DD247048A1

DD247048A1 - Kugellageranordnung

Info

Publication number: DD247048A1
Application number: DD86287489A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Graczyk
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1986-03-03
Filing date: 1986-03-03
Publication date: 1987-06-24
Also published as: DE3641440A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kugellageranordnung, insbesondere fuer Praezisionsgeraete, mit dem Ziel, Laufgenauigkeit und Lebensdauer zu erhoehen. Aufgabe ist es, eine Kugellageranordnung zu schaffen, die insbesondere eine hohe Zentriergenauigkeit und geringe Rundlauffehler besitzt und die sich selbsttaetig spielfrei haelt. Die Kugellageranordnung umfasst einen geteilten und ungeteilten Ring, wobei die Laufflaechen des geteilten Ringes je zwei Abwaelzschultern umfassen, deren auf den Mittelpunkt gerichtete Normalen einen Winkel von etwa 45 einschliessen. Der nicht geteilte Ring besitzt an seiner Stirnseite eine sphaerische Gleitflaeche, die an einer konischen Flaeche eines Gleitringes derart anliegt, dass auch bei einer Lagerbelastung durch Radialkraefte und/oder Momente stets eine Anlage der einzelnen Kugeln an drei Waelzpunkten vorhanden ist. Fig. 1

Description

Es ist vorteilhaft, wenn bei Anordnung des ungeteilten Ringes in einer Bohrung eines Gestells der Gleit-und Kippschneidenring ebenfalls in der Bohrung und der geteilte Innenring auf der zu lagernden Welle angeordnet sind.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn bei Anordnung des ungeteilten Ringes auf der WeIIe der Gleit-und Kippschneidenring ebenfalls auf der Welle und der geteilte Ring in der Bohrung des Gestells angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Kugellageranordnung gewährleistet durch seine Dreipunktberührung der Kugeln eine hohe Zentrier- und Rundlaufgenauigkeit bei gleichzeitig stark herabgesetztem Reibmoment. Durch die sich bei der Funktion eisteilende Momentenbelastung ist die Anordnung in ihren Hauptfunktionsrichtungen auch bei vorhandenem Verschleiß ständig spielfrei und leichtgängig, ohne nachgestellt zu werden. Die Kugellageranordnung ist auch geeignet, in größeren Dimensionen {Größenordnung ca. 300mm), mit Erfolg angewendet zu werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: einen Schnitt durch ein Kugellager,

Fig. 2: die Anlage der Kugel an den Abwälzschultern,

Fig.3: eine Kugellageranordnung mit einem Kugellager und ' ·

Fig.4: eine Kugellageranordnung mit zwei Kugellagern.

Das in Fig. 1 dargestellte Kugellager der Kugellageranordnung umfaßt einen Außenring 1 mit Laufflächen 2; 3, welche eine V-förmige Laufrille bilden, und einen aus zwei Teilen 4; 5 bestehenden Innenring, wobei die Teile 4 und 5 gegeneinander einstellbar und durch Schrauben 6 verbunden sind. Zwischen dem Außenring 1 und dem zusammengesetzten Innenring befinden sich die Kugeln 7 des Kugellagers. Die Laufflächen derTeile 4 und 5 des Innenringes, umfassen je zwei Abwälzschultem 8; 9; '

10; 11, deren auf den Mittelpunkt M der Kugel 7 gerichtete Normalen einen Winkel von vorzugsweise 45° einschließen. Der nicht geteilte Außenring 1 ist mit einer spä'rischen Gleitfläche 13 (Fig. 1) versehen, die an einer konischen Fläche 12 (Fig.3) eines Gleitringes 14 bzw, 15 derart anliegt, daß bei einer Lagerbelastung durch Radialkräfte und/oder Momente stets eine Anlage der einzelnen Kugeln 7 an einem Wälzpunkt an einer Lauffläche 2 des Außenringes 1 und an je einem Wälzpunkt an den Abwälzschultem 10 und 11 anliegt (Fig.1). "

Bei einer Kugellageranordnung mit ungeteiltem Außenring 1 gemäß den Fig. 3 sind der Gleitring 14; 15 und der Außenring 1 z.B. in einer Bohrung eines Gehäuses oder Gestells 16 angeordnet. Der geteilte Innen ring befindet sich auf einer Welle 17 und ist dort beispielsweise durch eine Mutter 18 fixiert. Der Außenring 1 ist in der Bohrung des Gestells 16 vorteilhaft durch eine • Befestigungsscheibe 19, eineh Kippschneidenring 20 und Schrauben 21 befestigt.

