DE60301704T2

DE60301704T2 - Dichtungsanordnung eines Lagers, insbesondere einer Achse eines Untersetzungsgetriebes

Info

Publication number: DE60301704T2
Application number: DE2003601704
Authority: DE
Inventors: Walter Zanette
Original assignee: Societe Nouvelle de Roulements SNR SA
Current assignee: NTN Europe SA
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2023-06-28
Also published as: FR2842264A1; EP1382869A1; EP1382869B1; FR2842264B1; DE60301704D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Lageranordnungen und noch genauer die Lageranordnungen für eine Achse eines Untersetzungsgetriebes eines Betonmischers, der auf einem Lastkraftwagen transportiert wird. Das Untersetzungsgetriebe ist mit dem Chassis des Lastkraftwagens über sein Gehäuse verbunden, wohingegen der Betonmischer mit dem Untersetzungsgetriebe durch einen Flansch verbunden ist, welcher die inneren Ringe des Lagers trägt, die Gegenstand der Erfindung sind.
Die Lager von dieser Art sind auf bekannte Art und Weise pendelnde Lager mit einem äußeren Ring, zwei Reihen von Rollkörpern und zwei inneren Ringen. Um einen gewissen Ausschlag des Betonmischers im Verhältnis zum Lastkraftwagen zu ermöglichen und sich somit auf alle Fahrbedingungen des Lastkraftwagens anzupassen, hat man dem äußeren Durchmesser des äußeren Rings des Lagers eine kugelförmige Form gegeben.
Die Dichtigkeit des Untersetzungsgetriebes wird einerseits durch eine O-Ring-Dichtung sichergestellt, welche auf dem äußeren, kugelförmigen Durchmesser des äußeren Rings des Lagers anliegt, und andererseits durch eine Dichtung mit Lippe, welche an dem äußeren Ring montiert ist und auf einer Schulter des Flansches schleift, welcher die inneren Ringe trägt. Um den Ausschlag des Flansches im Verhältnis zum Gehäuse des Untersetzungsgetriebes zu ermöglichen, wird der äußere Durchmesser des äußeren Rings des Lagers phosphatiert, was die Oberfläche sehr scheuernd macht. Die O-Ring-Dichtung wird somit schnell abgenutzt und verliert daher ihre Wirksamkeit.
Die Veröffentlichung EP 0562218 beschreibt und stellt ein Lager dar, das in einem Sohlenlager montiert ist. Dieses Lager weist zwei Reihen von Rollkörpern auf und besitzt einen äußeren Ring, dessen Bahn kugelförmig ist, was einen gewissen Ausschlag des äußeren Rings im Verhältnis zum inneren Ring erlaubt. Von jeder Seite des Lagers sind zwei Dichtungen auf jeweiligen zwei Ringen montiert worden, welche fest mit der Achse verbunden sind und deren äußerer Durchmesser kugelförmig ist. Ein derartiges System weist den Nachteil auf, nicht eine optimale Dichtigkeit sicherzustellen. Ein anderer Nachteil ergibt sich aufgrund der Tatsache, dass die Bahn des äußeren Rings kugelförmig ist. In dieser Konfiguration können Belastungen, welche mit einer vorherrschend axialen Komponente kombiniert sind, nicht aufgenommen werden.
Ein zum Gegenstand von Anspruch 1 ähnlicher Lageraufbau ist in dem Dokument DE-A-2839584 beschrieben.
Es ist somit eine der Aufgaben der Erfindung, ein Lager bereitzustellen, welches fähig ist, in den oben genannten Belastungsbedingungen verwendet zu werden, die repräsentativ für Kräfte sind, welche durch das Untersetzungsgetriebe zwischen dem Lastkraftwagen und dem Betonmischer aufgenommen werden, wobei es eine zweite Aufgabe der Erfindung ist, eine optimale und dauerhafte Dichtigkeit sicherzustellen.
