-
Geschmiertes Wälz- bzw. Rollager für Ackerschlepper oder dgl.
-
Die Erfindung betrifft ein geschmiertes Wälz- bzw. Rollager für Ackerschlepper
oder dgl., dessen Schaft an beiden Enden zu der relativ zum Schaft drehbar gelagerten
Radnabe abgedichtet, wie mit je einer Öldichtung versehen ist und mindestens ein
kegelstumpfförmiges Lagerteil für diese Nabe aufweist.
-
Solche Rollager sind im Betrieb einer schweren und sich ständig ändernden
Last ausgesetzt, außerdem dem Schlag, Staub und Sand.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vielfach-abgedichtetes,
geschmiertes Lager zu schaffen, das diesen Belastungen widersteht, den Verschleiß
erhöhende Stoffe und ferner Wasser von den Lagerflächen fernhält, aber auch eine
verbesserte Dichteinheit mit vielfachen, konzentrisch zueinander liegenden Stirnseiten
angibt, welches insbesondere für Rollkörper für schwere
Ackerschlepper
mit Kettenantrieb, andere Zugfahrzeuge oder auch gleisgebundene Wälz- bzw. Rollkörper
geeignet ist.
-
Kegelstumpffdrmige Lager sind an sich bekannt Versuche mit diesen
Lagern haben gezeigt, daß sie zwar solcher Belastung widerstehen und hervorragende
Betriebseigenschaften haben, wenn sie diesen Belastungen ausgesetzt werden. Andererseits
ist aber zu berücksichtigen, daß die Oberflächengescwindigkeit des kegelstumpfförmigen
Lagers proportional mit dem konischen Durchmesser des Lagers sich vergrößert und
deshalb ein sehr wirksames Schmiersystem für solche sich erweiternde konische Lager
vorgesehen werden muß, um uner schwerer Last auch im Dauerbetrieb wirksam arbeiten
zu können. Deshalb bezweckt die Erfindung, besonders die Angabe bzw. Schaffung von
Bauteilen, bzw. ihre Anordnung, um einen flüssigen Schmiermittelfilm zwischen den
Lagerflächen eines kegelstumpfförmigen Lagers zu bewegen und aufrechtzuerhalten.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
zwischen den Laggerflächen des Schaftes und der abgestützten Radnabe mindestens
ein, mindestens teilweise hohler kegelstumpfförmige, aus verschleißfestem, schlagdämpfendem
Werksteff bestehende Ausgleichsscheibe angeerdnet, mit ringförmigen Schmierabschnitten
versehen und ferner ein Ölvorratseraum zwischen den entgegengesetzten Enden der
kegelstumpfartigen Lagerfläche vorhanden ist, welcher mit einem Schaftende über
eine Ölzuführung und mit der Lagerfläche des kegelstumpfförmigen
Lagerteiles
über eine Ölzuführung in Verbindung steht, so daß in Betrieb die Lagerfläche durch
das Schmieröl des Ölvorratsraumes kontinuierlich gespeist wird. Also versorgt der
Ölvorratsraum durch einen konstanten Flüssigkeitzstrom die Lagerflächen des kegelstumpfartigen
Lagerkörpers. Herbei ist bedeutsan, daß Ölabdichtungen an jedem Ende zwischen den
Schaft und des Rollkörper bzw. der Rollkörper bzw. Radnabe vorhanden sind.
-
Dichteinheiten für solche Lager, die Schlamm, Staub und Sand ausgesetzt
sind, sind insofern verbesserungsbedürftig, als sie nicht einwandfrei das Schmiermittel
im Inneren des Wälzlagers eder sines anderen Lagerkörpers zurlickzuhalten vermögen.
Sie sind gleichfalls insofern nachteilig, als sie nicht in gen«-gender Weise den
Verschleiß erhöhemde Stoffe zurückzuhelten vermögen, die zu einer Zerstörung der
Lagerflächen des Wälzlagers führen. Deshalb liegt der Erfindung auch die Aufgabe
zugfunde, eine verbilligte, reibungsarme, den Schaft abdichtenda Dichteinheit für
Wälzlager anzugeben, auch für solche iilzlagert die industriell für Fließbänder
benutzt werden0 jedoch ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Abdichtung hierauf
nicht beschränkt und sie eignet sich zur Anwendung in weiten Gebieten der Industrie.
-
Eine Dichteinheit mit einer vielfach-konzentrischen Stirnfläche hat
verschiedene Vorteile gegenüber solchen bekannten Dicht ein heiten, die rotierende
und nicht rotierende ringförmige Dichtelemente verwenden, die nur eine ringförmige
stirnseitige
Dichtfläche haben und, Stirnseite an Stirnseite, flach
die Dichtringe berühren, indem sie durch Federmittel gegeneinander gedrückt werden.
Dies hat seine Ursache darin, daß jegliche Beschädigung der ringförmigen stirnseitigen
Dichtfläche solcher Diclltringe einer Dichteinheit 7tlm Lecken und zum Verlust des
abgedichteten Stoffes führt.
