WO2020148201A1 - Lageranordnung und verwendung der lageranordnung - Google Patents

Abstract

Eine Lageranordnung umfasst ein Außenteil und Innenteil, die über Wälzkörper nach Art eines Wälzlagers wenigstens verschwenkbar gegeneinander gelagert sind, und ein Dichtungsteil, das zwischen einem die Wälzkörper beinhaltenden Raum und der Umgebung abdichtetet, wobei das Wälzlager und das Dichtungsteil derart gestaltet sind, dass sie dynamische Auslenkungen von der Achsenparallelität von Außenteil zu Innenteil von bis zu ca. ± 2° funktionserhaltend ermöglichen.

Description

BESCHREIBUNG

Lageranordnung und Verwendung der Lageranordnung

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung und eine Verwendung der Lager anordnung.

Aus dem Stand der Technik sind Lageranordnungen bekannt, umfassend ein eigentliches Wälzlager und ein das Wälzlager umgebendes Gehäuseteil, in dem das Wälzlager angeordnet ist, zur Lagerung einer Walze oder einer durch eine Hintereinanderreihung mehrerer Scheiben gebildeten Walze eines land wirtschaftlichen Bodenbearbeitungsgeräts, insbesondere bei einer Stabwalze, Zahnpackerwalze, Keilringwalze, Cracker-Disk-Walze, Trapezringwalze oder dergleichen. Dabei kommt es aber immer wieder zu Ausfällen, bei denen unter anderem das Gehäuseteil durch Überhitzung beschädigt wird.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Lageranordnung zu schaffen, bei der dieses Problem beherrscht ist.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteil hafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung beruht dabei unter anderem auf dem Erkennen, dass besagte Ausfälle durch dynamische Achsenparallelitätsabweichungen zwischen der Hauptachse der Walze und deren Lageraufnahme beim Nutzen der Walze herrühren. Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren.

Die Figur 1 zeigt den oberen Bereich eines Längsschnitts durch eine erfin dungsgemäße Lageranordnung, die zur Lagerung eines axialen Endes einer Walze oder einer durch eine Hintereinanderreihung mehrerer Scheiben gebil deten Walze eines landwirtschaftlichen Bodenbearbeitungsgeräts, insbesonde re bei einer Stabwalze, Zahnpackerwalze, Keilringwalze, Cracker-Disk- Walze, Trapezringwalze oder dergleichen eingesetzt ist. Dabei umfasst die Lageranordnung ein Gehäuseteil 10, in dem ein Wälzlageraußenteil, kurz als Lageraußenring 31 bezeichnet, eingebaut ist. Das Gehäuseteil 10 umfasst einen verschließbaren Schmierkanal 13, der in einer am Außenmantel des Lageraußenrings 31 radial umlaufenden Schmiemut mündet, von der in Um fangsrichtung verteilt mehrere den Lageraußenring 31 radial durchdringende Schmierkanäle ausgebildet sind. In anderen Ausfühmngen ist natürlich auch eine Ausbildung ohne besagte Kanäle und Nut möglich, z.B. wenn ein auf Lebenszeit fettgeschmiertes Wälzlager eingesetzt ist.

