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Die
vorliegende Erfindung beschreibt ein Schulter- oder Schrägkugellager
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Schulter-
oder Schrägkugellager
sind so ausgebildet, dass entweder der innere Laufring oder der äußere Laufring
eine Laufbahn aufweist, in welche die Kugeln bei der Montage zuerst
eingesetzt werden. Mit dieser vorbereiteten Einheit wird dann der
zweite Lagerring so zusammengebaut, dass beim Zusammenfügen ein
fertiges Lager entsteht. Bei sogenannten höckerlosen Lagern ergibt es
sich dann, dass die Lagereinheit aufgrund eines fehlenden, axialen
Widerstandes, z.B. in Form eines Höckers, wieder leicht demontierbar
ist.
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Dadurch
dass die Lager nun ohne Widerstand axial wieder auseinandergebaut
werden können,
besteht das Problem, dass sowohl für die Handhabung als auch für die Lagerung
der zusammengebauten höckerlosen
Lager mit besonderer Vorsicht vorgegangen werden muss, so dass diese
nicht wieder auseinanderfallen können
und dadurch unbrauchbar werden.
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Im
schlimmsten Fall ist das Lager nach dem Auseinanderfallen der einzelnen
Einheiten sogar defekt. Dies kann insbesondere dann auftreten, wenn Lager
so zusammengebaut werden, dass zur Erreichung einer besonders hohen
Lagergüte
speziell ausgewählte
Lagerkomponenten aus einer Serienfertigung zusammengebaut werden.
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Unabhängig davon,
ob das Lager nun vollständig
unbrauchbar ist oder ob es gegebenenfalls wieder zusammengebaut
werden kann, liegt auf alle Fälle
ein Schaden vor, der sich sowohl kosten- als auch zeitintensiv auswirkt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Schulter- oder Schrägkugellager
vorzuschlagen, bei dem die oben dargelegte Problematik minimiert
oder gar ganz beseitigt wird.
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Die
Lösung
der Aufgabe erfolgt durch die technische Lehre des Anspruchs 1.
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Durch
die in den Unteransprüchen
angegebenen Merkmale werden vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen
beschrieben.
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Die
vorliegende Erfindung zeichnet sich nun dadurch aus, dass ein Schulter-
oder Schrägkugellager
mit Kugeln vorgeschlagen wird, die zwischen einem äußeren Lagerring
und einem inneren Lagerring angeordnet sind, wobei das Schulter-
oder Schrägkugellager
dadurch gekennzeichnet ist, dass ein von den Lagerringen separates
Verriegelungselement zur axialen Verriegelung des inneren Lagerrings
mit dem äußeren Lagerring
vorhanden ist.
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In
verschiedenen Ausführungsformen
kann es nun vorgesehen sein, dass das Verriegelungselement am äußeren Lagerring,
am inneren Lagerring oder auch am Kugellagerkäfig angebracht ist, sofern ein
solcher vorhanden ist. Selbstverständlich sind auch Ausführungsformen
denkbar, die Kombinationen mehrerer Merkmale enthalten. Dabei sind
generell alle technisch machbaren Ausführungsformen denkbar.
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Welche
Ausführungsform
schlussendlich nun realisiert wird, kann vom Einsatzzweck des Schulter-
oder Schrägkugellagers
abhängen.
Ebenso kann dies von einer bevorzugten Montage- oder Zusammenbaumöglichkeit abhängig sein.
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Weitere
Merkmale der erfindungsgemäßen Verriegelung
des Schulter- oder Schrägkugellagers können im
Wirkungsbereich des Verriegelungselements liegen. So kann es beispielsweise
vorgesehen sein, dass das Verriegelungselement für die axiale Verriegelung der
Kugeln ausgebildet ist. D.h. bei einem axialen Versatz nach dem
Zusammenbau der Lagereinheit, zusammen mit dem Verriegelungselement,
wirkt das Verriegelungselement von seiner Position aus verriegelnd
auf die Kugeln.
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In
einer anderen Ausführungsform
kann es vorgesehen sein, dass die Verriegelung direkt auf den Kugellagerkäfig wirkt.
