DE102005059079A1

DE102005059079A1 - Dichtungseinrichtung für fettgeschmierte Wälzlager

Info

Publication number: DE102005059079A1
Application number: DE102005059079A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Birkenmaier
Original assignee: TEXparts GmbH
Current assignee: TEXparts GmbH
Priority date: 2005-12-10
Filing date: 2005-12-10
Publication date: 2007-06-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtungseinrichtung für fettgeschmierte Wälzlager, vorzugsweise mit einem breiten Außenring, wobei der Außenring über wenigstens eine Laufrille für Wälzlagerkugeln sowie über Einstiche zum Festlegen von Deckscheiben verfügt. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Deckscheibe (5) im Bereich ihres Außendurchmessers eine zylindrisch-konisch-zylindrische Kontur (6, 7, 8) aufweist, wobei ein im Durchmesser (d¶1¶) kleinerer, erster zylindrischer Teil (6) am Innendurchmeser (D) des Außenringes (9) anliegt und ein im Durchmeser (d¶2¶) größerer, zweiter zylindrischer Teil (8) im Einbauzustand in einen Einstich (10) des Außenringes (9) eingerastet ist, dessen Durchmesser (D¶2¶) geringfügig über dem Innendurchmesser (D) des Außenringes (9) des Wälzlagers (11) liegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungseinrichtung für fettgeschmierte Wälzlager gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Im Maschinenbau ist es seit langem bekannt, dass Wälzlager, um eine möglichst lange Lebensdauer zu erreichen, ausreichend mit Schmiermitteln versorgt werden müssen und dass verhindert werden muss, dass von außen Schmutz oder dgl. in die Lager eindringen kann.
Es ist bei solchen Wälzlagern daher, insbesondere bei einem Einsatz unter erschwerten Bedingungen, üblich, entsprechende Dichtungseinrichtungen vorzusehen, die einerseits das Schmiermittel in den Lagern zurückhalten und andererseits das Eindringen von Schmutz in die Lager verhindern.
Da in der Textilindustrie, beispielsweise in Spinnereien oder in Spulereien, aufgrund stark staub- bzw. faserflugbelasteter Luft oft besonders schwierige Arbeitsbedingungen gegeben sind, ist es insbesondere in der Textilmaschinenindustrie seit langem gebräuchlich, an Textilmaschinen eingesetzte Wälzlager mit entsprechenden Dichtungseinrichtungen zu versehen.
Derartige Dichtungseinrichtungen für Wälzlager sind daher in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und in zahlreichen Schutzrechtsanmeldungen ausführlich beschrieben.

Die EP 0 909 063 B1 beschreibt beispielsweise wälzgelagerte Druckrollen für Textilmaschinen.

Die Wälzlager dieser Druckrollen sind dabei beidseitig durch feststehende Abdeckscheiben verschlossen.

Nachteilig bei dieser bekannten Konstruktion ist allerdings, dass die äußere der beiden stillstehenden Dichtscheiben am rotierenden Außenring schleift und dadurch einem nicht unerheblichen Verschleiß unterworfen ist.

Zwischen der inneren Dichtscheibe und dem rotierenden Außenring ist zwar ein Spalt gegeben, der ein Anlaufen der stillstehenden Dichtscheibe an den rotierenden Außenring verhindert; bei einer solchen Ausbildung besteht allerdings die Gefahr, dass während des Betriebes, unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft, durch diesen Spalt Schmiermittel austritt.

Durch die DE 93 07 931 U oder die DE 1 510 920 A sind weitere wälzgelagerte Einrichtungen für Textilmaschinen bekannt.

Die Dichtungseinrichtungen dieser Wälzlager sind am Außenring des Wälzlagers festgelegt und rotieren mit dem Außenring.

In der DE 93 07 931 U ist zum Beispiel ein sogenanntes Rollengehänge einer Ringspinnmaschine beschrieben.

Die durch einen Antriebsriemen beaufschlagten Rollen weisen dabei jeweils ein Wälzlager auf, das beidseitig durch scheibenartige Abdeckmittel verschlossen ist.

Die Abdeckmittel, die gleichzeitig Führungen für den Antriebsriemen bilden, sind dabei jeweils in relativ großen, radialen Einstichen festgelegt, die endseitig in den rotierbaren Außenring des Wälzlagers eingearbeitet sind.

