DE102019112151A1

DE102019112151A1 - Sicherungsring für ein Radial-Kugellager

Info

Publication number: DE102019112151A1
Application number: DE102019112151.5A
Authority: DE
Inventors: Thomas Nogueira da Silva
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2020-11-12

Abstract

Sicherungsring für ein Radial-Kugellager umfassend einen Außenring (16), einen an zumindest einer Seite über den Außenring (16) axial vorstehenden Innenring (17) sowie zwischen diesen wälzende Kugeln, wobei er geschlitzt ist und ein die über den Schlitz (3) benachbarten Enden verbindendes Verbindungselement (11) aufweist, das in an den schlitznahen Enden vorgesehene, radial-seitlich offene Aufnahmen (8, 9) formschlüssig einsetzbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherungsring für ein Radial-Kugellager umfassend einen Außenring, einen an zumindest einer Seite über den Außenring axial vorstehenden Innenring sowie zwischen diesen wälzende Kugeln.
Ein solches Radial-Kugellager ist eine einreihige, montagefertig konfigurierte Lagereinheit mit einem Außenring, einem Innenring, der an einer oder beiden Seiten über den Außenring axial vorsteht, einem Kunststoff oder Metallkäfig, sowie käfigseitig aufgenommenen Wälzkörpern in Form von Kugeln, die auf entsprechenden Laufbahnen des Außen- und Innenrings laufen. Zusätzlich sind zumeist Dichtringe vorgesehen, um das Schmiermittelvolumen abzudichten. Ein Lager mit einem ein- oder beidseitig vorspringenden Innenring zeigt weniger Verkippungsneigung des Innenrings und läuft daher ruhiger.
Der Außenring kann eine sphärische oder zylindrische äußere Fläche aufweisen, wobei insbesondere eine sphärische Außenringfläche in Verbindung mit einem entsprechenden, den Außenring aufnehmenden Lagergehäuse eine Kompensation einer Fehlausrichtung des Schaftes, auf den die Radial-Kugellager-Einheit angeordnet ist, ermöglicht. Solche Lageranordnungen kommen beispielsweise im Landwirtschaftsmaschinenbereich, im Baumaschinen- oder Minenmaschinenwesen, bei Pumpen, in der Stahlindustrie oder der holzverarbeitenden Maschinenindustrie zum Einsatz.
In der Montagestellung wird das Radial-Kugellager, im Englischen „Radial Insert Ball Bearing“ genannt, mittels eines Sicherungsrings axial an der Achse oder Welle festgelegt. Dieser Sicherungsring übergreift üblicherweise den an dieser Seite axial vorstehenden Innenring, der mit der Achse oder Welle verbunden ist, ist also mit dem Innenring gekoppelt. Dies geschieht, indem an dem metallenen Sicherungsring ein entsprechendes exzentrisches Profil sowie Bohrungen für Gewindebolzen ausgebildet werden, mittels denen der Sicherungsring auch wellenseitig axial fixiert wird. Die Ausbildung des Profils respektive der Innengewindebohrung ist jedoch mit entsprechenden, aufwendigen und kostenverursachenden Arbeitsschritten verbunden.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, einen demgegenüber verbesserten Sicherungsring anzugeben.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Sicherungsring für ein Radial-Kugellager der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Sicherungsring geschlitzt ist und ein die über den Schlitz benachbarten Enden verbindendes Verbindungselement aufweist, das in an den schlitznahen Enden vorgesehene, radial-seitlich offene Aufnahmen formschlüssig einsetzbar ist.
Anders als bei bisher bekannten Sicherungsringen, bei denen es sich um geschlossene Ringe handelt, ist der erfindungsgemäße Sicherungsring mit einem Schlitz versehen, das heißt, dass er radial offen ist, mithin also eine gewisse Flexibilität besitzt. Dies ermöglicht es, den Sicherungsring ohne weitere achs- oder wellenseitig zusammen mit dem Radial-Kugellager zu positionieren. Zur Fixierung des Sicherungsrings wird nach der entsprechenden Positionierung des Sicherungsrings ein Verbindungselement gesetzt, das formschlüssig in entsprechende, radial-seitlich, also zur Seite hin offene Aufnahmen in den schlitznahen Enden eingesetzt wird. Dieses Verbindungselement verbindet die beiden Enden, die über das Verbindungselement zusammengezogen werden, so dass der Sicherungsring fest auf der Welle und dem Innenring sitzt.
Der Sicherungsring, der bevorzugt aus Kunststoff gefertigt ist und demzufolge ein relativ einfaches Kunststoffspritzteil ist, ist deutlich einfacher konzipiert als bisher bekannte Sicherungsringe, das Ausbilden entsprechender exzentrischer Profile respektive von Innengewindebohrungen etc. entfällt. Dies gilt insbesondere, wenn der Sicherungsring ein Kunststoffbauteil ist, nachdem die relevanten Geometrien, insbesondere die offenen Aufnahmen für das Verbindungselement, im Rahmen der Ringherstellung beispielsweise durch ein Kunststoffspritz- oder -gießverfahren ohne weiteres erzeugt werden können. Auch die Montage ist einfach, nachdem aufgrund der offenen Struktur des Sicherungsrings sehr einfach gesetzt und positioniert werden kann, es ist lediglich erforderlich, das Verbindungselement formschlüssig einzusetzen, was manuell oder mit einem geeigneten Werkzeug erfolgen kann.
Die Aufnahmen selbst sind bevorzugt jeweils T-förmig, während das Verbindungselement Doppel-T-förmig ist. Über diese T- respektive Doppel-T-Form wird auf sehr einfache Weise ein sehr fester, stabiler Formschluss erreicht, der ein festes Zusammenziehen der Ringenden ermöglicht.
Die Aufnahmen sind bevorzugt an Abschnitten an den schlitznahen Enden, die radial aus der Ringform abstehen und parallel zueinander verlaufen, ausgebildet, so dass eine hinreichende Abschnittslänge oder -tiefe gegeben ist, um die entsprechenden Aufnahmen auszubilden sowie das Verbindungselement zu setzen. Auch diese Geometrie ist auf einfache Weise im Rahmen des Herstellverfahrens, wenn der Sicherungsring aus Kunststoff ist, erzeugbar.
Neben dem Sicherungsring selbst betrifft die Erfindung ferner ein Radial-Kugellager umfassend einen Außenring, einen an zumindest einer Seite über den Außenring axial vorstehenden Innenring, zwischen diesen wälzende Kugeln sowie einen den Innenring axial übergreifenden, an ihm verspannbaren Sicherungsring der vorstehend beschriebenen Art.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

