DE1910794U - Radial- und axiallager. - Google Patents

Description

RA. 702 551-7.10.i

DH. A. MENTZEL

DIPL. ING. W. DAHLKE PATENTANWÄLTE

506 REFRATH b. Köln, den 6 . Okt Ober 1964

ERATfKENEOHST 137 J)g. ./ja.

TELEPON: BENSBEEG 6 42 00

Torrington Company Torrington, Connecticut, TJ S A

,Radial- und Axiallager ^

Die Erfindung "betrifft Verbesserungen an einem kombinierten Radial- und Axiallager für Wellen, das einmal die Welle reibungsmindernd lagert und gleichzeitig einen axialen Schub aufnehmen kann.

Für zahlreiche Anlagen braucht man ein Wälzlager für eine Welle, das die letztere in radialer Richtung unterstützt und gleichzeitig axiale oder Längskräfte aufnimmt. Ein typisches

Beispiel für eine derartige Anlage ist die Antriebswelle einer Kreiselpumpe, wie sie bei Verbrennungskraftmaschinen Verwendung findet. Die Welle muß in einem Wälzlager gelagert werden, das von einem Motorblock oder dergleichen gehalten wird. Im Interesse eines schnellen Einbaus ist es erforderlich, daß das Wälzlager zuvor mit der Welle zusammengebaut worden ist, so daß Lager und Welle als Einheit eingebaut werden können.

Bs ist eines der Ziele der Erfindung, ein Wälzlager für eine Welle zu erhalten, das einen solchen axialen Schub in beiden Richtungen aufnehmen kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine solche Zusammenstellung eines Wälzlagers und einer Welle zu erhalten, daß die beiden beim Einbau als eine Einheit behandelt werden können.

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Radiallager in Kombination mit einem zweiseitig wirkenden Axiallager in endgültiger Position auf einer rotierenden Welle zu halten, so daß dieser Zusammenbau als Einheit eingebaut werden kann.

Foch ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, das Wälzlager aus Teilen anzufertigen, die in der gewünschten Position auf der Welle befestigt und dort gebrauchsfertig festgehalten werden können.

Zu den Zielen der Erfindung gehört es noch, ein kombiniertes Wälzlager des oben beschriebenen Typs zu erhalten, bei dem eine anfangs eingebrachte Schmierfüllung lange Zeit hindurch ohne wesentliche Verluste erhalten bleibt.

Hoch ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Teile des Lagers so anzuordnen, daß es bei geringster Abnutzung und Gefahr der Beschädigung staubabweisend ist.

Die Erfindung wird nachstehend in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Pig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Rollenkäfiglagers mit Druckringen auf einer Welle;

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels, ohne die Druckringe;

I*ig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Lagers nach der Erfindung, mit käfiglos eingesetzten Rollen und Druckringen;

eine ähnliche Ansicht eines käfiglosen Lagers, aber ohne die Druckringe;

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Fig. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Lagers nach der Erf induing, unter Verwendung eines Rollenkäfiglagers und Ton Rollendrucklagern, und

Fig. 6 eine ähnliche Ansicht, mit einem käfiglosen Rollenlager und einem Rollendrucklager.

Die Erfindung umfaßt eine Wälzlagereinheit, die auf eine drehbare Welle aufgesetzt und dann in ein Gehäuse, Gestell oder dergleichen eingesetzt werden kann. Auf diese Weise ist die Welle frei drehbar und wird gleichzeitig an einer axialen Bewegung in beiden Richtungen gehindert. Durch die Verwendung von dünnem, verformbarem Metallblech für den äußeren Laufring des Lagers erhält man ein geringstmögliches Spiel. Auch werden der Zusammenbau der verschiedenen Teile und ihre endgültige Befestigung erleichtert. Die so auf der Welle aufgebaute Lagereinheit liefert einen optimalen Wälzkontakt. Auch enthält die Einheit Schmiermittel für einen langen Zeitraum, ohne daß die Gefahr des Auslaufens des Schmiermittels besteht. Weiterhin ist dieses Lager so dicht auf die Welle aufgepaßt, daß es praktisch staubdicht ist.

In Fi.g 1 weist die drehbare Welle 11 rechtwinklige Absätze 12 auf, die einem Mittelteil 13 mit relativ großem Durchmesser

bilden. Dieser Teil stellt den inneren Laufring des Wälz-Radiallagers dar.

Auf der inneren Fläche 13 läuft eine Reihe von Rollen 14· Mit Hilfe eines Käfigs 15 werden die Rollen auseinander und parallel zur Achse der Welle gehalten.

