dieser, wie später anhand der Figuren 3a bis 3d gezeigt, auch aus einem Sechskantmaterial hergestellt werden, sodass der Fuß 24 bei der Montage mit herkömmlichen Werkzeug gekontert werden kann.

Figuren 2a bis 2c zeigen zur Verdeutlichung der Flexibilität bzw. der Effizienz der La- geranordnung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer mittels einer Lageranordnung gelagerten Rolle. Dabei sind viele der dargestellten Komponenten mit den Komponenten, die bereits anhand von den Figuren la bis ld diskutiert wurden, identisch und tragen daher dieselben Bezugszeichen. Zur Vereinfachung der Darstellung wird auf eine erneute Diskussion dieser Komponenten verzichtet. Im Übrigen gilt hier, wie auch für alle anderen Ausführungsbeispiele, dass funktionsidentische oder ähnliche Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen sind und beliebig zwischen den einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgetauscht werden können.

Figuren 2a bis 2c illustrieren, wie mittels einer identischen Lageranordnung eine Rolle un- terschiedlichen Außendurchmessers gelagert werden kann. Allgemein kann mittels des effizienten Lagerkonzepts eine Vielzahl unterschiedlicher Gegenstände gelagert werden, ohne dass die Dimensionierung der Lager bzw. der Passschulterschraube 6 verändert werden müssten. Figur 2 illustriert diese Flexibilität durch Verwendung eines Rollenkörpers geringeren Durchmessers als in Figur la dargestellt. Die Figuren 3a bis 3c zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Lager-anordnung, bei der sich der verjüngte Bereich 20 der Passschulterschraube 6 nicht vollständig durch den Fuß 24 erstreckt. Vielmehr weist der verjüngte Bereich 20 ein Außengewinde auf, mittels dessen die Passschulterschraube 6 mit dem Fuß 24 verschraubt ist. Wie aus der Ansicht in Figur 3 c deutlich wird, weist der Fuß 24 ferner an dessen von der Passschulterschraube 6 abgewandten Seite ein Innengewinde auf. Mittels diesem Innengewinde kann eine Montage der in Figur 3a und 3b dargestellten Rolle auch von unten erfolgen, indem beispielsweise eine Schraube durch einen Halter, der eine diesbezügliche Bohrung aufweist, gesteckt wird, um diese von unten mit dem Fuß 24 zu Verschrauben. Dies kann vorteilhaft sein, um die Lageranordnung bzw. die mittels dieser Lageranordnung gelagerten Rollen gegen herkömmliche Rollen auszutauschen, die bislang von unten befestigt wurden und folglich keine effiziente Endmontage bei gleichbleibender Standfestigkeit ermöglicht haben.

Wenngleich in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen Lageranordnungen überwiegend im Zusammenhang mit Standrollen für Postverteileranlagen gezeigt wurden, versteht es sich von selbst, dass auch weitere Anwendungen von den Vorteilen der Lageranordnungen profitieren können. Beispielsweise können in weiteren Ausführungsbeispielen die horizontalen Führungsrollen von Förderbändern oder die Laufrollen von Transportwagen, Containern, Hubwagen oder ähnlichen Transporteinrichtungen mittels der Lageranordnung gelagert werden. Allgemein gesprochen können sämtliche belasteten und unbelasteten zu lagernden Gegenstände oder Rollen, beispielsweise in Transport- und Führungsanlagen, mit weiteren Ausführungsbeispielen von Lageranordnungen gelagert werden.

Bezugszeichenliste

2 erstes Wälzlager 4 zweites Wälzlager 6 Passschulterschraube 8 Schulter

10 axiale Richtung

12 Abstandshalter

14 Rollenkörper

16 vorbestimmter Abstand

18 Verjüngung

20 verjüngter Bereich

22 Bereich

24 Fuß

26 zweiter Lagerinnenring

28 Kugel

30 zweiter Lageraußenring

32 Tellerfeder

34 Deckel

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Lageranordnung

1. Eine Lageranordnung mit folgenden Merkmalen:

eine Passschulterschraube (6) mit einer Schulter (8);

ein mit einem ersten Lagerinnenring auf der Passschulterschraube (6) angeordnetes und in einer zu einer axialen Richtung (10) entgegengesetzten Richtung an der Schulter (8) der Passschulterschraube (6) anliegendes erstes Wälzlager (2);

ein mit einem zweiten Lagerinnenring (26) auf der Passschulterschraube (6) angeordnetes, in der axialen Richtung (10) von dem ersten Wälzlager (2) beabstandetes zweites Wälzlager (4);

einem Abstandshalter (12), der zwischen einem ersten Lageraußenring des ersten Wälzlagers (2) und einem zweiten Lageraußenring (30) des zweiten Wälzlagers (4) angeordnet ist; und

einem in der axialen Richtung (10) in einem vorbestimmten Abstand (16) von der Schulter (8) mit einer Verjüngung (18) beginnenden, sich bis zum Ende der Passschulterschraube (6) erstreckenden, verjüngten Bereich (20) der Passschulterschraube (6), in welchem ein Durchmesser der Passschulterschraube (6) geringer ist als ein Innendurchmesser des zweiten Lagerinnenrings (26).

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Abstand (16) größer ist als eine Summe der Ausdehnungen des ersten Wälzlagers (2), des zweiten Wälzlagers (4) und des Abstandshalters (12) in der axialen Richtung (10).

3. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Passschulterschraube (6) an ihrem in der axialen Richtung (10) befindlichen Ende ein Gewinde aufweist.

4. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Schulter (8) von einem Schraubenkopf der Passschulterschraube (6) gebildet wird.

5. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste (2) und das zweite Wälzlager (4) im Betrieb jeweils eine Verlustleistung von 0, 1W oder darunter aufweisen.

6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend einen sich in der axialen Richtung (10) erstreckenden Fuß (24) mit einer sich durch den Fuß (24) in der axialen Richtung (10) erstreckenden Bohrung, in die sich die Passschulterschraube (6) bis zu der Verjüngung (18) erstreckt, wobei ein Innendurchmesser der Bohrung größer oder gleich als ein Außendurchmesser des verjüngten Bereichs (20) und kleiner als ein Außendurchmesser der Passschulterschraube (6) auf der dem Fuß (24) gegenüberliegenden Seite der Verjüngung (18) ist.

7. Lageranordnung nach Anspruch 6, bei der der Fuß (24) einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der Innendurchmesser des zweiten Lagerinnenrings (26).

8. Lageranordnung nach Anspruch 6 oder 7, bei der zwischen dem Fuß (24) und dem zweiten Lagerinnenring (26) eine Tellerfeder (32) angeordnet ist.

9. Lageranordnung nach Anspruch 8, bei der ein Außendurchmesser der Tellerfeder (32) größer ist als ein Außendurchmesser des zweiten Lagerinnenrings (26).

10. Eine bezüglich einer Passschulterschraube (6) drehbar gelagerte Rolle, mit folgenden Merkmalen:

einer Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9;

einem Rollenkörper (14), der mit einem ersten Lageraußenring des ersten Wälzlagers (2) und mit einem zweiten Lageraußenring (30) des zweiten Wälzlagers (4) verbunden ist.

11. Rolle nach Anspruch 10, wobei der Rollenkörper (14) aus einem antistatischen

Kunststoff besteht.