DE1161728B

DE1161728B - Abstandshalter fuer die Kugeln eines Kugellagers

Info

Publication number: DE1161728B
Application number: DET15905A
Authority: DE
Inventors: Roy H Zeilman
Original assignee: Thew Shovel Co
Current assignee: Thew Shovel Co
Priority date: 1958-02-13
Filing date: 1958-11-19
Publication date: 1964-01-23
Also published as: NL105086C; GB845833A

Description

Abstandshalter für die Kugeln eines Kugellagers Die Erfindung betrifft Abstandshalter für die Kugeln eines Kugellagers, bestehend aus einem starren zylindrischen Gehäuse und einem in diesem angeordneten, in axialer Richtung nachgiebigen Teil.
Bei den bekannten Abstandshaltern dieser Art besteht der nachgiebige Teil aus einer Schraubenfeder, die an beiden Enden mit Platten versehen ist, gegen die die Kugeln von außen anliegen. Ändert sich der Abstand der Kugeln in der Weise, daß sie zusammengedrängt werden, so drücken die Kugeln die Feder zusammen, bis die Platten an den Stimflächen des zylindrischen Gehäuses anliegen. Diese Abstandshalter haben einen sehr großen Platzbedarf, so daß die Kugeln nur in einem großen gegenseitigen Abstand angeordnet werden können. Die Abstützflächen für die Kugeln bleiben dabei unabhängig von der Belastung der Abstandshalter durch die Kugeln gleich groß.
Des weiteren ist es bekannt, als Abstandshalter einen hohlen Doppelkegel zu verwenden, der innen mit elastischem Material ausgekleidet ist und in dessen beide Enden die benachbarten Kugeln hineinragen. Werden die Kugeln zusammengedrängt, so vermag die elastische Auskleidung in geringem Maße federnd nachzugeben. Die Elastizität der Abstützung der Kugeln ist also gering.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abstandshalter so auszubilden ' daß die Kugeln an ihm je nach der Belastung an einer größeren oder kleineren Fläche zur Anlage gelangen und daß der Abstandshalter dabei in Verbindung mit den an ihm anliegenden Kugeln eine Schmiermittelpumpe bildet.
Die Erfindung besteht darin, daß ein von dem zylindrischen Gehäuse fest umschlossener Ring aus elastisch nachgiebigem Kunststoff, wie Polyamid, zwei in bezug auf seine achsnormale Synimetrieebene spiegelbildlich mit Abstand voneinander angeordnete, radial nach innen weisende Ringflansche aufweist, an deren äußerer Stirnfläche die Kugeln bei normalem Abstand radial innen anliegen, während radial weiter außen liegende Flansch- oder Ringteile so bemessen sind, daß die Kugeln erst nach Verminderung ihres gegenseitigen Abstandes an ihnen zusätzlich zur Anlage gelangen, wobei von dem zwischen den Ringflanschen liegenden Raum Schmierkanäle nach außen führen.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Abstandshalter verhältnismäßig kurz sind und demzufolge die Kugeln angenähert in dem üblichen kleinen Abstand angeordnet werden können. Trotzdem stützen sich die Kugeln elastisch gegeneinander ab und können sich unter Druck nicht berühren. Mit zunehmendem Druck wird die Anlagefläche der Kugeln am Abstandshalter größer, so daß auch bei sehr großem Druck die spezifische Reibung verhältnismäßig gering bleibt. Bei kleinen Drücken auf die Kugeln dagegen liegen diese nur radial innen an den Ringflanschen an und werden demzufolge von einem verhältnismäßig geringen Gegendruck in Abstand voneinander gehalten. Durch das Zusammendrücken der Ringflansche wird das in dem freien Raum zwischen ihnen vorhandene Schmiermittel durch die Schmierkanäle nach außen gepreßt und gelangt an die besonders zu schmierenden Stellen dann, wenn die Druckbeanspruchung am stärksten ist. Läßt der Druck wieder nach, so kehren die Ringflansche in ihre Ausgangslage zurück und saugen dabei Schmiermittel in den zwischen ihnen liegenden Raum ein. Die Ringflansche dienen somit in Verbindung mit den an ihnen anliegenden Kugeln als Schmiermittelpumpe.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Teilschnitt durch ein mit Abstandshaltern versehenes Lager senkrecht zur Lagerachse, F i g. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 in F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt durch einen Abstandshalter im unbelasteten Zustand, F i g. 4 einen Schnitt wie in F i g. 3, jedoch im belasteten Zustand, F i g. 5 einen Schnitt durch einen Abstandshalter anderer Ausführungsform im unbelasteten Zustand, F i g. 6 einen Schnitt wie in F i g. 5, jedoch im belasteten Zustand, F i g. 7 einen Schnitt durch einen Abstandshalter einer weiteren Ausführungsform, F i g. 8 einen Teilschnitt durch eine weitere Ausführungsforin eines Abstandshalters.
Das Kugellager gemäß den F i g. 1 und 2 besteht aus einem äußeren Ring 1 und einem inneren Ring 2 mit Laufrillen 3 und 4, in welchen eine Reihe von Kugeln 5 mit Abstandshaltern 6 dazwischen untergebracht sind. Der Innenring 2 hat eine Öffnung 7, durch welche die Kugeln 5 und die Abstandshalter 6 in das Lager eingeführt sind. Die öffnung 7 ist durch einen Stopfen 8, der durch eine Madenschraube 9 gegen Verdrehen gesichert und in seiner Lage durch die Mutter 10 und den Bolzen 11 gehalten ist, geschlossen. Die Ausbildung des Verschlußstopfens ist nicht Teil der Erfindung.