Die DE 1 510 920 A betrifft Druckwalzen eines Streckwerkes einer Spinnereimaschine.

Bei diesen bekannten Druckwalzen weisen die Wälzlager scheibenartige Sicherungs- und Abdeckmittel auf, die ebenfalls in relativ großen, radialen Einstichen festgelegt sind, die endseitig in die rotierbaren Außenringe des Wälzlagers eingearbeitet sind.

Durch die Sicherungs- und Abdeckmittel wird einerseits die Mantelhülse des Streckwerkes axial auf dem Wälzlager fixiert und andererseits das Wälzlager geschützt.

Vergleichbare Dichtungseinrichtungen für Wälzlager sind auch durch die gattungsbildende DE 36 12 066 A1 bekannt.

Diese Schutzrechtsanmeldung beschreibt eine Druckrolle für eine sogenannte Fadenabzugseinrichtung einer Textilmaschine.

Das Wälzlager der Druckrolle weist ein feststehendes inneres Lagerteil mit einer speziellen Laufrille für die Wälzlagerkugeln sowie einen benachbarten Einstich auf, der mit einer am rotierbaren Außenring des Wälzlagers angeordneten Dichtscheibe korrespondiert.

Der breite Außenring dieses Wälzlagers ist ebenfalls mit einer Laufrille für die Wälzlagerkugeln ausgestattet und verfügt außerdem, beidseitig der Kugellaufrille, über mehrfach abgesetzte Einstiche.

Die Einstiche, deren Durchmesser jeweils deutlich größer als der Innendurchmesser des Außenringes sind, bilden dabei eine definierte Anlageschulter für Deckscheiben, die eine im Querschnitt etwa L-förmige Kontur aufweisen.

Nachteilig bei den vorbeschriebenen Dichtungseinrichtungen mit am Außenring eines Wälzlagers festgelegten Deckscheiben ist, dass diese Deckscheiben zu ihrer Parallelausrichtung im Außenring eine deutliche axiale Anlageschulter benötigen.

Das heißt, die Außenringe müssen, um die Deckscheiben plangenau festlegen zu können, jeweils mit Einstichen versehen sein, die eine stark gestufte Form sowie eine nicht unerhebliche Tiefe aufweisen.

Da die Erstellung solcher Einstiche auf einem Drehautomaten mittels eines entsprechenden Formstahles erfolgt, ergibt sich ein relativ hohes Zerspanvolumen in radialer Richtung. Insbesondere bei breiten Außenringen gestaltet sich die Erstellung des hinteren Einstiches dabei oft etwas problematisch.

Das heißt, da der entsprechende Formstahl zum Ausdrehen der Einstiche einen relativ schwachen Querschnitt aufweist, muss beim Ausdrehen der Einstiche mit einem sehr geringem Vorschub des Formstahles gearbeitet werden, da sonst leicht sogenannte Rattermarken im Außenring entstehen.

Ausgehend von Wälzlagern der vorbeschriebenen Gattung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungseinrichtung für Wälzlager zu schaffen, die so ausgebildet ist, dass die Deckscheiben funktionsgerecht ausgerichtet im Außenring eines Wälzlagers festlegbar sind, wobei der Fertigungsaufwand für die Wälzlager, insbesondere was die Herstellung der Außenringe betrifft, minimiert werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dichtungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen einer solchen Dichtungseinrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Ausbildung einer Dichtungseinrichtung mit Deckscheiben, die im Bereich ihres Außendurchmessers eine zylindrisch-konisch-zylindrische Kontur aufweisen, hat den Vorteil, dass solche Deckscheiben problemlos auch in den Außenringen von Wälzlagern festlegbar sind, deren Einstiche nur eine relativ geringe Tiefe und Breite aufweisen.

Der im Durchmesser kleinere, erste zylindrische Teil der Außenkontur der Deckscheibe liegt dabei an der Innenbohrung des Außenringes an und sorgt für einen zentrischen, planschlagfreien Sitz der Deckscheibe am Außenring, während der zweite zylindrische, im Durchmesser etwas größere Teil der Außenkontur mit elastischer Vorspannung in den Einstich einrastet und für eine sichere Fixierung sowie eine definierte Positionierung der Deckscheibe am Außenring sorgt.

