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Dokumentenidentifikation DE3027485C3 02.11.1989
Titel Zweireihiges Radial-Axialwälzlager
Anmelder FAG Kugelfischer Georg Schäfer KGaA, 8720 Schweinfurt, DE
Erfinder Hofmann, Heinrich, Ing.(grad.);
Markfelder, Günter, Dipl.-Ing., 8720 Schweinfurt, DE;
Tröster, Manfred, Ing.(grad.), 8730 Bad Kissingen, DE
DE-Anmeldedatum 19.07.1980
DE-Aktenzeichen 3027485
Offenlegungstag 18.02.1982
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 09.02.1984
Date of publication of amended patent 02.11.1989
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.11.1989
IPC-Hauptklasse F16C 19/18
IPC-Nebenklasse F16C 19/38   F16C 33/58   F16C 33/41   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lager nach dem Oberbegriff des Datenanspruchs 1.

In vielen Anwendungsfällen sollen zweireihige Radial-Axialwalzlager nach einer gewissen Betriebszeit demontiert und nach der Reparatur der jeweiligen Maschine wieder montiert werden. Insbesondere bei Lagern, die am Innenring nur in Druckrichtung Schultern besitzen, ergeben sich dann besondere Schwierigkeiten, wenn die Abziehkraft nur am Außenring angreifen kann. Dieses Problem wird beispielsweise nach dem DE-Gm 17 68 081 dadurch gelöst, daß die Innenringe eines zweireihigen Schrägkugellagers mit einem an der Mantelfläche der Innenringe angeordneten Schnappring von U-förmigem Querschnitt zusammengehalten werden und damit auch bei Mehrfachmontagen noch eine Baueinheit bilden. Dies ist deswegen erforderlich, damit die Montage erleichtert wird und kein in vielen Fällen im Hinblick auf die Funktionsfähigkeit unzulässiges Vertauschen der Einzelteile erfolgen kann. Die hier in Rede stehende Ausführung und andere Variationen der gleichen Art ermöglichen zwar bei Verwendung stabiler Halteringe ein Demontieren, wenn z. B. aus Platzgründen die Abziehkraft nur am Außenring angesetzt werden kann, erfordern jedoch einen zusätzlichen Schnappring, dessen Benutzung die Montage und Demontage der Wälzlager auch bei Anwendung an der Bohrungsfläche der Innenringe wesentlich erschweren. U-förmige Schnappringe gewährleisten keine sichere Verbindung. Werden formschlüssig wirkende Teile verwendet, dann ergibt sich ein zusätzlicher Montageaufwand, indem z. B. nach dem Zusammenbau plastische Verformungen am Haltering erforderlich werden. Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde bereits ein zweireihiges Schrägkugellager in der FR-PS 21 38 283 aufgezeigt, bei dem die Baueinheit durch einen Doppelkäfig erreicht wird, wobei es aber erforderlich ist, daß die Taschen dieses Käfigs zusätzlich die Kugeln hintergreifen und daß jeder Innenring zwei Schultern neben der Laufbahn hat. Auch hier handelt es sich um eine nicht betriebssichere Schnappverbindung. Außerdem wird eine Baueinheit nur dadurch erreicht, daß die Innenringe auch auf den einander gegenüberliegenden inneren Seiten hohe Schultern besitzen. Dies bedeutet einen zusätzlichen Aufwand, z. B. hinsichtlich Schleifarbeit der zusätzlichen Schultern, die im übrigen im Hinblick auf den hier vorhandenen Druckverlauf im Lager keine Bedeutung besitzen. Bei der O-Anordnung sind im Betrieb an den Inneringen nämlich nur geschliffene Außenschultern erforderlich. Werden die zusätzlichen Schultern nicht geschliffen, dann entstehen in der Laufbahn Kanten, die wiederum bei der Montage und Demontage der Lager die Gefahr der Beschädigung der Kugeln wesentlich erhöhen. Liegen solche Beschädigungen vor, dann wird die Lebensdauer des Lagers wesentlich herabgesetzt. Dies trifft auch dann zu, wenn die Fehler an den Kugeln sehr klein und daher beim demontierten Lager nicht erkennbar sind. Da in vielen Fällen aus wirtschaftlichen Gründen eine Wiederverwendung des alten Lagers zweckmäßig ist, muß aber daruaf geachtet werden, daß beim Demontieren und Montieren keinesfalls Beschädigungen im Lager auftreten. Eine solche Gefahr ist gegeben, wenn, was aus Platzgründen häufig der Fall ist, die Abziehkräfte nur am Außenring angreifen können.