Weiterhin umfasst die Lageranordnung der Figur 1 ein Wälzlagerinnenteil, kurz als Lagerinnenring 32 bezeichnet, das auf einer nicht näher dargestellten Welle 20 befestigt ist. Zwischen dem Lageraußenring 31 und Lagerinnenring 32 sind tonnen- bzw. fassartige ausgebildete Wälzkörper, kurz als Rollen 34 bezeichnet, angeordnet, die zum Abrollen auf entsprechenden Abrollbahnen des Lageraußenrings 31 und des Lagerinnenrings 32 vorgesehen sind. Die Rollen 34 der beiden Rollenreihen sind dabei in einem Käfig angeordnet, der ein gegenseitiges unmittelbares Berühren der Rollen 34 untereinander verhin dert. Zwischen den beiden Rollenreihen ist noch ein Gleitring angeordnet. Die Wälzlagerteile bilden dabei zusammen ein Pendelrollenlager, mit dem Achsenparallelitätsabweichungen zwischen dem Gehäuseteil 10 bzw. dem damit fest verbundenen Lageraußenring 31 und der Welle 20 bzw. dem damit fest verbundenen Lagerinnenring 32 von bis zu ca. ± 2° ohne Beeinträchti gung der Wälzlagerfunktionalität beherrschbar sind. Dabei rührt die Kompen sationsmöglichkeit des Pendelrollenlagers für Achsenparallelitätsabweichun gen insbesondere daher, dass die Abrollbahnen am Lageraußenring 31 auf einer gemeinsamen Kugeloberfläche liegen. Natürlich können insbesondere hinsichtlich Käfig und Gleitring auch andere pendelrollenlagertypische Aus bildungen eingesetzt sein. In anderen Ausführungen kann auch jeder andere Wälzlagertyp eingesetzt sein, der eine ähnliche Achsenparallelitätsabwei chung zulässt, z.B. ein einreihiges Tonnenlager oder Toroidalrollenlager.

Ferner umfasst die Lageranordnung ein Dichtungsteil 40, das dem die Rollen 34 beinhaltenden Raum von außen her derart vorgeschaltet ist, dass dieser Raum und die Umgebung gegeneinander abgedichtet sind, sprich insbesonde re Verunreinigungen von außen her nicht in den Raum gelangen. Das Dich tungsteil 40 ist dabei ebenso wie das Wälzlager derart ausgelegt, dass dyna mische Achsenparallelitätsabweichungen zwischen dem Gehäuseteil und der Welle von bis zu ca. ± 2° ohne bzw. wenigsten ohne wesentliche Beeinträch tigung der Dichtwirkung beherrschbar sind. Dabei kann dem Dichtungskon taktbereich zwischen den gegeneinander zum Drehen vorgesehenen Bautei len, also zwischen dem Dichtungsteil 40 und einer Gegenfläche, an der das Dichtungsteil 40 beim Drehen zum schleifenden Anliegen vorgesehen ist, zur Erhöhung der Abdichtwirksamkeit von außen her eine Dichtkammer 49 vor gelagert sein, die mit einem Dicht- oder Schmiermittel befällt und beispiels weise über einen eignen, verschließbaren Nachfüllkanal 14 von außen her mit dem Dicht- oder Schmiermittel nachfüllbar ist. Ausführungen ohne besagte Dichtkammer sind natürlich ebenso möglich.

Das vorausgehend zur Figur 1 Beschriebene gilt so auch für die Figuren 3 bis 5, 8 bis 11 , 13, 15 und 16, so dass dort lediglich und insbesondere auf die zur Figur 1 bzw. zu vorausgehend beschriebenen Figuren abweichenden Merkma le eingegangen wird, da die vorausgehende Beschreibung dort ebenso gilt.

Bei der Figur 1 ist das Dichtungsteil 40 als ein V-Ring insbesondere aus ei nem Elastomer- oder Polymermaterial ausgebildet, wobei dessen Dichtlippe an einer mit dem Gehäuseteil 10 verbundenen Kontaktscheibe 41 schleifend anliegt. Das Design des V-Rings mit der vom Grundkörper des V-Rings schräg auskragenden Dichtlippe stellt dabei ein dichtes Anliegen der Dicht lippe an der Kontaktscheibenstirnseite auch bei besagten dynamischen Ach senparallelitätsabweichungen sicher. Am anderen axialen Ende stützt sich der V-Ring an einer mit dem Lagerinnenring 32 verbundenen Wellenscheibe 42 ab, die im Zusammenspiel mit dem Gehäuseteil 10 weiter derart gestaltet ist, dass besagte Achsenparallelitätsabweichungen nicht zu einem Berühren von Wellenscheibe 42 und Gehäuseteil 10 führen. Gleichzeitig wird damit mit Vorteil eine labyrinthartige Vorabdichtung erzielt. Natürlich kann die Wellen scheibe 42 alternativ auch direkt auf der Welle 20 angeordnet sein.

