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Dokumentenidentifikation DE102005027280A1 04.01.2007
Titel Abdichtbares Wälzlager und abgedichtete Lagereinheit
Anmelder AB SKF, Göteborg, SE
Erfinder Strunk, Norbert, 29439 Lüchow, DE;
Zuhl, Karsten, 29439 Lüchow, DE
Vertreter Gosdin, M., Dipl.-Ing.Univ. Dr.-Ing., Pat.-Anw., 97422 Schweinfurt
DE-Anmeldedatum 14.06.2005
DE-Aktenzeichen 102005027280
Offenlegungstag 04.01.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.01.2007
IPC-Hauptklasse F16C 33/76(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16C 33/78(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F16C 19/38(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Das Wälzlager (1) enthält einen in axialer Richtung zweigeteilten Innenring (3), einen in axialer Richtung einteiligen Außenring (2) sowie in zwei Reihen und in radialer Richtung zwischen dem Innenring (3) und dem Außenring (2) angeordnete Wälzkörper (12). Der Innenring (3) hat eine dem Außenring (2) zugewandte Innenring-Außenwand (9), an der im Bereich der beiden axialen Enden jeweils ein Dichtungssitz (19) zur Platzierung einer Lagerdichtung vorgesehen ist. Der Innenring (3) ist an den beiden axialen Enden jeweils mindestens um die axiale Ausdehnung des Dichtungssitzes (19) in axialer Richtung länger als der Außenring (2). Die Lagereinheit umfasst das Wälzlager (1), ein Aufnahmeteil sowie zwei Lagerdichtungen, die zwischen den Dichtungssitzen (19) und einer Aufnahme-Innenwand des Aufnahmeteils angeordnet sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einem in axialer Richtung zweitgeteilten Innenring, mit einem in axialer Richtung einteiligen Außenring sowie mit in zwei Reihen und in radialer Richtung zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordneten Wälzkörpern, wobei der Innenring eine dem Außenring zugewandte Innenring-Außenwand hat, an der im Bereich der beiden axialen Enden jeweils ein Dichtungssitz zur Platzierung einer Lagerdichtung vorgesehen ist.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Lagereinheit mit einem Wälzlager, einem Aufnahmeteil und zwei Lagerdichtungen, wobei das Aufnahmeteil eine Öffnung mit einer Aufnahme-Innenwand umfasst und das Wälzlager innerhalb der Öffnung angeordnet ist, das Wälzlager einen in axialer Richtung zweitgeteilten Innenring, einen in axialer Richtung einteiligen Außenring sowie in zwei Reihen und in radialer Richtung zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnete Wälzkörper umfasst, und der Innenring eine dem Außenring zugewandte Innenring-Außenwand hat, an der im Bereich der beiden axialen Enden jeweils ein Dichtungssitz vorgesehen ist.

Ein derartiges Wälzlager und eine derartige Lagereinheit sind beispielsweise aus der DE 102 25 878 A1 bekannt. Der Innenring und der Außenring des Wälzlagers sind üblicherweise aus einem sehr hochwertigen Stahl, insbesondere aus einem Kugellager-Stahl, hergestellt. Zur Bearbeitung, insbesondere zu einer Schmiede- oder/und Drehbearbeitung dieses Materials eignen sich oft nur Spezialmaschinen. Deren Einsatz kann außerdem auch durch die zum Teil sehr spezifische Formgebung von Innen- und Außenring bedingt sein. Dadurch erhöht sich der Fertigungsaufwand nicht unerheblich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Wälzlager und eine Lagereinheit der jeweils eingangs bezeichneten Art anzugeben, die verglichen mit den bekannten Ausführungsformen eine kostengünstigere Fertigung ermöglicht.

Zur Lösung der das Wälzlager betreffenden Aufgabe wird ein Wälzlager entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 1 angegeben. Das erfindungsgemäße Wälzlager ist dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring an den beiden axialen Enden jeweils mindestens um die axiale Ausdehnung des Dichtungssitzes in axialer Richtung länger ist als der Außenring.

Zur Lösung der die Lagereinheit betreffenden Aufgabe wird eine Lagereinheit entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 6 angegeben. Die erfindungsgemäße Lagereinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring an den beiden axialen Enden jeweils mindestens um die axiale Ausdehnung des Dichtungssitzes in axialer Richtung länger ist als der Außenring, und dass jeweils eine der Lagerdichtungen zwischen einem der Dichtungssitze und der Aufnahme-Innenwand angeordnet ist.

Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass bei dem einteiligen Außenring an beiden axialen Enden die Dichtungssitze weggelassen werden können, ohne dass die Möglichkeit zur Abdichtung des Wälzlagers oder der Lagereinheit dadurch verloren geht. Die Lagerdichtungen werden dann nicht wie beim Stand der Technik zwischen den Dichtungssitzen des Innen- und des Außenrings eingesetzt, sondern zwischen dem Dichtungssitz des Innenrings und der Aufnahme-Innenwand des Aufnahmeteils, in dem das Wälzlager angeordnet ist. Die abdichtende Funktion ist also nach wie vor gegeben.

Gleichzeitig vereinfacht sich die Herstellung des Außenrings, da sich seine Abmessung in axialer Richtung um die axiale Ausdehnung der weggelassenen Dichtungssitze verkürzt. Diese Verkürzung ist insbesondere beim Außenring von fertigungstechnischer Bedeutung, da er im Gegensatz zum Innenring einteilig und damit axial länger ausgebildet ist als die beiden Einzelteile des Innenrings. Mit zunehmender axialer Ausdehnung steigt der Herstellungsaufwand für den üblicherweise aus einem sehr hochwertigen Material, beispielsweise aus einem Kugellager-Stahl, bestehenden Außenring. Die Anforderungen an die zur Bearbeitung eingesetzten Spezialmaschinen erhöhen sich dann entsprechend. Folglich bewirkt die axiale Verkürzung gerade des Außenrings eine erhebliche Fertigungsvereinfachung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Wälzlagers und der erfindungsgemäßen Lagereinheit ergeben sich aus den Merkmalen der von Anspruch 1 bzw. 6 abhängigen Ansprüche.

Bei einer Variante des Wälzlagers und der Lagereinheit ist der Außenring in axialer Richtung gerade lang genug, um die beiden Reihen der Wälzkörper insbesondere vollständig zu überdecken. Nicht notwendigerweise sind dabei auch die gegebenenfalls vorhandenen Käfige der Wälzkörper mit überdeckt. Der für die Funktion des Wälzlagers und der Lagereinheit maßgebliche Kontakt des Außenrings zu den Wälzkörpern bleibt damit voll umfänglich gewährleistet. Gleichzeitig wird die axiale Abmessung des Außenrings größtmöglich reduziert. Dies ist hinsichtlich des Fertigungsaufwands besonders günstig.

Weiterhin kann der Außenring eine Außenring-Außenwand mit mindestens einer Passsitzfläche haben. Die Lagereinheit umfasst also insbesondere eine Passsitzverbindung zwischen dem Außenring und der Aufnahme-Innenwand. Vorteilhafterweise dichten die beiden Lagerdichtungen auch die Passsitzverbindung mit ab, so dass Schmutz und Feuchtigkeit von diesem Verbindungsbereich ferngehalten werden. Dadurch wird eine Rostbildung im Bereich der Passsitzverbindung weitestgehend vermieden.

Vorzugsweise hat die Außenring-Außenwand außerdem eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut, die axial zwischen den beiden Bereichen angeordnet ist, in denen sich die Reihen der Wälzkörper befinden. Diese Nut erleichtert das Einpressen des Außenrings in die Öffnung des Aufnahmeteils, um die Passsitzverbindung herzustellen. Zugleich ist die Materialschwächung, die mit der umlaufenden Nut einhergeht, in einem Bereich vorgesehen, in dem während des Betriebs keine wesentliche Kraftübertragung vorgesehen ist. Letztere erfolgt im Bereich der Wälzkörper.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Lagereinheit ist die Aufnahme-Innenwand weitgehend glatt ausgebildet. Insbesondere weist sie keine mit sehr niedriger Fertigungstoleranz herzustellende Struktur, wie beispielsweise einen Steg, auf. Dadurch reduziert sich der Fertigungsaufwand für das Aufnahmeteil.

Vorzugsweise ist der Außenring zur Befestigung an einem drehbaren Aufnahmeteil und der Innenring zur Befestigung an einem stationären Bauteil ausgelegt. Insbesondere kann es sich bei dem drehbaren Aufnahmeteil um eine Nabe handeln.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:

1 ein Ausführungsbeispiel eines abdichtbaren Wälzlagers mit einem verglichen mit dem Innenring kürzeren Außenring und

2 ein Ausführungsbeispiel einer Lagereinheit mit dem Wälzlager gemäß 1 und mit zwei Lagerdichtungen.

Einander entsprechende Teile sind in den 1 und 2 mit denselben Bezugszeichen versehen.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Wälzlagers 1 mit einem einteiligen Außenring 2 und einem zweigeteilten Innenring 3, der aus den Teilringen 4 und 5 zusammengesetzt ist, gezeigt. Der Außenring 2 und der Innenring 3 bestehen aus einem hochwertigen Kugellager-Stahl. Der Außenring 2 ist um eine Drehachse 6 drehbar, wohingegen der Innenring 3 stationär, also feststehend, betrieben wird. Der Außenring 2 hat eine Außenring-Außenwand 7 mit Kontaktbereichen 8. Der Innenring 3 hat eine dem Außenring 2 zugewandte Innenring-Außenwand 9 und eine Innenring-Innenwand 10 mit Kontaktbereichen 11. Die Innenring-Außenwand 9 und die Innenring-Innenwand 10 sind jeweils durch die beiden Teilringe 4 und 5 gemeinsam gebildet.

