DE19748726A1

DE19748726A1 - Roller bearing for mechanical applications with centrifugal washers

Info

Publication number: DE19748726A1
Application number: DE1997148726
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Bade
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1997-11-05
Filing date: 1997-11-05
Publication date: 1999-05-20
Also published as: BR9804394A

Abstract

A roller bearing (2) is surrounded by a housing with lubricant and having an annular gap for springs made of an elastomer. The bearing end-faces (5,6) are each covered by a centrifugal washer (7,8). The centrifugal washers have an L-shaped cross-section and are secured to the outer ring (8) of the roller bearing. They completely cover the gap between the outer ring (9) and partly cover the inner ring (10). The centrifugal washers and housing (1) are bonded to the springs (4).

Description

Technical field

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, umfassend ein Gehäuse, das ein mit einem Schmiermittel gefülltes und gedichtetes Wälzlager außenseitig mit radialem Abstand umschließt, wobei in dem durch den Abstand gebildeten Spalt ein Federkörper aus elastomerem Werkstoff angeordnet ist.The invention relates to a bearing arrangement comprising a housing that a Rolling bearing filled and sealed with a lubricant on the outside encloses radial distance, being in the formed by the distance Gap a spring body made of elastomeric material is arranged.

State of the art

Aus der DE 39 08 965 A1 ist ein Kardanwellenlager bekannt, bei dem ein Außen- und ein Innenring gemeinsam einen Spalt begrenzen und durch einen im Spalt angeordneten Zwischenring aus Gummi elastisch nachgiebig aufeinander abgestützt sind. In den Innenring ist ein Wälzlager einsetzbar. Das vorbekannte Kardanwellenlager weist außerdem einen Dämpfungsring auf, der auf der Innenseite des Außenrings flüssigkeitsdicht angeordnet ist und zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende, flüssigkeitsgefüllte Kammern aufweist, die durch eine flexible Trennwand voneinander getrennt und durch Dämpfungsöffnungen flüssigkeitsleitend miteinander verbunden sind. Der Zwischenring aus Gummi ist balgförmig ausgebildet und weist einen im wesentlichen C-förmigen Querschnitt auf. From DE 39 08 965 A1 a cardan shaft bearing is known, in which a Outer and inner ring together delimit a gap and by one elastic rubber ring arranged in the gap are supported on each other. A roller bearing can be used in the inner ring. The previously known cardan shaft bearing also has a damping ring is liquid-tight on the inside of the outer ring and two in Has successive, liquid-filled chambers in the circumferential direction, separated by a flexible partition and by Damping openings are connected to each other in a liquid-conducting manner. Of the Rubber intermediate ring is bellows-shaped and has an im essential C-shaped cross section.

Presentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß ihre Herstellung vereinfacht ist und daß das Wälzlager durch einen verbesserten Schutz vor Verschmutzung eine längere Gebrauchsdauer aufweist.The invention has for its object a bearing arrangement of the beginning continue to develop in such a way that their manufacture is simplified and that the rolling bearing through improved protection against pollution has a longer service life.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.This object is achieved with the features of claim 1 solved. The subclaims refer to advantageous refinements.

Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß die Stirnseiten des Wälzlagers von jeweils einer Schleuderscheibe überdeckt sind, daß die Schleuderscheiben jeweils einem im wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweisen, mit dem Außenring des Wälzlagers drehfest verbunden sind und den Ringraum zwischen Außenring und Innenring vollständig und den Innenring teilweise in radialer Richtung überdecken und daß die Schleuderscheiben und das Gehäuse jeweils mit dem Federkörper adhäsiv verbunden sind. Die adhäsive Verbindung der Schleuderscheiben mit dem Gehäuse erfolgt durch Vulkanisation des Federkörpers.To solve the problem it is provided that the end faces of the rolling bearing are each covered by a centrifugal disc that the centrifugal discs each have a substantially L-shaped cross section with which Outer ring of the rolling bearing are rotatably connected and the annulus between outer ring and inner ring completely and the inner ring partially in radial direction overlap and that the centrifugal discs and that Housing are each adhesively connected to the spring body. The adhesive The centrifugal discs are connected to the housing by Vulcanization of the spring body.

