<Desc/Clms Page number 1>
Axiallager mit Wälzkörpern
Die Erfindung bezieht sich auf ein Axiallager, bei dem radial im Kreis angeordnete. im wesentlichen zylindrische Rollen bzw. Nadeln in einem schwebend eingebauten Käfig gehalten sind.
Man kennt eine erste Type von Axiallagern mit Wälzkörpem, die in die Hohlräume oder Fenster einer Führungs- und Stützscheibe eingesetzt sind, wobei diese Wälzkörper mitsamt der Scheibe zwischen zwei Stücken liegen, die zwei kreisrunde Laufringe tragen. Die letzteren sind vorzugsweise eben oder mit leicht konvexen Erzeugenden. Die beiden Stücke werden manchmal aus zwei Platten gebildet, die durch eine Haltevorrichtung verbunden sind, die sie mit einem leichten axialen Spiel umfasst.
Diese Axiallager nehmen viel Platz in Anspruch und gestatten nicht eine einfache Verwendung in allen Fällen insbesondere dann, wenn sie an schlecht zugänglichen Stellen angebracht werden sollen und wenn es sich um Montagen in grossen Serien handelt. Diese Nachteile wirken sich besonders bei jenen Axiallager aus, deren Platten (Scheiben) nicht miteinander verbunden sind.
Bei einer andern bekannten Type besteht das Lager letztlich bloss aus einer Fuhrungs- und Halterungs- scheibe und aus den beweglichen Wälzkörpern. Diese Art des Axiallagers wird jedoch nur wenig angewendet, denn sie setzt voraus, dass die Stücke, zwischen denen man sie einsetzt, kontinuierliche Laufbahnen von einer entsprechenden Oberflächenbeschaffenheit und einer genügenden Härte aufweisen.
Die Erfindung hat den Zweck, diese Nachteile der Axiallager zu beseitigen.
Sie hat ein verbessertes Axiallager von geringem axialem Raumbedarf zum Gegenstand, das leicht zu handhaben und praktisch zu verwenden ist, auch wenn es zwischen zwei Flächen eingeschoben werden muss, von denen die eine die entsprechenden Laufeigenschaften für die Wälzkörper aufweist, wogegen die andere vielleicht die erforderlichen Eigenschaften nicht besitzt (z. B. ein Axiallager zwischen dem Ende einer Welle und einer Wand aus einer Leichtmetallegierung).
Dieses Axiallager ist dadurch gekennzeichnet, dass durch eine mit dem Käfig und einer Rollplatte zusammenwirkende Halterungseinrichtung die radiale und axiale Bewegung des Käfigs gegenüber dieser Rollplatte begrenzt"ist und somit das so gebildete komplette Organ von Form und Lage eines gegenüberliegenden zweiten Rollweges unabhängig ist, auf dem normal nur die Wälzkörper zu kraftschlüssiger Auflage kommen. Hiebei ist der freie Lauf der Wälzkörper auf der Rollplatte unter Führung und Halterung durch den Käfig gewährleistet. Diese Verbindungsvorrichtung zur gegenseitigen Halterung gewährleistet ein axiales und ein radiales Spiel, das für das freie Abrollen der genannten Wälzkörper genügt.
Dank dieser Verbindungsvorrichtung zur gegenseitigen Halterung werden alle Bauteile des Axiallagers in der richtigen Lage zueinander festgehalten, so dass ein Verlaufen der Wälzkörper vermieden wird.
Vorzugsweise ist die Verbindungsvorrichtung zur gegenseitigen Halterung derart konstruiert, dass sie
EMI1.1
In der Zeichnung, in welcher die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert ist, bedeuten :
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Axiallager ; Fig. 2 einen zum Teil abgewikkelten Schnitt durch dasselbe Lager nach der Linie 2-2 der Fig. 1 ; Fig. 3-6 Längsschnitte durch weitere
<Desc/Clms Page number 2>
Ausführungsformen des erfindungsgemässen Axiallagers ; Fig. 7 einen teilweise abgewickelten Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 6 ; Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des scheibenförmigen Käfigs für die beweglichen Elemente ; Fig. 9 einen analogen Schnitt durch ein weiteres Axiallager gemäss der Erfindung ; Fig. 10 einen teilweise abgewickelten Schnitt nach der Linie 10-10 der Fig. 9 ;
Fig. 11 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines scheibenförmigen Käfigs und die Fig. 12-14 Längsschnitte durch weitere Ausführungsformen des erfindungsgemässen Axiallagers.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das erfindungsgemässe Axiallager zwischen den ebenen Flächen Sl und S2 von zwei Werkstücken P1 und P2 untergebracht, die eine rotierende oder oszillierende Relativbewegung um die Achse X-X normal zu den genannten. Flächen ausführen. Die Fläche Sl ist derart beschaffen, dass auf ihr Nadeln, Rollen und ähnliche Elemente abrollen können. Bei der Fläche S2 aber können die erforderlichen Eigenschaften fehlen ; diese Fläche kann z. B. nicht ge- nügend hart sein bzw. Hohlräume oder unterbrochene Stellen aufweisen.