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Für die Befestigung
des Verriegelungselements an einem der oben angegebenen Elemente des
Schulter- oder Schrägkugellagers
kann es vorgesehen sein, dass das Verriegelungselement durch Form-,
Kraft- oder Stoffschluss mit dem betreffenden Lagerteil verbunden
ist.
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In
weiteren Ausführungsformen
kann es vorgesehen sein, dass das Verriegelungselement zusätzliche
Funktionen zum Schutz des Lagers übernimmt. Dieses kann beispielsweise
so ausgebildet sein, dass es als Verschmutzungsschutz für das Innere
des Lagers dient. Ebenfalls kann es vorgesehen sein, dass das Verriegelungselement
zusammen mit den Lagerteilen einen Raum ausbildet, der zur Aufnahme
und Deponierung von Schmierstoffen geeignet ist.
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Es
kann aber auch vorgesehen sein, dass das Verriegelungselement auch
noch erweiterte Dichtfunktionen für das Lager ausbildet, die
bei speziellen Anwendungsfällen
gefordert sind. Dazu kann es vorgesehen sein, dass das Verriegelungselement nicht
nur bis auf einen geringen Spalt den äußeren und den inneren Lagerring
gegeneinander abdichtet, sondern dass sogar beispielsweise eine
Labyrinthdichtung vorgesehen ist.
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Zum
Schutz der Lagerkomponenten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass
das Verriegelungselement aus einem weicheren Material als der Käfig und/oder
die Kugeln hergestellt ist. Hierbei kann es sich um ein elastisches
Material handeln, wie z.B. Gummi, Kunststoff oder auch ein Material
auf Metallbasis oder eine Mischform, die gegebenenfalls auch zwei
oder mehrere, unterschiedliche Materialien aufweist. Ein elastisches
oder zumindest ein verformbares Material kann gegebenenfalls auch
die Montage des Verriegelungselementes erleichtern.
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Ebenfalls
kann es vorgesehen sein, dass das Verriegelungselement zur Schonung
des Käfigs und/oder
der Kugeln eine Beschichtung aufweist. Dabei kann an den tribologisch
relevanten Stellen ein vorzeitiger Verschleiß des Käfigs und/oder der Kugeln durch
Reibung an dem Verriegelungselement verhindert werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird das erfindungsgemäße Verriegelungselement
in der Form eines Halterings ausgebildet.
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In
einer solchen Ausführungsform
ist es möglich,
dass das Verriegelungselement geschlitzt ausgebildet ist, so dass
es beispielsweise in der Form eines Seeger-Rings in den inneren
oder äußeren Lagerring
eingesetzt werden kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, sowohl
in den inneren als auch in den äußeren Lagerring
einen solchen, geschlitzten Haltering einzubringen.
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Durch
die Ausbildung bzw. Anordnung eines solchen Verriegelungselements
wird einer kraftfreien Demontage, und zwar sowohl einer bewussten
als auch unbewussten Demontage, entgegengewirkt. Dadurch können die
zusammengebauten und mit dem Verriegelungselement versehenen Lager
wieder mit den üblichen
Handhabungsmethoden weiter bearbeitet bzw. zwischengelagert und
auch eingebaut werden. Für
den Einbau der erfindungsgemäßen Lager
kann es auch vorgesehen sein, dass die Verriegelung zuvor aus dem
Lager wieder entnommen wird. Dies ist je nach Einsatzzweck des Lagers
möglich,
jedoch nicht zwingend erforderlich.
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Insgesamt
sind die hier angegebenen Beschreibungen für eine Ausbildung eines Verriegelungselements
jedoch nur als beispielhaft anzusehen. Durch die Angaben erfolgen
keinerlei einschränkende
Wirkungen.
