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Axiallager mit ebenen Laufflächen für zylindrische, von einem Fensterkäfig
gehaltene und durch ihn geführte Wälzkörper Die Erfindung bezieht sich auf ein Axiallager
mit ebenen Laufflächen, auf denen zylindrische, von einem Fensterkäfig gehaltene
und durch ihn geführte Wälzkörper laufen.
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Es sind schon Axiallager dieser Art bekannt, bei denen die Laufflächen
durch zwei Rollplatten gebildet werden, zwischen denen der Fensterkäfig mit seinen
Wälzkörpern läuft und die durch eine äußere Fassung zusammengehalten werden. Beim
Lauf treten radiale Relativverschiebungen zwischen den Rollnlatten auf. Dadurch
ergibt sich große Reibung zwischen der Fassung und den Rollplatten, so daß diese
Lager unter örtlicher Erwärmung höherem Verschleiß unterliegen und speziell bei
raschem Lauf nur sehr kurze Lebensdauer haben.
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Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine raumsparende Baueinheit zu gestalten,
bei der unzulässige Reibung zwischen den in relativer Umlaufbewegung stehenden Teilen
vermieden wird, so daß das Lager unter geringer Erwärmung mit hohem Wirkungsgrade
läuft und eine lange Lebensdauer erreicht.
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Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß eine ebene Rollplatte
und ein axial schwimmend und radial mit Spiel angeordneter Käfig mit auf ihrer der
Rollplatte entgegengesetzten Seite frei liegenden und radial am Käfig abgestützten
Wälzkörpern zu einer baulichen Einheit verbunden sind.
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Es ist bereits ein als Baueinheit ausgebildetes Schrägkugellager bekannt,
dessen Kugeln durch einen Käfig gehalten werden, der mit dem Außenring verbunden
ist. Jedoch arbeitet diese Baueinheit grund-@:ätzlich anders. Würden nämlich die
Kugeln als zylindrische Wälzkörper und die Laufbahnen als ebene Rollflächen ausgebildet,
so müßten bei sinn-"a emäßer Anwendung der gezeigten Lösung die Wälzkörper an ihren
Stirnflächen mittels eines Außenbordes des Laufringes geführt werden, da der beschriebene
Käfig nicht als Führung der Wälzkörper ausgebildet ist. Kugeln bedürfen nämlich
keiner Führung.
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Bei dem Axiallager gemäß der Erfindung stützen, abweichend von dem
bekannten Lager, die Käfigiaschen die Wälzkörper stirnseitig so, daß dadurch keine
wesentlichen Kraftkomponenten in Axialrichtung entstehen und ein störender Axialdruck
des Käfigs auf die Lauffläche vermieden wird. Ein weiterer wesentlicher- Vorteil
des erfindungsgemäßen Lagers ist der geringe Platzbedarf in axialer Richtung. Auch
läßt es sich unabhängig von dem gegenüberliegenden Rollweg als Einheit leicht einbauen.
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Zweckmäßigerweise ist der Käfig als einstückige Ringscheibe zur einseitigen
Halterung der Wälzkörper ausgebildet. An den Stegenden kann der Käfig Führungsstellen
für die Wälzkörper im Bereich der Gemeinsamen Mittelebene der Wälzkörper aufweisen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
in Verbindung mit den Patentansprüchen. Wenn in der Beschreibung von zylindrischen
Wälzkörpern gesprochen ist, so sollen auch solche Wälzkörper darunter verstanden
werden, deren Mantelfläche geringfügig zur Tonnenform hin abweicht. Ferner soll
unter einer ebenen Lauffläche auch eine solche mit einer geringfügigen Wölbung verstanden
werden.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen eines Lagers nach
der Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt
durch eine erste Ausführiangsfo_-m eines Axiallagers gemäß der Erfindung, F i g.
2 einen abgewickelten Teilschnitt gemäß Linie 2-2 der F i g. 1-F i g. 3 einen axialen
Teilschnitt mit einer abgeänderten Ausführungsform des Käfigs, F i g. .1 einen entsprechenden
Schnitt durch ein anderes Axial_lager gemäß der Erfindung, F i g. 5 einen abgewickelten
Teilschnitt gemäß Linie 5-5 der F i g. 4,
F i g. 6 einen Axialschnitt
durch einen anderen Käfig und F i g. 7 und 8 Axialschnitte weiterer Ausführungsformen
von Axiallagern gemäß der Erfindung. Gemäß der F i g.1 ist der Käfig 33 mit der
Rollplatte 1 dadurch verbunden, daß diese den Außenrand des Käfigs mit einem Ringansatz
mit Spiel umgreift. Zur Führung und Halterung der Wälzkörper 2 in den Fenstern 38
des Käfigs dienen die Stege 39. Die Führung erfolgt nahe der gemeinsamen Mittelebene
D-D der Wälzkörper bei p und n mittels der Stegenden, deren gegenseitiger
Abstand bi (F i g. 2) etwas größer als der Rollendurchmesser d ist. In ihrem mittleren
Bereich sind die Stege von der Rollplatte weg einfach durchgekröpft und dort so
bemessen, daß der Abstand b zwischen zwei einander benachbarten Stegen kleiner als
der Wälzkörperdurchmesser ist. Die Wälzkörper werden so von den mittleren Stegteilen
gegen Herausfallen aus dem Lager gesichert. Der Käfig übernimmt auch die radiale
Abstützung der Wälzkörper, deren Stirnflächen 2 a als Anlaufflächen am Käfig dienen.