Der Radius R der sphärischen Gleitfläche entspricht vorteilhaft etwa dem Durchmesser D_m des Kreises, auf dem die Mittelpunkte , der Kugeln 7 umlaufen.

Bei einer Kugellageranomdung gemäß der Erfindung, welche in den Figuren nicht dargestellt ist, können auch der ungeteilte Ring und der Gleitring auf der Welle und der geteilte Ring in der Bohrung des Gestells angeordnet werden. An den Eigenschaften der Kugellageranordnung würde sich nichts ändern.

Die Ausführung nach Fig. 4 zeigt eine Wellenlagerung mit einem festen und einem losen Kugellager, wobei beide Kugellager gleich aufgebaut sind und den in Fig. 3 beschriebenen Aufbau besitzen. Gleiche Teile sind hier mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Bei dieser Ausführung erzeugen Radialkräfte, die durch die gelagerte Welle 17 eingeleitet werden und auf die Lager wirken an der sphärischen Gleitfläche 13 eines jeden Lagers ein Moment, welches über den Kippschneidenring 20, dessen Kippschneide in den Figuren 3 und 4 senkrecht zur Zeichenebene liegt, auf den geteilten Innenring wirkt und somit die gleichen Verhältnisse in bezug auf Kräfte, Momente und der Anlage der Kugeln an den Laufflächen 2 und an den Abwälzschultem 10; 11 wie bei der in Fig. 3 dargestellten Kugellageranordnung mit einem Kugellager verwirklicht werden.

Aus der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Kugellageranordnung wird ersichtlich, daß mit eintretendem Verschleiß der Abwälzpunkte der Kugeln im Außenring (ungeteilter Ring) driften und gleichzeitig eine Kippung der Welle 17 gegenüber dem Gestell 16 bei der Einhaltung des Drehzentrums auslösen. Durch die Dreipunktabwälzung der Kugeln 7 werden sehr gute Laufeigenschaften bei geringen Lageabweichungen auch bei Lagerdurchmessern von D_m = 350mm und bei größeren Belastungen erreicht. Durch die Belastung sind diese Kugellageranordnungen stets spielfrei.

Claims

Patentansprüche:

1. Kugellageranordnung, umfassend einen Außen- und eine Innenring mit je einer Laufflächen aufweisenden V-förmigen Laufrille, in welcher die Wälzkörper angeordnet sind, wobei mindestens einer dieser Ringe aus zwei Teilen besteht, der Außenring in einer Bohrung eines Gestells oder Gehäuses und der Innenring auf einer zu lagernden Welle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächen des aus zwei Teilen bestehenden Ringes je zwei Abwälzschultern umfassen, deren auf den Mittelpunkt der Wälzkörper gerichtete Normalen einen Winkel α von vorzugsweise 45° einschließen, und daß der nicht geteilte Ring an einer seiner Stirnflächen mit einer spärischen Gleitfläche versehen ist, die an einer konischen Fläche eines Gleitringes anliegt, derart, daß bei einer Lagerbelastung durch Radialkräfte und/oder Momente stets über einen vorgesehenen Kippschneidenring eine Anlage der einzelnen Kugeln an drei Wälzpunkten vorhanden ist, wobei die Kippschneide des Kippschneidenringes senkrecht zur Belastungsrichtung angeordnet ist.
2. Kugellageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung des ungeteilten Ringes in einer Bohrung eines Gestells der Gleit- und Kippschneidenring ebenfalls in der Bohrung und der geteilte Inhenring auf der zu lagernden Welle angeordnet sind.
3. Kugellageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung des ungeteilten Ringes auf der Welle . der Gleit- und Kippschneidenring ebenfalls auf der Welle und der geteilte Ring in der Bohrung des Gestells angeordnet sind.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Kugellageranordnung, insbesondere ein Kugellager und dessen Anordnung zum Lagern von Achsen, welches unter Beachtung der Wälzbedingung eine Dreipunktlagerung mit sich daraus ergebender hoher Zentriergenauigkeit ,. und geringem Reibmoment verwirklicht. Die Kugellagerung ist für hochgenaue Lagerungen bei Präzisionsgeräten und maschinen anwendbar;