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Der
Querschnitt des Verriegelungselements kann nun beliebige Formen
aufweisen. Beispielsweise kann er etwa rechteckförmig, ringförmig, oval, rechteckförmig mit
einem Kreisausschnitt oder Segment, winkelförmig oder winkelförmig mit
einer zusätzlich
ausgebildeten Nase oder Spitze oder auch in jeder beliebigen anderen
Form ausgebildet sein. Die Form des Querschnitts des Verriegelungselements kann
dementsprechend auch von der Art und Weise seiner Befestigung am
betreffenden Lagerelement abhängen.
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Weitere
Einzelheiten und beispielhafte Ausführungsformen gehen aus den
beigefügten
Zeichnungen hervor, welche nun nachfolgend näher beschrieben werden.
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Im
Einzelnen zeigen
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1 eine Querschnittsansicht
eines beispielhaften Schulter- oder Schrägkugellagers, bei dem ein Verriegelungselement
am inneren Lagerring angeordnet ist,
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2 eine Querschnittsansicht
eines Schulter- oder
Schrägkugellagers,
bei dem ein Verriegelungselement am äußeren Lagerring angeordnet
ist,
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3 und 4 zwei von der 1 abgewandelte Ausführungsformen, bei denen neben
dem Schulter- oder Schrägkugellager
nochmals zusätzlich
ein Verriegelungselement in Schnittdarstellung gezeigt ist,
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5 eine gegenüber der 2 abgewandelte Ausführungsform
eines Schulter- oder Schrägkugellagers,
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6 und 7 weitere, abgewandelte Ausführungsformen
von Schulter- oder Schrägkugellagern gegenüber den 1, 3 und 4.
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8 eine weitere, abgewandelte
Ausführungsform
eines Schulter- oder Schrägkugellagers gegenüber den 2 und 5,
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9 eine weitere Ausführungsform
eines Schulter- oder Schrägkugellagers
verglichen mit den Ausführungsformen
der 1, 3, 4, 6 und 7,
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10 eine Querschnittsansicht
einer Ausführungsform
für ein
Schulter- oder Schrägkugellager,
bei der Merkmale der Ausführungsformen
nach 1 und 2 kombiniert sind,
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11 bis 13 gegenüber den 1 bis 10 noch
weiter abgewandelte Ausführungsformen
eines erfindungsgemäßen Schulter-
oder Schrägkugellagers.
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Die 1 zeigt eine Querschnittsansicht
eines erfindungsgemäßen Schulter-
oder Schrägkugellagers 1 mit
einer Kugel 2, einem äußeren. Lagerring 3,
einem inneren Lagerring 4, einem Kugelkäfig 5 und einem Verriegelungselement 6.
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Das
in der 1 dargestellte
Verriegelungselement 6 ist zur Verriegelung des Schulter-
oder Schrägkugellagers 1 an
der Lagerfläche 13 des
inneren Lagerrings 4 angebracht. Die Befestigung ist in diesem
Fall durch eine Nase 10 realisiert, die in eine Nut 11 eingreift.
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Die
Nut 11 ist in der Lagerfläche 13 eingelassen.
Dadurch wird das Verriegelungselement 6 an dem inneren
Lagerring 4 in klemmender Weise festgesetzt. Im Lagerinneren
ist ein axiales Spiel dargestellt, welches es ermöglicht,
dass der innere Lagerring gegenüber
dem äußeren Lagerring 3 axial
in einer vorgegebenen Toleranz verschoben werden kann. Dabei liegt
der innere Lagerring entweder mit der Schulter 7 an den
Kugeln 2 an, oder der Kugelkäfig 5 liegt im anderen
Fall, wie dargestellt, an dem Verriegelungselement 6 an.
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Somit
ist gewährleistet,
dass nach dem Zusammenbau des Schulter- oder Schrägkugellagers 1 die
Lagerkomponenten 2, 3, 4 und gegebenenfalls 5 nicht
mehr kraftfrei voneinander getrennt werden können. Es ist dazu zumindest
notwendig die Kraft aufzubringen, die erforderlich ist, um das Verriegelungselement
aus seiner Verankerung an dem inneren Lagerring 4 zu entfernen
und von diesem abzunehmen.