-
Eine in Vielfachbauweise ausgeführte, mit konzentrischen Stisnflächen
versehene Dicht einheit mit rotierenden und nicht rotierenden ringförmigen Dichtelementen,
welche über Federmittel stirnseitig flach gegeneinander in eine Berührungsstellung
gedrückt werden und zwei, drei oder mehr konzentrische Dichtflächen aufweist, die
in den flachen, die Berührung bewirkenden Stirnflächen der Dichtringe gebildet sind,
würde im Betrieb zufriedenstellend arbeiten, wenn einige ihrer konzentrischen Dichtflächen
durch Schrammen und Kavitation beschädigt wUrden.
-
Der Nachteil dieser Dicht einheiten besteht aber darin, daß es notwendig
ist, einen flüssigen Schmierfilm zwischen den vielen konzentrischen Laufflächen
der Dichtringe einzuführen als auch aufrechtzuerhalten und die Trockenreibung zu
verhindern.
-
Beispielsweise kann eine Dicht einheit mit vielfachen konzentrischen
Stirnflächen eine innere, ringförmige Dichtfläche, eine mittlere, ringförmige Dichtfläche
und eine äußere, ringförmige Dichtfläche aufweisen, die in den Stirn3*iten der Dichtringe
gebildet sind, und da nun die innere ringfdrinige Dichtfläche den Zutritt der Schmierflüssigkeit
zu der mittleren
und äußeren ringförmigen Dichtfläche unterbindet,
findet diese Trockenreibung zwischen den mittleren nd äußeren ringförmigen Laufflächen
der Dichtringe statt.
-
Um diesen Trockenverschleiß zu vermeiden, hat man zwar bereits schon
Dichtringe vorgeschlagen, die mit Furchen oder kleinen ausgeschnittenen Alsclinitten
in deii eklappten Stirnflächen der Dichtringe versehen sind, so daß (las abzudichtende
Schmiermittel mit den Laufflächen der Dichtung in t3eriihrune, kommt. Solche Dichteinheiten
lecken jedoch vielfach, weil es sehr schwierig ist, die Menge des zwischen die Laufflächen
der Dichtung nach diesem Verfallren eingeführten Schmiermittels zu überwachen bzw.
zu bemessen.
-
Zwar ist noch vorgeschlagen worden, Dichtringe zu verwenden, die exzentrische
oder ovale Bohrungen oder Umfangsteile aufweisen, die geschmiert werden. Diese,
etwa kreisförmigen Dichtringe erzeugen zwischen den laufenden Flächen der Dichtringe
einen Schmiermittelfilm, aber in solchen, nicht kreisförmigen Dichtringen entsteht
im Schmiermittel eine Pumpenwirkung bei hohen Geschwindigkeiten, und die Dichtung
leckt.
-
Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, bzw. man erzielt
mit ihr die Vorteile, daß die Schmierflüssigkeit zwischen die konzentrischen Laufflächen
der Dichtringe befördert wird, bzw. es wird die Anwendung eines Verfahrens möglich,
das die Lange des zwischen die Laufflächen eingeführten Schmiermittels,
in
engen Grenzen, zu kontrollieren bzw. einzuhalten gestattet und ein Lecken des Schmiermittels
unterbindet, Die erfindungsgemäße Baueinheit dient auch dazu, die Reibung zwischen
den Laufflächen der Dichtringe einer Dichteinheit mit konzentrischen Stirnflächen
in Vielfachbauart, so weit herabzusetzen, daß die Verbindung mittels Stiften zwischen
den Dichtringen und ihren zugehörigen Gehäuseteilen, die sonst zur Unterdrückun
der relativen Drehung erforderlich wären, unterbleiben kann.
-
Deshalb wird erfindungsgemäß ferner vorgeschlagen, zwei Dichtringe
vorzusehen, die aus nachgiebigem, bzw. deformierbarem blaterial bestehen können,
wobei einer der Dichtringe an eine Abstützung, der anders an einen Schaft befestigt
ist. Denn die beiden inneren Stirnflächen der Dichtringe haben flache Gestalt und
jede Stirnseite ist mit zwei oder rnhr kreisförmiger Kanälen versehen, wobei das
Schmiermittel vorzugsweise einer Bohrung der Dichtringe zugeführt wird. Das Eindringen
wird mit Hilfe der Verteilung des Schmiermittels zwischen den Stirnflächen der Dichtringe
erzielt.
-
Um den Fluß des Schmiermittels quer über die ringförmigen Dichtflächen
zu erreichen, die durch die kreisförmigen Kanäle gebildet sind, erstreckt sich ein
radialer Schmierabschnitt einwärts von der Innenseite einer jeden ringförmigen Dichtfläche.
Die radialen Schmierabschnitte erstrecken sich nicht vollständig über die kreisförmigen
Kanäle ud haben Oberflächen,
die auf der gleichen Flciclle wie die
ringförmige Dichtfläche der Dichtringe liegen können. Die Oberflächen der radialen
Schmierabschnitte können flach, leicht angewinkelt oder gewölbt sein.
