DE102010015201A1

DE102010015201A1 - Vorabdichtung für Laufrollen

Info

Publication number: DE102010015201A1
Application number: DE102010015201A
Authority: DE
Inventors: Thomas Grabosch
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2011-10-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagerung einer Laufrolle (500) für Sportgeräte oder Gepäckstücke mit zumindest einem Radialwälzlager (310, 320, 330), dessen Außenring unmittelbar oder mittelbar in einer Bohrung (510), die in einer Nabe der Laufrolle vorgesehen ist und dessen Innenring auf einer Achse (400) geführt sind, wobei ein Wälzkörper aufnehmender Innenraum des Radialwälzlagers abgedichtet ist, Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, auf den voneinander abgewandten Außenseiten der Radialwälzlager (310, 320, 330) eine Deckscheibe (100, 200) vorzusehen, die die axial, radial außen oder radial innen einen umlaufenden Dichtspalt (120, 180, 190, 220, 230) bildet und dadurch das Eindringen von Verunreinigungen in das Innere der Wälzlager bei der Nutzung der Laufrollen erschwert.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Lagerung für Laufrollen von zum Beispiel Sportgeräten oder Gepäckstücken. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Deckscheibe zur Vorabdichtung eines Wälzlagers derartiger Laufrollen.
Hintergrund der Erfindung
Gemäß des allgemein bekannten Standes der Technik sind die meisten Laufrollen der hier interessierenden Art, beispielsweise für Inline-Skates, aus Polyurethan gefertigt. Die Achsen für diese Laufrollen bestehen üblicherweise aus zwei Bolzen und einem Abstandshalter pro Laufrolle. Über den Abstandshalter im Inneren der Laufrolle werden die Innenringe der Wälzlager wischen den Befestigungsschienen geklemmt. Er stellt das Bindeglied zwischen dem Bolzen und den Wälzlager dar.
Die meisten Radialwälzlager für Freizeitanwendungen sind werkseitig beidseitig mittels schleifender oder nichtschleifender Dichtscheiben (sogenannten RS-Dichtscheiben) und nichtschleifenden Deckscheiben (Z-Deckscheiben) geschlossen und mit einer Lebensdauerbefettung versehen. Das Fett schützt vor Nässe und schmiert hinreichend gut. Die wesentliche Aufgabe der Dichtscheiben ist es, das Fett innerhalb des Radialwälzlagers zu halten.
Die DE 197 10 865 A1 zeigt eine Lagerung einer Laufrolle der eingangs erwähnten Art. Außerdem weisen zur Verlängerung der Gebrauchsdauer und Verbesserung der Wartungsfreundlichkeit auf den voneinander abgewandten Stirnseiten der Kugellager jeweils eine Gummidichtscheibe oder eine Stahlblechdeckscheibe auf. Die Abdichtung der Lager gegen von außen eindringende Verschmutzungen wird dadurch verbessert. Bei der Nutzung sind die in ihrer Wirksamkeit begrenzten Dichtscheiben aber nach wie vor mehr oder weniger direkt Verschmutzungen ausgesetzt.
Eine Laufrolle für Inline-Skates mit nur einem Radialwälzlager ist aus der WO 95/13928 bekannt. Allerdings ist bei den Laufrollen außer den Dicht- bzw. Deckscheiben für die geschlossenen Radialwälzlager keine weitere Abdichtung vorgesehen. Bei Benutzung zum Beispiel der Inline-Skates im Freien kommen die Wälzlager aufgrund ihrer Einbauposition unmittelbar mit allen möglichen Fremdstoffen (Sand, Staub, Feuchtigkeit) direkt in Berührung. Die abdichtende Wirkung der Dichtungen ist begrenzt, wodurch diese Stoffe durch Luftzirkulation und direktem Kontakt in feinste Spalten, somit auch in das Innere der Wälzlager eindringen. Die Fremdkörper und Verunreinigungen schädigen die hochgenauen Laufbahnen und Wälzkörper, setzen die Wirkung des verwendeten Schmiermittels herab, was zu einer Reduzierung der Gebrauchsdauer und zu einer ungewünschten Zunahme des Rollwiderstandes der Laufrollen führt.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Lagerung für eine Laufrolle bereitzustellen, welche über einen längeren Zeitraum eine hohe Zuverlässigkeit und Leichtläufigkeit aufweist.