Die erfindungsgemäße Lageranordnung gelang bevorzugt als Kardanwellenlager in Kraftfahrzeugen zur Anwendung. Die herkömmlichen, mit einem Schmiermittel gefüllten und gedichteten Wälzlager, insbesondere Dünnring-Wälzlager mit vergleichsweise großen Durchmessern, haben wegen der hohen Umfangsgeschwindigkeit nur eine sehr begrenzte Lebensdauer. Bei Kardanwellendrehzahlen von mehr als 6000 Umdrehungen/min glühen die Dichtlippen axial beiderseits des mit Schmiermittel gefüllten Wälzlagers nach kurzer Zeit aus. Dann besteht die Gefahr, daß entweder Schmiermittel aus dem Lager an den Dichtlippen vorbei in die Umgebung austritt und/oder Verunreinigungen aus der Umgebung ins Innere des Lagers gelangen und dadurch sowohl die Gebrauchseigenschaften als auch die Gebrauchsdauer nachteilig beeinflussen. Um diese Nachteile zu vermeiden, sind die Schleuderscheiben vorgesehen, die einerseits geeignet sind, trotz beschädigter Dichtlippen Schmiermittel innerhalb des Wälzlagers zurückzuhalten und andererseits das Innere des Wälzlagers vor Verunreinigungen von außen zu schützen. Eine solche Lageranordnung ist gut geeignet, Kardanwellenlager mit großen Durchmessern abzustützen, wobei das Wälzlager auch bei Drehzahlen von mehr als 6000 Umdrehungen/min ausgezeichnete Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer aufweist.The bearing arrangement according to the invention preferably succeeded as Cardan shaft bearings in motor vehicles for use. The conventional, with a lubricant-filled and sealed roller bearing, in particular Thin ring roller bearings with comparatively large diameters have the high peripheral speed only a very limited lifespan. At Cardan shaft speeds of more than 6000 revolutions / min glow Sealing lips axially on both sides of the roller bearing filled with lubricant short time out. Then there is a risk that either lubricant from the Bearing past the sealing lips in the environment and / or Contaminants from the environment get inside the bearing and thereby both the usage properties and the service life adversely affect. To avoid these disadvantages, they are Slingshots are provided, which are suitable on the one hand, despite Damaged sealing lips Lubricant inside the rolling bearing restrain and on the other hand the inside of the rolling bearing Protect external contaminants. Such a bearing arrangement is good suitable to support cardan shaft bearings with large diameters, the Rolling bearings even at speeds of more than 6000 revolutions / min excellent performance during a long period Has service life.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umgreifen die Schleuderscheiben den Außenring unter elastischer Vorspannung klammerförmig. Die kraft- und/oder formschlüssige Verbindung der Schleuderscheiben mit dem Außenring bewirkt, daß diese Teile drehfest miteinander verbunden sind. Durch die Anordnung der Schleuderscheiben, die keinen Bestandteil des Wälzlagers bilden, ist von Vorteil, daß sowohl in der Ausführung als auch in der Größe kostengünstige Standardwälzlager verwendbar sind. Eine Beschädigung/Zerstörung der beispielsweise aus elastomerem Werkstoff bestehenden Standarddichtung innerhalb des Wälzlagers führt nicht zu einem Ausfall, da das innerhalb des Lagers angeordnete Schmiermittel dann durch die Schleuderscheiben im Lager zurückgehalten wird.According to an advantageous embodiment, the centrifugal disks grip around the outer ring in the form of a clamp under elastic pretension. The non-positive and / or positive connection of the centrifugal discs with the Outer ring causes these parts to be non-rotatably connected. The arrangement of the centrifugal discs, which are not part of the Form rolling bearing is advantageous that both in the design and in the size inexpensive standard rolling bearings can be used. A Damage / destruction of, for example, elastomeric material existing standard seal within the rolling bearing does not lead to a Failure, because the lubricant located inside the bearing then through the centrifugal discs are held back in the warehouse.