-
Das flüssige Schmiermittel wird zwischen den ringförmigen Dichtoberflächell
der Dichtringe über die radialen Schmierabschnitte während des 3etri(bes der Dichteinheit
zugeführt, bzw. induziert.
-
Die Verteilungsmenge des flüssigen Schmiermittels über die ringförmigen
Dichtoberflächen wird dadurch kontrolliert, daß die Breite der radialen Sciimierabsclinitte
verschieden bemessen wird, welche mit langsam fallenden oder geneigten Seiten gebildet
werden, damit die Schmierflüssigkeit von den kreisförmigen Kanälen zu den Berührungsoberflächen
der radialen Schmierabscilnitte zu fließen vermag.
-
Diese Verfahrensweise, die Verteilung des flüssigen Schmiermittels
zu den konzentrischen Laufoberflächen der Laufringe zu bewirkeii, kann in sehr engen
Grenzen dadurch überwacht werden, daß die radialen Schmierabschnitte mit Berührungsoberflächen
versehen werden, die leicht nach außen gewölbt sind. Hierdurch kann die aus der
Bohrung und den kreisförmigen Kanälen zugeführte Schmierflüssigkeit tatsächlich
eine fein verteilte radiale Berührung mit der konzentrischen Laufoberflächen der
Dichtringe erhalten.
-
Es ist tatsächlich möglich, einen Flüssigkeitsschmierfilm zwischen
den konzentrischen Laufoberflächen der Dichtringe dadurch
aufrechtzuerhalten,
unter Allwendurlg der erfinderischen Lehre, wobei in vorteilhafter Weise ein Lecken
des Scllrniermittels als auch eine Pumpenwirkung in der Schmierflüssigkeit sicher
vermieden wird und darüber iiiiiaus die Menge der zu den Laufflächen der Dichtung
zugeführten Schmierflüssigkeit genau überwacht werden kann, indem die Breite der
Oberfläche der sich einwärts erstreckenden radialen Schmierabschnitte variiert wird.
-
Wcim die radialen Schmierabschnitte mit leicht gewölbten Ot>erflächen
ausgebildet sind, was ;ru einer radialen, fein verteilten Berührung des Schmiermittels
mit den konzentrischen Laufoberflächen der Dichtringe führt, so wird es möglich,
die Menge des eingeführten Schmierfilmes zu dex kreisförmigen Laufoberflächen dadurch
zu überwachen, daß man die Länge des Itadius der gewölbten Oberfläche der sich einwärts
erstreckenden radialen Schmierabschnitte variiert.
-
Die Schmierflüssigkeitsmenge, die zu jeder konzentrischen Laufoberfläche
zugeführt wird, kann variiert werden; z. J3 kann die innere Ringdichtfläche einen
radialen Schmierabschnitt von 4,8 mm Breite haben. Die mittlere ringförmige Dichtfläche
kann einen radialen Schmierabschnitt von 3,2 mm Breite und die äußere ringförmige
Dichtfläche kann einen radialen Schmierabschnitt von 1,6 mm Breite haben, in Abhängigkeit
von den geforderten Betriebsdurchmesscrn der Stirnflächen des Dichtringes.
-
Die Schmierung der konzentrischen Laufoberflächen der Dichtringe
kann,
wenn erforderlich, von ihrem Umfang her anstelle von Hollrungen erfolgen, um einem
Abdichtungsproblem im Einzelfall zu genügen, wobei der radiale Schmierabschnitt
von 4,8 mm sich auf der Außenseite der äußeren ringfönnigen Dichtfläcije befindet,
der radiale Schmierabschnitt von 3,2 mm auf der Außenseite der mittleren ringförmigen
Dichtfläche und der radiale Schmierabschnitt von 1,6 mm auf der Außenseite der inneren
ringförmigen Dichtfläche befindet.
-
Die Stirnflchen der zwei Dichtringe können mit Hilfe einer flachen
Stahlunterlegscheibe getrennt sein, die an beiden Seiten poliert ist und es können
Bauelemente vorgesehen werden, um sicherzustellen, daß die Stahlunterlegscheibe
(Zwischenscheibe) in genauer Stellung zwischen den beiden Dichtringen verbleibt,
welche Stirnseite gegen Stirnseite in Berührung mit der flachen Stahizwischenscheibe
über Federmittel gedrückt werden. W*iweise ist ein einziger, zweiseitiger Dichtring
vorhanden, der aus nachgiebigem Werkstoff bestehen und zwischen zwei flache Stahlunterlegscfreiben
(Zwischenscheiben) gelegt werden kann, wobei letztere auf ihren Innenflächen poliert
sind. Diese Scheiben werden durch Federmittel, Stirnseite gegen Stirnseite, mit
dem einzigen, zwei Seiten aufweisenden Dichtring in Berührung gedrückt und es sind
Bauteile vorgesehen, die sicherstellen, daß der einzig. Dichtring genau zwischen
diesen beiden Scheiben in Stellung bleibt.
