DE19803498C2 - Lagereinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagereinheit gemäß dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Lagereinheit ist in der DE-PS 384 356 offen­ bart. Sie hat ein Gehäuse, in welchem eine Lageraufnahme ausgebildet ist, zu welcher über eine Montageöffnung Zugang besteht, deren Öffnungsachse zur Achse der Lageraufnahme verkippt ist. Auf diese Weise kann ein Kugellager für eine zu lagernde Welle in verkipptem Zustand in die Lageraufnahme hineinbewegt werden. Nach dem Einsetzen sichert eine zwischen der Lageraufnahme und der Montage­ öffnung liegende Sperrschulter das Kugellager gegen axiale Bewegung. Das Vorbeibewegen des Kugellagers an der Sperrschulter wird durch radiales Spiel des Kugellagers in der Lageraufnahme ermöglicht.

Bei weiteren bekannten Lagereinheiten umfaßt die Lagerauf­ nahme in der Regel eine Ausnehmung in einer Lagerplatte, in der eine Lageraufnahme vorgesehen. Der äußere Lauf ring des Lagers ist dort im Preßsitz gehalten. Nachteilig ist an diesen bekannten Lagereinheiten, daß das Ersetzen des Lagers zeitraubend ist. Insbesondere an rasch laufenden Hochleistungsmaschinen, die viele Lager aufweisen, ergeben sich hieraus insgesamt unerwünschte Stillstandszeiten.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Lagerein­ heit gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weiter gebildet werden, daß ein defektes Lager rasch gewechselt werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Lagereinheit mit dem in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei der erfindungsgemäßen Lagereinheit ist es zum Aus­ tauschen eines Lagers nur notwendig, das Lager innerhalb der Lageraufnahme in radialer Richtung entgegen der auf es einwirkenden Federvorspannung zu bewegen. Mit dieser Bewegung kommt dann das Lager von dem es in axia­ ler Richtung zurückhaltenden Sperrmittel frei und kann dann in axialer Richtung vom zu lagernden Teil abgezogen werden. Das Einsetzen eines neuen Lagers erfolgt in umgekehrter Richtung, wobei das Lager nach dem axialen Aufstecken auf das zu lagernde Teil durch die in radialer Richtung wirkende Vorspannkraft automatisch wieder in die axial verriegelte Stellung gedrückt wird. Vorteil­ hafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprü­ chen angegeben.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist im Hinblick darauf von Vorteil, daß man nur geringe radiale Wege zu überwinden braucht, um das Lager vom zugeordneten Sperrmittel frei zu bekommen. Damit baut die Lagereinheit auch insgesamt kompakt und man kann zum Vorspannen des Lagers in die verriegelte Stellung Federmittel mit kurzem Hub verwenden.

Sperrmittel, wie sie im Anspruch 3 angegeben sind, lassen sich mechanisch besonders einfach herstellen.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist wiederum im Hinblick auf ein kurzhubiges Freibekommen des Lagers von Vorteil.

Bei einer Lagereinheit gemäß Anspruch 5 benötigt man zum Abziehen des Lagers vom zu lagernden Teil nur geringe axiale Kräfte. Dies ist im Hinblick auf ein rasches Auf- und Abschieben des Lagers von Vorteil, welches ja bei Auslenkung des Lagers entgegen der Vorspannkraft erfolgen muß.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 hat man einen guten Zugang zur Rückseite des Lagers, so daß man dort gut ein Abdrückwerkzeug ansetzen kann.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 wird erreicht, daß das Lager leicht vom zu lagernden Teil gedrückt werden kann, trotzdem aber der Boden der Lageraufnahme geschlossen ist.

Bei einer Lagereinheit gemäß Anspruch 8 ist gewährleistet, daß auch die Distanzscheibe im notwendigen Maße in radia­ ler Richtung zusammen mit dem Lager verschoben werden kann, wenn letzteres ausgebaut oder eingebaut werden soll.