Beschreibung der Erfindung
Diese und weitere Aufgaben werden durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den nachfolgenden abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Im Allgemeinen weist eine Lagerung einer Laufrolle für Sportgeräte oder Gepäckstücke zumindest ein Radialwälzlager auf, dessen Außenring unmittelbar oder mittelbar in einer Bohrung, die in einer Nabe der Laufrolle vorgesehen ist, und dessen Innenring auf einer Achse geführt sind. Ein die Wälzkörper aufnehmender Innenraum des Radialwälzlagers ist mindestens auf den voneinander abgewandten Seiten durch eine schleifende oder eine nicht schleifende Dicht- oder Deckscheibe abgedichtet. Die Bohrung beidseitig der Anordnung des Radialwälzlagers bzw. mehrerer Radialwälzlager ist durch eine Deckscheibe abgedeckt, die radial außen oder radial innen einen umlaufenden Dichtspalt bildet.
Ein Vorteil dieser Lösung liegt in der höheren Abdichtungswirkung bei einem minimalen fertigungstechnischen Aufwand hierfür.
Die Deckscheibe kann gegenüber dem radial angrenzenden Bauelement einen als Labyrinth ausgebildeten Dichtspalt aufweisen und kann drehfest auf der Achse angeordnet sein. Sie kann aus Kunststoff oder aus Metall (Stahl, Messing, Aluminium) oder auch aus einer Kombination derselben hergestellt sein.
Die Achse kann von zumindest einer in einen Tragrahmen eingesetzten Schraube gebildet werden, wobei das oder die Radialwälzlager auf der Achse in axialer Richtung durch Distanzhülsen geführt sind. Die Distanzhülsen können sich hierbei stirnseitig einerseits am Innenring des jeweiligen Radialwälzlagers und andererseits am Tragrahmen abstützen. Die Distanzhülsen können einteilig mit den Deckscheiben ausgebildet sein.
Die nach außen weisende Stirnfläche einer Deckscheibe kann eine auf die Deckscheibe einwirkende Medien abweisende, beispielsweise konische oder kugelschalenförmige Form aufweisen, wobei sie, ausgehend von der Achse, nach radial außen in Richtung des Radialwälzlagers abfallen kann. Mit anderen Worten, die Form ist unspezifisch, sie sollte an der Rolle herunterlaufende Flüssigkeiten vom Eintrittsspalt weg ableiten.
Ein radial innerer Abschnitt der Deckscheibe kann unmittelbar an der Achse angrenzen, während ein radial äußerer Rand der Deckscheibe etwa in einer Ebene mit oder um etwa 0,1 mm versetzt zur Stirnseite der Nabe der Laufrolle endet. Die Stirnseite der Nabe kann mit einem Radius in Richtung der Lauffläche der Laufrolle verlaufen.
Das Labyrinth kann durch zumindest eine weitere, beabstandet zur Deckscheibe verlaufende Lamelle gebildet werden. Ferner kann das Labyrinth eine Nut in der nach innen weisenden Stirnfläche aufweisen. Außerdem kann das Labyrinth mit einem als zusätzliches Dichtungsmittel dienenden Fett gefüllt sein.
Die oben beschriebenen Aspekte und weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung können ebenfalls aus den Beispielen der Ausführungsformen entnommen werden, welche im Folgenden beschrieben werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die erfindungsgemäß ausgebildete Laufrolle wird nachfolgend in mehreren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Schnittansicht einer Laufrolle gemäß einer ersten Ausführungsform sowie eine Detailansicht mit einer Deckscheibe gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 eine Schnittansicht einer Laufrolle gemäß einer zweiten Ausführungsform sowie eine Detailansicht mit einer Deckscheibe gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3 eine Schnittansicht einer Laufrolle gemäß einer dritten Ausführungsform sowie eine Detailansicht mit einer Deckscheibe gemäß der zweiten Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In der Mittelebene einer Laufrolle kann ein einreihiges Radialwälzlager mit zwei Dicht-/bzw. Deckscheiben angeordnet sein. In das Radialwälzlager kann am Außenring über mindestens eine Schulter oder mindestens durch einen Sicherungsring in der Nabe der Laufrolle fixiert sein. Am Innenring kann die axiale Fixierung über Distanzstücke und eine Schraubverbindung zur Klemmung des Innenringes und des Distanzstücks zwischen den beiden die Rolle abstützenden Schienen von zum Beispiel einem Skater erfolgen.