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Durch
diese Ausführungsform
eines Schulter- oder Schrägkugellagers
ist es möglich,
dem Schulter- oder Schrägkugellager 1 in
entsprechenden Toleranzen ein Spiel zu ermöglichen, und dennoch sicherzustellen,
dass die einzelnen Lagerkomponenten 2, 3, 4 und
gegebenenfalls 5 nicht unversehens wieder auseinanderfallen
bzw. demontiert werden.
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Das
Verriegelungselement 6 ist dabei in der Darstellung der 1 so ausgebildet, dass es
noch einen geringen radialen Abstand zur Innenseite des äußeren Lagerringes 3 aufweist,
so dass dadurch keine Berührung
und keine Reibung hervorgerufen wird. Andererseits bewirkt die Ausbildung
des Verriegelungselements mit einer möglichst großen radialen Ausdehnung, dass
das Innere des Lagers von dieser Seite her recht gut gegen Verunreinigungen
geschützt
ist. Zusätzlich
ergibt sich dadurch die Möglichkeit,
dass auf der inneren Seite des Lagers ein Raum geschaffen wird,
der gegebenenfalls für
die Deponierung von Schmiermitteln genutzt werden kann.
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Die 2 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel, bei
welchem gegenüber
der Ausführungsform
in 1 das Verriegelungselement
am äußeren Lagerring 3 angeordnet
ist.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist ein Verriegelungselement 20 ausgebildet. Es ist ebenfalls
mittels einer Nase 10 und einer Nut 11, an der
entsprechenden Lagerfläche 13 des äußeren Lagerringes 3 befestigt.
Auch hier ist eine klemmende Verriegelung des Verriegelungselements
am äußeren Lagerring 3 vorgesehen.
Diese Verriegelung kann durchaus aber auch zusätzlich mittels einer Klebeverbindung
verstärkt
sein.
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Auch
bezüglich
der Funktion eines Schutzes des Innenraums des Lagers gelten entsprechend
die zur 1 ausgeführten Merkmale.
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Die
Laufbahn für
die Kugeln 2 wird am inneren Lagerring 4 durch
die Schultern 8 und 9 realisiert. In der Darstellung
in der 1 sind diese
Schultern 8 und 9 am äußeren Lagerring 3 ausgebildet.
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Die 3 zeigt nun eine weitere
Ausführungsform,
aufbauend auf die Ausführungsform
der 1. Hier ist eine
gegenüber
der Ausführungsform 1 abgewandelte Form eines
Verriegelungselements 15 dargestellt. Das Verriegelungselement 15 ist
hierbei so ausgebildet, dass es einen Winkel ausbildet der über einen
größeren Bereich
der Lagerfläche 13 am
inneren Lagerring 4 aufliegt und zusätzlich in seinem äußeren Eckbereich
noch eine Art Nase ausbildet, die sich wiederum in eine Ausnehmung
in der Lagerfläche 13 verkeilt,
so dass dadurch eine zusätzliche
Abstützung
für das
Verriegelungselement 15 bewirkt wird.
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Neben
der Querschnittsansicht des Schulter- oder Schrägkugellagers ist zusätzlich eine
Schnittdarstellung des Verriegelungselements 15 gezeigt. Die
Abstützung
des Schulter- oder Schrägkugellagers
erfolgt in diesem Fall zwischen den Kugeln 2 und der abgeschrägten Stirnseite
des winkelig ausgebildeten Verriegelungselements 15, das
seine Innenseite definiert, welche den Kugeln 2 zugewandt ist.
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Für die 4 gilt im Grunde das Gleiche
wie für
die 3. Unterschiedlich
sind jedoch die Ausführungsformen
der beiden Verriegelungselemente 15 bzw. 16. Zusätzlich ist
in der Darstellung der 4 noch
eine Deckscheibe 23 gezeigt, die in einer Nut 24 im äußeren Lagerring 3 befestigt
ist. Der äußere Lagerring
hat in diesem Fall auch an der gegenüberliegenden Stirnseite eine
Nut 25, in der gegebenenfalls ebenfalls eine Deckscheibe
zum Schutz des Innenraums des Schulter- oder Schrägkugellagers
angebracht werden kann.