Durch die einfache, im Wesentlichen zylindrische Bohrungsform des Außenringes des Wälzlagers wird das Zerspanungsvolumen bei der Herstellung der Außenringe der Wälzlager, speziell bei der Erstellung der Einstiche, gering gehalten.

Trotz einer relativ großen Breite und eines verhältnismäßig kleinen Innendurchmessers können die erfindungsgemäßen Außenringe daher im Doppelabstich gefertigt werden.

Das heißt, aufgrund der relativ geringen radialen Zerspanung bei der Erstellung der Einstiche können, zum Beispiel auf einem Mehrspindeldrehautomaten, hintereinander mehrere Außenringe in einem Arbeitsprozess mit Einstichen versehen und anschließend auf die erforderliche Länge abgestochen werden.

Wie im Anspruch 2 beschrieben, ist in vorteilhafter Ausführungsform vorgesehen, dass ein erster zylindrischer Teil der Außenkontur der Deckscheibe über einen konischen Teil elastisch mit einem zweiten zylindrischen Teil der Kontur sowie mit einer Dichtwand der Deckscheibe in Verbindung steht.

Der erste zylindrische Teil der Kontur sorgt dabei in Verbindung mit dem in den Einstich eingerasteten zweiten zylindrischen Teil der Kontur dafür, dass die Dichtwand der Deckscheibe stets so positioniert ist, dass einerseits kein Schmiermittel aus dem Wälzlager austreten und andererseits kein Schmutz oder dergleichen in das Lager eindringen kann.

Vorteilhafterweise weist die Deckscheibe eine Dichtwand auf, die den Innenring des Wälzlagers unter Bildung eines schmalen Spaltes umschließt.

Die Dichtwand ist dabei, wie im Anspruch 3 dargelegt, im Wesentlichen radial angeordnet und scheibenartig ausgebildet. Bei einer solchen vorteilhaften Ausbildung ist sowohl sichergestellt, dass an der Dichtwand im Bereich des Innenringes kein Verschleiß auftritt, als auch gewährleistet, dass während des Betriebes, wenn das Schmiermittel dem Einfluss von Zentrifugalkräften ausgesetzt ist, kein Schmiermittel aus dem Wälzlager austreten kann.

In bevorzugter Ausführungsform ist die Dichtwand bezüglich der Stirnflächen des Wälzlagers unter einem Winkel geneigt angeordnet (Anspruch 4).

Durch eine solche Ausbildung kann der Schmiermittelraum des Wälzlagers ohne Vergrößerung des Bauraumes maximiert werden, was sich positiv auf die Lebensdauer des Wälzlagers auswirkt.

Gemäß Anspruch 5 weist in einer ersten Ausführungsform die zylindrisch-konisch-zylindrische Kontur der Deckscheibe in Verbindung mit der radial anschließenden Dichtwand eine im Querschnitt eine etwa T-förmige Ausbildung auf.

Eine solche T-förmige Ausbildung ist besonders dann vorteilhaft, wenn der für das Wälzlager zur Verfügung stehende Bauraum sehr beschränkt ist.

Das heißt, durch die im Querschnitt T-förmige Ausbildung der Deckscheibe kann eine sichere Abdichtung des Wälzlagers realisiert werden, ohne dass der Schmiermittelraum des Lagers zu sehr eingeschränkt wird.

Die im Anspruch 6 beschriebene Ausführungsform mit einer im Querschnitt L-förmigen Ausbildung der Deckscheibe kann dagegen mit Vorteil dann zum Einsatz gebracht werden, wenn ausreichend Bauraum für das Wälzlager und damit für den Schmiermittelraum zur Verfügung steht.

Wie in den Ansprüchen 7 und 9 beschrieben, liegt die maximale Tiefe der im Außenring des Wälzlagers angeordneten Einstiche zwischen 0,2 und 1 mm.

Vorzugsweise weisen diese Einstiche eine Tiefe 0,4 mm auf.

Die Länge der Einstiche im Bereich ihrer maximalen Tiefe beträgt zwischen 0,4 und 1 mm.

In vorteilhafter Ausführungsform ist dieser Bereich zwischen 0,5 und 0,6 mm lang.

