Dokumentenidentifikation |
DE3120660C2 05.11.1987 |
Titel |
Wellenlagerblock |
Anmelder |
Reliance Electric Co., Mishawaka, Ind., US |
Erfinder |
Tooley, Robert W., Osceola, Ind., US |
Vertreter |
Hauck, H., Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing., 8000 München; Schmitz, W., Dipl.-Phys.; Graalfs, E., Dipl.-Ing., 2000 Hamburg; Wehnert, W., Dipl.-Ing., 8000 München; Döring, W., Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anw., 4000 Düsseldorf |
DE-Anmeldedatum |
23.05.1981 |
DE-Aktenzeichen |
3120660 |
Offenlegungstag |
18.02.1982 |
Veröffentlichungstag der Patenterteilung |
05.11.1987 |
Veröffentlichungstag im Patentblatt |
05.11.1987 |
IPC-Hauptklasse |
F16C 33/78
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Zusammenfassung |
Eine Dichtung für ein Lager mit einem Gehäuse, welches eine Öffnung zur Aufnahme einer Welle aufweist, wobei in dem Gehäuse ein Lagereinbau gelagert ist und einen Innenring zur Aufnahme der Welle besitzt. In der Gehäuseöffnung ist angrenzend an den Innenring eine Dichtung, bestehend aus einem Ring mit einer radial verlaufenden, nach außen gerichteten flachen Oberfläche gelagert, und auf dem Innenring ist eine Dichtung gelagert, die nach Art eines V-Ringes ausgebildet sein kann und eine Lippe aufweist, die auf der radialen Oberfläche des Ringes aufsitzt und eine Reibung gegen diese ausübt. Auf dem Ring können Überwürfe zur Anwendung kommen, um die mit einer Lippe versehene Dichtung in der richtigen Beziehung mit dem Ring auf dem Innenring zu halten. Die Beziehung der Lippe zum Metallring ist derart, daß der Lagereinbau durch das Herausströmen von Schmiermittel nach außen gereinigt wird, jedoch gegenüber dem Eintritt von Fremdkörpern geschützt ist. Bei einigen Abwandlungen kann eine Hilfsdichtung, die mit Bezug auf die mit einer Lippe versehene Dichtung nach außen angeordnet ist, zur Anwendung kommen.
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Beschreibung[de] |
Die vorliegende Erfindung betrifft einen
Wellenlagerblock nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE-Z: Maschinenmarkt, Würzburg - Nr. 66 - 16.
August 1974, S. 1283-1286 ist ein Wellenlagerblock
bekannt, bei dem der innere Laufring gleichlang
ausgebildet ist wie der äußere Laufring und bei dem der
vorgesehene Dichtungsring unmittelbar an der Welle gelagert
ist.
Aus der DE-OS 26 01 798 ist ein Wellenlagerblock bekannt,
bei dem der Innenring zwar eine axiale Verlängerung
gegenüber dem Außenring aufweist und bei dem auf dieser
Verlängerung ein Dichtungsring montiert ist; dieser
Dichtungsring erstreckt sich jedoch zwischen Innenring
und Außenring und bildet somit keine Abdichtung zwischen
dem Innenring und dem Gehäuse. Dies hat den Nachteil,
daß eine zweite Dichtung zwischen dem Außenring und dem
Gehäuse vorgesehen sein muß.
Ein weiterer Wellenlagerblock ist im SKF Prospekt WTS
87, 1966, S. 13 beschrieben. Der hierbei vorgesehene
Dichtungsring ist jedoch nicht am Innenring des Lagers
befestigt.
Es ist auch bereits bekannt (Merkel Prospekt VR 123
(4. 73-10) 2, S. 4), bei einem Wellenlagerblock einen
vorgesehenen V-Ring nicht am Innenring zu lagern, sondern
an einem separaten Teil. Hierbei besitzt in der Regel
auch immer der Innenring die gleiche Länge wie der
Außenring. Nur bei den schräg einwärts geneigten Rollen
ist der Innenring in Axialrichtung geringfügig länger
ausgebildet als der Außenring; jedoch ist auch hierbei
ausdrücklich der V-Ring auf einem separaten Teil
gelagert.