Um diese Aufgaben zu lösen, schlägt die Erfindung eine Lageranordnung vor, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Zu dem Zweck, beträchtliche axiale Belastungen auszuhalten, sind die Lagerbahnen von dem Typ mit schrägem Kontakt auf solch eine Weise, um mit den Rollkörpern vom Typ Kugeln zusammenzuwirken.
Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Unterlegscheibe aus einer nicht-rostenden Legierung realisiert.
Eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung ist die Vereinfachung der Lageranordnung. In diesem Sinne erstreckt sich eine Unterlegscheibe in Richtung zu den Rollkörpern und bildet eine Lagerbahn, an welcher sich eine Reihe von Rollkörpern abstützt. Die Unterlegscheibe wird somit einer Behandlung ausgesetzt, welche fähig ist, die Oberfläche, welche die Dichtung trägt, nicht-rostend zu machen.
Um die Dichtigkeit zu realisieren, ohne jedoch den relativen Bewegungen der Teile ausgesetzt zu sein, wird eine O-Ring-Dichtung zwischen die Unterlegscheibe und die axiale Muffe des Flansches gesetzt, wobei diese O-Ring-Dichtung somit einerseits gegen die abgeschrägte Form des unteren Endes der Unterlegscheibe und andererseits gegen den Sitzradius der axialen Muffe und der Schulter des Flansches in Anlage ist.
Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung fällt die Seite des äußeren Rings des Lagers, welche in Richtung der Unterlegscheibe gerichtet ist, im Wesentlichen mit einer transversalen Ebene zusammen, die rechtwinklig zur Drehachse des Lagers und tangierend mit dem Ende der Kugel ist, die dieser Seite entspricht.
Die Erfindung betrifft ebenso ein Untersetzungsgetriebe, insbesondere eines Betonmischers, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine derartige Lageranordnung aufweist.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der detaillierten, nachfolgenden Beschreibung offenbar, für deren Verständnis man sich auf die beigefügten Zeichnungen beziehen wird, in welchen:
1 eine Schnittansicht einer Lageranordnung gemäß dem Stand der Technik ist;
2 eine Schnittansicht einer Lageranordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
3 eine Schnittansicht einer Lageranordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist.
Eine Lageranordnung 1, welche in einem Untersetzungsgetriebe eines Betonmischers auf bekannte Art und Weise eingesetzt ist, ist in 1 dargestellt. Das Untersetzungsgetriebe des Betonmischers wird durch eine Anzahl von Zahnrädern realisiert, von denen lediglich die Abschluss-Zahnräder in dieser Figur dargestellt sind. Eine Welle des Untersetzungsgetriebes trägt ein erstes Zahnrad, das in Drehung durch ein Zentralrad des Untersetzungsgetriebes angetrieben wird, und ein zweites Zahnrad, welches in Drehung einen Flansch 2 antreibt, der an dem Betonmischer angeschraubt ist. Dieser Flansch 2 weist eine axiale Muffe 22 auf, die sich in Richtung nach innen vom Untersetzungsgetriebe erstreckt und die inneren Ringe 11 und 12 des Lagers 1 trägt, welche Gegenstand der Erfindung sind. Der äußere Ring 13 dieses Lagers 1, dessen Rollkörper aus zwei Reihen von Kugeln 14 und 15 zusammengesetzt sind, weist ein äußeres Profil 131 einer kugelförmigen bzw. sphärischen Form auf. Dieses Profil 131 ist komplementär zur Form des Gehäuses 3, an welchem der äußere Ring 13 anliegen wird. Der Anschlag in Translation eines derartigen Lagers 1 wird einerseits durch eine Schulter 21 des Flansches 2 realisiert, an welchem sich der entsprechende innere Ring 11 abstützen wird, und andererseits durch ein bekanntes Anschlagmittel vom Typ Mutter 4, welches den anderen inneren Ring 12 festhält. Es wird verstanden werden, dass ein einziger innerer Ring 11, welcher die zwei Lagerbahnen trägt, für die Anordnung gemäß der Erfindung verwendet werden kann.