Die Figur 2 zeigt als schematische Skizze einen alternativen Einbau der Kon taktscheibe 41 der Figur 1 am Gehäuseteil 10 über ein elastisches ringartiges Zusatzelement 43. Aufgrund der sozusagen elastischen Lagerung der Kon taktscheibe 41 wir damit die Eigenschaft der V-Rings, Achsenparallelitätsab weichungen ohne Dichtungsverlust auszugleichen zusätzlich unterstützt bzw. den beherrschbare Achsenparallelitätsabweichungsbereich nochmals erwei tert.

Die Ausführungen der Figuren 3 und 4 unterscheiden sich von der der Figur 1 im Wesentlichen dadurch, dass die Lageranordnung insbesondere um den Bereich des V-Ring-förmigen Dichtungsteils 40 hemm anders gestaltet ist. So ist beispielsweise die Kontaktscheibe 41 der Figur 1 in der Ausfühmng gemäß der Figur 3 durch ein massigeres, gleichzeitig Teile des Gehäuseteils 10 aus bildendes Bauteil 4L ersetzt. Auch die mit der Welle 20 verbundene Wellen scheibe 42‘ der Figur 3 unterscheidet sich deutlich von der der Figur 1. Aber auch bei der Figur 3 sind das Bauteil 4L und die Wellenscheibe 42‘ insbe sondere in ihrem einander gegenüberliegenden Bereichen derart aufeinander abgestimmt gestaltet, dass besagte Achsenparallelitätsabweichung nicht zu einem Berühren dieser beiden Bauteile führt. Entsprechendes gilt für die Fi gur 4, wobei bei der Figur 4 die Kontaktscheibe sozusagen einstückig und materialeinheitlich vom Gehäuseteil 10 ausgebildet ist.

Gegenüber der Figur 1 sind bei der Ausfühmng gemäß der Figur 5 anstelle des V-Rings nunmehr zwei Axialwellendichtringe eingesetzt. Anstelle der Kontaktscheibe 41 der Figur 1 liegt bei der Figur 5 der Axialwellendichtring 40a unmittelbar an der Stirnseite des Lageraußenrings 31 an. Die Axialwel lendichtringe 40a und 40b können dabei gemäß den in den Figuren 6 und 7 dargestellten Ausfühmngsbespielen von Axialwellendichtringen ausgebildet sein, wobei bezugnehmend auf den in der Figur 7 dargestellten Gammaring insbesondere aus einem Elastomer- oder Polymermaterial mit einem den Gammaring teilweise umgebenden Metallgehäuse auch Ausführungen ohne das Metallgehäuse möglich sind. Die Figuren 8, 9 und 10 zeigen Abwandlungen der Figur 7. Insbesondere hinsichtlich der Ausführung gemäß der Figur 9 sei darauf hingewiesen, dass diese Ausführungsform eine spezielle Ausbildung der Welle mit einem Ab satz oder Flansch erfordert.

Die Figur 11 zeigt eine Ausführungsform bei der ein wiederum anders ausge bildeter Axialwellendichtring zum Einsatz kommt, wobei dieser Axialwellen dichtring nach Art eine Kassettendichtung oder aber auch nach Art des in der Figur 12 dargestellten Axialwellendichtrings ausgebildet sein kann. Die be schriebenen Axialwellendichtringe garantieren dabei ebenso wie die voraus gehend beschriebenen V-Ringe ein sicheres dichtes, schleifendes Anliegen am gegenüberliegenden Kontaktflächenbereich auch bei besagter Achsenpa rallelitätsabweichung.