Beim Gegenstand der US-PS 14 21 838 erstreckt sich der
vorgesehene Dichtungsring zwischen Innenring und
Außenring und bildet keine Abdichtung zwischen dem Innenring
und dem Gehäuse.
Ein Wellenlagerblock mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Patentanspruchs 1 ist aus der DE-OS 19 45 673
bekannt. Beim Gegenstand dieser Veröffentlichung ist der
Dichtungsring direkt an der Welle gelagert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Wellenlagerblock der angegebenen Art zu schaffen, dessen
Lager bereits vor der Montage der Welle geschmiert
werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Wellenlagerblock der angegebenen Art mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Lösung kann das Lager
bereits vollständig, d. h. mit der Lagerdichtung, vor der
Montage der Welle im Herstellerwerk zusammengebaut
werden, wobei bereits eine Vorschmierung durchgeführt
werden kann, da die Dichtung für eine abgedichtete Kammer
sorgt. Dies ist bei Lagern nicht der Fall, bei denen
der Dichtungsring unmittelbar auf der Welle montiert
ist.
Erfindungsgemäß wird eine relativ einfach aufgebaute
Dichtung zwischen dem Innenring des Lagers und dem
Gehäuse vorgesehen. Wenn zwei Dichtungen vorgesehen sind,
gestattet wenigstens eine Dichtung eine Reinigung des
Lagers, verhindert jedoch den Eintritt von Fremdkörpern
während des Betriebes desselben oder während der Zeit,
während das Lager von der Betriebstemperatur auf
Raumtemperatur abkühlt. Der zur Erlangung der Dichtwirkung
durch die Lippe erforderliche leichte Druck ist derart,
daß zwischen der Lippe und der entsprechenden Scheibe
nur eine geringe oder gar keine Abnutzung auftritt, so
daß die Dichtung eine besonders lange Lebensdauer
besitzt und wenig Wartung erforderlich ist. Gleichzeitig
wird eine wirksame Reinigung des Lagers und ein Schutz
desselben vor Schmutz, Feuchtigkeit und anderen
Fremdkörpern ermöglicht. Der Zusammenbau des Lagers
einschließlich der Dichtungen kann im Herstellerwerk durchgeführt
werden, und das Lager verlangt keinerlei Ausbau am
Verwendungsort, so daß eine Vorschmierung des Lagers
erreicht und der Eintritt von Fremdkörpern vor der
Verwendung sowie auch während der Verwendung des Lagers
verhindert wird.
Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus
den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von
Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Wellenlagerblocks
mit Welle, wobei ein Teil des Lagerblocks entfernt ist;
Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt des in Fig. 1 gezeigten
Lagerblocks gemäß Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 einen Teilschnitt ähnlich Fig. 2 durch eine andere
Ausführungsform eines Wellenlagerblocks;
Fig. 4 einen Teilschnitt ähnlich Fig. 2 durch eine weitere
Ausführungsform eines Wellenlagerblocks;
Fig. 5 einen Teilschnitt ähnlich Fig. 2 durch eine
vierte Ausführungsform eines Wellenlagerblocks; und
Fig. 6 einen Teilschnitt ähnlich Fig. 2 durch eine fünfte
Ausführungsform eines Wellenlagerblocks.
In Fig. 1 ist mit 10
ein Wellenlagerblock mit einem Gehäuse 12 und einem Lager
14 bezeichnet. Das Lager ist in dem Hohlraum des Lagerblocks gelagert
und wird durch das Gehäuse gestützt. Es
besteht aus einem Außenring 16, einem
Innenring 18 und zwei Reihen von Rollenlagern 20 und 21, wobei die
Rollenlager durch Käfige 24 bzw. 26 an ihrem Platz zwischen
dem Außen- und Innenring gehalten werden. Wenn das Lager
installiert ist, erstreckt sich eine Welle
durch die Öffnung 28 des Innenringes 18
und steht nach außen von dessen Enden vor.