Mit den Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 9 und 10 wird erreicht, daß die Lageraufnahme bodenseitig dicht verschlossen ist.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 gestattet einen besonders kompakten Aufbau der Vorspannmittel und damit auch der Lagereinheit insgesamt.

Verwendet man erfindungsgemäße Lagereinheiten gemäß Anspruch 12 paarweise, so kann man durch einen zwischen die beiden von den Lagereinheiten gelagerten Teile einge­ schobenen Keil die beiden benachbarten Lager gleichzeitig von den zugehörigen Sperrmitteln freibekommen. Dies ist wiederum im Hinblick auf raschen Austausch der Lager einer viele Lager aufweisenden Maschine, z. B. eines Förderers von Vorteil.

Verwendet man die erfindungsgemäße Lagereinheit gemäß Anspruch 14, so braucht man in der Lagereinheit selbst keine Vorspannmittel vorzusehen.

Die im Anspruch 14 angegebene Verwendung mit Endlos-Rund­ riemen aus Polyurethan ist besonders für die Verwendung in lebensmitteltransportierenden Förderern geeignet. Polyurethan-Rundriemen erzeugen auch eine geeignete Vorspannkraft.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

In dieser zeigen:

Fig. 1: einen horizontalen Schnitt durch die ineinander greifenden benachbarten Endabschnitte zweier Rundriemen-Endlosförderer, wobei Einzelheiten der Lagerung der beiden Umlenkrollen gezeigt sind;

Fig. 2: eine seitliche Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Förderer-Stoßstelle in Fig. 1 von rechts;

Fig. 3: ein vergrößerte Darstellung des rechten Ab­ schnittes von Fig. 1;

Fig. 4: eine Aufsicht auf die außenliegende Stirnseite einer Lagerschale eines ersten Typs von Lager­ einheiten, die in der Fördereranordnung nach Fig. 1 verwendet werden;

Fig. 5: einen axialen Schnitt durch die Lagerschale nach Fig. 4;

Fig. 6: eine Aufsicht auf die außenliegende Stirnseite einer Lagerschale eines zweiten Typs von Lager­ einheiten, der in der Fördereranordnung nach Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 7: einen axialen Schnitt durch die Lagerschale nach Fig. 6; und

Fig. 8 und 9: Stirnansichten abgewandelter Lagerschalen mit integrierter Lager-Vorspannfeder.

In den Fig. 1 bis 3 sind mit 10 seitliche Längsholme einer Fördereranordnung bezeichnet. Der in der Zeichnung wiedergegebene Ausschnitt der Fördereranordnung zeigt die Stoßstelle zwischen zwei sich überlappenden Rundschnur- Endlosförderern 12, 14. Bei 16 ist die beispielsweise stromabseitige Umlenkrolle 16 der stromaufseitigen Endlos­ förderers 12, bei 18 die stromaufseitige Umlenkrolle des stromabseitigen Endlosförderers 14 gezeigt.

Die Umlenkrollen 16, 18 haben Umfangsnuten 20, in welchen Rundschnurriemen 22, 24 laufen, die zum Endlosförderer 12 bzw. zum Endlosförderer 14 gehören. Die Rundschnurriemen 22, 24 sind aus Polyurethan gefertigt und sind durch eine in der Zeichnung nicht wiedergegebene Spanneinrichtung unter Zugspannung gesetzt.

Die stromabseitige Umlenkrolle 16 des Endlosförderers 12 ist mit einem Getriebemotor 20 verbunden, dessen Gehäuse 28 ein Kupplungsgehäuse 30 trägt. In diesem ist die Motorwelle 32 mit einem herausgezogenen Wellen­ abschnitt 34 der Umlenkrolle 16 durch eine Koppelhülse 35 verbunden. Der Wellenabschnitt 34 ist in einem Kugel­ lager 36 gelagert, das in einer vom Kupplungsgehäuse 30 getragenen Lagerschale 38 sitzt. Die Lagerschale 38 ist ihrerseits in den einen Längsholm der Fördereranordnung 12, 14 eingesetzt.