Das Wälzlager 1 ist zweireihig ausgebildet. Es umfasst also zwei Reihen von Wälzkörpern 12, die im Ausführungsbeispiel als kegelstumpfförmige Rollen ausgebildet sind. Grundsätzlich ist jedoch auch eine andere Form, beispielsweise eine Kugelform möglich. Die Wälzkörper 12 jeder Reihe sind über den Umfang gleichmäßig verteilt und radial zwischen dem Außenring 2 und dem Innenring 3 angeordnet. Für jede Reihe ist ein Rollen-Käfig 13 vorgesehen, der der leichteren Montage dient und die Wälzkörper 12 während des Betriebs an ihrer jeweiligen Position hält.

Die Kontaktbereiche 8 und 11 sind jeweils im Bereich der Wälzkörper 12 vorgesehen. Zwischen den beiden Reihen der Wälzkörper 12, also zwischen den Kontaktbereichen 8, enthält die Außenring-Außenwand 7 eine in Umfangsrichtung umlaufende Nut 14.

Die beiden Teilringe 4 und 5 des Innenrings 3 sind im Bereich zwischen den beiden Wälzkörper-Reihen zusammengesetzt und mittels eines Cliprings 15 zusammengehalten. Der Clipring 15 ist in Nuten 16 und 17 eingesetzt, von denen jeweils eine im Verbindungsbereich des jeweiligen Teilrings 4 bzw. 5 an der Innenring-Innenwand 10 in Umfangsrichtung umlaufend vorgesehen ist.

Die Kontaktbereiche 8 und 11 der Außenring-Außenwand 7 bzw. der Innenring-Innenwand 10 sind als Passsitzflächen ausgebildet, so dass Passsitzverbindungen mit im Ausführungsbeispiel gemäß 1 nicht näher gezeigten Bauteilen hergestellt werden können. Die Kontaktbereiche 8 und 11 dienen einer kraft- und formschlüssigen Verbindung mit den benachbarten Bauteilen, in die das Wälzlager 1 eingebaut ist. In den übrigen Bereichen sind die Außenring-Außenwand 7 und die Innenring-Innenwand 10 mit Materialaussparungen versehen. Die Materialaussparungen sind unter anderem durch die Nuten 14, 16 und 17 gebildet. Sie erleichtern bei der Montage ein Einpressen des Außenrings 2 bzw. des Innenrings 3 in das jeweils dafür vorgesehene Bauteil. Während des Betriebs erfolgt die Kraftübertragung praktisch ausschließlich über die Kontaktbereiche 8 und 11 sowie über die dazwischen platzierten Wälzkörper 12.

Der Außenring 2 ist in axialer Richtung beidseitig kürzer ausgebildet als der Innenring 3. Er ist gerade so lang, dass die beiden Wälzkörper-Reihen überdeckt werden. Dagegen umfasst der Innenring 3 an beiden axialen Enden jeweils eine Innenring-Schulter 18, die an der Innenring-Außenwand 9 jeweils einen Dichtungssitz 19 bilden. Der Außenring 2 enthält keine vergleichbaren Dichtungssitze. Aufgrund der so verkürzten axialen Abmessung und der auch ansonsten vergleichsweise einfach gehaltenen geometrischen Gestalt lässt sich der Außenring 2 leichter herstellen als bei anderen bislang bekannten Wälzlager-Typen aus dem Stand der Technik.

Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Lagereinheit 20 ist das Wälzlager 1 gemäß 1 eingebaut. In 2 ist das Wälzlager 1 nur schematisch und mit einem kleineren Ausschnitt als in 1 wiedergegeben.

Der Außenring 2 des Wälzlagers 1 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel in ein als drehbare Nabe 21 ausgeführtes Aufnahmeteil eingesetzt. Die Nabe 21 ist aus einem Gussmaterial hergestellt und hat eine im Wesentlichen zylinderförmige Öffnung 22 mit einer Aufnahme-Innenwand 23. Letztere liegt eng an den Kontaktbereichen 8 der Außenring-Außenwand 7 an und bildet mit diesen eine Passsitzverbindung. Der Innenring 3 ist dagegen an einer in 2 nicht gezeigten stationären Achse befestigt.