Der Innenring ist auf der Welle
durch ein Paar Klemmringe 30 und 32 und eine Anzahl
Stellschrauben 34 und 36 in den entsprechenden Klemmringen 30 und 32,
die sich durch Löcher in dem Innenring erstrecken und
auf der Welle aufsitzen, fixiert. Das Lager wird durch einen
Ansatz 38 geschmiert, der in einer Gewindebohrung 40 im oberen
Abschnitt des Gehäuses 12 gelagert ist. Das Gehäuse ist mit
einer Grundplatte 42 versehen, welche ein Loch 44 auf jeder
Seite der Grundplatte enthält, um den Lagerblock auf einer
Stützeinheit zu befestigen. Das Lager wird durch
Sprengringe 46 und 48, die in Nuten in dem Gehäuse auf
gegenüberliegenden Seiten des Außenringes 16 angeordnet sind, in
seiner Arbeitsstellung im Lagerblock positioniert.
Dichtungen
sind auf gegenüberliegenden Seiten des Lagers angeordnet
und durch die Bezugszeichen 60 und 62 gekennzeichnet.
Die Dichtung
60 besteht aus einer Metallscheibe 64, die sich von der Innenseite
der Bohrung des Gehäuses nach innen erstreckt und einen Flansch
66 aufweist, welcher eng anliegend auf der Innenseite der Gehäusebohrung
aufsitzt und die Scheibe fest an ihrem Platz im Gehäuse hält.
Bei der Scheibe handelt es sich um einen flachen plattenartigen Körper
mit einer glatten ununterbrochenen, nach außen gerichteten
Oberfläche. Auf ein Ende des Innenringes 18 ist ein V-Ring 70
aufgesetzt, der eine ringförmige Lippe 72 aufweist, welche sich
seitwärts nach innen erstreckt und über ihren vollen Umfang auf
der Außenfläche der Scheibe 64 aufsitzt. Der V-Ring 70
sitzt fest auf dem Innenring auf, und es wird, wenn sich die
Lippe in richtiger Berührung mit der Außenseite der Scheibe 64
befindet, eine wirksame Schmiermitteldichtung zwischen dem
Innenring und der Bohrung des Gehäuses erzeugt und
aufrechterhalten. Die Scheibe 64 ist im Abstand vom Innenring angeordnet
und bildet dadurch eine ringförmige Öffnung 74, durch welche
Schmiermittel strömen kann, wenn der Lagerblock geschmiert wird,
und gestattet ferner eine Entlastung des durch Hitze in dem
Lager erzeugten Innendruckes durch den Durchgang von Luft und
Schmiermittel durch die Öffnung 74 und an der Lippe 72 vorbei.
Der V-Ring 70 wird relativ zu der Scheibe 64 durch den Klemmring 30
in der richtigen Stellung gehalten.
Die Scheibe 64 ist am Gehäuse befestigt und verbleibt somit
stationär, während der V-Ring 70 in enger Anlage um den Umfang des
Innenringes gepaßt ist und mit diesem umläuft. Die Art, in welcher
die Lippe des V-Ringes auf der Scheibe 64 aufsitzt, gestattet den
Austritt von Schmiermittel, Luft und Dampf aus dem Lager
und verhindert den Eintritt von Schmutz, Feuchtigkeit und
anderen Fremdkörpern in das Lager. Im Betrieb gestattet die
Dichtung ohne weiteres eine Reinigung des Lagers durch
Hindurchlassen des Schmiermittels zwischen der Lippe 72 und der
Scheibe 64, und Fremdkörper werden durch den Aufsitz der
Lippe auf der Scheibe sowie deren Gleitberührung daran
gehindert, in das Lager einzutreten. Obwohl die Lippe
normalerweise nur leicht auf der Scheibe aufsitzt, verhindert sie
wirksam das Eindringen von Fremdkörpern in das Lager.
Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform eines Wellenlagerblocks
ist in vieler Hinsicht der in Fig. 2
gezeigten Ausführungsform ähnlich, abgesehen davon, daß eine der
Dichtungen in einer Stellung angeordnet ist, die eine Anordnung
des Lagers und der Welle in senkrechter Lage gestattet, ohne daß
irgendein wesentlicher Verlust von Schmiermittel während
des Betriebes des Lagers auftritt. Bei dieser Ausführungsform ist die
Dichtung 62, die nach Einbau auf der Unterseite des Lagers
liegt, durch Umkehrung der relativen Lagen des V-Ringes 70&min; und
der Scheibe 64&min; abgewandelt, so daß die Lippe 72&min; des V-Ringes
70&min; die Innenseite der Scheibe 64&min; erfaßt, wobei die Scheibe 64&min;
außerhalb des V-Ringes angeordnet ist. Bei dieser
Ausführungsform funktioniert der V-Ring der Dichtung 60 in derselben Weise
wie in Verbindung mit der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform
beschrieben; jedoch verhindert die Lippe 72&min; des V-Ringes 70&min;
ein Herausströmen des Schmiermittels nach außen, und es wird
normalerweise ein ausreichender Druck durch das Schmiermittel
auf die Lippe ausgeübt, um sie ausreichend fest auf der Scheibe
64&min; zum Aufsitzen zu bringen, so daß der Eintritt von
Fremdkörpern in das Lager durch die Dichtung 62 auf ein Mindestmaß
herabgesetzt ist.
Die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform der Erfindung entspricht
im wesentlichen der in Fig. 2 gezeigten
Ausführungsform, wobei der Hauptunterschied in der Verwendung einer Scheibe
90 auf einer Seite des Lagers anstelle des Klemmringes 32
besteht. Die Scheibe 90 besitzt einen Flansch 92, welcher in
enger Anlage an der Innenwand der Bohrung des Gehäuses 12 sitzt und durch
eine enge Passung daran gehalten wird. Der V-Ring 70&min; sitzt
auf dem Innering 18 zwischen den Scheiben 64&min; und 90, wobei
die Lippe des V-Ringes auf der nach außen gerichteten Fläche
der Scheibe 64&min; sitzt. Der V-Ring wird durch die beiden Scheiben
64&min; und 90 an seinem Platz gehalten, und die beiden Scheiben
bilden zusammen mit der V-Ringdichtung eine wirksame
Labyrinthdichtung, wobei die Lippe eine Ventilfunktion ausführt, die
eine Reinigung des Lagers durch den Austritt von Schmiermittel
aus dem Lager zuläßt, jedoch den Eintritt von Schmutz,
Feuchtigkeit und anderen Fremdkörpern durch die Dichtung in das Lager
infolge des Aufsitzens der Lippe auf der Ringfläche
der Scheibe 64&min; verhindert. Das Lager 60 ist in dieser Darstellung
das gleiche wie das in den Fig. 2 und 3 gezeigte.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform
bei der die Lagerdichtungen, wie
beispielsweise die in Fig. 2 gezeigten, in einem Dichtungssystem
angeordnet sind, in welchem eine Hilfsdichtung benutzt wird;
daher werden zur Bezeichnung gleicher Teile gleiche
Bezugszeichen verwendet. Bei dieser Ausführungsform sind die
Hilfsdichtungen durch Bezugszeichen 100 und 102 bezeichnet, wobei
die Dichtung 100 aus einem ringförmigen Körper besteht, der
an der Außenkante des Gehäuses um die darin befindliche Bohrung
herum befestigt ist und einen Flansch 104 aufweist, der sich
nach innen bis zu einem Punkt in der Nähe der Welle, jedoch mit
Abstand von dieser erstreckt, um eine Öffnung 106 zu bilden.
Die Dichtung 100 schließt den Klemmring 30 ein und bildet darin
einen Hohlraum 108, welcher mit der Dichtung 60 in Verbindung
steht. Der Hohlraum 108 wird durch einen Ansatz 110 geschmiert,
und das durch den Ansatz in den Hohlraum injizierte
Schmiermittel wird durch die Öffnung 106 nach außen gedrückt und an einem
Eintritt in das Lager durch die Lippe des V-Ringes 70
gehindert. Somit kann das Schmiermittel die Hilfsdichtung 100
lediglich durch Fließen durch die Öffnung 106 nach außen reinigen.