Hinsichtlich eines einfachen Aufbaus und einer kostengünstigen Herstellbarkeit der beanspruchten Lageranordnung sind die Schleuderscheiben bevorzugt symmetrisch zur Mittelachse des Lagers ausgebildet. Vor der Vulkanisation des Federkörpers werden die Schleuderscheiben jeweils auf den Außenring des Wälzlagers aufgepreßt, wobei der Federkörper im Anschluß an die Vulkanisation mit den beiden den Außenring des Wälzlagers umgreifenden Schleuderscheiben haftend verbunden ist.With regard to a simple structure and inexpensive to manufacture In the bearing arrangement claimed, the centrifugal discs are preferred symmetrical to the central axis of the bearing. Before the vulcanization of the Spring body, the centrifugal discs are each on the outer ring of the Pressed roller bearing, the spring body following the Vulcanization with the two encompassing the outer ring of the rolling bearing Centrifugal discs is adhesively connected.

Die Schleuderscheiben können jeweils eine Auswölbung aufweisen, deren radiale Weite dem radialen Abstand des Ringraums entspricht, wobei die Auswölbungen mit den angrenzenden Stirnseiten des Wälzlagers jeweils einen Speicherraum begrenzen. Hierbei ist vor Vorteil, daß zur Herstellung der Lageranordnung das vollständige Wälzlager einschließlich Schmiermittel und Dichtungen in die Form zum Vulkanisieren des Federkörpers eingelegt werden kann. Sollten während des Vulkanisationsvorgangs kleine Mengen des Schmiermittels an den Dichtungen des Wälzlagers vorbei in die Umgebung austreten, wird dieses innerhalb des Speicherraums aufgenommen. Dadurch werden Verunreinigungen des Werkzeugs, das zur Vulkanisierung des Federkörpers verwendet wird, ausgeschlossen. Die Herstellung der erfindungsgemäßen Lageranordnung ist dadurch wesentlich vereinfacht.The centrifugal disks can each have a bulge, the radial width corresponds to the radial distance of the annular space, the Bulges with the adjacent end faces of the rolling bearing each one Limit storage space. The advantage here is that for the production of Bearing arrangement the complete rolling bearing including lubricant and Seals are inserted into the mold for vulcanizing the spring body can. Should small amounts of the Lubricant past the seals of the rolling bearing into the environment emerge, this is recorded within the storage space. Thereby will contaminate the tool used to vulcanize the Spring body is used excluded. The manufacture of the The bearing arrangement according to the invention is thereby considerably simplified.

Die Schleuderscheiben sind dem Innenring mit axialem Abstand benachbart zugeordnet. Der Abstand ist derart bemessen, daß die Schleuderscheiben dem Innenring bis auf einen Spalt von kapillaraktiver Enge axial angenähert sind. Die Dichtwirkung sowohl vom Lager in Richtung der Umgebung als auch aus der Umgebung in Richtung des Lagers ist dadurch weiter verbessert.The centrifugal discs are adjacent to the inner ring at an axial distance assigned. The distance is such that the centrifugal discs Inner ring are axially approached except for a gap of capillary active narrowness. The sealing effect both from the bearing in the direction of the environment and from the environment in the direction of the camp is further improved.

Bevorzugt bestehen die Schleuderscheiben aus einem polymeren Werkstoff. Eines separaten Korrosionsschutzes bedarf es daher nicht und auch die haftende Verbindung zwischen dem Federkörper und den Schleuderscheiben ist einfach herstellbar. Davon abweichend können die Schleuderscheiben auch auch Aluminium oder Stahl bestehen. The centrifugal discs preferably consist of a polymeric material. A separate corrosion protection is therefore not necessary and also adhesive connection between the spring body and the centrifugal discs is easy to manufacture. Deviating from this, the centrifugal discs can also aluminum or steel also exist.