Ähnliches gilt auch für ein Lager der eingangs genannten Art nach der DE-OS 24 49 194. Die hier gezeigten Einzelkäfige für jede Reihe eines zweireihigen Schrägkugellagers ergeben zwar eine Baueinheit, beim Abziehen des einteiligen Außenrings können aber Beschädigungen an den anderen Lagerteilen auftreten, weil die axialen Bewegungsmöglichkeiten zu groß sind. So kommt zum Spiel zwischen Käfig und Nut im Außenring sowie zwischen Käfig und den Kugeln noch die axiale Bewegungsmöglichkeit der Kugeln in den Laufringen mit beidseitig hohen Schultern im Hinblick auf das Lagerspiel und die Schmiegung. Dies bewirkt auch, daß bei Lagern mit Dichtungen letztere bei der Montage möglicherweise herausgedrückt werden. Außerdem müssen beide hohe Schultern einer Feinbearbeitung unterzogen werden, damit Kanten in den Laufbahnen vermieden werden. All diese Maßnahmen in Form von mehreren Käfigen und zusätzlicher Feinbearbeitung bedeuten einen weiteren Aufwand, ohne daß dadurch die Beschädigung der Teile vollkommen ausgeschlossen ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Lager der eingangs genannten Art so weiter zu verbessern, daß eine Demontage des aus einfachen und billigen Teilen zusammengesetzten Lagers beim Ansetzen der Abziehkraft lediglich am Außenring möglich ist, ohne daß dabei im Hinblick auf den gewünschten späteren Wiedereinbau eine Beschädigung der Lagerteile eintritt, wobei nur die drucklinienseitigen Laufbahnbereiche einer Feinbearbeitung unterzogen werden müssen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dessen oberbegrifflichen Merkmalen enthalten. Der zweite Anspruch enthält eine spezielle Ausgestaltung.

Mit der im erste Anspruch aufgezeigten Maßnahme wird erreicht, daß beim Abziehen eines Lagers mit lediglich Schultern in Druckrichtung an den Innenringen und am Außenring, die aus Platzgründen nur am Außenring angreifenden Kräfte immer so verlaufen, daß sie bei der einen Lagerreihe in Richtung des Druckwinkels über die geschliffenen Schultern bzw. Borde und damit problemlos wirken, während die Kugeln der anderen Reihe keine Kräfte zum Mitziehen des zweiten Innenrings aufnehmen müssen und daher auch keiner Beschädigungsgefahr unterworfen werden. Diese Kräfte von Innenring zu Innenring werden nämlich von den Vorsprüngen des Doppelkammkäfigs auf direktem Weg weitergeleitet. Dabei besteht insbesondere dann, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführung die Haltevorsprünge schräg aufeinander zu gerichtet sind, eine große Belastbarkeit, weswegen auch der nicht von der Kugel abgedrückte Innenring mit Sicherheit mitgenommen wird, wenn die Abziehkraft am Außenring angreift. Die Konstruktion bewirkt, daß Kugelbeschädigungen des Lagers während des Versandes und bei der Montage verhindert werden.

Durch die Konstruktion ist es weiterhin möglich, daß ein Auseinanderdrücken der Innenringe bei der Demontage möglichst klein gehalten wird. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn noch zusätzliche Dichtungen im Lager eingebaut werden. Auf der Seite des abgezogenen Innenrings besteht nämlich die Gefahr, daß die Dichtlippe in den Laufbahnbereich gerät und dann beim Einbau umgestülpt wird, woraufhin die Dichtwirkung stark herabgesetzt bzw. die Dichtung ganz zerstört werden kann. Außerdem ist auch eine einfachere Gestaltung des Käfigs möglich, denn dieser muß die Kugeln nicht mehr hintergreifen.

Die Erfindung wird mit Hilfe von zwei Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Teilquerschnitt durch ein erfindungsgemäßes zweireihiges Schrägkugellager in O-Anordnung.

Fig. 2 zeigt eine Variante zur Ausführung gemäß Fig. 1 in X-Anordnung.

Auf der Welle 1 sind gemäß Fig. 1 die beiden Innenringe 2 und 3 eines zweireihigen Schrägkugellagers angeordnet. Letzteres besteht weiterhin aus den beiden Kugelreihen 4 und 5, dem Doppelkammkäfig 6 sowie dem einteiligen, nach außen schulterlosen Außenring 7. Zwischen Innenring 2 und dem Außenring 7 ist die Dichtung 8 vorgesehen. Der Doppelkammkäfig 6 besitzt schräg nach innen gerichtete über den Umfang verteilte Vorsprünge 9 und 10, die sich infolge der Freiräume hervorgerufen durch die Kugelaufnahmetaschen ergeben und die in Nuten 11 und 12 der beiden Innenringe 2 eingreifen.