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Die
Ausführungsform
der 5 ist funktionell
mit der der 2 gleichzustellen.
Unterschiedlich ist hier jedoch die Ausführungsform eines Verriegelungselements 17,
in Gegenüberstellung
mit dem Verriegelungselement 20 aus 2. In der 5 erfolgt
die Abstützung
des äußeren Lagerringes
an der Stirnseite des im Querschnitt winkelig ausgebildeten Verriegelungselements 17 gegenüber den
Kugeln 2.
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Die
Ausführungsform
der 6 entspricht der
Ausführungsform
der 1, die Darstellung
ist hier jedoch so, dass der innere Lagerring bis zu seinem Anschlag
in den äußeren Lagerring
eingeführt ist,
so dass der innere Lagerring mit der Schulter 7 an den
Kugeln 2 anliegt. Das axiale Lagerspiel ist zwischen dem
Verriegelungselement 6 und dem Kugelkäfig 5 zu sehen. Zusätzlich ist
neben der Querschnittsansicht des Schulter- oder Schrägkugellagers 1 auch
noch eine Querschnittsansicht des Verriegelungselements 6 gezeigt.
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Die 7 zeigt wiederum eine weitere
Ausführungsform,
bei der eine Deckscheibe 23 am äußeren Lagerring zum Schutz
des Innenraums des Schulter- oder Schrägkugellagers 1 montiert
ist. Das Verriegelungselement 18 weist wiederum beispielhaft
eine gegenüber
den bisher angeführten
Formen neue Befestigungs- und Querschnittsform auf.
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Die 8 zeigt eine Ausführungsform
eines Schulter- oder Schrägkugellagers
bei dem das Verriegelungselement 19 wiederum am äußeren Lagerring 3 befestigt
ist. Die Querschnittsform ist in etwa die gespiegelte Querschnittsform der
Ausführungsform
für die 3. Detaillierte einzelne
Proportionen der Verriegelungselemente 15, 19 werden
dabei jedoch nicht berücksichtigt.
Berücksichtigt
wurde dazu nur die etwa winkelförmige
Ausbildung mit einer Nase die sich in den entsprechenden Lagerring
verankert.
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Die
Ausführungsform
in 9 zeigt ähnlich wie
die Ausführungsform
der 7 wiederum die Ausbildung
einer Deckscheibe 23, die am äußeren Lagerring 3 angeordnet
ist. Das Verriegelungselement 21 weist hier jedoch einen
etwa kreisförmigen Querschnitt
auf, der jedoch wiederum in der Nähe der Kugeln 2 in
einer Nut in der Lagerfläche 13 verriegelt ist.
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Die 10 zeigt schließlich eine
Ausführungsform,
bei der sowohl am äußeren Lagerring 3 als
auch am inneren Lagerring 4 eine Lagerfläche 13 ausgebildet
ist. D.h. bei dieser Ausführungsform
ist sowohl beim äußeren Lagerring 3 als
auch beim inneren Lagerring 4 die Möglichkeit gegeben, diesen mit
der vorgefertigten Kombination bestehend aus Kugeln 2 und äußerem Lagerring 3 oder
aus Kugeln 2 und innerem Lagerring 4 zusammenzubauen.
Dazu ist es vorgesehen, dass sowohl am äußeren Lagerring 3 als
auch am inneren Lagerring 4 ein Verriegelungselement 20 bzw. 27 montiert
wird. Dadurch wird vermieden, dass das Lager nach dem Zusammenbau
wieder kraftfrei demontiert werden kann.
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An
welchem Lagerring 3, 4 nun die Kugeln 2 für den Zusammenbau
zuerst angeordnet werden spielt im Grunde keine Rolle. Je nach Fertigungsmöglichkeiten
kann dies aber der äußere oder
der innere Lagerring 3, 4 sein. Gegebenenfalls
kann dies aber auch von der Verwendung weiterer Komponenten wie
z.B. entsprechende Verriegelungselemente 20, 27 oder
gegebenenfalls auch Deckscheiben 23 abhängig sein.