Innen- und Außenring 1 und 2 fassen dicht ineinander, um Schmiermittelverluste zu vermeiden. Es können natürlich nicht gezeigte Dichtungsringe verwendet werden, um das Schmiermittel in dem ringförmigen Raum, der durch die Laufrillen 3 und 4 gebildet wird, zu halten.
Der in den F i g. 1 und 2 in Ansicht und in den Fig. 3 und 4 im Schnitt gezeigte Abstandshalter 6 weist ein starres metallenes zylindrisches Gehäuse 12 mit einer Vielzahl von Schmierkanälen 13 auf, die entlang der achsnormalen Symmetrieebene des Gehäuses angeordnet sind.
In das Gehäuse 12 ist ein aus zwei Teilen 14 bestehender mit Aussparungen 17 und Ringflanschen 18 versehener Ring aus elastisch verformbarem Kunststoff, wie Polyamid, eingeschoben. Die Ringteile liegen mit ringförmigen Schultern 15 an den Enden des Gehäuses 12 und mit axial sich erstreckenden ringfönnigen Rippen 16 entlang der achsnormalen Symmetrieebene des Gehäuses aneinander an.
Die Ringflansche 18 sind um ihre Mittelöffnung 19 herum verdickt und bilden mit ringförnligen Kugelschalenausschnitten Anlageflächen 20 für die benachbarten Kugeln 5. Die äußeren Enden der Teile 14 weisen ebenfalls als Kugelschalenausschnitte ausgebildete Anlageflächen 21 auf, die konzentrisch zu den Anlageflächen 20 liegen, aber axial zu diesen derart versetzt sind, daß sie mit den Kugeln 5 erst nach Verminderung des Kugelabstandes in Berührung kommen (s. F i g. 4). Die aneinander und am Gehäuse 12 anliegenden Ringteile 14 sind im Bereich der Anlageflächen 21 weitgehend unnachgiebig und verhindern, daß die Kugeln 5 in reibende Berührung miteinander kommen und die Ringflansche übermäßig verformt werden.
Die Ringteile 14 sind im Bereich der Rippen 16 ausgekehlt, um eine ringfönnige Rinne 23 zu bilden, in die die Kanäle 13 münden. Die aneinanderliegenden ringförmigen Rippen 16 sind mit Kanälen 24 versehen, die den Zwischenraum 25 zwischen den Ringflanschen 18 mit der Rinne 23 verbinden.
Wenn sich die einander benachbarten Kugeln 5 beim Durchgang durch eine Belastungszone des Lagers zusammendrängen, geben die Ringflansche 18 nach, und bei besonders starken Drücken kommen die Kugeln 5 mit den äußeren Anlageflächen 21 in Eingriff (s. F i g. 4). In diesem Falle stoßen die Ringflansche 18 aneinander und unterstützen den Gegendruck der Anlageflächen 21. Wenn sich die Kugeln 5 derart zusammendrängen, wie in der F i g. 4 gezeigt ist, verkleinert sich das Volumen des Raumes 25. Dabei wird das darin und in den Öffnungen 19 enthaltene Scbmiermittel durch die Schmierkanäle hindurch nach außen gedrückt. Wenn das Lager mit Schmiermittel gefüllt ist, verursacht diese Pumpwirkung ein Umlaufen des Schmiermittels und erhält einen Schmiermittelfilm auf den Kugeln jederzeit aufrecht.
Der Abstandshalter nach den F i g. 5 und 6 hat ebenfalls ein starres zylindrisches Gehäuse 30, in dem aneinanderstoßende elastisch verformbare Ringteile31 (z. B. aus Polyamid) untergebracht sind. In diesem Falle sind die Ringflansche 32 mit kugelförmigen Anlageflächen 34 versehen, deren Durchmesser größer ist als der der Kugeln. Diese Flächen 34 liegen deshalb bei normalem Kugelabstand nur im Bereich ihres inneren Randes an den Kugeln an (s. F i g. 5) und gelangen bei Verminderung das Kugelabstandes nach und nach in weiteren Oberflächenkontakt mit den Kugeln, bis die Lage gemäß der F i g. 6 erreicht ist und ein weiteres Zusammendrängen der Kugeln verhindert wird.
Die Ringflansche 32 sind so angeordnet, daß sie aneinanderstoßen, bevor die Kugeln 5 in Reibberührung miteinander kommen können. Die Ringteile 31 sind mit Kanälen 33 versehen, durch welche hindurch Schmiermittel aus dem Raum 35 und den mittleren Öffnungen 36 gepumpt oder unmittelbar auf die Kugeln 5 außerhalb der Schalen 34 verteilt wird.
Die Gestalt des Abstandshalters gemäß der F i g. 7 ähnelt der in F i g. 3. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Schrnierkanäle jedoch nicht im zylindrischen Gehäuse 40 und in den aneinanderstoßenden Rippen 41 der Ringteile 42, sondern in den Ringflanschen 43 angeordnet. Das aus dem Raum 46 gepumpte Schmiermittel gelangt hier durch die Kanäle 45 unmittelbar in die Aussparungen 47 zwischen den radial inneren und äußeren Anlageflächen 48 und 49.
Der Abstandshalter gemäß der F i g. 8 gleicht denen nach den F i g. 3 und 7, ausgenommen, daß die Schmiermittelkanäle 50 in den zylindrischen Teilen 51 der Ringteile 52 aus elastisch verformbarem Kunststoff vorgesehen sind, um das gepumpte Schmiermittel zu den Kugeln 5 außerhalb der beiden zueinander konzentrischen, axial gegeneinander versetzten Kugelanlageflächen 53 und 54 in die Laufrillen 3 und 4 zu bringen.