Der Innenring des Wälzlagers kann innenseitig mit einer Beschichtung aus elastomerem Werkstoff versehen sein, wobei die Beschichtung bevorzugt gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte Rippen aufweist. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die abzustützende Welle material- und/oder konstruktionsbedingt einen großen Durchmesser aufweist. Durch die Beschichtung und die in Umfangsrichtung verteilten Rippen können Durchmessertoleranzen des Wälzlagers und/oder der Welle problemlos ausgeglichen werden. In Abhängigkeit von der Größe der Toleranzen des Außendurchmessers der Welle und/oder des Innendurchmessers des Wälzlagers wird mehr oder weniger elastomerer Werkstoff der Rippen in die in Umfangsrichtung angrenzenden Hohlräume verdrängt, wobei die radiale Vorspannung, mit der das Wälzlager die abzustützende Welle umschließt, im wesentlichen gleichbleibend ist.The inner ring of the rolling bearing can be coated on the inside be provided with an elastomeric material, the coating being preferred ribs evenly distributed in the circumferential direction. Such Design is particularly advantageous if the one to be supported Shaft has a large diameter due to material and / or construction having. Through the coating and the ribs distributed in the circumferential direction diameter tolerances of the rolling bearing and / or the shaft can be balanced easily. Depending on the size of the Tolerances of the outer diameter of the shaft and / or the The inner diameter of the rolling bearing becomes more or less elastomeric Material of the ribs in the cavities adjacent in the circumferential direction displaced, the radial preload with which the rolling bearing encloses the shaft to be supported, is essentially constant.

Zwei Ausführungsbeispiele einer Lageranordnung werden anhand der Fig. 1 und 2 näher beschrieben.Two exemplary embodiments of a bearing arrangement are described in more detail with reference to FIGS . 1 and 2.

Brief description of the drawings

Diese zeigen:These show:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Lageranordnung, bei dem der äußere Schenkel eines metallischen Gehäuses vom elastomerem Werkstoff des Federkörpers nahezu vollständig umschlossen ist, Fig. 1 shows a first embodiment of a bearing assembly in which the outer limb is almost completely surrounded by a metallic housing of elastomeric material of the spring body,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem der Federkörper nur mit der Innenseite eines Kunststoff-Gehäuses verbunden ist. Fig. 2 shows a second embodiment in which the spring body is only connected to the inside of a plastic housing.

Implementation of the invention

In den Fig. 1 und 2 ist jeweils eine Lageranordnung gezeigt, die als Kardanwellenlagerung zur Anwendung gelangt.In Figs. 1 and 2, a bearing arrangement is shown in each case, which comes as Kardanwellenlagerung used.

Das Gehäuse 1 umschließt das mit einem Schmiermittel gefüllte und gedichtete Dünnring-Wälzlager 2, das in diesem Ausführungsbeispiel durch ein Rillenkugellager gebildet ist, außenseitig mit radialem Abstand. Der aus elastomerem Werkstoff bestehende Federkörper 4 ist balgförmig ausgebildet und weist einen im wesentlichen C-förmigen Querschnitt auf. Der Federkörper 4 ist innenseitig mit den beiden Schleuderscheiben 7, 8 vulkanisiert und außenseitig mit dem Gehäuse 1. Die Schleuderscheiben 7, 8 bestehen in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen jeweils aus polymerem Werkstoff, sind spiegelbildlich zur Mittelachse 11 ausgebildet und weisen einen L-förmigen Querschnitt auf. Die Schleuderscheiben 7, 8 sind auf den Außenumfang des Außenrings 9 des Wälzlagers 2 aufgepreßt und überdecken den Ringraum zwischen Außen- 9 und Innenring 10 und einen Teil des Innenrings 10 in radialer Richtung.The housing 1 encloses the thin-ring roller bearing 2 , which is filled with a lubricant and sealed, which in this exemplary embodiment is formed by a deep groove ball bearing, on the outside with a radial clearance. The spring body 4 made of elastomeric material is bellows-shaped and has an essentially C-shaped cross section. The spring body 4 is vulcanized on the inside with the two centrifugal disks 7 , 8 and on the outside with the housing 1. In the exemplary embodiments shown here, the centrifugal disks 7 , 8 each consist of polymeric material, are mirror images of the central axis 11 and have an L-shaped cross section . The centrifugal disks 7 , 8 are pressed onto the outer circumference of the outer ring 9 of the roller bearing 2 and cover the annular space between the outer 9 and inner ring 10 and part of the inner ring 10 in the radial direction.

Sollte im Laufe der Gebrauchsdauer und/oder während der Herstellung der Lageranordnung Schmiermittel aus dem Wälzlager in die Umgebung austreten, wird dieses Schmiermittel innerhalb der Speicherräume 14, 15 aufgenommen, die durch die Auswölbungen 12, 13 der Schleuderscheiben 7, 8 begrenzt sind.Should lubricant emerge from the rolling bearing into the environment during the service life and / or during the manufacture of the bearing arrangement, this lubricant is accommodated within the storage spaces 14 , 15 , which are delimited by the bulges 12 , 13 of the centrifugal discs 7 , 8 .