-
Eine Dichteinheit mit konzentrischen Stirnflächen, in Vielfachbauweise,
mit einer inneren, einer mittleren und einer äußeren
ringförmigen
Dichtfläche in jedem seiner Diciitringe weist in der Regel eine große Gesamtreibung
zwischen den Dichtringen auf, was dazu fiihrt, daß man jeden Dichtring mit Stiften
oder dgl. zu seinem zugehörigen Gehäuseteil befestigen ipuß, um die Relativdrehung
zu verhindern. Infolge der hohen erfindungsgemäßen Schmierfähigkeit wird jedoch
die Notwendig keit, die Dichtringe zu ihren zugehörigen Gehäuseteilen zu befestigen
und die erfindungsgemäße Dichteinheit kann eine voll "schwimmenden bzw. "aufgehängte"
Anordnung haben. Ist sie aus geeignetem Werkstoff hergestellt, arbeitet sie wirksam
auch bei hohen Drücken, hohen Geschwindigkeiten und erhöhten Temperaturen.
-
Erfindungsgemäße Lager arbeiten wirksam mit Dichtringen, die aus einem
geeigneten Werkstoff wie Kunststoff, einer Stahllegierung oder einer Metall/polymerischen
Legierung hergestellt sind, wobei letztere eine Silberlegierung ist, die mit einem
Polymer gesintert ist, der Temperaturen oberhalb von 5200 C widersteht. Dieser Werkstoff
hat die physikalischen Charakteristika des Metalls und einen niedrigen Reibungskoeffizienten
des Polymers und widersteht auch der Kernstrahlung.
-
Eine Ausführungsform der Erfindung ist beispielhaft in der eichnung
dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.
-
Es zeigen:
FiG. 1 einen Schnitt in radialer Richtung
eines voll körpers oder eines Rades, der bzw. das mit kegelstumpfförmigen Lagerungen
versehen ist, mit der verbesserten Mehrfachabdichtung; Figuren 2 bzw. 3 zeigen jeweils
die Vorderansicht bzw. einen Scllllitt nach Linie III-III (e1 lir. 2 einer konischen
Ausgleichsscheibe bzw. Ausgleichsbüchse ge@äß Erfindung; Figuren 4 und 5 eine Vorderansicht
bzw. einen uerschnitt einer Ausgestaltung des Dichtringes gemäß Erfindung als konzentrischer,
stirnseitiger Vielfac ring; Fig 6 eine vergrößerte Ansicht eines ausbaubaren, aus
Bronze oder Nichteisenmetall bestehenden radialen schmierenden Bauteils mit einer
gewölbten Oberfläche und Fig. 7 einen Teilquerschnitt einer voll schwimmenden umkehrbaren,
vielfach-konzentrischen, stirnseitigen, aus Kunststoff und Stahl bestehenden I)i.cllteinhelt,
gemäß Erfindung, eingebaut in einem gleisgebundenen Välz- bzw. ollkörper eines Ackerschleppers
mit Kettenantrieb.
-
In Fig. 1 ist ein fest eingebauter Schaft 1 dargestellt, der mit kegelstumpfförmigen
Lagerflächen 2 versehen ist, wobei
der Schaft eine Schulter 3 an
einem Ende und eine andere Schulter 4 am anderen Ende trägt und diese Schultern
an den Rahmen einer Maschine (nicht dargestellt),wie eines Traktors befestigt sind.
-
Der Schaft stützt einen Rollkörper oder ein Rad 5, wobei der Rollkörper
aus zwei an der Schweißstelle 8 miteinander durch Schweißung verbunden+Teilen 6,
7 besteht. Eine Gleitbüclise 9 ist in den Teil 7 des Rollkörpers eingepaßt und hier
mit IIile von Bolzen 10 und einer dünnen, ausbaubaren, ringförmigen Stahlbeilagescheibe
11 einstellbar. Es sind zwei büchsenförmige aus Kunststoff bestehende Ausgleichsscheiben
12 angeordnet.
-
Für diese Ausgleichs scheiben verwendet man als geeignetes Material
Nylon, von einer solchen Härte, welches den Verschleiß verhindert oder vermindert
und doch noch etwas nachgiebig ist, so daß es schlagartig auftretende Belastungen
dämpft. Die Tragfähigkeit des in Lagern verwendeten Nylons hängt gleichfalls von
seiner Spannungsfestigkeit ab, welche hinreichend bemessen sein muß, um einem Reißen
unter Last zu widerstehen.
-
Man hat festgestellt, daß der Einschluß von etwa 3 % reiner Kohlenstoffasern
in den Nylonwerkstoff vor Herstellung des letzteren eine hinreichende Spannungsfestigkeit
ergibt und das Reißen des thermoplastischen Materials unter solch schweren Belastungen
vermeidet, wie sie im Betrieb von Wälzlagerkörpern von Raupenschleppern auftreten.
Die büchsenförmigen Ausgleichsscheiben können wahlweise aus einem Werkstoff wie
gebleiter Bronze hergestellt werden, aber ein Kunststoffwerkstoff
wird
insofern vorgezogen, als dieser eine bessere Schlagdämpfung ergibt und weniger verscltleißt
als vergleichbare Ausgleichsscheiben aus Metall.