Dies sind die Voraussetzungen. Das erfindungsgemässe Axiallager besteht demnach aus :
Einer Rollplatte 1 mit der ebenen Laufbahn la.
Wälzkörper 2, bestehend aus Nadeln oder Rollen, deren Länge vorzugsweise grösser oder mindestens gleich gross ist dem Doppelten des Durchmessers d. Diese Wälzkörper sind radial um die Wellen- bzw. Drehachse X-X angeordnet und dazu bestimmt, auf der genannten Fläche la und auf der Fläche Sl des Stückes P1 abzurollen.
Einer Scheibe 3 mit Fenstern, in welche die Wälzkörper 2 eingreifen, so dass diese geführt und gehaltert und somit am Verlaufen verhindert werden, wenn sie sich nach links von der Rollplatte 1 entfernen wollen.
Einem axialen und radialen Verbindungsglied zur Wechselwirkung zwischen Rollplatte 1 und scheibenförmigem Käfig 3, welches derart beschaffen ist, dass die Stücke miteinander verbunden sind und trotzdem ein genügendes axiales und radiales Spiel verbleibt, um ein freies Abrollen der Wälzkörper 2 zu ermöglichen.
Dieses Verbindungsglied ist folgendermassen ausgebildet : Die Rollplatte 1 besitzt an ihrem Umfang einen Fortsatz 4, dessen innere Fläche 4a einen radialen Anschlag für den mit der zylindrischen Aussenfläche 5a versehenen kreisrunden Rand 5 des scheibenförmigen Käfigs 3 bietet, wobei vorzugsweise die Zentrierung hinsichtlich der Achse X-X gesichert wird. Das radiale Spiel e zwischen den beiden Flächen ist in diesem Fall gering.
Der Fortsatz 4 endigt mit einem radial abgebogenen Rand 6, dessen Innendurchmesser geringer ist als der Aussendurchmesser des scheibenförmigen Käfigs 3, derart, dass die Halterung der genannten Scheibe im axialen Sinne gesichert ist.
Die Rollplatte 1, die voll oder auch hohl sein kann, ist wie dargestellt, verhältnismässig dünn ; ihre Stärke ist geringer als der Durchmesser d der Wälzkörper 2 und man bringt sie leicht in die beschriebene Form durch die bekannten Arbeitsgänge des Ziehens und des Treibens.
Was den scheibenförmigen Käfig 3 betrifft, so ist auch dieser verhältnismässig dünn, seine Stärke ist vorzugsweise geringer als der Halbmesser der Wälzkörper 2. Der scheibenförmige Käfig 3 ist so ausgebildet, dass einerseits sein äusserer Rand gegen die Fläche la zu verschoben und anderseits ein innerer axialer Rand 7 gebildet ist, dessen axiale Länge a etwas geringer ist als der Durchmesser d der Wälzkörper 2, d. h. geringer als die Entfernung zwischen der ebenen Laufbahn la für die Wälzkörper auf der Rollplatte 1 und der Berührungsebene T-T dieser Wälzkörper, die der Bahn la diametral gegenüberliegt und mit der im Laufe der Benützung die Rollfläche Sl des Teiles Pl zusammenfällt.
Der Abstand des Umfangrandes 5 des scheibenförmigen Käfigs 3 von der Rollplatte 1 ist so gross, dass dieser Rand vom Halterungsrand 6 getrennt bleibt, was zur Folge hat, dass diese beiden Ränder keinerlei Verschleiss unterliegen, selbst wenn-für die Grenzlage des scheibenförmigen Käfigs 3 in der Arbeitsstellung-der Teil der Aussenfläche desselben, der am weitesten von der Rollplatte 1 entfernt ist, in der genannten Berührungsebene T-T liegt.
