DE1058318B

DE1058318B - Elastisch abgedichtetes Nadellager mit glatt durchgehenden Nadellaufbahnen

Info

Publication number: DE1058318B
Application number: DEI11427A
Authority: DE
Original assignee: Industriewerk Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1956-03-16
Filing date: 1956-03-16
Publication date: 1959-05-27

Description

Elastisch abgedichtetes Nadellager mit glattdurchgehenden Nadellaufbahnen Dichtungen an Wälzlagern sind an sich bekannt. Es wurden Abdichtlager vorgeschlagen, die mit einer einmaligen Schmierung für ihre gesamte Laufzeit versehen sind.
Zum Zwecke der Abdichtung von Wälzlagern kann man auch sogenannte Spaltdichtungen oder schleifende Dichtungen anwenden. Spaltdichtungen haben jedoch insbesondere nur- dann eine hinreichende Dichtwirkung, wenn der Spalt sehr klein ist, d. h. ein geringer Unterschied zwischen Laufbahndurchmesser und Durchmesser der Dichtung gegeben ist. Enge Toleranz erfordert aber gleichzeitig genauen konzentrischen Rundlauf.
Eine ähnliche Genauigkeit in der Konzentrizität muß auch bei schleifenden Dichtungen erzielt werden, damit der Gleitdruck auf der einen Seite nicht wesentlich stärker als auf der anderen Seite ist. Hiermit ist jedoch höhere Temperatur und größere Abnutzung verbunden und der Einbau sehr erschwert.
Die Forderung der Konzentrizität ist aber nicht erfüllt. wenn z. B. die Zentrierungen und Einstiche für die Dichtungen unabhängig von der fertiggestellten Laufbahn bearbeitet werden. Es ist bekannt, daß zum Schleifen von Laufringen erhebliche Aufmaße bei Bohrung und Mantel vorgesehen werden, so daß also die für die Aufnahme der Dichtungen vorgesehenen Einstiche möglicherweise konzentrisch zu den Drehmaßen liegen, jedoch nicht mehr konzentrisch zu den fertiggeschliffenen Laufbahnen. Diese mögliche Exzentrizität der Anlageflächen der Dichtungen ist am größten bei besonders dünnwandigen Lagern, wie z. B. Nadellagern. Die besonderen Schwierigkeiten der geringen Formbeständigkeit solcher dünnwandigen Laufringe werden noch durch den kleinen zur Verfügung stehenden Raum erhöht. Das Verhältnis von Nadellänge zur Gesamtlänge des Nadellagers soll durch die Gestaltung der Dichtung nicht wesentlich ungünstiger ausfallen. Weitere Schwierigkeiten in der Gestaltung der Dichtung sind dadurch gegeben, daß der Käfig bei Nadellagern stirnseitig gegen den Verschlußring anläuft, während z. B. bei Zylinderrollenlagern oder Kugellagern die Dichtung von den Käfigen nicht berührt wird oder zumindest keinen axialen Druck aufzunehmen hat.
Während Zylinderrollenlager, Kugellager und ähnlich gestaltete Wälzlager vorwiegend eine Baueinheit bilden, die aus Innenring, Wälzkörper und Außenring besteht, sind bei Nadellagern lediglich der Käfig mit den Nadeln und ein Laufring zu einer Baueinheit zusammengefaßt; das bedeutet, daß das abgedichtete Lager zerlegbar bleiben muß und beim Einführen des Innenringes in den Außenring die Dichtung nicht beschädigt werden darf.
Durch die vorliegende Erfindung sind a11 diese besonderen Bedingungen des Nadellagers berücksichtigt und die Nachteile, die sich bei Verwendung der bekannten Wälzlager ergeben würden, sicher vermieden: Durch die Erfindung wird ein elastisch abgedichtetes Nadellager mit glatt durchgehenden Laufbahnen in Vorschlag gebracht, bei welchem eine z. B. mittels eines Verschlußringes gegen den Einstich eines Laufringes gehaltene und an dessen geschliffener Bahnfläche mittels eines konzentrischen Ansatzes zentrierte Dichtung vorgesehen ist, die gleichzeitig den axialen Anlauf für die Lagernadeln oder den Nadelkäfig bildet.
Dabei kann die Dichtung auch aus einem metallischen Tragkörper und einer mit diesem fest verbundenen Dichtlippe bestehen.
Bei Verwendung eines metallischen Tragkörpers kann dessen Innenfläche für die Anlage der Stirnfläche der Lagernadeln bzw. des Käfigs oberflächenvergütet oder gehärtet sein.
Auf Grund ihrer kleinen axialen Ausdehnung gestattet die Dichtung die Verwendung eines Verschlußringes für Nadellager, welcher bewirkt, daß die Dichtung axial gehalten wird, so daß sie sich weder verdrehen oder verschieben kann. Besonders zweckmäßig ist die Anordnung eines plastisch fest in den Einstich eingeformten Verschlußringes.