-
Jedes Ende des Schaftes ist mit einer zylindrischen Oberfläche 13
versehen, auf welcher eine ÖIdictung wie eine Öldichtung 14 vorhanden ist, wobei
diese Dichtung zwei flache, aus Stahl bestehende Unterlegscheiben 15, 16 aufweist,
ferner eine umkehrbare, ringförmige, aus Kunststoff bestehende Dichtung 17, in Form
einer Vielfacheinheit mit konzentrischen oder konzentrisch zerklüfteten Stirnseiten,
welche zwischen diesen Scheiben liegt und gegen diese durch zwei vorgespannte Gummi-nO"-ringe
18, 19 flach und Stirnseite gegen Stirnseite, gedrückt wird. Diese "O"-Ringe werden
zwischen schrägen Oberflächen von ringförmigen Ausnehmungen zusammengepreßt, die
in den Teilen 6 und 9 des Rollkörpers eingearbeitet sind, als auch zwischen schrägen
Oberflächen von ringförmigen, in die Schultern 3 und 4 eingearbeiteten Ausnehmungen,
so daß die "O"-förmigen Gummiringe stets unter Druck sind. Ein Teil dieses Druckes
wird über die flachen, aus Stahl bestehenden Unterlegscheiben 15, 16 zu der aus
Kunststoff bestehenden ringförmigen Dichtung 17 übertragen, und das ganze Lager
dient als Ölabdichtung.
-
Der Schaft 1 ist mit einem ausgehöhlten Ringteil 20 zwischen den beiden
konischen Lagerflächen versehen, ferner mit einer Hauptzuführung für Schmieröl,
welches am äußeren Ende in den Stopfen 22 ausläuft. Die Hauptzuführung 21 seiht
mit radialen
Ölkanälen 23, 24, 25 in Verbindung, und das Öl kann
in den Ringteil 20 mit Hilfe einer Schmierpresse oder dgl. eingepreßt werden, das
nach Entfernen des Stopfens 22 am äußeren Ende der Hauptzuführung 21 angesetzt wird.
Durch solches Einspritzen von Öl wird der Ringteil 20 mit dem Schmieröl gefüllt,
ebenfalls die radialen Ölkanäle 24, 25 und ferner die parallelen Ölkanäle 26, 27,
die parallel zur Schaftachse eingebohrt sind und die mit den kurzen, radial verlaifenden
Endkanälen 28, 29 in Verbindung stehen.
-
Die Luft kann aus dem Inneren des Rollkörpers während der Ölabfüllung
dadurch herausgedrückt werden, daß der Rollkörper auf sein Ende, mit der Hauptzuführung
21 nach oben, gestellt wird. Die Schmierpresse ist mit einem dünnen Röhrchen versehen,
das im Vergleich zur fIauptzuführung 21 einen vielkleineren Durchmesser hat, sich
in die Zuführung erstreckt und die ganze Tiefe der Hauptzuführung 21 erreicht. Während
das Innere des Rollkörpers mit dem aus dem dünnen Röhrchen ausfließbaren Öl gefüllt
wird, kann die Luft aus der Hauptzuführung 21 nach außen entweichen.
-
Im Betrieb wird Öl ständig den Lagerflächen über die Ölkanäle 24,
25, 26, 27, 28, 29 zugeführt.
-
Ferner sind "O"-förmige Gummiringe 30 und 31 vorgesehen, um zu gewährleisten,
daß das Öl nicht von den Lagern ablenkt, oder daß nicht Schmutz oder Wasser über
verschiedene Verbindungsstellen der Lagereinheit zu den Lagerflächen gelangt.
-
Die £eilit'rteten, ringförmigen Laufflächen 32 des Rollkörpers bzw.
Rades 5 können mit einer endlosen Zugkette oder dgl. oder einer Vielzahl miteinander
durch Gelenke verbundener Platten zusammenarbeiten, die angetrieben sind, um einen
Traktor oder ein ähnliches liahrzeug zu bewegen. Andere Einzelheiten des Rollkörpers
sind in der Zeichnung dargestellt.
-
Jeglicher, auf den Lagerflächen 2 oder den Ausgleichssclieiben 12
stattfindender Verschleiß wird dadurch beseitigt, daß ein oder mehr der dünnen ringförmigen,
aus Stahl bestehenden Beilagscheiben 11 entfernt und die Bolzen 10 gleichmäßig angespannt
werden, z. B. mit einem Drehmomentschlüssel. Da dieses System, ein konisches Lager
zu justieren, sehr genau ist, ergibt sich, daß die abgeschrägten Lagerflächen 2
und die komplementären Laufflächen der aus Kunststoff bestehenden konischen Ausgleichs
scheiben 12 im engen Kontakt als Lauffittiirge bleiben. Da die konischen Lagerflächen
unter sehr großen Belastungen arbeiten messen, ist es notwendig, Bauteile vorzusehen,
um einen radial fließenden, nicht unterbrochenen Flüssigkeitsfilm des Schmiermittels
zwischen den Laufflächen der konischen Lager zu fördern bzw. aufrechtzuerhalten,
insbesondere in der vorstehenden Weise, wobei zu berücksichtigen ist, daß die Oberflächengeschwindgkeit
des konischen Lagers proportional mit dem Durchmess<-r sich vergrößert.