Das in Fig. 1 rechts gelegene Ende der Umlenkrolle 16 trägt einen Wellenstummel 40, der in einer insge­ samt mit 42 bezeichneten Lagereinheit gelagert ist. Letztere ist in eine passende Öffnung des rechts ge­ legenen Längsholmes 10 eingesetzt.

Die Umlenkrolle 18 trägt an ihren Enden zwei Wellenstummel 44, 46, von denen der rechtsgelegene über eine weitere Lagereinheit 42 im rechten Längsholm 10 gelagert ist, der linke über eine Lagereinheit 48 im links gelegenen Längsholm.

Die Lagereinheiten 42 und 48 unterscheiden sich bezüglich der Geometrie von in den Längsholmen 10 einsitzenden Lagerschalen 50 bzw. 50', haben aber im übrigen denselben Aufbau, so daß es reicht, die Lagereinheit 42 näher zu beschreiben.

Wie aus den Fig. 2 bis 5 ersichtlich, hat die Lager­ schale 50 eine Umfangswand 52, die einen verminderten Durchmesser aufweisenden Endabschnitt 54 aufweist, der in eine hierzu komplementäre Öffnung 56 des Längsholmes 10 paßt. Die Umfangswand 52 begrenzt eine Lageraufnahme 58. Die Lageraufnahme 58 hat einen unteren Aufnahmeab­ schnitt 60, welcher teilzylindrisch ist und dem Außendurch­ messer des äußeren Laufringes 62 eines insgesamt mit 64 bezeichneten Kugellagers entspricht. Ein in den Fig. 2 bis 5 rechts liegender Aufnahmeabschnitt 66 der Lager­ aufnahme 58 ist bezüglich der Achse der Lagerschale 50 exzentrisch angeordnet. Für ein Kugellager 64 mit einem Außendurchmesser von 40 mm beträgt die Exzentrizität e des in den Fig. 2 bis 5 oben liegenden Aufnahmeab­ schnittes 66 zur Achse der Lagerschale 50 etwa 2,3 mm.

Das in den Fig. 2 bis 5 links gelegene Ende der Umfangs­ wand 52 trägt in dem vom Aufnahmeabschnitt 66 abliegenden Umfangsbereich eine radial nach innen verlaufende Sperr­ rippe 68. Diese hat in axialer Richtung gesehen sichel­ förmige Gestalt, wie aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich. Der Rand der Sperrippe 68 begrenzt zusammen mit dem in den Fig. 2 bis 5 rechts liegenden Abschnitt der Umfangs­ wand 52 eine Montageöffnung 70, die einem Kreis entspricht, dessen Durchmesser etwas größer ist als der Außendurch­ messer des Kugellagers 64, bei einem Lageraußendurch­ messer von 40 mm beispielsweise etwa 41 mm beträgt.

Durch die Montageöffnung 70 kann somit das Kugellager 64 in die Lageraufnahme 58 in axialer Richtung hinein­ bewegt werden, bis es in Anschlag an eine Bodenwand 72 der Lagerschale 50 kommt. Danach kann das Lager durch radiale Bewegung in Fig. 2 bis 5 nach links in Anlage an die Innenfläche des Aufnahmeabschnittes 60 gebracht werden und ist dann durch die Sperrippe 68 gegen axiales Herausziehen gesichert.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, nimmt ein innerer Lauf ring 74 des Kugellagers 64 den Wellenstummel 34 der Umlenkrolle 16 auf, und zwar in leichten Schiebesitz.

Um den Wellenstummel 40 in die Lageraufnahme 58 einführen zu können und das Kugellager 64 zusammen mit dem Wellen­ stummel 40 in radialer Richtung zwischen den Aufnahmeab­ schnitten 60 und 66 verlagern zu können, ist die Bodenwand 72 mit einer großzügig bemessenen Öffnung 76 versehen.