In dem von der Rollplatte 1 am weitesten entfernten Teil der Scheibe 3. d. h. in jenem Teil, der jenseits der allen Wälzkörpern 2 gemeinsamen Mittelebene D-D liegt, trägt der scheibenförmige Käfig 3 die Fenster 8 für die Halterung und Führung der Wälzkörper. Diese radialen Fenster sind durch Stege 9 voneinander getrennt und sie besitzen auf die ganze oder auf einen Teil ihrer Länge eine Breite b (Fig. 2) die geringer ist als der Durchmesser der Wälzkörper 2, derart, dass die letzteren zwischen der Rollplatte 1 und dem scheibenförmigen Käfig 3 festgehalten werden und infolgedessen nicht herausfallen können.
Der Rand 6 des Rollplattenfortsatzes 4 kann auch unterbrochen sein und kann durch eine Anzahl von beispielsweise 3 Vorsprüngen gebildet werden, die über den kreisrunden Umfang des Fortsatzes 4 verteilt sind.
<Desc/Clms Page number 3>
Im erwähnten Beispiel sind die Wälzkörper 2 als zylindrische Rollen oder Nadeln angenommen und die Fläche la gilt als eben und als senkrecht zur Achse X-X. Die Erfahrung hat gezeigt, dass eine solche Ausführung keineswegs mit einer befriedigenden Arbeit unvereinbar ist. Denn während der Arbeit nehmen die Nadeln sehr rasch infolge des Verschleisses eine spindelförmige Form an, so dass ein Gleiten und Reiben auf den Laufbahnen nicht stattfindet.
Aber es versteht sich von selbst, dass die Nadeln von Haus aus eine Spindelform und die Laufbahnen, insbesondere die Fläche la des Axiallagers, die Form einer Drehfläche um die Achse X-X mit konvexen Erzeugenden haben könnten, wie dies bei lla für die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform ersichtlich ist, wo die Bombierung übertrieben wurde, um den Sachverhalt klarer darzustellen, und ausserdem die Verbindung-un Zentrierungseinrichtung auf dem Innenumfang der Rollplatte 11 des scheibenförmigen Käfigs 13 vorgesehen ist.
. Der scheibenförmige Käfig 13 weist an seiner inneren Peripherie eine axiale Verlängerung 14 auf, die dazu bestimmt ist, den inneren Rand 15 der Rollplatte 11, der gegen den Käfig 13 zu versetzt ist, radial in seiner Lage zu erhalten und diese Rollplatte sowie den Käfig gegenseitig zu zentrieren. Dieser Rand 15 wird des weiteren durch einen vorspringenden Aussenrand 16 axial in seiner Bewegung begrenzt. Der Rand 16 ist kontinuierlich oder unterbrochen und ist an der Verlängerung 14 angebracht.
Am Aussenumfang trägt die Rollplatte 11 eine Verlängerung 17, deren Rand 17a als Stütze für den Rand 15 dient. Dieser ist in bezug auf den scheibenförmigen Teil des Käfigs 13 nach rechts gegen die Rollplatte 11 zu versetzt. Der Abstand al der äusseren Fläche des scheibenförmigen Teiles des Käfigs 13 von der Fläche 17a ist ein wenig kleiner als der Abstand c der Berührungsebene T-T der Wälzkörper 2 von der Fläche 17a..
Die Fig. 4 bezieht sich auf ein anderes Axiallager, bei dem der vorspringende Rand 26 der Verlängerung 24 der Rollplatte 21 mit dem versetzten Rand 25 des scheibenförmigen Käfigs 23 zusammengefügt ist. Die beiden Ränder werden mit einem entsprechenden axialen Spiel aneinander durch einen Ring 30 von U-förmigem Querschnitt festgehalten, der beide umfasst und sie mit einem bestimmten axialen und radialen Spiel zentriert. Man findet bei dieser Ausführungsform wieder die Abmessungen a, und c der Fig. 2.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist der Verbindungsring 40, der dem Anschlag und der Zentrierung dient, z. B. durch Guss mit dem scheibenförmigen Käfig 23 verbunden, dessen Umfangsrand 25 ein Stück über den Rand 26 der Rollplatte 21 emporragt. Die axialen Anmessungen des Ringes 40 sind derart, dass wenn die Ränder 25 und 26 in Berührung stehen, die Entfernung j des genannten Ringes von der Berührungsebene T-T etwas geringer ist als das axiale Spiele des vorspringenden Randes26 in der Ausnehmung des Ringes.