Gemäß einer ersten Ausführungsform, die in 2 dargestellt ist, ist das Lager 1 mit Bahnen mit schrägem Kontakt versehen, um beträchtliche axiale Belastungen auszuhalten.
Eine Unterlegscheibe 5 ist zwischen die Schulter 21 des Flansches 2 und den entsprechenden inneren Ring 11 zwischengesetzt. Der äußere Umfang 51 dieser Unterlegscheibe 5 weist eine Form eines Kugelabschnitts auf und bildet eine Reibungszone für eine Dichtung 6, z.B. mit Lippe und mit Feder.
Die Position der Gesamtheit, welche durch die Unterlegscheibe 5 und die Dichtung 6 gebildet ist, und der Radius der Kugelform entsprechend dem äußeren Umfang 51 der Unterlegscheibe 5 werden auf solche eine Art und Weise gewählt, dass der Mittelpunkt C₅ dieser Kugel mit dem Mittelpunkt C₁₃ der Kugel, welche dem äußeren Profil 131 des äußeren Rings 13 des Lagers 1 entspricht, zusammenfällt. Eine derartige Übereinstimmung ermöglicht es, den Kontakt zwischen der Dichtung 6 und der Unterlegscheibe 5 beizubehalten, wie auch immer der Pendelgrad des äußeren Rings 13 des Lagers 1 um eine Achse X sei.
Die Dichtung 6 wird in einem Deckel 7 montiert, dessen axiale Verlängerung in Richtung nach innen vom Untersetzungsgetriebe auf dem äußeren Profil 131 des äußeren Rings 13 des Lagers 1 ruhen wird. Diese axiale Verlängerung weist somit einerseits ein inneres Profil 71 einer kugelförmigen Form komplementär zur kugelförmigen Form des äußeren Profils 131 des äußeren Rings 13 des Lagers 1 auf, wobei die Mittelpunkte C jeder entsprechenden Kugel ebenso zusammenfallen, und andererseits ein äußeres Profil 72, welches die gespannte Montage an dem Gehäuse 3 des Untersetzungsgetriebes ermöglicht.
Das gleichzeitige Vorhandensein der kugelförmigen Unterlegscheibe 5, welche die Dichtung 6 trägt, und des Deckels 7, in welchem die Dichtung 6 montiert ist, erzwingt eine schräge Konfiguration des äußeren Rings 13 des Lagers 1. Das Lager 1 weist keine Symmetrie mehr auf, und die Seite, welche der Unterlegscheibe 5 entspricht, fällt im Wesentlichen mit einer transversalen Ebene rechtwinklig zur Drehachse des Lagers 1 zusammen und tangierend mit dem Ende der Kugel 14, die dieser Seite entspricht.
Eine O-Ring-Dichtung 8 wird verwendet, um die Dichtigkeit zwischen der Unterlegscheibe 5 und der axialen Muffe 22 zu realisieren. Diese Dichtung 8 wird gegen den Sitzradius 23 des Flansches 2 gesetzt, und die abgeschrägte Form 52 des inneren Endes der Unterlegscheibe 5 stellt ihre Positionierung sicher. Die O-Ring-Dichtung 8 wird somit keiner relativen Bewegung ausgesetzt, da die Unterlegscheibe 5 fest an der axialen Muffe 22 montiert ist.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform, die in 3 dargestellt ist, erstreckt sich die kugelförmige Unterlegscheibe 5' entlang dem Flansch 2 in Richtung nach innen vom Untersetzungsgetriebe und bildet eine Lagerbahn, auf welcher sich die Reihe von entsprechenden Rollkörpern 14 abstützt. Ein einziges Teil 5' umfasst somit die Funktionen eines Abstützens der Dichtung 6 und einer Führung der Rollkörper 14. Die Montage und noch genauer das Positionieren der O-Ring-Dichtung 8 durch Aufschrumpfen der Unterlegscheibe 5' wird somit vereinfacht.