Druckringe 16 sind eng um die Welle 11 herum eingepaßt und liegen an den Absätzen 12 an.

Ein aus dünnem, verformbarem Metallblech oder ähnlichen Material hergestelltes, äußeres Laufringteil 17 hat einen solchen Innendurchmesser, daß die Rollen 14 eng umfaßt. Ein Ende des Teils 17 ist verlängert und senkrecht zur Welle umgebogen, um den Plansch 18 zu bilden. Dieser Plansch hat eine axial einwärts umgebogene Lippe, die in einem geringen Abstand von der Welle 11 angeordnet ist.

Innerhalb des Flansches 18 ist eine Reihe von Lagerkugeln so eingepaßt, daß diese an d^rei Punkten Kontakt mit der inneren Oberfläche des Teiles 17? des Flansches 18 und des Druckrings 16 haben.

Das entgegengesetzte Ende des Laufringteils 17 erstreckt sich über den entsprechenden Druckring 16 hinaus. Das schafft Raum zur Aufnahme einer Reihe von Lagerkugeln 2o, die am Druck-

ring 16 anliegen. Außerhalb der Kugeln befindet sich ein Axialdrucklaufring 21 in Form eines Einges mit nach innen umgebogener Lippe.

Dadurch haben die Kugeln 2o Dreipunktkontakt mit dem Axialdruckring 16, der inneren Oberfläche des Teiles 17 und der inneren Oberfläche des Axialdrucklaufrings 21.

Ein nach unten umgebogener Plansch 22 des Teiles 17 bildet eine bleibende Befestigungsmöglichkeit für den Axialdrucklaufring 21 .

In dieser Form läßt sich das Lager leicht mit dem Laufring 13 zusammenbauen, indem man zunächst die Kugeln 19 in den flansch 18 einlegt und sie mit dem abgrenden Ring 16 dort festhält, Nun ist das Teil 17 mit dem Axialdruckring mit der die Rollen 14 und ihren Käfig 15 umfassenden Radiallagerein« heit versehen.

Indem man diese Teile über das linke Ende der Welle 11 schiebt, bringt man den Axialdruckring 16 in Berührung mit dem Absatz 12. Dann wird der gegenüberliegenden Axieldruckring Tom rechten Ende der Welle 11 her zur Anlage an dem entsprechenden Absatz 12 gebracht. Der Zusammenbau wird dadurch beendet, daß man die Kugeln 2o in Anlage an dem letztgenannten Ring 16 bringt, den Drucklaufring 21 gegen die Kugeln drückt und den Flansch 22 nach unten umbiegt.

Dadurch erhält man um die Welle herum ein Wälzlager, das nur einen sehr geringen Durchmesser aufweist. Das Ganze erfüllt die Forderung nach einem Wälz-Radiallager, das an jedem Ende von einem Axialdrucklager flankiert wird, so daß die Welle an einer axialen Bewegung in beiden Richtungen gehindert wird.

In Fig. 2'ist die drehbare Welle 11 als Sitz oder Laufring für die Lagerrillen ausgebildet. Zu diesem Zweck hat die Welle 11 an entgegengesetzten Enden des inneren Laufringes 24 geneigt oder schräge Absätze 23» deren Durchmesser größer ist, als der der Welle selbst.

Die Rollen 14 und der Käfig 15 entsprechen den bereits oben beschriebenen Teilen.

Das äußere Laufringteil 25 ist am linken Ende - wie bei 26 gezeigt - nach unten umgebogen, um einen Plansch mit einer nach innen umgebogenen Lippe zu biifen, der sich eng an die Welle 11 anschließt, aber auf der letzteren gleiten kann.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Lagerkugeln 27 größer als beim vorigen Ausführungsbeispiel. Die Kugeln 27 sind so groß, daß sie an den geneigten Absätzen 23 anliegen. Die Kugeln 2fJ am linken Ende stehen auch noch in rollendem Kontakt mit dem Innendurchmesser des äußeren Laufringteils 25 und dessen Endflansch 26.

Die Lagerkugeln 28 am rechten Ende der Einheit sind ebenfalls größer und stehen in Berührung mit der inneren Oberfläche des äußeren laufringteils 25 und dem Absatz 23·

Ein Axialdrucklaufring 21 - wie oben beschrieben - wird in das offene Ende des äußeren laufringteils 25 eingepaßt und in Berührung mit den Kugeln 28 gebracht.

Der Axialdrucklaufring 21 weist eine einwärts umgebogene Lippe auf, die die Kugeln 28 τοπ der Welle 11 trennt und sie in Berührung mit dem Absatz 23 und dem äußeren Laufringteil 25 hält.