Das Wälzlager 1 ist mittels zweier Lagerdichtungen 24 abgedichtet, die an beiden axialen Enden des Wälzlagers 1 zwischen dem jeweiligen Dichtungssitz 19 und der Aufnahme-Innenwand 23 angeordnet sind. Die Lagerdichtungen 24 bewirken eine drehbare Abdichtung zwischen dem Innenring 3 und der insbesondere im Bereich der Aufnahme-Innenwand 23 einteilig ausgeführten Nabe 21. Dadurch resultiert die abdichtende Funktion nicht nur für das Wälzlager 1, sondern vorteilhafterweise auch für die Passsitzverbindung zwischen der Außenring-Außenwand 7 und der Aufnahme-Innenwand 23.

1
Wälzlager
2
Außenring
3
Innenring
4, 5
Teilringe
6
Drehachse
7
Außenring-Außenwand
8
Kontaktbereiche
9
Innenring-Außenwand
10
Innenring-Innenwand
11
Kontaktbereiche
12
Wälzkörper
13
Rollenkäfig
14
Nut
15
Clipsring
16, 17
Nuten
18
Innenring-Schulter
19
Dichtungssitz
20
Lagereinheit
21
Nabe
22
Öffnung
23
Aufnahme-Innenwand
24
Lagerdichtungen


Anspruch[de]
Wälzlager mit einem in axialer Richtung zweitgeteilten Innenring (3), mit einem in axialer Richtung einteiligen Außenring (2) sowie mit in zwei Reihen und in radialer Richtung zwischen dem Innenring (3) und dem Außenring (2) angeordneten Wälzkörpern (12), wobei

a) der Innenring (3) eine dem Außenring (2) zugewandte Innenring-Außenwand (9) hat, an der im Bereich der beiden axialen Enden jeweils ein Dichtungssitz (19) zur Platzierung einer Lagerdichtung (24) vorgesehen ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

b) der Innenring (3) an den beiden axialen Enden jeweils mindestens um die axiale Ausdehnung des Dichtungssitzes (19) in axialer Richtung länger ist als der Außenring (2).
Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (2) in axialer Richtung gerade lang genug ist, um die beiden Reihen der Wälzkörper (12) zu überdecken, Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (2) eine Außenring-Außenwand (7) hat, die mindestens eine Passsitzfläche (8) aufweist. Wälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenring-Außenwand (7) eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut (14) hat, die axial zwischen den beiden Bereichen angeordnet ist, in denen sich die beiden Reihen der Wälzkörper (12) befinden. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (2) ausgelegt ist zur Befestigung an einem drehbaren Aufnahmeteil (21) und der Innenring (3) ausgelegt ist zur Befestigung an einem stationären Bauteil. Lagereinheit mit einem Wälzlager (1), einem Aufnahmeteil (21) und zwei Lagerdichtungen (24), wobei

a) das Aufnahmeteil (21) eine Öffnung (22) mit einer Aufnahme-Innenwand (23) umfasst und das Wälzlager (1) innerhalb der Öffnung (22) angeordnet ist,

b) das Wälzlager (1) einen in axialer Richtung zweitgeteilten Innenring (3), einen in axialer Richtung einteiligen Außenring (3) sowie in zwei Reihen und in radialer Richtung zwischen dem Innenring (3) und dem Außenring (2) angeordnete Wälzkörper (12) umfasst,

c) der Innenring (3) eine dem Außenring (2) zugewandte Innenring-Außenwand (9) hat, an der im Bereich der beiden axialen Enden jeweils ein Dichtungssitz (19) vorgesehen ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

d) der Innenring (3) an den beiden axialen Enden jeweils mindestens um die axiale Ausdehnung des Dichtungssitzes (19) in axialer Richtung länger ist als der Außenring (2), und

e) jeweils eine der Lagerdichtungen (24) zwischen einem der Dichtungssitze (19) und der Aufnahme-Innenwand (23) angeordnet ist.
Lagereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (2) in axialer Richtung gerade lang genug ist, um die beiden Reihen der Wälzkörper (12) zu überdecken. Lagereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Außenring (2) und der Aufnahme-Innenwand (23) eine Passsitzverbindung vorgesehen ist. Lagereinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerdichtungen (24) auch die Passsitzverbindung abdichten. Lagereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (2) eine Außenring-Außenwand (7) mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Nut (14) hat, wobei die Nut (14) axial zwischen den beiden Bereichen angeordnet ist, in denen sich die beiden Reihen der Wälzkörper (12) befinden. Lagereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme-Innenwand (23) weitgehend glatt ausgebildet ist. Lagereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (2) aus einem Kugellager-Stahl besteht. Lagereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeteil (21) aus einem Gussmaterial besteht. Lagereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeteil als insbesondere drehbare Nabe (21) ausgebildet ist.






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