Claims

Patentansprüche: 1. Abstandshalter für die Kugeln eines Kugellagers, bestehend aus einem starren zylindrischen Gehäuse und einem in diesem angeordneten, in axialer Richtung nachgiebigen Teil, d a d u r c h gekennzeichnet, daß ein von dem zylindrisehen Gehäuse (12, 30, 40) fest umschlossener Ring (14, 31, 42, 52) aus elastisch nachgiebigem Kunststoff, wie Polyamid, zwei in bezug auf seine achsnormale Symmetrieebene spiegelbildlich mit Abstand voneinander angeordnete, radial nach innen weisende Ringflansche (18, 32, 43) aufweist, an deren äußerer Stirnfläche die Kugeln (5) bei normalem Abstand radial innen anliegen, während radial weiter außen liegende Flansch- oder Ringteile so bemessen sind, daß die Kugeln erst nach Verminderung ihres gegenseitigen Abstandes an ihnen zusätzlich zur Anlage gelangen, wobei von dem zwischen den Ringflanschen liegenden Raum (25, 35, 46) Schmierkanäle (24, 23, 13; 33; 45; 50) nach außen führen. 2. Abstandshalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (14, 21, 42, 52) aus elastisch nachgiebigem Kunststoff entlang seiner achsnormalen Symmetrieebene geteilt ist und die Ringteile radial außen aneinander anliegen. 3. Abstandshalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus elastisch nachgiebigem Kunststoff an beiden Stimseiten ringförrnige Aussparungen (17, 47) zwischen den radial inneren (20, 48, 53) und äußeren (21, 49, 54) Kugelanlageflächen aufweist. 4. Abstandshalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelanlageflächen (20, 21, 34, 48, 49, 53, 54) als Kugelschalenteilflächen ausgebildet sind. 5. Abstandshalter nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierkanäle (24, 13) durch das Gehäuse (12) radial nach außen geführt sind. 6. Abstandshalter nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierkanäle (33, 50) radial außerhalb der zusätzlichen Kugelanlageflächen (34, 54) neben diesen nach außen geführt sind. 7. Abstandshalter nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierkanäle (45) in den Ringflanschen (43) angeordnet und zu den ringföm-ügen Aussparungen (47) geführt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 825 780, 176 898, 172 486, 171127; schweizerische Patentschrift Nr. 33 619; USA.-Patentschrift Nr. 991061.