1 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Sicherungsrings,
2 eine Perspektivansicht des Sicherungsrings aus 1 aus einer anderen Richtung,
3 eine Explosionsdarstellung eines Radial-Kugellagers nebst Sicherungsring und Verbindungselement,
4 den am Kugellager angeordneten Sicherungsring ohne eingesetztem Verbindungselement,
5 eine Perspektivansicht des Radial-Kugellagers mit angesetztem Sicherungsring mit eingesetztem Verbindungselement,
6 eine Perspektivansicht der Lageranordnung aus 5 aus einer anderen Richtung, und
7 die Lageranordnung aus 6 in einer Seitenansicht.

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Sicherungsring 1, mit dem Ringkörper 2, der über einen Schlitz 3 radial geschlitzt ist. Im Bereich der schlitznahen Enden 4, 5 sind zwei radial abstehende Ansätze 6, 7 ausgebildet, in denen jeweils eine T-förmige Aufnahme 8, 9 für einen formschlüssigen Eingriff eines hier nicht näher gezeigten Verbindungselements ausgebildet ist. Die jeweiligen Aufnahmen 8, 9 erstrecken sich in den jeweiligen Ansatz 6, 7, wobei die Aufnahmentiefe bevorzugt der Dicke des Verbindungselements entspricht.
Der Sicherungsring 1 selbst ist aus Kunststoff gefertigt, ist also in seiner Herstellung einfach konzipiert, so dass er in der gewünschten Geometrie mit dem Schlitz 3 sowie den Ansätzen 6, 7 und den Aufnahmen 8, 9 ohne weiteres ausgebildet werden kann.
2 zeigt eine vergleichbare Ansicht von der anderen Seite, wobei hier ersichtlich ist, dass an dieser Seite eine entsprechende Nutgeometrie 10 ausgebildet ist, entsprechend der Geometrie des Radial-Kugellagers im Bereich des Innenrings, an welches Kugellager respektive an welchen Innenring der Sicherungsring 1 anzusetzen ist.
3 zeigt eine Explosionsdarstellung umfassend den Sicherungsring 1 wie vorstehend beschrieben, wobei hier zusätzlich auch das Verbindungselement 11 gezeigt ist, das ersichtlich eine Doppel-T-Form aufweist und in der Lage ist, mit den beiden querverlaufenden Endabschnitten 12, 13 in die jeweilgen Aufnahmen 8, 9 formschlüssig eingesetzt zu werden, wobei der mittlere Schenkel 14 in der Montagestellung den Schlitz 3 überbrückt. Die Ausgestaltung und Dimensionierung ist derart, dass bei Einsetzen des Verbindungselements 11 der Sicherungsring 1 zugezogen und damit verspannt wird, so dass er sicher an der Welle und am Innenring fixiert wird.
Gezeigt ist ferner das Radial-Kugellager 15 mit einem Außenring 16 sowie einem beidseits axial über den Außenring 16 vorstehenden Innenring 17, siehe hierzu auch die Seitenansicht gemäß 7. Insbesondere in 7 ist die sphärische Außenfläche 18 des Außenrings gezeigt, die ein leichtes Verkippen der Lagereinheit und damit einen Ausgleich einer etwaigen Fehlausrichtung der Achse oder Welle, auf der die Lagereinheit angeordnet ist, zu einer Umgebungskonstruktion, in der der Außenring 16 aufgenommen ist, ermöglicht. Der in 3 gezeigte Innenring 17 steht, wie dargestellt, axial zu der Seite, von der her der Sicherungsring 1 aufgesetzt wird, etwas hervor, wobei die Geometrie des Innenrings 17 zum Teil der Geometrie 10 am Sicherungsring 1 entspricht.