Die Einstiche laufen außerdem, wie im Anspruch 8 beschrieben, vorzugsweise in Richtung auf die Laufrille im Außenring des Wälzlagers konisch aus.

Durch die in den Ansprüchen 7–9 beschriebene Ausführungsform der Einstiche wird einerseits das Zerspanvolumen bei der Erstellung der Einstiche minimiert, anderseits wird durch eine solche Ausführungsform der Einstiche aber auch gewährleistet, dass die Deckscheiben im Außenring des Wälzlagers ordnungsgemäß fixierbar sind.

Durch die im Anspruch 10 beschriebene Ausbildung der Deckscheiben als gespritztes Kunststoffteil kann nicht nur eine maßgenaue Herstellung dieser Bauteile sichergestellt werden, sondern, insbesondere bei größeren Stückzahlen, auch eine kostengünstige Fertigung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt:
1 in perspektivischer Ansicht eine Fadenabzugseinrichtung einer Textilmaschine, mit einer Druckrolle, die ein Wälzlager mit einer erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung aufweist,
2 ein Wälzlager mit einer erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung, im Schnitt,
3 eine Deckscheibe der erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung, ebenfalls im Schnitt,
4 die Einzelheit X der 1 in einem größeren Maßstab.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Dichtungseinrichtung am Beispiel einer insgesamt mit der Bezugszahl 1 gekennzeichneten Fadenabzugseinrichtung einer Offenend-Spinnmaschine dargestellt. Solche, an sich bekannten Fadenabzugseinrichtungen 1 verfügen im Wesentlichen über eine mittels eines Einzelantriebes 3 reversibel antreibbare Fadenabzugswalze 2 sowie über eine auf der Fadenabzugswalze 2 aufliegende, federkraftbeaufschlagte Druckrolle 4.
Wie angedeutet, wird bei solchen Einrichtungen der Faden 16 während des Spinnbetriebes kraftschlüssig zwischen der Fadenabzugswalze 2 und der Druckrolle 4 geklemmt und dabei von der in Richtung R rotierenden Fadenabzugswalze 2 in Fadenlaufrichtung F befördert.
Die Druckrolle 4 ist, wie an sich bekannt und insbesondere aus 2 ersichtlich, mit einem begrenzt kippbeweglichen Wälzlager 11 ausgestattet, das mit seinem Innenring 13 auf einem (nicht dargestellten) Lagerbolzen eines Druckrollen-Belastungshebels festgelegt ist.
Der Innenring 13, der einen Innendurchmesser D_i aufweist, ist endseitig jeweils mit äußeren und inneren Anfasungen versehen. Der Innenring 13 verfügt außerdem auf seinem Außenumfang 17 über eine Laufrille 18 für Wälzlagerkugeln 19, die ihrerseits in einen Käfig 21 eingerastet sind.
Neben diesem Innenring 13 weist das Wälzlager 11, wie üblich, auch einen Außenring 9 auf.
Dieser relativ breite Außenring 9 verfügt im Bereich seiner Innenbohrung 20, die einen Durchmesser D_a aufweist, neben einer Kugellager-Laufrille 15 noch über die erfindungsgemäß ausgebildeten Einstiche 10, in denen positionsgenau und sicher Deckscheiben 5 fixierbar sind.
Wie insbesondere aus 4 ersichtlich, weisen die Einstiche 10 eine maximale Tiefe T sowie in diesem Bereich eine maximale Länge L auf und laufen anschließend in Richtung auf die Laufrille 15 des Außenringes 9 des Wälzlagers 11 konisch aus. In jeden der Einstiche 10, die einen Durchmesser D_Ein aufweisen, ist eine Deckscheibe 5 eingerastet, die jeweils eine zylindrisch-konisch-zylindrische Außenkontur 6, 7, 8 aufweist. Das heißt, der mit einem Durchmesser D₂ größere Teil 8 der Außenkontur der Deckscheibe 5 federt elastisch in den Bereich des Einstiches 10 ein, der die maximale Tiefe T aufweist und positioniert dabei die Deckscheibe 5 nicht nur in axialer Richtung, sondern fixiert die Deckscheibe 5 auch kraftschlüssig.
Gleichzeitig legt sich der mit einem Durchmesser D₁ auf die Innenbohrung 20 des Außenringes 9 abgestimmte Teil 6 der Außenkontur der Deckscheibe 5, der über einen konischen Teil 7 mit dem Teil 8 der Außenkontur der Deckscheibe 5 verbunden ist, an die Innenbohrung 20 des Außenringes 9 an und sorgt dabei für einen planschlagfreien Sitz der Deckscheibe 5 am Außenring 9 des Wälzlagers 11.
Im Einbauzustand der Deckscheibe 5 ragt deren Dichtwand 12 radial nach innen und umschließt dabei den Innenring 13 des Wälzlagers 9 mit etwas Spiel.
Die Dichtwand 12, die vorzugsweise bezüglich der Stirnseiten 14 des Wälzlagers 11 unter einem Winkel α angeordnet ist, dichtet einen Schmiermittelraum 22, in dem die Kugeln 19 des Wälzlagers 11 umlaufen, gegenüber der Umgebung ab.
Das heißt, der Schmiermittelraum 22 ist durch die mit dem Außenring 9 rotierende Deckscheibe 5 im Bereich des Außenringes 9 hermetisch abgedichtet, während zwischen dem feststehendem Innenring 13 des Wälzlagers 11 und der Dichtwand 12 der Deckscheibe ein Spalt 23 von relativ geringer Breite gegeben ist.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.
Insbesondere hinsichtlich der Ausbildung der Deckscheibe 5 sind weitere Ausführungsformen der Erfindung möglich, ohne dass dadurch der allgemeine Erfindungsgedanke verlassen wird.
Die Deckscheibe 5 kann beispielsweise anstelle des in den Figuren dargestellten T-förmigen Querschnittes auch einen L-förmigen Querschnitt aufweisen.
Durch einen solchen L-förmigen Querschnitt der Deckscheibe 5 kann zum Beispiel, beim Vorliegen entsprechender Bauverhältnisse, der Schmiermittelraum 22 des Wälzlagers 11 vergrößert werden, was bei Wälzlagern immer vorteilhaft ist.