Die Figur 13 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel mit einem speziellen Wellendichtring, der entsprechend der Figur 14 ausgebildet ist, wobei inner halb der Dichtrings mit einem Metallgehäuse eine Kombination aus einer nichtrostenden Zugfeder und Blattfedern zum Einsatz kommt, die am gesam ten Umfang angebracht sind; dies sorgt auch bei schwierigen Betriebsbedin gungen für eine effektive Abdichtung und damit für eine lange Gebrauchs dauer.

Die Figuren 15 und 16 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen spezielle Dichtungsteile mit einem faltenbalgartigen Mittenteil zum Einsatz kommen.

Die Figur 17 zeigt andere Axialwellendichtringausbildungen, die bei den vorausgehenden beschriebenen Ausführungsbeispielen alternativ als Dich tungsteile zum Einsatz kommen können. Schließlich kann das Dichtungsteil auch eine speziell ausgebildete kammartig ineinandergreifende Labyrinthdichtung umfassen, wie diese in der Figur 18 gezeigt ist. Dabei besteht die spezielle Ausbildung darin, dass Zähne wenigs tens einer der Kammstrukturen abgeschrägt ausgebildet sind und/oder der Zwischenraum zwischen den Kammstrukturen so ausgelegt ist, dass die Ach senparallelitätsabweichungen nicht zum Berühren der Kammstrukturen füh ren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Lageranordnung, umfassend ein Außenteil und Innenteil, die über Wälz körper nach Art eines Wälzlagers wenigstens verschwenkbar gegeneinander gelagert sind, und umfassend ein Dichtungsteil, das zwischen einem die Wälzkörper beinhaltenden Raum und der Umgebung abdichtetet, wobei das Wälzlager und das Dichtungsteil derart gestaltet sind, dass sie dynamische Auslenkungen von der Achsenparallelität von Außenteil zu Innenteil von bis zu ca. ± 2° funktionserhaltend ermöglichen.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, wobei das Innenteil und das Außenteil sowie mit diesen fest verbundene, nicht berührend abdichtende Bauteile derart gestaltet sind, dass bei den Auslenkungen die gegeneinander wenigsten ver- schwenkbare Teile frei von einem gegenseitigen Berühren sind.

3. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Außenteil ein Gehäuseteil und ein darin angeordnetes Wälzlageraußenteil, auf dem die Wälzkörper zum Abrollen vorgesehen sind, umfasst, und insbesondere das Wälzlageraußenteil im Gehäuse festsitzend angeordnet ist.

4. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Innenteil eine Welle und ein darauf angeordnetes Wälzlagerinnenteil, auf dem die Wälzkörper zum Abrollen vorgesehen sind, umfasst, und insbesondere das Wälzlagerinnenteil festsitzend auf der Welle angeordnet ist.

5. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Wälzlager als ein Pendelrollenlager, Tonnen- oder Toroidalrollenlager ausgebildet ist.

6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Dichtungs teil wenigstens einen Axial wellendichtring, insbesondere umfassend einen V- Ring oder Gammaring, oder einen Wellendichtring mit Zug- und Blattfedern umfasst.

7. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Dichtungs teil eine Labyrinthdichtung mit ineinander eingreifenden Kammstrukturen umfasst, wobei die Zähne wenigstens einer der Kammstrukturen so abge schrägt sind und/oder der Zwischenraum zwischen den Kammstrukturen so ausgelegt ist, dass die Auslenkungen nicht zum Berühren der Kammstruktu- ren führen.

8. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei dem Dichtfunk tionsbereich des Dichtungsteils zur Umgebung hin vorgelagert eine mit Dicht oder Schmiermittel befüllbare, insbesondere auch wiederbefüllbare Kammer vorgelagert ist.

9. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei dem Dichtungs teil und ggf. der Kammer zur Umgebung hin eine Vorschaltdichtung, insbe sondere eine Schleuder scheibe und/oder eine Spalt- oder Labyrinthabdichtung ausbildend, vorgelagert ist.

10. Verwendung der Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Lagerung einer Walze oder einer durch eine Hintereinanderreihung mehrerer Scheiben gebildeten Walze eines landwirtschaftlichen Bodenbearbeitungsge räts.