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DE102004003654A1 - Lagerung einer Laufrolle - Google Patents

Lagerung einer Laufrolle Download PDF

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DE102004003654A1
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roller
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axial
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Matthias Sperber
Jürgen Gebhardt
Jörg BAUER
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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INA Schaeffler KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft die Lagerung einer Laufrolle (4) für ein Sportgerät, beispielsweise für die Laufrolle (4) eines Inline-Skaters, und zeichnet sich dadurch aus, dass diese auf einem Tragbolzen (5) über zwei in axialer Richtung voneinander beabstandete Axial-Schrägnadellager (6, 7) gehalten ist, deren Lagernadeln (6.5, 7.5) Drehachsen (6.1, 7.1) aufweisen, die unter einem Winkel alpha geneigt zu einer Lagerachse (8) verlaufen, wobei die Axial-Schrägnadellager (6, 7) über konische Anlageflächen (5.2.1, 9.1, 5.1.1) gegeneinander verspannbar sind. DOLLAR A Dadurch wird in einfacher Weise eine Einstellung der Vorspannung der Lagerung möglich.

Description

  • Anwendungsgebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft die Lagerung einer Laufrolle für ein Sportgerät, wie Rollschuhe, Inline-Skater oder Skate-Boarde, bei der die Laufrolle auf einem Tragbolzen über zwei in axialer Richtung von einander beabstandete Wälzlager drehbar gehalten ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Eine solche Laufrollenlagerung ist aus der deutschen Gebrauchsmusteranmeldung 92 02 373.8 vorbekannt. In 3 dieses Dokumentes ist ein Längsschnitt durch eine Laufrolle eines Rollschuhgrundkörpers gezeigt, bei dem die Rolle über zwei in axialer Richtung von einander beabstandete Kugellager auf einem Tragbolzen gehalten ist. Diese Lagerung hat jedoch den Nachteil, dass sie einerseits nicht abgedichtet ist und andererseits nicht zerlegt werden kann. Dies hat zur Folge, dass Schmutz und Feuchtigkeit in das Lager eindringen und dieses nicht gewartet werden kann. Dies wiederum bedeutet, dass immer die komplette Lagerung ausgetauscht werden muß.
  • Aus der DE 197 10 865 A1 ist eine weitere Lagerung für eine Laufrolle eines Sportgerätes bekannt geworden, die ebenfalls Kugellager verwendet. Diese sind in axialer Richtung von einander beabstandet auf einem Tragbolzen an geordnet und weisen Innenringe auf, deren Laufbahnen eine Schulter besitzen und an der von der Schulter abgewandten Seite einseitig am Rillengrund in eine zylindrische Laufbahn übergehen, wobei zwischen beiden Lagerringen eine Dichtung abgeordnet ist.
  • Bei beiden Lagerungen der Laufrolle ist jedoch von Nachteil, dass sie eine relativ geringe Tragfähigkeit und ein relativ hohes Gewicht aufweisen. Auch sind die Lagerringe der Kugellager nur sehr aufwendig herstellbar. Auch ist von Nachteil, dass die Vorspannung und damit die Lagerreibung nicht einstellbar ist.
    •
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Rollenlagerung bereit zu stellen, die insbesondere eine unproblematische Einstellung der Lagervorspannung ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass die Wälzlager als zwei einander entgegengerichtete Axial-Schrägnadellager ausgebildet sind, deren Lagernadeln Drehachsen aufweisen, die unter einem Winkel α geneigt zu einer Lagerachse verlaufen, wobei die Axial-Schrägnadellager über konische Anlageflächen gegeneinander verspannbar sind.
  • Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Lageranordnung gegenüber bisher eingesetzten Kugellagern ist die einfache Einstellung der Lagervorspannung und damit auch die Beeinflussung der Reibung des Lagers. Dies geschieht in einfacher Weise durch Verspannung der gegeneinander angestellten Axial-Schrägnadellager, indem die konischen Anlageflächen für die Axial-Schrägnadellager aufeinander zu- oder voneinander wegbewegt werden können. Es ist auch von Vorteil, dass die Lageranordnung aufgrund ihres erfindungsgemäßen Aufbaus in einfacher Weise zerlegt werden kann. Dieses ein fache Zerlegen ermöglicht es auch einem Laien bestimmte Wartungsarbeiten, wie beispielsweise ein Nachschmieren, vorzunehmen und anschließend das in seine Bestandteile zerlegte Lager ebenso problemlos wieder zusammenzusetzen. Ein anderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lagerung der Laufrolle über die Axial-Schrägnadellager ist die Aufnahme sowohl von Radial- als auch von Axialkräften.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2–9 beschrieben.
  • So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass die Axial-Schrägnadellager zwei voneinander beabstandeten Laufscheiben aufweisen, die durch einen spanlosen Formgebungsprozeß hergestellt sind. Derartige Laufscheiben lassen sich in jedem Größenverhältnis herstellen und sind daher in einfacher Weise den vorgegebenen Einbauräumen anpassbar. Auch ermöglichen die Laufscheiben den Einsatz unterschiedlicher Werkstoffe. So ist es denkbar, dass für die Anschlusskonstruktionen Werkstoffe mit einen spezifisch leichteren Gewicht, beispielsweise Aluminium, verwendet werden können.
  • Nach einem weiterem zusätzlichen Merkmal gemäß Anspruch 3 sollen die Laufscheiben einem Härteprozeß unterworfen sein. Dadurch wird einerseits die Tragfähigkeit der Laufrolle erhöht und anderseits, wie bereits erwähnt, der Einsatz unterschiedlicher Werkstoffe ermöglicht.