Die Fig. 6 und 7 stellen ein Axiallager von analogem Bauprinzip wie jenes der Fig. 1 dar, wobei jedoch der scheibenförmige Käfig 33 derart gepresst oder gezogen ist, dass im mittleren Teil der Länge der Wälzkörper2 die kleinen Trennstege 39, so wie bei der Ausführungsform gemäss Fig. l, auf die der Rollplatte 1 entgegengesetzte Seite verschoben werden u. zw. hinsichtlich der Mittelebene D-D, die durch die Achse der Wälzkörper 2 hindurchgeht. Die Fenster 38 weisen in diesem Bereich der-Trennstege eine Breite b auf, die geringer ist als der Durchmesser d, wogegen im Bereiche der Rollenenden bei n und p (Fig. 6) die genannten Trennstege der Mittelebene D-D sehr nahe kommen ; ihr Abstand bl (Fig. 7) ist dort ein wenig grösser als der Rollendurchmesser d.
Dies bedeutet in den Punkten n und p eine Führung der Wälzkörper 2 durch den scheibenförmigen Käfig 33 an jenen Teilen ihrer Laufbahnen, die den Enden dieser Wälzkörper nahe liegen und der Mittelebene D-D benachbart sind. Des weiteren können die Endflächen 2a der Wälzkörper 2 mit den Enden der Fenster 38 in der Nähe der Mittelebene D-D in Berührung treten. Man vermeidet hiedurch jede axiale Komponente der auftretenden Kräfte, die geeignet wäre, den scheibenförmigen Käfig fest auf die Laufbahn zu drücken, die in der Berührungsebene T-T liegt.
Die Fig. 8 stellt eine andere Ausführungsform des scheibenförmigen Käfigs der Fig. 6 und 7 dar, nach welcher der scheibenförmige Käfig 43 tiefer gezogen ist, so dass die Stege 49 und die Fenster 48 symmetrisch in bezug auf die Mittelebene des Käfigs zu liegen kommen. Der radiale Schnitt des Käfigs hat etwa Trapezform und es weisen die kleinen Stege eine Breite auf, die von ihrer Mitte m aus abnimmt.
Dort haben die Fenster 48, die von den Stegen gebildet werden, eine geringere Breite als der Durchmesser d der Wälzkörper 2 wenigstens bis zu den Punkten n und p der Führung, die somit in der Mittelebene D-D liegt. Dies soll dazu dienen, ein Verlaufen der Wälzkörper 2 in der Richtung, die sie von der Rollplatte 41 entfernen würde, zu verhindern. Jenseits der Punkte n und p und bis zu den Enden q und r, die zwischen der Mittelebene D-D und der Rollplatte 41 liegen, können die Breiten der Fenster entweder weiter wachsen oder abnehmen ttm die Wälzkörper 2 gleichfalls zu stützen. Im letzteren Falle bilden diese Wälzkörper mit dem scheibenförmigen Käfig in beiden axialen Richtungen eine Einheit, wie dies an sich bekannt ist.
<Desc/Clms Page number 4>
Die Fig. 9 und 10 stellen eine andere Ausführungsform dar, bei der die Platte 51 eine beträchtliche Stärke aufweist, z. B. grösser ist als der Durchmesser der Wälzkörper 2. Zufolge ihrer grossen Stärke kann diese Rollplatte nicht mehr durch Tiefziehen oder durch Treiben geformt werden. Es besteht dann die axiale und radiale Verbindung-un Zentrierungseinrichtung aus einem angeschlossenen Stück 54 mit einem nach innen gekehrten Rand 56.
In diesem Beispiel ist der scheibenförmige Käfig in der Form eines Z mit rechten Winkeln tiefgezogen und enthält Fenster 58 mit Stegen 59, die der gemeinsamen Mittelebene der Wälzkörper 2 nahe liegen und die einen solchen Öffnungsquerschnitt haben, dass die von der Mittelebene entfernten Kanten der Fenster voneinander um die Entfernung b abstehen, die geringer ist als der Durchmesser d der Nadeln (Fig. 10).