-
In Figuren 2 und 3 wird dargestellt, wie die Förderung und Aufrechterhaltung
eines derartigen ununterbrochenen Flüssigkeitsschmierfilms zwischen den Laufflächen
der konischen Lager
mit hilfe von aus Kunststoff bestehenden, konisch
geformten Ausgleichsscheiben erreicht werden kann, welche eine VieLzahL von parallelen,
ringförmigen, radial abgeschrägten Schmierflächen 33, 34, 35 aufweisen, die in die
innere Oberfläche der konischen Ausgleichs scheiben eingearbeitet oder bei ihrem
Gießen bzw. Spritzen eingeformt sind.
-
Ein Flüssigkeitsschmierfilm wird im kleineren Ende der lconischen
Ausgleichsscheibe zugeführt und entwickelt sich von hier in 3 Stufen. Im Betrieb
erfolgt der Durchtritt durch Verteilen des Schmiermittels zwischen den Lagerflächen
der konischen Ausgleichs scheiben und den abgeschrägten Lagerflächen des Schaftes,
indem ringförmige, radial abgeschrägte Sciimierflächen 33, 34 und 35 in den Ausgleichsscheiben
vorgesehen sind.
-
Diese schließen einen nicht größer als 30 betragenden Winkel mit der
inneren Lauffläche der Kunststoffausgleichsscheiben ein, wie in Figuren 3 als Winkel
36, 37, 38 gezeigt, die jeweils einen Winkel von 3°, oder weniger, bilden.
-
Ist der Rollkörper in Betrieb, wird über Ölkanäle 24, 25, 26, 27,
28 und 29 das Öl zu den radialen, abgeschrägten, in den Ausgleichsscheiben vorhandenen
taschenförmigen Schmierflächen 33, 34, 35 zugeführt, und es entsteht ein in radialer
Richtung nicht unterbrochener Schmierflüssigkeitsfilm über drei Stufen hinaus, zwischen
den Lagerflächen, die durch die komplementären, in Eingriff befindlichen konischen
Flächen 39, 40 und 41 der Ausgleichsscheiben 12 und die abgeschrägten Oberflächen
2
des Schaftes, wie in Fig. 1 dargestellt, gebildet wird, und der
Flüssigkeitsfilm wird auf diesen Laufflächen auch unter schweren und variierenden
Belastungen aufrechterhalten, da bei dieser Bauweise der Flüssigkeitsfilm eine fein
verteilte, effektive radiale Berührung mit den ringförmigen radialen, abgeschrägten,
taschenförmigen Schmierflächen 33, 34, 35 in den Ausgleichsscheiben 12 hat, bzw.
der film in gleicher Weise von innell weggeführt wird, weiin die Winkel 36, 37 und
38 der abgeschrägten Flächen 33, 34, 35 nicht 30 übersteigen.
-
Ölkanäle 26 und 27 sind parallel zur Achse des Schaftes in ihn eingebohrt
und zwar im untersten Schaftteil, wie aus Fig 1 ersichtlich, und zwei kurze, radiale
Endkanäle 28, 29 sind vorhanden, die mit den parallelen Ölkanälen 26, 27 verbunden
sind und gewährleisten, daß das im Ringteil 20 vorhandene Öl zutritt zu ringförmigen,
radial abgeschrägten Flächen 34 und 35 in den Ausgleichsscheiben 12 haben und ferner
sicherstellen, daß der Flüssigkeitsschmierfilm zu den kritischen zweiten und dritten
Stufen der konischen Flächen 40 und 41 der Lagerflächeri zugeführt bzw. dort aufrechterhalten
wird , da diese Flächen der konischen Lagerung die höchste Oberflächengeschwindigkeit
haben tul deshalb in der Regel hier mehr Lagerreibung vorhanden ist.
-
Dieses System der Einführung und der Aufrechterhaltung eines Flüssigkeitsfilmes
zwischen den Lagerflächen der kritischen zweiten und dritten Stufe der konischen
Flächen 40 und 41 ist
sogar dann voll wirksam, wenn der Ringteil
20 nur teilwweise mit Öl gefüllt ist, und dieses Schmiersystem ist so betriebswirksam,
daß es nicht erforderlich ist, die aus Kunststoff bestehenden Ausgleichsscheiben
12 mit Hilfe von Stiften oder dg1. an ihre zugehörigen Gehäuseteile in Rollerteilen
6 und 9 zu befestigen, um ihre l)rehung zu verhintlern, denn maii hat im tatsächlichen
Betrieb ermittlet, daß die erfindungsgemäß ausgebildeten Ausgleichsscheiben 12 in
richtiger Weise mit den Rollkörperteilen 6 und 9 rotieren, vorausgesetzt, daß die
abgeschrägten Oberflächen 2 des Schaftes gehärtet und so weit fein geschliffen sind,
daß sie eine ricatige relative Rotation der Ausgleichsscheiben 12 hinsichtlich des
Schaftes ermöglichen. Dies stellt ein wesentliches Cilaraloteristikum der Erfindung
dar.