Claims

Dichtungseinrichtung für fettgeschmierte Wälzlager, vorzugsweise mit einem breiten Außenring, wobei der Außenring über wenigstens eine Laufrille für Wälzlagerkugeln sowie über Einstiche zum Festlegen von Deckscheiben verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe (5) im Bereich ihres Außendurchmessers eine zylindrisch-konisch-zylindrische Kontur (6, 7, 8) aufweist, wobei ein im Durchmesser (d₁) kleinerer, erster zylindrischer Teil (6) am Innendurchmesser (D) des Außenringes (9) anliegt und ein im Durchmesser (d₂) größerer, zweiter zylindrischer Teil (8) im Einbauzustand in einen Einstich (10) des Außenringes (9) eingerastet ist, dessen Durchmesser (D₂) gerinfügig über dem Innendurchmesser (D) des Außenringes (9) des Wälzlagers (11) liegt.
Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste zylindrische Teil (6) über den konischen Teil (7) elastisch mit dem zweiten zylindrischen Teil (8) der Kontur sowie mit einer Dichtwand (12) in Verbindung steht.
Dichtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen radial angeordnete Dichtwand (12) scheibenartig ausgebildet ist und einen Innenring (13) des Wälzlagers (11) mit geringem Spiel umschließt.
Dichtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtwand (12) bezüglich der Stirnflächen (14) des Wälzlagers (11) unter einem Winkel (α) geneigt angeordnet ist.
Dichtungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrisch-konischzylindrische Kontur (6, 7, 8) und die radial anschließende Dichtwand (12) im Querschnitt eine etwa T-förmige Ausbildung aufweisen.
Dichtungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrisch-konischzylindrische Kontur (6, 7, 8) und die radial anschließende Dichtwand (12) im Querschnitt eine etwa L-förmige Ausbildung aufweisen.
Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Tiefe (T) der Einstiche (10) im Außenring (9) zwischen 0,2 und 1 mm, vorzugsweise 0,4 mm, beträgt.
Dichtungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstiche (10) in Richtung auf die Laufrille (15) des Wälzlagers (11) konisch auslaufen.
Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) der maximalen Tiefe (T) der Einstiche (10) zwischen 0,4 und 1 mm, vorzugsweise 0,5 bis 0,6 mm, beträgt.
Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe (5) als gespritztes Kunststoffteil ausgebildet ist.