Zwischen der Rückseite des Kugellagers 64 und dem stehen­ gebliebenen Rand der Bodenwand 72 ist eine Distanzscheibe 78 angeordnet. Deren Außendurchmesser ist größer als der Innendurchmesser der Öffnung 76 jedoch kleiner als der Außendurchmesser des Kugellagers 64. Die der Umlenk­ rolle 16 zugewandte Stirnfläche der Distanzscheibe 78 arbeitet mit der Bodenwand 72 dicht zusammen, ein innen­ liegender Dichtbund 80 der Distanzscheibe 78 läuft im engen Gleitspiel auf der Außenfläche des Wellenstummels 40.

Im eingebauten Zustand der Lagereinheit wird das Kugel­ lager 64 unter der elastischen Vorspannung der über die Umlenkrolle 16 laufenden Rundschnurriemen 22 in Anlage an der Innenfläche des Aufnahmeabschnittes 60 gehalten.

Ähnliche Verhältnisse liegen bezüglich der Lagereinheiten 42 und 48 der Umlenkrolle 18 vor, wobei dort die Kugellager 64 durch die Vorspannung der Endlosriemen 24 hinter der Sperrippe 68 gehalten werden.

Muß man ein Kugellager auswechseln, so kann dies einfach so erfolgen:

Zwischen die beiden Umlenkrollen 16, 18 wird ein Spreiz­ keil 82 (vgl. Fig. 2) eingeschoben, der die beiden Wellenstummel 40, 44 auseinanderdrückt. Die Wellenstummel 40, 44 nehmen die auf ihnen sitzenden Kugellagerlager 64 mit, wodurch deren äußere Lauf ringe 62 von den zugeordneten Sperrippen 68 gleichzeitig freikommen, da die Lagerein­ heiten 42 für Umlenkrollen 16, 18, in entgegengesetzter Ausrichtung eingebaut wurden, d. h. mit einander zugewandten und auf der Verbindungslinie der Achsen der benachbarten Lagereinheiten 42 liegenden Sperrippen 68.

Nun kann bei derjenigen Lagereinheit, bei welcher das Kugellager ausgetauscht werden soll, von der Rückseite her ein Abdrückwerkzeug (nicht gezeigt) angesetzt werden und über die Distanzscheibe 78 wird das defekte Kugellager 64 einfach vom zugeordneten Wellenstummel herunterge­ schoben. Müssen beide Kugellager ausgetauscht werden, kann man das Abdrücken des zweiten Kugellagers auf ähn­ liche Weise vornehmen. Anschließend wird das neue Kugel­ lager/werden die neuen Kugellager auf die Wellenstummel aufgeschoben, und der zwischen die Umlenkrollen 16, 18 eingeschobene Spreizkeil 82 wird herausgezogen. Die Kugellager 64 laufen dann unter der Vorspannkraft der Rundschnurriemen 22, 24 wieder hinter die zugeordneten Sperrippen 68. Die Lagereinheiten sind dann wieder ein­ satzbereit.

Man erkennt, daß das Austauschen der Lager so auf sehr einfache Weise erfolgen kann.

Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist in die Lagerschale 50 im Bereich des rechtsgelegenen Aufnahmeabschnittes 66 ein Federpolster 84 eingelassen, wel­ ches das Kugellager 64 hinter die Sperrippe 68 vorspannt. Bei dem Federpolster 64 kann es sich um ein gummielasti­ sches Federelement oder ein aus Stahl gefertigtes Feder­ kissen handeln. Durch Bewegen des Kugellagers 64 nach rechts kann das Federpolster 84 ganz in eine es aufnehmende Kammer 85 der Lagerschale 50 gedrückt werden.

Auch andere Federn sind denkbar, um das Kugellager 64 in die hinter der Sperrippe 68 liegende Arbeitsstellung vorzuspannen, z. B. eine Blattfeder 86, wie in Fig. 9 gezeigt. Sie ist mit ihren Enden in Schlitzen 88 der Um­ fangswand 52 eingesetzt. Im Bereich der Blattfeder 86 ist in die Innenfläche der Umfangswand 52 eine Ausnehmung 90 eingestochen, in welche die Blattfeder 88 durch Bewegen des Kugellagers 64 nach rechts ganz hineingedrückt werden kann.