Bei Kugellagern ist es bekannt, Dichtungen mittels eines Ansatzes an der Innenfläche des äußeren Kugellagerringes zu zentrieren. Dabei erfolgt aber die Zentri erung nicht an der Laufbahn der Kugeln, die Kugeln laufen vielmehr in einer in den äußeren Laufring eingeschliffenen Laufbahn. Es können zwar bei den Kugellagern die zylindrischen Schulterflächen des äußeren Laufringes ebenfalls geschliffen sein, jedoch kann das Schleifen dieser Schulterflächen niemals gleichzeitig mit dem Schleifen der Kugellaufbahn erfolgen, so daß selbst die geschliffenen zylindrischen Schulterflächen des äußeren Laufringes nicht zwangläufig konzentrisch zur Kugellaufbahn sind. Das gleiche gilt auch für die Schulterflächen des inneren Kugellaufringes, so daß eine völlig gleichmäßige Anlage der Dichtfläche des Dichtringes bei den bekannten Kugellagern am inneren Kugellagerlaufring nicht gewährleistet ist. Im Gegensatz dazu ist beim Erfindungsgegenstand eine völlig gleichmäßige Anlage der Dichtlippe des Dichtungsringes dadurch gewährleistet, daß die mit dem Laufring verbundene Dichtung in der Laufbahn der Nadeln selbst, und zwar mittels eines zur Dichtfläche konzentrischen Ansatzes zentriert ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Teilschnitt durch ein Nadellager mit kombinierter Dichtung aus Metallring und Dichtwerkstoff.
Fig. 2 einen Teilschnitt durch ein Nadellager mit einer Kunststoffdichtung.
In Fig. 1 ist mit 1 der äußere Laufring und mit 4 der innere Laufring bezeichnet. 3 stellt den Käfig mit den Nadeln 2 dar. Zur Aufnahme und Befestigung der Dichtung befindet sich im äußeren Laufring 1 ein Einstich 5, in welchem die Dichtung 6 mit ihrem äußeren Kranz 7 durch den Verschlußring 8 gehalten wird. Die Dichtung ist nun derart gestaltet, daß die Zentrierfläche 9 mit der verlängerten Nadellaufbahn 10 zentriert und die Zentrierfläche konzentrisch zur Dichtlippe 11 ist, welche die verlängerte Laufbahn 12 des Innenringes 4 berührt. Die Befestigung des Dichtwerkstoffes auf dem metallischen Tragkörper 13 der Dichtung kann auf bekannte Weise durch Vulkanisieren oder Spritzen geschehen. Bei axialen Schüben läuft die Stirnfläche 14 des Käfigs 3 gegen die Stirnfläche 15 der Dichtung an, wobei sich als zweckmäßig erwiesen hat, die Haltescheibe 8 der Dichtung oberflächlich zu vergüten oder zu härten.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel dadurch, daß die Dichtung aus einem geeigneten Dichtwerkstoff selbst mit dem Zentrieransatz 16, welcher konzentrisch zur Dichtlippe 17 verläuft, versehen ist. Der Zentrieransatz 16 ist entsprechend Fig. 1 auf der verlängerten Laufbahn 18 der Nadeln 2 zentriert. Die Dichtung ist so gestaltet, daß der äußere Ring 19 durch den Verschlußring 20 gehalten wird. Kunststoffe, wie z. B. Polyamide, sind gut für den stirnseitigen Anlauf des Käfigs geeignet und haben sich in der Praxis bereits bewährt. Je nach den vorliegenden Betriebsbedingungen kann die Ausführung nach Fig. 1 oder 2 gewählt werden. Es kann weiterhin der entsprechende Werkstoff den Betriebsbedingungen angepaßt werden. So wird man z. B. bei niedrigen Drehzahlen eine optimale Dichtwirkung durch gummiartige Werkstoffe erzielen, die jedoch für den Käfiganlauf weniger geeignet sind, was bei niedrigen Drehzahlen von untergeordneter Bedeutung wäre. Man wird für höchste Geschwindigkeiten eine Ausführung nach Fig. 1 wählen und die Stirnflächen der Dichtscheibe möglicherweise schleifen, um besonders günstige Reibungsverhältnisse zwischen Käfig und Stirnfläche der Dichtung zu erzielen. Andererseits sind heute Kunststoffe bekannt, die sehr hohe Gleitgeschwindigkeiten gestatten, so daß z. B. Polyamide sowohl in elastischer als auch in verschleißtechnischer Hinsicht für diesen besonderen Anwendungsfall in Frage kommen.
Die für den Außenring gezeigte Ausführung der Befestigung dieser Dichtung kann in analoger Weise auch für den Innenring angewandt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elastisch abgedichtetes Nadellager mit glatt durchgehenden Nadellaufbahnen, gekennzeichnet durch eine z. B. mittels eines Verschlußringes (8 bzw. 20) gegen den Einstich (5) eines Laufringes (1) gehaltene und an dessen geschliffener Bahnfläche (10 bzw. 18) mittels eines konzentrischen Ansatzes (9 bzw. 16) zentrierte einstückige Dichtung (6, 7 bzw. 19), die gleichzeitig den axialen Anlauf für die Lagernadeln oder den Nadelkäfig (3) bildet.
2. Elastisch abgedichtetes Nadellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung aus einem metallischen Tragkörper (7) und der mit diesem fest verbundenen Dichtlippe (6,11) besteht.
3. Elastisch abgedichtetes Nadellager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Anlage der Stirnfläche der Lagernadeln bzw. des Käfigs (3) an die innere Fläche der Dichtung bei Axialschüben der metallische Tragkörper (7) der Dichtung oberflächenvergütet oder gehärtet ist. In Betracht gezogene Druckschriften USA.-Patentschriften Nr. 1888 215, 2 189 838; britische Patentschrift Nr. 361276.