Das Profil der Laufbahnen des Innen- und des Außenrings des Radialwälzlagers ist entweder kreisförmig oder bei mindestens einer der beiden Laufbahnen nicht-kreisförmig.
Die Vorabdichtung des Radialwälzlagers erfolgt beidseitig, vorzugsweise durch eine berührungslose Abdichtung. Das Dichtungselement ist mindestens einstufig ausgeführt und wird durch mehrere Funktionselemente, wie beispielsweise Labyrinthe, oder auch Abweiser und Fangräume gebildet.
Die Deckscheibe hat nach außen eine Verschmutzung abweisende zum Beispiel konische Form, wobei die umlaufende Außenkante gegenüber der Laufscheibennabe vorzugsweise mindestens 0,1 mm zurücksteht. Bei erhöhter Anforderung an die Wirksamkeit der Abdichtung gegenüber Staub, Feuchtigkeit usw. und gegen Leckage bei ölgeschmierten Radialwälzlagern können die Labyrinthe und Spalte des Abdichtungssystems mit Fett oder ähnlichem als zusätzlichem Dichtungselement befüllt werden.
1 zeigt einerseits die oberen Hälfte einer Schnittansicht einer Laufrolle gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und andererseits eine Detailansicht A, welche insbesondere die Deckscheibe 100 gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. Die Laufrolle weist im Allgemeinen eine Deckscheibe 100, ein Radialwälzlager 310, eine Achse 400 und einen Rollenkörper 500 auf.
Die Deckscheibe 100 gemäß der ersten Ausführungsform weist eine Nabe bzw. ein Distanzstück 150 auf, welches eine nach außen gerichtete Stirnseite 160 und eine nach innen gerichtete Stirnseite 140 aufweist, wobei außen und innen in Richtung der Achse der Laufrolle und relativ zum Zentrum bzw. dem Radialwälzlager der Laufrolle angesehen ist. Ferner weist die Deckscheibe 100 einen äußeren scheibenförmigen Körper 170 und einen inneren Lamellen-Körper 180 auf. Zur Verbesserung der Dichtwirkung ist der äußere scheibenförmige Körper 170 mit einer konischen Fläche nach außen hin ausgebildet. Zwischen dem äußeren scheibenförmigen Körper 170 und dem inneren Lamellen-Körper 180 ist ein Einschnitt 120 ausgebildet und der innere Lamellen-Körper 180 ist relativ zu der inneren Fläche 140 nach außen hin versetzt, so dass eine weitere Tasche 190 gebildet wird. Diese Anordnung des äußeren scheibenförmigen Körpers 170, des Einschnitts 120 zusammen mit dem inneren Lamellen-Körper 180 bildet eine sogenannte Labyrinth-Deckscheibe, wobei der Einschnitt 120 sowie die weitere gebildete Tasche 190 Räume bilden, in welchen sich etwaige eindringende Staub- oder Feuchtigkeitspartikel sammeln können. Das Radialwälzlager selbst ist auf diese Weise zuverlässig vor Umwelteinflüssen geschützt.