Der einteilige Doppelkammkäfig 6 und die in Nuten 11 und 12 hineinragenden Vorsprünge 9 und 10 bewirken, daß eine Baueinheit mit ihren allgemein bekannten Vorteilen erreicht wird. Außerdem ergibt sich bei der hier gezeigten speziellen Ausführung eine Konstruktion, bei der die bei der Lagerdemontage erforderliche Abziehkraft keine Beschädigung der Lagerteile verursacht. Eine auf den Außenring 7 angesetzte axiale Kraft, die bei der hier angezeigten Ausführung z. B. nach rechts wirkt wird nämlich von der rechten Kugelreihe 5 in idealer Weise in Richtung der Drucklinie 13 auf den Innenring 3 übertragen. Über den in die Nut 12 eingreifenden Vorsprung 10 wird der Doppelkammkäfig 6 beansprucht. Dieser erfaßt dann über den Vorsprung 9, der in die Nut 11 hineinragt, den zweiten Innenring 2 und zieht diesen ebenfalls mit ab. Hiermit wird insbesondere eine nicht in Druckwinkelrichtung 14 liegende Belastung der Kugelreihe 4 und damit eine Beschädigung dieser Kugeln sowie daran beim Abziehen anliegender Ringteile vermieden. Lediglich der Doppelkammkäfig 6 wird belastet, was aber keine nachteiligen Folgen hat, da dieser stabil ist und nur als Abstandshalter für die Kugeln fungiert.

Da weiterhin nur zwei Toleranzstellen, nämlich jeweils zwischen den Vorsprüngen 9 und der Nut 11 sowie den Vorsprüngen 10 und der Nut 12 vorhanden sind wird beim Abziehen des Lagers auch der Innenring 2 nur wenig axial zurückbleiben. Deswegen besteht keine Gefahr, daß die Lippe der aus Platzgründen nahe an die Kugelreihe 4 herangerückten Dichtung 8 in den Laufbahnbereich 2 gelangt und beim Zurückschieben umgestülpt oder gar zerstört wird.

In Fig. 2 wird eine weitere Variante gezeigt. Es handelt sich hier um eine geometrische Umkehrung der Fig. 1, und zwar um ein zweireihiges Schrägkugellager in X-Anordnung mit einem ungeteilten Innenring 21 und zwei Außenringen 22 und 23. Der Doppelkammkäfig 24 besitzt hier die nach außen gerichteten Haltevorsprünge 25 und 26, die in Nuten 27 und 28 der beiden Außenringe 22 und 23 hineinragen und somit ebenfalls eine Einheit ergeben. Dabei ist auch die mit axialem Abstand zu den Kugeln angebrachte Ringerhebung 31 nicht von Nutzen, denn es handelt sich hier nur um eine Laufringverstärkung, die wegen der Anordnung einer Nut 30 für die Dichtung 29 erforderlich ist. Da sie axial den Kugeln nicht angepaßt und nicht geschliffen ist, darf sie bei der Demontage des Lagers keine Verwendung finden.


Anspruch[de]
  1. 1. Zweireihiges Radial-Axialwälzlager, wobei einer der beiden Laufringe einteilig ausgebildet ist und der andere Laufring je einen Einzelring für jede Wälzkörperreihe aufweist und wobei der einteilige Laufring nur in Richtung der Drucklinien angeordnete und innenliegende Schultern besitzt und wobei weiterhin eine der Laufringe in den laufringschulterfreien Bereichen mit ringförmigen Nuten versehen ist, in die käfigseitige Haltevorsprünge so eingreifen, daß damit eine Lagereinheit gebildet wird und entgegen der Einsetzrichtung wirkende Axialkräfte übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. a) beide Einzelringe (2, 3, 22, 23) nur in Richtung der Drucklinien Laufschultern aufweisen.
    2. b) die ringförmigen Nuten (11, 12, 27, 28) in den Einzelringen (2, 3, 22, 23) ausgebildet sind und
    3. c) die käfigseitigen Haltevorsprünge (9, 10, 25, 26) an einem Doppelkammkäfig (6, 24) ausgebildet sind.
  2. 2. Zweireihiges Radial-Axialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorsprünge (9, 10, 25, 26) schräg zueinander hin gerichtet sind.






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