Um eine möglichst reibungsarme Relativbeweglichkeit des Innenrings 10 relativ zum Außenring 9 sicherzustellen, sind die Schleuderscheiben 7, 8 dem Innenring 10 mit axialem Abstand benachbart, berührungslos zugeordnet. In order to ensure a relatively low-friction relative mobility of the inner ring 10 relative to the outer ring 9 , the centrifugal disks 7 , 8 are assigned to the inner ring 10 adjacent to one another at an axial distance, without contact.

Die aus elastomerem Werkstoff bestehende Beschichtung 16 mit ihren Rippen 17 ist vorgesehen, um Durchmessertoleranzen der abzustützenden Welle und/oder des Wälzlagers 2 zu kompensieren. Außerdem ist durch die Beschichtung 16 und die Rippen 17 ein in fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht nachteiliges Überschleifen der Welle zur Montage der Lageranordnung nicht erforderlich.The coating 16 made of elastomeric material with its ribs 17 is provided in order to compensate for diameter tolerances of the shaft to be supported and / or of the roller bearing 2 . In addition, due to the coating 16 and the ribs 17, it is not necessary to grind the shaft, which is disadvantageous in terms of production technology and economy, for mounting the bearing arrangement.

In Fig. 1 ist der äußere Schenkel des metallischen Gehäuses 1 vom elastomerem Werkstoff des Federkörpers 4 nahezu vollständig umschlossen. Eines separat aufzubringenden Korrosionsschutzes auf diesen Bereich bedarf es daher nicht.In Fig. 1, the outer leg of the metallic housing 1 is almost completely surrounded by the elastomeric material of the spring body 4 . It is therefore not necessary to apply corrosion protection to this area separately.

In Fig. 2 unterscheidet sich das Gehäuse 1 vom Gehäuse im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel Fig. 1. Das Gehäuse 1 besteht aus einem polymerem Werkstoff, wobei der Federkörper 4 nur mit der Innenumfangsseite des Gehäuses 1 haftend verbunden ist.In FIG. 2, the housing 1 differs from the housing in the previously described exemplary embodiment FIG. 1. The housing 1 consists of a polymeric material, the spring body 4 being adhesively connected only to the inner circumferential side of the housing 1 .

Claims

1. Bearing arrangement comprising a housing which surrounds a rolling bearing filled with a lubricant and sealed on the outside at a radial distance, a spring body made of elastomeric material being arranged in the gap formed by the distance, characterized in that the end faces ( 5 , 6 ) of the roller bearing ( 2 ) are each covered by a centrifugal disc ( 7 , 8 ), that the centrifugal discs ( 7 , 8 ) each have a substantially L-shaped cross section, with the outer ring ( 9 ) of the roller bearing ( 2 ) are rotatably connected and completely cover the annular space between the outer ( 9 ) and inner ring ( 10 ) and partially cover the inner ring ( 10 ) in the radial direction and that the centrifugal discs ( 7 , 8 ) and the housing ( 1 ) are each adhesively connected to the spring body ( 4 ) .

2. Bearing arrangement according to claim 1, characterized in that the centrifugal disks ( 7 , 8 ) engage around the outer ring ( 9 ) in a clamp-like manner under elastic prestress.

3. Bearing arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the centrifugal discs ( 7 , 8 ) are formed symmetrically to the central axis ( 11 ) of the rolling bearing ( 2 ).

4. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the centrifugal disks ( 7 , 8 ) each have a bulge ( 12 , 13 ) whose radial width corresponds to the radial distance of the annular space and that the bulges ( 12 , 13 ) delimit a storage space ( 14 , 15 ) with the adjacent end faces ( 5 , 6 ) of the roller bearing ( 2 ).

5. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the centrifugal disks ( 7 , 8 ) are associated with the inner ring ( 10 ) adjacent with an axial distance.

6. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the centrifugal discs ( 7 , 8 ) consist of polymeric material.

7. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the inner ring ( 10 ) is provided on the inside with a coating ( 16 ) made of elastomeric material and that the coating ( 16 ) has ribs ( 17 ) distributed uniformly in the circumferential direction.