Das Radialwälzlager 310 ist in dieser Ausführungsform ein einreihiges Rillen-Radialwälzlager mit sogenannten Z-Deckscheiben 350. Der Innenring des Radialwälzlagers 310 ist auf der Achse 400 der Laufrolle positioniert. Der Laufkörper 500 weist eine Nabe 510 auf, welche so dimensioniert ist, dass sie den Außenring des Radialwälzlagers 310 aufnehmen kann. Zur seitlichen Abstützung des Außenrings des Radialwälzlagers 310 weist der Laufkörper einerseits eine Schulter, d. h. einen nach innen vorstehenden Ring 530 und andererseits eine Ringnut zur Aufnahme eines Ringes 520 auf. Die Außenkante 540 der Nabe 510 steht nach außen hin so weit vor, dass die Außenkante 110, welche an dem äußeren scheibenförmigen Körper 170 ausgebildet ist, zumindest bündig mit der Außenkante 540 der Nabe 510 angeordnet ist, vorzugsweise jedoch leicht nach innen versetzt zu der Kante 540, sobald die Laufrolle insgesamt montiert ist. Die Außenkante 110 der Deckscheibe 100 kann bis zu 2 mm, beispielsweise um 0,1 mm relativ zur Außenkante 540 des Rollenkörpers 500 nach innen versetzt sein.
2 zeigt einerseits eine Schnittdarstellung einer Laufrolle gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung sowie eine Detailansicht B, welche insbesondere die Deckscheibe 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Vergleichbar mit der Deckscheibe 100 weist die Deckscheibe 200 eine Nabe bzw. ein Distanzstück 250 mit einer äußeren Stirnseite 260 und einer inneren Stirnseite 240 auf. Ferner ist die Außenfläche des scheibenförmigen Körpers 270 konisch ausgebildet und bildet eine äußere Kante 210, welche im eingebauten Zustand relativ zur Außenkante der Nabe zumindest bündig, vorzugsweise nach innen versetzt angeordnet ist.
Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform weist die Deckscheibe 200 keinen inneren Lamellenkörper auf und lediglich eine Aussparung 220, welche beispielsweise so dimensioniert sein kann, dass ein Fixierungsring für den Außenring des Radialwälzlagers in dieser Aussparung 220 aufgenommen werden kann.
Als weiteres Dichtungselement weist die Deckscheibe 200 einen Fangraum 230 auf, der als Ring-Nut in der nach innen weisenden Stirnseite der Deckscheibe ausgebildet ist. Wie in der Detailansicht B angedeutet, kann der Fangraum 230 mit einem Fett gefüllt sein.
Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung weist die Laufrolle ein zweireihiges Rillen-Radialwälzlager 320 mit Z-Dichtungsscheiben 350 auf. Ferner weist die Laufrolle eine Achse 400, einen Bolzen 420 sowie einen Laufkörper 500 mit einer Nabe 510 und zwei Fixierringen 520 zur Fixierung des Außenrings des Radialwälzlagers 320 auf.
Zwischen dem Distanzstück 250 und dem Bolzen 420 kann beispielsweise eine die Rolle abstützende Schiene 410 geklemmt werden, wie auch in 1 dargestellt.
In 3 ist einerseits eine Schnittdarstellung einer Laufrolle gemäß einer dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung sowie eine Detailansicht C dargestellt. Diese dritte Ausführungsform weist insbesondere zwei einreihige Radialwälzlager auf, welche nebeneinander als Paket auf der Achse der Laufrolle montiert sind. Die Radialwälzlager 330 weisen ebenfalls Z-Dichtscheiben 350 auf, wobei die Innenringe der Radialwälzlager mittels der Deckscheiben 200 und der Bolzen 420 an einer Schiene 410 von beispielsweise einem Skater oder einem Trolley fixiert werden können. Die Außenringe des Radialwälzlagers 330 sitzen in der Nabe 510 des Laufkörpers 500 und sind seitlich durch Ringe 520 abgestützt. Die Deckscheibe 200 gemäß dieser Ausführungsform ist vergleichbar mit der Deckscheibe, welche in der zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
Während die Erfindung in den Zeichnungen und der vorangegangenen Beschreibung im Detail illustriert und beschrieben wurde, ist es beabsichtigt, dass derartige Illustrationen und Beschreibungen lediglich illustrativ oder exemplarisch und nicht restriktiv sind, so dass die Erfindung nicht durch die offenbarte Ausführungsform beschränkt ist.