Die Fig. 11 stellt eine andere Ausführungsform des scheibenförmigen Käfigs 63 dar, bei welchem die Länge der Fenster 68 etwas geringer ist als jene der Wälzkörper 2, um die letzteren an ihren Enden festzuhalten.
Fig. 12 stellt ein den Fig. 1 und 2 analoges Axiallager dar, aber mit einem scheibenförmigen Käfig 73 mit bogenförmigen Erzeugenden, der in einfacher Weise die folgenden Vorteile in sich vereinigt : 1. Der Kontakt bei n und p an den Enden der Laufbahnen der Wälzkörper 2 mit jenen Teilen der Fenster 78. die im wesentlichen in der Nähe der gemeinsamen Mittelebene D-D der Wälzkörper liegen, bietet eine ausgezeichnete Führung für diese Wälzkörper.
Es wird dadurch, wie oben erwähnt, vermieden, dass sich bei der Berührung dieser Wälzkörper mit den kleinen Stegen 79 eine axiale Komponente bildet, die den scheibenförmigen Käfig 73 fest auf die Laufbahn Sl oder auf die Rollplatte 1 drückt. Übrigens findet die Berührung der Endflächen2a der Wälzkörper2 mit den Enden der Fenster 78 gleichfalls in der Nähe der Mittelebene D-D statt, was auch zu dem oben erwähnten Resultat beiträgt.
2. Durch diese Ausbildung werden die Wälzkörper zurückgehalten und ihr Verlaufen verhindert, u. zw. durch die Anordnung des äussersten Teiles der Laufbahn la der Rollplatte l, entsprechend dem Schnitt der Fig. 12.
An allen bisherigen Beispielen lässt sich feststellen, dass die Konstruktionseinheit, gebildet aus der Rollplatte (1, 11, 21...), dem scheibenförmigen Käfig (3,13, 23...) und dem unabhängigen Verbindungsstück (30, 40), wenn ein solches vorgesehen ist, in bezug auf die Berührungsebene T-T an die Wälzkörper 2 in axialer Richtung zur Gänze zurückverlegt ist, derart, dass die Laufbahn Sl des Teiles P1 (Fig. 1) von beliebigen Abmessungen sein und insbesondere in radialer Richtung das Axiallager übergreifen kann.
Hingegen zeigt die Fig. 13 ein Axiallager das nur dann verwendungsfähig ist, wenn die Fläche Sl einen Aussendurchmesser aufweist, der geringer ist als der Innendurchmesser des Randes 6 ; denn die axiale Länge der Verlängerung 4 der Rollplatte 1 ist grösser als der Durchmesser d der Wälzkörper 2.
Unter allen Umständen müssen die Rollplatte der scheibenförmige Käfig und die Verbindungsvorrichtung zur gegenseitigen axialen und radialen Halterung hinsichtlich der Berührungsebene T-T zurückliegend sein, wenigstens auf die ganze Fläche eines Kreises, der zu der Achse X-X des Axiallagers konzentrisch ist und der die Wälzkörper 2 deckt.
Die Fig. 14 stellt schliesslich die letzte in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform dar, bei welcher die Rollplatte 81 eine Stärke aufweist, die grösser ist als der Durchmesser der Wälzkörper 2.
Der scheibenförmige Käfig 83 trägt eine äussere zylindrische und axiale Verlängerung 84, die dank der Innenfläche 84a und dem Rand 86 die radiale Halterung und wechselseitige Zentrierung der beiden Teile 81 und 83 sichert und auch axiale Verbindung gewährleistet.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die erwähnten Ausführungen, die bloss beispielsweise ausgewählt worden sind. So kann der scheibenförmige Käfig in einer an sich bekannten Weise im Längsschnitt eine ungleichmässige Stärke aufweisen ; er kann z. B. einen trapezförmigen Querschnitt besitzen, dessen Stärke vom Innenrand bis zum Aussenrand anwächst. Allenfalls kann der scheibenförmige Käfig, wie auch an sich bekannt, aus zwei einfachen Scheiben zusammengesetzt werden, welche teilweise zusammengefügt und derart geformt sind, dass ein Auseinandertreten der Wälzkörper in beiden Richtungen verhindert wird.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.