Ein nach unten umgebogener Plansch 22 am Ende des Teils 25 dient dazu, das Ganze in bleibender Postition auf der Welle 11 festzuhalten.

In Fällen, in denen die Lagerrollen ohne Käfig eingesetzt werden, d.h. sich nebeneinanderliegend berühren, wird das Ganze so aufgebaut, wie es Fig. J| zeigt. Hier hat die Welle 11 rechtwinklige Absätze 12, 12 die einen inneren Laufring 13 mit größerem Durchmesser bilden.

Die Lagerrollen 14 erstrecken sich über praktisch die gesamte Länge des inneren Laufrings 13· Die an den Absätzen 12, 12 anliegenden Axialdurckringe 16 dienen dazu, die Rollen in normaler Betriebsposition zu halten.

Das äußere Laufringteil 17 ist mit verspringenden Enden versehen, die sich über die normalen Durchmesser der Welle 11 erstrecken. Wie Fig. 2 zeigt, befindet sich am linken Ende, ein nach innen umgebogener Flansch mit einer schmalen Lippe. Dieser Flansch bildet einen Kanal zur Aufnahme einer Eeihe Lagerkugeln 19> die am Axialdruckring 16, der inneren Oberfläche des äußeren Laufringteils 17 und am Flansch 18 anliegen.

Rechts befindet sich eine entsprechende Reihe Lagerkugeln 2o, die auf den Druckringen 16 und der inneren Oberfläche des äußeren Laufringteils 17 laufen. Hinter den Kugeln befindet sich ein Drucklaufring 21 mit einer inneren Lippe, wodurch ein Kanal gebildet wird, in dem die Kugeln rollen. Der Laufring 21 !ist innerhalb des äußeren Laufringteils 17 begrenzt, welch letzterer an dieser Stelle mit einer genuteten inneren Oberfläche zur Aufnahme des Axialdrucklaufrings 21 versehen ist. Ein nach unten umgebogener Flansch 22 am rechten äußeren Laufringteil 17 dient zum Festhalten des Drucklaufrings 21.

Die Verwednung von Rollen ohne Käfig und von flankierenden Serien von direkt auf der Welle 11 laufenden Kugeln ist in Fig. gezeigt. Hier hat die Welle 11 geneigte oder schräge Absätze 23, auf denen die Kugeln laufen können. Die Fläche zwischen den Absätzen 23j 23 vervollständigt ein inneres Laufringteil 24, das zur Aufnahme der Rollen 14 dient.

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Hinter den entgegengesetzten Enden der Rollen 14 und noch innerhalb der Fläche des laufringteils 24 "befinden sich zwei Endringe 29, 29', die dabei mitwirken, die Rollen in ihrer Betriebslage zu halten.

Das äußere Laufringteils 25 umgibt die Rollen 14 eng und hat verlängert Enden. Das linke Ende des äußeren Laufringteils 25 besitzt einen nach radial einwärts umgebogenen Flansch 26 mit einer axial einwärts gebogenen Lippe, In dieses Ende des Laufringteils eingepaßt und am Absatz 23 der Welle anliegend befindet sich eine Reihe von Lagerkugeln 27, die auch an der inneren Oberfläche des äußeren Laufringteils 25 und am Flansch 26 anliegen.

Am entgegengesetzten Ende ist das äußere Lagerringteil verlängert, um Raum für einen Axialdruckring'21 zu schaffen, Dieser ist auf die Welle 11 aufgepaßt und sitzt in einem mit Nut versehenen Teil des äußeren Laufringteils 25.

Dieser Axialdrucklaufring hält die Lagerkugeln 28 in drei Kontaktpunkten fest, nämlich am Absatz 23 auf der Welle, an der inneren Oberfläche des äußeren Laufringteils 25 und am Axialdrucklaufring selbst. Ein radial einwärts umgebogener Flansch 22 am Ende dient dazu, die Tei}.e festzuhalten.

Das erfingdungsgemäße Lager, kann auch mit Rollen-Axialdrucklagern, wie sie in den Figuren 5 und 6 dargestellt sind, aufgebaut werden. In Fig. 5 ist die Welle 11 mit rechtwinklig stehenden Absätzen 12 versehen. D. durch wird der innere Laufring 13 mit vergrößertem Durchmesser gebildet; das wiederum ermöglicht, daß

der innere Laufring einen "beträchtliche größeren Durchmesser hat, als die der obigen Ausführungsbeispiele, so daß die Fläche des Wälzkontaktes vergrößert wird.

Die Rollen 14 werden über dem Laufring 13 mit Hilfe eines Käfigs 15 festgehalten.