Den oben beschriebenen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß die Kugellager 64 der Lagereinheiten 42, 48 sehr einfach und rasch ausgetauscht werden können.

Die Erfindung wurde obenstehend unter Bezugnahme auf Kugellager erläutert. Es versteht sich, daß die Erfindung gleichermaßen bei andern Wälzlagern oder Gleitlagern verwendet werden kann.

Claims (14)

1. Lagereinheit mit einer Lageraufnahme (58) und einem in dieser angeordneten Lager (64), welches eine Außenfläche, die mit der Lageraufnahme (58) zusammen­ arbeitet, und eine Innenfläche, welche ein zu lagerndes Teil (40; 44; 46) aufnimmt, aufweist, wobei die Lagerauf­ nahme (58) in mindestens einer Richtung das Lager (64) unter radialem Spiel (e) umgibt, und die Lageraufnahme (58) bei einer Montageöffnung (70) über einen Teil ihrer Umfangserstreckung mit einem axial wirkenden Sperrmittel (68) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erstreckung des Sperrmittels (68) kleiner ist als die radiale Verlagerbarkeit des auf dem zu lagernden Teil (40; 44; 46) angeordneten Lagers (64) bedingt durch das radiale Spiel zwischen Lager (64) und Lageraufnahme (58) in der genannten einen Richtung; und daß Mittel (22, 24; 84; 86) vorgesehen sind, welche das Lager (64) in der Lageraufnahme (58) in eine hinter dem Sperrmittel (68) liegende Arbeitsstellung vorspannen.

2. Lagereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Abmessung des Sperrmittels (68) an seiner höchsten Stelle über der Umfangswand der Lager­ aufnahme (58) etwa 1 bis 3 mm, vorzugsweise etwa 2 mm beträgt.

3. Lagereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sperrmittel (68) durch einen radialen Flansch gebildet ist, dessen Rand die bezogen auf die Achse des Lagers exzentrische Montageöffnung (70) begrenzt, und daß der Durchmesser der Montageöffnung (70) geringfügig, vorzugsweise etwa 1 mm größer ist als der Außen durchmesser des Lagers (64).

4. Lagereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizität der Montageöffnung (70) etwa 1 bis 3 mm, vorzugsweise etwa 2 mm beträgt.

5. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Lagers (64) das zu lagernde Teil (40; 44; 46) im leichten Schiebesitz aufnimmt.

6. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bodenwand (72) der Lageraufnahme (58) eine Öffnung (76) aufweist, deren Durchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des Lagers (64).

7. Lagereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen der Öffnung (76) in der Bodenwand (72) und dem Lager (64) eine Distanzscheibe (78) angeordnet ist, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der in der Bodenwand (72) vorgesehenen Öffnung (76).

8. Lagereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Distanzscheibe (78) kleineren Außen­ durchmesser hat als das Lager (64).

9. Lagereinheit nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Distanzscheibe (78) die in der Bodenwand (72) vorgesehene Öffnung (76) dicht verschließt.

10. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Distanzscheibe (78) im dichten Gleitsitz mit der Außenfläche des zu lagernden Teiles (40; 44; 46) zusammenarbeitet.

11. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannmittel ein Federpolster (84) oder eine Blattfeder (86) auf­ weisen.

12. Verwendung von Lagereinheiten nach einem der An­ sprüche 1 bis 11 zur Lagerung paralleler beabstan­ deter Teile (16, 18), dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagereinheiten (42) so nebeneinander angeordnet sind, daß die beiden Sperrmittel (68) in entgegengesetzte Richtung weisend auf der Verbindungslinie der beiden Lagerachsen liegen.

13. Verwendung von Lagereinheiten nach einem der An­ sprüche 1 bis 11 zum Lagern von Umlenkrollen (16, 18) mindestens eines Endlosförderers (12, 14), insbesondere von Rundschnur-Riemenförderern, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannmittel durch elastische Riemen (22, 24) der Endlosförderer (12, 14) gebildet sind.

14. Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Endlosriemen Rundriemen aus Polyurethan sind.