  • Die genaue parallele Führung der Lagernadeln zueinander erfolgt gemäß Anspruch 4 durch einen Käfig aus einem Kunststoff.
  • In den Ansprüchen 5, 6, 7, 8 und 9 ist die Anschlusskonstruktion für die Axial-Schrägnadellager beschrieben.
  • Danach soll gemäß Anspruch 5 der die Axial-Schrägnadellager aufnehmende Tragbolzen zweiteilig ausgebildet sein, wobei auf einem ersten Basisteil mit einer schräg zur Lagerachse verlaufenden Anlagefläche ein zweites Gewinde teil mit einem ebenfalls schräg zur Lagerachse verlaufenden Anlagefläche aufschraubbar ist. Durch ein kontrolliertes Anziehen des Gewindeteiles kann nun in einfacher Weise die gewünschte Lagervorspannung eingestellt werden.
  • Wie Anspruch 6 entnehmbar, ist der Tragbolzen konzentrisch von einer Buchse mit je einer ebenfalls schräg zur Lagerachse verlaufenden Anlagefläche- umschlossen, wobei zwischen den Anlageflächen des Tragbolzens und der Buchse die Axial-Schrägnadellager angeordnet sind. Dabei kann, wie in den Ansprüchen 7 und 8 beschrieben, die Buchse zweiteilig ausgebildet sein und eine abgestufte Mantelfläche aufweisen.
  • Schließlich soll nach einem letzten Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 9 die Laufrolle zwischen zwei in axialer Richtung von einander beabstandeten Tragschienen mittels einer den Tragbolzen durchsetzenden Befestigungsschraube gehalten sein.
    •
  • Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht eines einspurigen Inline-Skaters,
  • 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in 1 und
  • 3 eine vergrößerte Darstellung eines erfindungsgemäß verwendeten Axial-Schrägnadellagers.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • In 1 ist ein Inline-Skater gezeigt, an dessen Schuh 1 zwei voneinander beabstandete Tragschienen 2, 3 befestigt sind. Zwischen diesen Tragschienen 2, 3 sind vier in Abstand voneinander angeordnete Laufrollen 4 auf je einem Tragbolzen 5 drehbar gelagert.
  • Wie aus 2 erkennbar, besteht die Rollenlagerung aus zwei einander entgegengerichteten Axial-Schrägnadellagern 6, 7, deren Drehachsen 6.1, 7.1 unter einem Winkel α geneigt zur Lagerachse 8 verlaufen. Beide Axial-Schrägnadellager 6, 7 weisen Laufscheiben 6.2, 6.3, 7.2, 7.3 auf, zwischen denen auf zugehörigen nicht bezeichneten Laufbahnen in einem Käfig 6.4, 7.4 geführten Lagernadeln 6.5, 7.5 abwälzen. Zur Lagerung gehört weiter der zweiteilig ausgebildete Tragbolzen 5, der aus dem ersten Basisteil 5.1 und dem zweiten Gewindeteil 5.2 besteht. Sowohl das Basisteil 5.1 als auch das Gewindeteil 5.2 sind konisch ausgebildet, d. h., sie besitzen schräg zur Lagerachse 8 verlaufende Anlageflächen 5.1.1, 5.2.1. Zur Lageranordnung gehört weiter die Buchse 9, die beidseitig mit je einer zur Lagerachse geneigten Anlagefläche 9.1 versehen ist. Im zwischen Tragbolzen 5 und Buchse 9 gebildeten Freiraum, der nicht näher bezeichnet ist, sind die beiden Axial-Schrägnadellager 6, 7 untergebracht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Buchse 9 zweiteilig ausgebildet, d. h., sie besteht aus den Teilen 9.2 und 9.3, die durch den Spalt 9.4 von einander getrennt sind. Beide Teile 9.2, 9.3 der Buchse 9 weisen einen abgestuften Verlauf ihrer Mantelfläche auf und sind von der Laufrolle 4 umfaßt.
  • Die Lagervorspannung wird nun durch das Aufschrauben des Gewindeteils 5.2 auf das Basisteil 5.1 eingestellt. Dabei wird das Gewindeteil 5.2 auf den Kopf 5.1.2 des Basisteils 5.1 zu bewegt, so dass die beiden Axial-Schrägnadellager 6, 7 über die Anlageflächen 5.1.1, 5.2.1, 9.1 gegeneinander verspannbar sind. Schließlich gehört zur Lageranordnung die Befestigungsschraube 10, welche den Tragbolzen 5 durchsetzt um rechtsseitig mit ihrem Kopf 10.1 und linksseitig mit ihrem Gewinde 10.2 in den Tagschienen 2, 3 gehalten ist. Die Befestigungsschraube 10 dient gleichzeitig als Kontormutter, indem sie dafür sorgt, dass das über den Tragbolzen 5 eingestellte Spiel der Axial-Schrägnadellager 6, 7 nicht verändert werden kann. Je größer die aufgebrachte Lagervorspannung ist, um so größer ist auch die Lagerreibung. Auf diese Weise kann die Leichtgängigkeit der Laufrollen 4 gezielt eingeschränkt werden, was möglicherweise für das Konditionstraining eines Sportlers von Bedeutung sein kann.
  • Das in 3 in vergrößerter Darstellung rechtsseitig angeordnete Axial-Schrägnadellager 7 läßt erkennen, dass der Neigungswinkel α auch veränderbar sein kann und somit das Verhältnis von radialer zu axialer Kraftaufnahme beinflußbar ist. Im Ausführungsbeispiel schneiden sich die verlängerten Drehachsen 7.1 der Lagernadeln 7.5 in einem auf der Lagerachse 8 liegenden Schnittpunkt 8.1 unter einem rechten Winkel.
    • 1
    Schuh
    2
    Tragschiene
    3
    Tragschiene
    4
    Laufrolle
    5
    Tragbolzen
    5.1
    Basisteil
    5.1.1
    Anlagefläche
    5.1.2
    Kopf
    5.2
    Gewindeteil
    5.2.1
    Anlagefläche
    6
    Axial-Schrägnadellager
    6.1
    Drehachse
    6.2
    Laufscheibe
    6.3
    Laufscheibe
    6.4
    Käfig
    6.5
    Lagernadel
    7
    Axial-Schrägnadellager
    7.1
    Drehachse
    7.2
    Laufscheibe
    7.3
    Laufscheibe
    7.4
    Käfig
    7.5
    Lagernadel
    8
    Lagerachse
    8.1
    Schnittpunkt
    9
    Buchse
    9.1
    Anlagefläche
    9.2
    Teil
    9.3
    Teil
    9.4
    Spalt
    10
    Befestigungsschraube
    10.1
    Kopf
    10.2
    Gewinde
    α
    Neigungswinkel