Zur Montage wird nun der Sicherungsring 1 auf den Innenring 17 aufgeschoben, wie 4 zeigt, wonach das Verbindungselement 11, wie durch den Pfeil P2 in 4 gezeigt, in die Aufnahmen 8, 9 eingesetzt respektive eingepresst wird, so dass der Sicherungsring 1 um den Innenring 17 verspannt wird.
Die Montagestellung ist schließlich in den 5 bis 7 gezeigt, wo ersichtlich das Verbindungselement 1 im Wesentlichen bündig mit den Stirnflächen der Ansätze 6, 7 abschließt.
Der Sicherungsring ist wie beschrieben bevorzugt aus Kunststoff gefertigt, es handelt sich also um ein Kunststoffspritzteil. Es kann ein beliebiger, hinreichend stabiler Kunststoff verwendet werden, der ohne oder mit Faserverstärkung, beispielsweise Glasfasern, verarbeitet werden kann. Auch das Verbindungselement 11 ist natürlich entsprechend aus Kunststoff gefertigt, mit oder ohne Faserverstärkung und so dimensioniert, dass der Sicherungsring 1 entsprechend zugezogen und vespannt wird, um die beiden Teile des Sicherungsrings axial und radial zu sichern.
Ein weiterer Vorteil neben der einfachen Herstellung und Montage des erfindungsgemäßen Sicherungsrings 1 ist des Weiteren, dass das Verbindungselement 11 bei Bedarf auch wieder entfernt werden kann, so dass der Sicherungsring 1 wieder geöffnet und für Reparatur- oder Wartungsmaßnahmen, beispielsweise zum Nachschmieren des Lagers oder Ähnliches, entfernt werden kann. Nach Durchführung der entsprechenden Arbeiten kann der Sicherungsring 1 auch wieder gesetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Sicherungsring
2: Ringkörper
3: Schlitz
4: schlitznahes Ende
5: schlitznahes Ende
6: Ansatz
7: Ansatz
8: T-förmige Aufnahme
9: T-förmige Aufnahme
10: Nutgeometrie
11: Verbindungselement
12: Endabschnitt
13: Endabschnitt
14: Schenkel
15: Radial-Kugellager
16: Außenring
17: Innenring
18: Sphärische Außenfläche

Claims

Sicherungsring für ein Radial-Kugellager umfassend einen Außenring (16), einen an zumindest einer Seite über den Außenring (16) axial vorstehenden Innenring (17) sowie zwischen diesen wälzende Kugeln, dadurch gekennzeichnet, dass er geschlitzt ist und ein die über den Schlitz (3) benachbarten Enden verbindendes Verbindungselement (11) aufweist, das in an den schlitznahen Enden vorgesehene, radial-seitlich offene Aufnahmen (8, 9) formschlüssig einsetzbar ist.
Sicherungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (8, 9) jeweils T-förmig und das Verbindungselement (11) Doppel-T-förmig ist.
Sicherungsring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Kunststoff ist.
Radial-Kugellager umfassend einen Außenring, einen an zumindest einer Seite über den Außenring (16) axial vorstehenden Innenring (17), zwischen diesen wälzende Kugeln sowie einen den Innenring (17) axial übergreifenden, an ihm verspannbaren Sicherungsring (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.