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Die 11 bis 13 zeigen weitere zusätzliche Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Schulter-
oder Schrägkugellagers 1 mit
weiteren möglichen
Anordnungen und Ausführungsformen
für wenigstens
ein Verriegelungselement.
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Die 11 zeigt dabei ein Verriegelungselement 28,
welches am inneren Lagerring 4 auf der der höckerlosen
Seite des inneren Lagerrings gegenüberliegenden Seite angeordnet
ist. Es ist in einer Aufnahme 38 angeordnet und greift
in einen gegenüberliegend
am äußeren Lagerring 3 angeordneten
Spalt 41 ein. Durch diesen Eingriff verriegelt das Verriegelungselement 28 den
inneren Lagerring 4 mit dem äußeren Lagerring 3.
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In
der 12 ist eine Ausführungsform
dargestellt, bei der ein Verriegelungselement 29 in eine Aufnahme 39 am äußeren Lagerring
eingreift, und so in umgekehrter Weise wie gerade eben für die 11 beschrieben wirkt. Die
Abstützung
der Verriegelung 29 erfolgt über den Eingriff in den Spalt 42 im
inneren Lagerring 4. An der axial gegenüberliegenden Seite dieses Schulter-
oder Schrägkugellagers
sind weitere mögliche
Ausführungsformen
einer Verriegelungsvorrichtung 30 und einer Deckscheibe 31 gezeigt.
Die Verriegelungsvorrichtung 30 ist dabei am Innenring 4 angeordnet
und greift so in eine Aufnahme 36, dass dadurch eine Labyrinthdichtung
ausgebildet wird. Eine weitere Labyrinthdichtungsfunktion ergibt
sich in Zusammenwirkung mit der Deckscheibe 31. Hierbei handelt
es sich jedes Mal um mögliche
Ausführungsformen,
die nicht beschränkend,
sondern lediglich beispielhaft angeführt werden.
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Die 13 zeigt nun noch eine weitere
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Schulter- oder
Schrägkugellagers,
bei dem eine Verriegelungsvorrichtung 33 an einem Kugellagerkäfig 5 angeordnet
ist. Auch hier wird mittels eines Spaltes 43 im äußeren Lagerring 3 neben
der Verriegelung eine zusätzliche
Funktion hinsichtlich einer Labyrinthdichtung realisiert.
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Eine
Verriegelung gegenüber
dem inneren Ring 4 erfolgt über die Aufnahme 35,
in welcher der Spalt 44 ausgebildet ist. Auf der axial
gegenüberliegenden
Seite ist nochmals eine Deckscheibe 32 gezeigt, die ebenfalls
eine Verriegelungsfunktion zusammen mit der Aufnahme 39 ausbildet.
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- 1
- Schulter-
oder Schrägkugellager
- 2
- Kugel
- 3
- äußerer Lagerring
- 4
- innerer
Lagerring
- 5
- Kugellagerkäfig
- 6
- Verriegelungselement
- 7
- Schulter
- 8
- Schulter
- 9
- Schulter
- 10
- Nase
- 11
- Nut
- 12
- Spalt
- 13
- Lagerfläche
- 14
- Schulteransatz
- 15
- Verriegelungselement
- 16
- Verriegelungselement
- 17
- Verriegelungselement
- 18
- Verriegelungselement
- 19
- Verriegelungselement
- 20
- Verriegelungselement
- 21
- Verriegelungselement
- 22
- Luftspalt
- 23
- Deckscheibe
- 24
- Nut
- 25
- Nut
- 26
- Sitz
- 27
- Verriegelungselement
- 28
- Verriegelungselement
- 29
- Verriegelungselement
- 30
- Verriegelungselement
- 31
- Deckscheibe
- 32
- Deckscheibe
- 33
- Verriegelungselement
- 34
- Verriegelungselement
- 35
- Aufnahme
- 36
- Aufnahme
- 37
- Aufnahme
- 38
- Aufnahme
- 39
- Aufnahme
- 40
- Aufnahme
- 41
- Spalt
- 42
- Spalt
- 43
- Spalt
- 44
- Spalt