Der äußere Laufring 3° erstreckt sich über den inneren Laufring 13 hinaus, um Raum für gegenüberstehende Rollendrucklager zu schaffen. Zu diesem Zweck liegen an den Absätzen 12 Axialdruckringe 31 an.

Diese Ringe stellen Bestandteile von Rollendrucklagern dar, die mit einer Reihe von radial zur Welle angeordneten Rollen 32 versehen sind. Diese Rollen werden durch Halter oder Käfig 33 ge¥- halten.

Am linken Ende hat der äußere Laufringteil einen dadial einwärts umgebogenen Plansch 34, der ebenfalls als druckaufnehmender Teil für die Rollen 32 dient.

Am anderen (rechten) Ende werden die Rollen 32 durch einen Axialdruckring 35 gehalten, der in eine Nut des äußeren Laufringteils 3o eingepaßt ist. Ein nach unten umgebogener Flansch 36 hält das Ganze zu einer Einheit zusammen.

Die Verwendugng von Rollenaxialdrucklagern ohne Käfig ist in Fig. 6 dargestellt. Auch hier hat die Welle 11 rechtwinklig aufrechtstehende Absätze 12, die einen stark vergrößerten inneren

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Laufringteil 13 "bilden. Die Rollen sind ohne Käfig, d.h. einander berührend nebeneinadner liegend, eingesetzt. Der äußere Laufringteil, 30 umgibt die Rollen 14. Axialdruckringe 3I sind an die Absätze 12 angepaßt und halten die Enden der Rollen fest.

An dem linken Axialdruckring 3I liegen radial in einem Käfig 33 angeordnete Rollen 32 an. Die Rollen werden durch den Flansch 34 festgehalten, der als Laufringteil dient.

Das entgegengesetzte Ende des äußeren Laufringteils enthält in einem Käfig 33 eine zweite Serie von Druckrollen 32. Ein äußerer Axialdruckring 35 liegt an den Rollen 32 an und ist in einer !Tut des äußeren Lauf rings 3o angeordnet. Ein am Axialdruckring 35 anliegender, radial einwärts umgebogener Flansch 36 hält das Lager ebenfalls fest und mit der Welle 11 zusammen.

Die Erfindung kann auch als Lagereinheit verwirklicht werden in der der innere Laufring von der Welle unabhängig ist. In diesem Falle ist der innere Laufringteil hohl und die Lagereinhait wird vor der endgültigen Befestigung auf einer Welle oder dergleichen gesondert zusammengebaut.

Unabhängig τοη den oben im Detail beschriebenen, besonderen Ausführungsbeispielen liefert die Erfindung ein vorteilhaftes und billiges Wälzlager, in dem ein Radiallager mit beiderseits angeordneten Axialdrucklagern kombiniert ist. Es ist daher ein wichtiges Montageelement für drehbare Wellen, wenn deren Axialbewegung in beiden Richtungen verhindert werden soll. Der Aufbau ist so, daß nur ein minimaler Außendurchmesser erforderlich ist" die Eigenschaften sind so, daß das Festhalten von Schmiermittel und die Dichtheit gegen Eindringen von Staub und dergleichen begünstigt werden.

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Claims (6)

1. Aufnahme der Wälzkörper des einen Axiallagers "bildet;

   d) einen besonderen, in der Nähe der anderen Schulter (12) des Wellenmittelteiles angeordneten und zusammen mit dieser eine Kammer zur Aufnahme der Wälzkörper des anderen Axiallagers bildenden Axiallaufring (21, 35);

   e) einen an das andere Ende des Außenlaufringes angebördelten Rand (22, 36), der den besonderen Axiallaufring (21, 35) mechanisch im Abstand von der benachbarten Schulter (12) des Wellenmittelteiles einerseits und zwischen dem Mantel des Außenlaufringes und dem abgesetzten Wellenteil andererseits hält.
2. 2. lagereinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine sich an den umgebördelten Rand (18, 34) des Außenlaufringes (17» 25) anschließende, axial einwärts gerichtete und in geringem Abstand von der Welle verlaufende Lippe.
3. 3. lagereinheit nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine sich an den besonderen Axiallaufring (21) an dessen innerem Umfang anschließende, axial einwärts gerichtete und in geringem Abstand von der Welle verlaufende lippe.

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4. 4. Lagereinheit nach Anspruch 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Schultern des Wellenmittelteiles zur Bildung von Laufflächen für die Wälzkörper der Axiallager angephast sind.

   ! 5. lagereinheit nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch auf die Welle "beiderseits des verdickten Mittelteiles aufgesetzte und als innere laufringe für die Wälzkörper der Axiallager dienende Druckringe (16).