Andere Variationen der offenbarten Ausführungsformen, insbesondere der Ausführungen der Deckscheiben, können durch einen Fachmann beim Umsetzen der beanspruchten Erfindung verstanden und bewirkt werden aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der anhängigen Ansprüche. In den Ansprüchen schließt das Wort „aufweisend” nicht andere Elemente aus und der unbestimmte Artikel „ein” schließt eine Mehrzahl nicht aus.
Alleinig der Umstand, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, beschränkt nicht den Gegenstand der Erfindung. Auch beliebige Kombinationen dieser Merkmale können vorteilhaft eingesetzt. werden. Die Bezugszeichen in den Ansprüchen sollen nicht den Umfang der Ansprüche beschränken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19710865 A1 [0004]
WO 95/13928 [0005]

Claims

Lagerung einer Laufrolle (500) für Sportgeräte oder Gepäckstücke mit zumindest einem Radialwälzlager (310, 320, 330), dessen Außenring unmittelbar oder mittelbar in einer Bohrung (510), die in einer Nabe der Laufrolle vorgesehen ist, und dessen Innenring auf einer Achse (400) geführt sind, wobei ein Wälzkörper aufnehmender Innenraum des Radialwälzlagers abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung beidseitig der Anordnung des Radialwälzlagers bzw. der Radialwälzlager durch eine Deckscheibe (100, 200) abgedeckt ist, die axial, radial außen oder radial innen einen umlaufenden Dichtspalt (120, 180, 190, 220, 230) bildet.
Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe (100, 200) gegenüber dem radial angrenzenden Bauelement einen als Labyrinth (120, 190, 220) ausgebildeten Dichtspalt aufweist.
Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe (100, 200) drehfest auf der Achse (400) angeordnet ist.
Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (400) von zumindest einer in einen Tragrahmen eingesetzten Schraube gebildet wird, wobei das oder die Radialwälzlager (310, 320, 330) auf der Achse in axialer Richtung durch Distanzhülsen (150, 250) geführt sind, die sich stirnseitig einerseits am Innenring des jeweiligen Radialwälzlagers und andererseits am Tragrahmen abstützen, und wobei die Distanzhülsen einteilig mit den Deckscheiben ausgebildet sind.
Lagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die nach außen weisende Stirnfläche der Deckscheiben konisch verläuft, wobei sie, ausgehend von der Achse, nach radial außen in Richtung des Radialwälzlagers abfällt.
Lagerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein radial innerer Abschnitt (150, 250) der Deckscheibe unmittelbar an der Achse (400) angrenzt, während ein radial äußerer Rand (110, 210) der Deckscheibe etwa in einer Ebene mit einer Stirnseite der Nabe (540) der Laufrolle endet, wobei die Stirnseite mit einem Radius in Richtung der Lauffläche der Laufrolle verläuft.
Lagerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein radial innerer Abschnitt (150, 250) der Deckscheibe unmittelbar an der Achse (400) angrenzt, während ein radial äußerer Rand (110, 210) der Deckscheibe um mindestens 0,1 mm zur Stirnseite der Nabe (540) der Laufrolle zurückversetzt endet.
Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Deckscheiben einteilig mit einer die Achse radial umgebenden Distanzhülse (150, 250) ausgebildet ist, wobei das Labyrinth (120, 190) durch zumindest eine weitere, beabstandet zur Deckscheibe verlaufende Lamelle (180) gebildet wird.
Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die als Labyrinth ausgebildeten Dichtspalte (120, 190, 220) mit einem als zusätzliches Dichtungsmittel dienenden Fett gefüllt sind.
Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Labyrinth eine Nut (230) in der nach innen weisenden Stirnfläche (240) aufweist, die an das Radialwälzlager angrenzt, und mit Fett befüllt ist.
Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Radialwälzlager (310, 320, 330) als Schräg-Radialwälzlager oder Schrägschulterlager ausgebildet ist.
Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe (100, 200) aus Kunststoff oder aus Metall hergestellt ist.
Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Radialwälzlager in der Bohrung der Nabe in axialer Richtung durch radial nach innen weisende Vorsprünge (530) oder Sicherungsringe (520) fixiert sind, wobei diese gemeinsam mit der Deckscheibe einen labyrinthartigen Spalt bilden.