Claims (9)

  1. Lagerung einer Laufrolle (4) für ein Sportgerät, wie Rollschuhe, Inline-Skater oder Skate-Boarde, bei der die Laufrolle (4) auf einem Tragbolzen (5) über zwei in axialer Richtung von einander beabstandete Wälzlager drehbar gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlager als zwei einander entgegengerichtete Axial-Schrägnadellager (6, 7) ausgebildet sind, deren Lagernadeln (6.5, 7.5) Drehachsen (6.1, 7.1) aufweisen, die unter einem Winkel α geneigt zu einer Lagerachse (8) verlaufen, wobei die Axial-Schrägnadellager (6, 7) über konische Anlageflächen (5.2.1, 9.1, 5.1.1) gegeneinander verspannbar sind.
  2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axial-Schrägnadellager (6, 7) zwei voneinander beabstandete Laufscheiben (6.2, 6.3, 7.2, 7.3) aufweisen, die durch einen spanlosen Formgebungsvorgang hergestellt sind.
  3. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufscheiben (6.2, 6.3, 7.2, 7.3) einem Härteprozeß unterworfen sind.
  4. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagernadeln (6.5, 7.5) der Axial-Schrägnadellager (6, 7) in einem Käfig (6.4, 7.4) aus einem Kunststoff geführt sind.
  5. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragbolzen (5) zweiteilig ausgebildet ist, wobei auf einem ersten Basisteil (5.1) mit einer schräg zur Lagerachse (8) verlaufenden Anlagefläche (5.1.1) ein zweites Gewindeteil (5.2) mit einer ebenfalls schräg zur Lagerachse (8) verlaufenden Anlagefläche (5.2.1) aufschraubbar ist.
  6. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragbolzen (5) konzentrisch von einer Buchse (9) mit je einer ebenfalls schräg zur Lagerachse (8) verlaufenden Anlagefläche (9.1) umschlossen ist, wobei zwischen den Anlageflächen (5.1) des Tragbolzens (5) und der Buchse (9) die Axial-Schrägnadellager (6, 7) angeordnet sind.
  7. Lagerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (9) zweiteilig ausgebildet ist.
  8. Lagerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche der Buchse (9) einen abgestuften Verlauf aufweist.
  9. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufrolle (4) zwischen zwei in axialer Richtung von einander beabstandeten Tragschienen (2, 3) mittels einer den Tragbolzen (5) durchsetzenden Befestigungsschraube (10) gehalten ist.
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