Da die Führung und radiale Abstützung der Wälzkörper nahe der Mittelebene D-D erfolgt,
wird vermieden, daß der Käfig während des Umlaufes um die Achse X-X stark an die
durch die Ebene T-T dargestellte Lauffläche angedrückt wird.
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Der in der F i g. 3 dargestellte Käfig 43 unterscheidet sich von dem
gemäß den F i g.1 und 2 dadurch, daß seine Stege 49 von der Rollplatte weg über
die gemeinsame Mittelebene D-D der Wälzkörper hinaus gekröpft sind. Die Stege verlaufen
im radialen Schnitt etwa trapezförmig, und ihre Breite nimmt vom mittleren Bereich
m, wo die Breite der Fenster 48 kleiner als der Durchmesser der Wälzkörper 2 ist,
bis wenigstens zu den im Bereich der Mittelebene D-D liegenden Führungsstellen p
und n ab. Jenseits der Stellen p und n bis zu den zwischen der Mittelebene
D-D und der Rollplatte 41 liegenden Stegenden q und r kann die Breite der
Fenster entweder zu- oder abnehmen. In diesem Fall werden die Wälzkörper in an sich
bekannter Weise in beiden axialen Richtungen des Lagers vom Käfig gehalten.
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Die F i g. 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform, bei der die Rollplatte
51 wesentlich dicker ist als die der vorher beschriebenen Lager. Da die Rollplatte
in diesem Fall nicht um, den Käfigaußenrand herumgebogen werden kann, ist sie mit
einem getrennt von ihr hergestellten, mit einem Innenflansch 56 versehenen Ringansatz
54 versehen, der den Käfig hält und mit dem für das freie Abrollen der Wälzkörper
2 erforderlichen Spiel zentriert. Der Käfig ist im Querschnitt im rechten Winkel
Z-förmig gebogen, und seine geraden Stege 59 verlaufen mit ihrer der Rollplatte
zugekehrten Seite entlang der Mittelebene D -D.
Sie sind so bemessen, daß
die Breite b der Fenster 58 an der der Rollplatte abgekehrten Käfigseite kleiner
ist als der Wälzkörperdurchmesser d.
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Bei dem in der F i g. 6 dargestellten Käfig 63 sind die Fenster 68
kürzer als die Wälzkörper 2. Der Käfig umgreift also die Wälzkörperenden und sichert
die Wälzkörper dadurch gegen Herausfallen aus dem Lager. Die F i g. 7 zeigt ein
Axiallager, mit einer Rollplatte 1, dessen mit Fenstern 78 versehener Käfig 73 nach
einer gekrümmten Erzeugenden geformt ist. Es entspricht in der Wirkung etwa dem
in der F i g.1 dargestellten Lager, weil auch bei ihm die Enden der Stege 79 die
Führung der von den Stegmittelteilen gehaltenen Wälzkörper 2 bei p und n nahe der
Mittelebene D-D übernehmen, nahe der auch die Wälzkörperstirnflächen 2 a am Käfig
anlaufen. Es ist wieder vermieden, daß der Käfig durch axiale Kraftkomponenten stark
an die Lauffläche S1 angedrückt wird.
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Die Wälzkörper stehen an ihrer frei liegenden Seite bei den beschriebenen
Beispielen über die übrigen Teile des Lagers so weit axial vor, daß sich die der
Ebene T-T entsprechende Lauffläche S, in radialer Richtung beliebig über das Lager
hinaus erstrecken kann.
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Die F i g. 8 schließlich veranschaulicht eine letzte Ausführungsform,
bei der die Dicke der Rollplatte 81
größer ist als der Durchmesser der Wälzkörper
2. Der Käfig 83 weist an seinem Außenrand einen zylindrischen Ringansatz 84 auf,
dessen Innenmantelfläche 84 a die Rollplatte mit entsprechendem Spiel umgibt. Ein
Flansch 86 am freien Ende des Ringansatzes hintergreift die Rollplatte und bewirkt
damit die Verbindung zwischen den Lagerteilen.