-
Schlagartige Lasten von möglicherweise zerstörender Einwirkung werden
durch die Iiuns tstoff-Aus:) Leiclisr inge 12 absorbiert und jeder möglicherweise
auf der Lagerfläche stattfindende Verschleiß wird in leichter Weise dadurch aufgenommen,
daß man eine oder mehrere der dünnen, aus Stahl bestehenden, ringförmigen Beilagscheiben
11 entfernt und die Bolzen 10 spannt.
-
Da die konischen Lageroberflächen in Kontaktberührung gehalten werden,
können die Köpfe der Bolzen 10 auch durch das schwere Gewicht des arbeitenden Traktors
nicht abgerissen werden. In dem in Fig. 4 und 5 dargestellten Dichtring sind in
der Stirnseite des Dichtringes 5() drei konzentrische Dichtflächen 51 52 und 53
gebildet, mit sich nach einwärts erstreckenden Schmierabschnitten, welche progressiv
sich verkleinernde Breiten,
wie dargestellt, haben können.
-
Der erste radiale Abschnitt 57 erstreckt sich einwärts entlang der
Ringausnehmung 5l, aber die zweiten und dritten radialen Abschnitte 58 und 59 erstrecken
sich nicht vollständig über die Ringkanäle 55 und 56.
-
Die innere, mittlere und äußere ringförmige Dichtfläche sind durch
enge Ringfurclien 60 und 61 voneinander getrennt.
-
Figuren 4 und 5 stellen dar, wie die Schmierflüssigkeit von der i3olirung
zwischen die konzentrischen Laufflächen der Dichteinheit befördert wird, während
des Betriebes, und zwar mit IIilfe der Ringausnehmung 54 zu der Berührungsfläche
des schmierenden radialen Abschnittes 57, welche einen Flüssigkeitsfilm .u den Laufflächen
der inneren, ringförmigen Dichtfläche 51 befördert und langsam die Ringfurche 60
und den ersten Ringkanal 55 mit der Schmierflüssigkeit füllt.
-
Der erste Ringkanal 55 gestattet die Zuführung der Schmierflüssigkeit
zu der Berührungsfläche des radialen Abschnittes 58, welcher den Sclulierfilm weiter
zur Lauffläche zur mittleren ringförmigen Dichtfläche 52 führt und langsam die Ringfurche
61 und den zweiten Ringkanal 56 mit der Schmierflüssigkeit füllt.
-
Ringkanal 56 ermöglicht die Zuführung des Schmiermittels zur 3erührungsoberfläche
des dritten radialen Abschnittes 59, welaller
den Flüssigkeitsfilm
zur Lauffläche der äußeren ringförmigen Dichtfläche 53 zuführt.
-
Im Einzelfall können die radialen Schmierabschnitte 57, 58, 59 von
gleicher Breite ausgeführt sein, mit Berührungsflächen, die nach außen leicht gewölbt
sind, so daß sie einen radialen, fein verteilten Kontakt des Flüssigkeitsfilms mit
den konzentrischen Laufflächen der Dichtringe gestatten. Verwendet man diese Ausführungsform
der Erfindung, ist es vorteilhaft, das Schmiermittel den inneren Stirnflächen der
Dichtringe zuzuführen, bevor letztere zu einer Baueinheit verbunden werden, um einen
erstmaligen Trockenverschleiß zwischen den konzentrischen Laufflächen zu vermeiden,
wenn die Dichteinheit zu arbeiten beginnt.
-
Gemäß der vergrößerten Querschnittsdarstellung in Fig. 6 ist ein ausbaubarer
radialer Abschnitt 57, aus Bronze oder Nichteisenmetall vorhanden, mit einer leicht
nach außen gewölbten Berührungsoberfläche. Der ausbaubare Abschnitt 97 ist mit einem
Fuß 62 versehen, der ein Paßsitz in einem Loch im Dichtring ist. Die zweiten und
dritten radialen Abschnitte 58 und 39 können ebenfalls ausbaubar, wie dargestellt,
sein.
-
Wenn die Dichtringe aus gegossenem (gespritztem), deformierbarem Naterial
bestehen, können die Abschnitte 57, 58, 59 einstückig lit den Dichtringen angefertigt
seinl wenn die Dichtringe sehr aus Metall hergestellt sind, wird ihre Herstellung
dadurch
beachtlich erleichtert, daß ausbaubare radiale, aus Nichteisenmetall bestehende
Gußabschnitte in die Dichtringe, nach mechanischer Bearbeitung, eingesetzt sind.
lig. 7 ist eine Teilansicht im @uerschnitt eines gezogenen oder gleisgebundenen
Rollkörpers mit konzentriscner, stirnseitiger Dichteinheit in Vielfachbauweise gemäß
der Erfindung.
-
Ein fester zweiter Schaft 107 wird durch eine nicht rotierende zweite
endscitige Schulter 106 abgestützt, die mit einer inneren zweiten Ringausnehmung
111 versehen ist, welche einen nicht rotierenden zweiten "O"-förmigen Gummiring
103 aufnimmt.