Bei der gezeigten Ausführungsform besteht die
Hilfsdichtung 102 aus einer Platte 112 mit einem ringförmigen Flansch
114, der durch eine Anzahl Schrauben 116 an dem Gehäuse befestigt
ist. Diese Art Hilfsdichtung kann in Fällen benutzt werden,
bei denen die Welle in der Nähe des Endes des Lagers
endet.
Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform
werden die Scheiben 120 und 120&min; entsprechend
den Scheiben 64 und 64&min; durch durch Anlage an einem
ringförmigen Einsatz 124, 126 mittels der durch den mit Gewinde
versehenen Einsatz 126 aufgebrachten Kraft an ihrem Platz gehalten. Der Einsatz 126
ist in die Gewindeöffnung 128 am Ende der Bohrung des Gehäuses
eingesetzt. Wenn der Einsatz 126 gegen die Scheibe 120&min; stößt,
übt der Außenring 16 einen Druck gegen die Scheibe 120 aus, und
die beiden Scheiben und der Innenring werden demzufolge fest an
ihrem Platz und die Scheiben in der richtigen
Stellung relativ zum Lager gehalten. Außerhalb der Scheiben
120 und 120&min; sind V-Ringe 70 und 70&min; angeordnet,
und der V-Ring 70 wird durch einen Klemmring 30 und der V-Ring
70&min; durch eine Schulter 130 an seinem Platz gehalten. Die
Dichtungen arbeiten in derselben Weise wie die Dichtungen 60
und 62 der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform und gestatten
somit eine Reinigung des Lagers, wenn das Schmiermittel
injiziert wird, und während des Betriebes des
Lagers, während sie den Eintritt von Fremdkörpern durch das
Aufsitzen der Lippen 72 und 72&min; auf ihren entsprechenden Scheiben
120 und 120&min; verhindern.
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Anspruch[de] |
- 1. Wellenlagerblock mit einem Gehäuse, welches eine Öffnung
zur Aufnahme einer Welle aufweist, einem innerhalb des
Gehäuses angeordneten und einen sich axial zur
Gehäuseöffnung erstreckenden Innenring und Außenring
aufweisenden Lager, einer Dichtung für das Lager mit einer
innerhalb der Öffnung angeordneten und mit dem Gehäuse
verbundenen Scheibe, die eine glatte Ringfläche aufweist,
die sich radial nach innen erstreckt, und einem axial
außerhalb der genannten Fläche angeordneten V-Ring mit
einer ringförmigen Lippe, die sich etwa radial nach
außen erstreckt und an der glatten Ringfläche der Scheibe
anliegt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Innenring (18) einen sich axial über den
Außenring (16) hinaus erstreckenden Abschnitt aufweist,
daß auf dem Innenring (18) zur Befestigung desselben
an der Welle ein Klemmring (30, 32) angeordnet ist und
daß der V-Ring (70) an dem sich axial über den Außenring
(16) hinaus erstreckenden Abschnitt des Innenringes
(18) montiert ist, wobei der Klemmring (30, 32) ein
Lager für den V-Ring (70) bildet.
- 2. Wellenlagerblock nach Anspruch 1 für eine senkrecht
angeordnete Welle, dadurch gekennzeichnet,
daß bei dem nach dem Einbau an der Unterseite des Lagers
liegenden V-Ring (70&min;) die Scheibe (64&min;) außerhalb des
V-Ringes angeordnet ist, so daß die Lippe (72&min;) an
der Innenseite der Scheibe (64&min;) anliegt.
- 3. Wellenlagerblock nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß außerhalb des V-Ringes
(70&min;) eine weitere Scheibe (90) angeordnet ist, die
den V-Ring (70&min;) zusammen mit der ersten Scheibe
(64&min;) arretiert und zusammen mit der ersten Scheibe
und dem V-Ring eine Labyrinthdichtung bildet.
- 4. Wellenlagerblock nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheibe (120, 120&min;) durch einen mit dem
Gehäuse (12) verschraubten ringförmigen Einsatz (124,
126) gegen den Außenring (16) gepreßt ist.
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Patent Zeichnungen (PDF)
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