In den oben auf nicht-erschöpfende Art und Weise beschriebenen Ausführungsformen muss die Unterlegscheibe 5, 5' eine Abstützoberfläche der Dichtung 6 derart aufweisen, dass sie nicht oxidiert, was eine schnelle Abnutzung der Lippen der Dichtung 6 und somit einen Verlust an Dichtigkeit mit sich bringen würde. In dem in 2 dargestellten Fall wird die Unterlegscheibe 5 vorzugsweise aus einer nicht-rostenden Legierung realisiert werden. In dem in 3 dargestellten Fall kann eine Oberflächenbehandlung des kugelförmigen Umfangs ausgeführt werden, an welchem die Dichtung 6 anliegt, um die Oxidation dieser Oberfläche bei Wasserspritzern zu verhindern. Es wird somit lediglich die Oberfläche der Unterlegscheibe 5' behandelt, welche die Dichtung 6 trägt, wobei nicht-rostender Stahl schlecht mit der Lagerfunktion vereinbar ist und insbesondere mit den durch die Anordnung ausgehaltenen Belastungen.

Claims

Lageranordnung (1), z.B. für ein Untersetzungsgetriebe eines Betonmischers, von der Art, welche einen äußeren Ring (13) mit einem äußeren, kugelförmigen Profil (131) aufweist, der fest mit einem Gehäuse (3) des Untersetzungsgetriebes verbunden ist, und mindestens einen inneren, konzentrischen Ring (11), der fest mit einer axialen Muffe (22) eines Flansches (2) verbunden ist, die jeweils mit Lagerbahnen ausgestattet sind, wobei die Anordnung eine Dichtung (6) umfasst, die auf dem kugelförmigen, äußeren (51) Profil einer Unterlegscheibe (5, 5') schleift, wobei der Mittelpunkt (C₅, C₅,) der Kugel mit dem Mittelpunkt (C₁₃) der entsprechenden Kugel des äußeren Profils (131) des äußeren Rings (13) zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (6) in einem Deckel (7) montiert ist, welcher axial auf dem äußeren Ring (13) des Lagers (1) ruht, wobei der innere Durchmesser dieses Deckels (7) ein kugelförmiges Profil (71) komplementär zum äußeren, kugelförmigen Profil (131) des äußeren Rings (13) des Lagers (1) aufweist.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegscheibe (5) aus einer nicht-rostenden Legierung realisiert ist.
Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegscheibe (5') sich in Richtung zu den Rollkörpern (14 und 15) erstreckt und eine Lagerbahn bildet, auf welcher eine Reihe von Rollkörpern (14) anliegt.
Lageranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Unterlegscheibe (5'), welche die Dichtung (6) trägt, nicht-rostend gemacht ist.
Lageranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbahnen vom Typ mit schrägem Kontakt sind.
Lageranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine O-Ring-Dichtung (8) zwischen die axiale Muffe (22) und die Unterlegscheibe (5, 5') gesetzt ist.
Lageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die O-Ring-Dichtung (8) gegen einen Sitzradius (23) der axialen Muffe (22) und einer Schulter (21) des Flansches (2) anliegt, wobei die abgeschrägte Form (52) des unteren Endes der Unterlegscheibe (5, 5') ihre Positionierung sicherstellt.
Lageranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seite des äußeren Rings (13) des Lagers (1), welche in Richtung zur Unterlegscheibe (5, 5') gerichtet ist, im Wesentlichen mit einer transversalen Ebene rechtwinklig zur Drehachse des Lagers (1) zusammenfällt und tangierend mit dem Ende der dieser Seite entsprechenden Kugel (14).
Untersetzungsgetriebe, insbesondere für einen Betonmischer, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Lageranordnung (1) aufweist, wie sie in einem der vorangegangenen Ansprüche beschrieben ist.