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Aus der DE-OS 2347052 ist ein Vierpunktwälzkugellager mit verstellbarer Vorspannung bzw. verstellbarem Spiel bekannt, bei welchem der Kugellaufbahndurchmesser durch elastische Verformung des Außen- oder Innenringes variabel ist. Dabei besitzen der Außenring oder der Innen ring zwischen den Lauf rillen einen Einstich, der tief genug ist, um die elastische Verformung mittels Schrauben bewirken zu können. Der Außenring ist mehrteilig. Die Verformung wird durch den Anzug von Schrauben bewirkt, die auf einem Teilkreis außerhalb oder innerhalb der Kugellaufbahn angeordnet sind. Durch die Verformung des betreffenden Ringes ändert sich der Kugellaufbahndurchmesser, wobei der verspannte Ringteil sich der Geometrie des festen Ringes anpaßt. Eine Vierpunktanlage der Kugeln wird somit erreicht. Dieses Vierpunktwälzkugellager besitzt erhebliche Nachteile. So ist infolge Abnutzung des Lagers eine Zentrumsstabilität nicht immer gegeben, was bei hochgenauen Lagerungen zu Rundlauffehlern führt. Des gleichen ist zur Gewährleistung einer Spielfreiheit ein manuelles Nachstellen des Kugellagers notwendig. Ein weiteres einstellbares Kugellager, welches die gleichen Nachteile besitzt, ist in der DE-AS 1066389 beschrieben. Dieses Kugellager besitzt mindestens einen Laufring mit versetzt zueinander angeordneten, ein elastisches Glied bildenden Ausnehmungen. Durch Aufbringung einer axialen Kraft wird durch eine Durchmesserveränderung eine Nachstellung und Spielfreieinstellung des eingebauten Lagers ermöglicht.

Ziel der Erfindung

Es ist Zweck der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und die Laufgenauigkeit und Lebensdauer bei Kugellageranordnungen zu verbessern.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kugellageranordnung zu schaffen, welche, sich selbsttätig spielfrei haltend, eine hohe Zentriergenauigkeit bei gleichzeitig herabgesetztem Reibmoment sowohl als Einzellager als auch als Fest-Loslager-Anordnung gewährleistet und geringste Rundlauffehler aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Kugellageranordnung, umfassend einen Außen- und einen Innenring mit je einer Laufflächen aufweisenden. V-förmigen Laufrille, in welcher die Wälzkörper angeordnet sind, wobei mindestens einer dieser Ringe aus zwei Teilen besteht, der Außenring in einer Bohrung eines Gestells oder Gehäusesund der Innenring auf einer zu lagernden Welle angeordnet ist, dadurch gelöst, daß die Laufflächen des aus zwei Teilen bestehenden Ringes je zwei Abwälzschultern umfassen, deren, auf den Mittelpunkt der Wälzkörper gerichtete Normalen einen Winkel α von vorzugsweise 45° einschließen, und daß der nicht geteilte Ring an einer seiner Stirnflächen mit einer sphärischen Gleitfläche versehen ist, die an einer konischen Fläche eines Gleitringes anliegt, derart, daß bei einer Lagerbelastung durch Radialkräfte und/oder Momente stets über einen vorgesehenen Kippschneidenring eine Anlage der einzelnen Kugeln an drei Wälzpunkten vorhanden ist, wobei die Kippschneide des Kippschneidenringens senkrecht zur Belastungsrichtung angeordnet ist.