-
Der rotierende Basiskörper 117 eines F lrullOs- bzw. Gleisrollkörpers
trägt rotierende, äußere bzw. innere Büchsen 108 bzw.
-
113. Diese äußere Büchse iOd hat ein äußeres Ende mit einer zweiten
Ringausnehmung 112, die einen rotierbaren, aus Gummi bestehenden "0"-Ring 101 aufnimmt.
Die rotierende Büchse 108 ist an den Basiskörper 117 des Führungsrollkörpers mit
hilfe von Bolzen 116 befestigt.
-
Eine umkehrbare, mit konzentrischen Stirnflächen versehene Dichteinheit
in Vielfachbauweise besteht aus einem ringförmigen Kunststoffdichtbauteil 102, wobei
jede der zwei Stirnflächen zur Abdichtung herangezogen ist, angeordnet zwischen
zwei flachen, aus Stahl bestehenden Unterlegscheiben 104 und 105, wobei das Bauteil
Stirnseite an Stirnseite an letzteren
anliegt. Das Dichtungsbauteil
102 ist auü dem festen Schaft 107 angeordnet und mittels vorgespannter, aiis Gunmii
@estehender "O"-Ringe 101 und 103 unter Druck gesetzt.
-
Die endseitige zweite Schulter 106 ist axial verstellbar und komprimiert
die Gummi-"O"-ringe 103 in axialer Richtung, während der Endmontage des Führungsrollkörpers.
Diese Gummiringe drücken die flachen Stahlunterlegscheiben 104 und 105 iri stirnseitige
Berührung mit diesem Dichtungsbauteil 102, cier erfindungsgemäß mit zwei Kreiskanälen
109 ttnd 110 in jeder Dichtstirnfläche versehen ist.
-
Die Schmierung dieser Dichtstirnflächen erfolgt von einer Bohrung
der Dichtung her, und es sind aus Gummi bestehende "O"-Ringe 114, 115 vorhanden,
welche unterbinden, daß die Schmierflüssigkeit aus dem Führungsrollkörper entweicht
Im Betrieb des Führungsrollkörpers kann der aus Kunststoff bestellende, mit zwei
Stirnfläclien versehene Dichtungsbauteil 102 mit der rotierbaren, flachen, aus Stahl
bestehenden Unterlegscheibe 105 mitrotieren, oder das Dichtungsbauteil 102 bewegt
sich zusammen mit der nicht rotierbaren Unterlegscheibe 104 nicht. Diese abwechselnd
wirksame Anordnung vermindert die Möglichkeit, daß der Dichtungsbauteil zwischen
den rotiorenden und nicht rotierenden Einzelteilen der Dichtung festgeklemmt wird.
-
Fig. 7 veranschaulicht die hohe Effektivität, mit der die erfindungsgemäße
Dichtung
zu arbeiten vermag; z. B. ist die Gesamtfläche der konzentrischen Laufflächen der
gezeigten Dichteinheit groß, aber die Anwendung des Erfindungsprinzips macht es
möglich, die Gesamtreibung zwischen den konzentrischen Laufflächen dieser Dichtung
so stark herabzusetzen, daß die gesamte Dichteinheit sehr betriebswirksam arbeitet,
wenn sie vollständig in zwi Gummi-"O"-ringen, wie in Fig. 7 gezeigt, "aufgehängt"
bzw. schwimmend angeordnet wird. Die beiden flachen Stahlunterlegscheiben auf jeder
Seite der Uchteinheit, mit den jeweils zwei Stirnflächen,rotieren nicht relativ
zum Aufhängungs-"O"-ring oder hinsichtlich des Dichtgehäuses, wenn die Dichteinheit
in Betrieb ist.
-
Wenn die in Fig. 7 dargestellte Dichteinheit so konstruiert wäre,
daß sie die Bauteile gemäß Erfindung nicht enthielte, so ergäbe sich, daß der Gesamtwert
der Reibung zwischen den konzentrischen Laufflächen der Dichteinheit während des
Betriebes so Übermäßig hoch wäre, daß entweder eine der flachen Stahlunterlegscheiben
relativ zu ihrem zugehörigen "O"-Gummiring und zum Gehäuse rotieren würde oder einer
der "O"-Gummiringe würde relativ zu- seinem Gehäuse rotieren, mit dem rgebnis, daß
der "O"-Gummiring verschleißt und die Schnierflüssigkeit aus dem Führungsrollkörper
entweicht.
-
Es gehört zum Stande der Technik, die rotierenden und nicht rotierenden
ringförmigen Dichtteile der Dichteinheiten an ihre jeweiligen Gehäusetsile durch
Stifte oder dgl. zu befestigen, um eine Relativdrehung der Dichtteile zu diesen
Teilen
zu unterbinden. Die erfindungsgemäße Dichteinheit mit konzentrischen Stirnflächen
in Vielfachbauart arbeitet jedoch auch sehr wirksam, ohne daß ihre Dichtringe durch
Stifte oder dgl. an die entsprechenden Gehäuseteile befestigt wären bzw. an diesen
geführt wären.