DE1425083A1

DE1425083A1 - Kombiniertes Radial-und Axial-Waelzlager

Info

Publication number: DE1425083A1
Application number: DE19621425083
Authority: DE
Inventors: Alfred Pitner
Original assignee: Roulements a Aiguilles SA
Current assignee: Roulements a Aiguilles SA
Priority date: 1961-05-02
Filing date: 1962-04-30
Publication date: 1969-03-06
Also published as: GB1010792A; BE616680A; FR1295977A; ES277090A1; DE1425083B2

Description

PATENTANWÄLTE

dipping. H. LEINWEBER dipling. B. ZIMMERStANN

Poltschedc-Konto: Bank-Konto: Telefon : Tel.-Adr.

Mönchen 220« Dresdner Bank AG. MUnchen (0811) 2«f If Lelnpat München

München 2, Marlenplatz, Kto.-Nr. 92790 Iw/St/P 29 299 8 MUnchen 2,RoSeIIbIlZ,

(Kustermann-Passage)

10; Mai 1968

A. Pitner und S.A. des
Roulements a Aiguilles

Kombiniertes Eadial- und Axial-Wälzlager

Die Erfindung bezieht sich auf ein kombiniertes Radial- und Axial-Wälzlager, bei dem die, die eine der zylindrischen Abwälzbahnen für die die Radiallast aufnehmenden Walzkörper· aufweisende laufbüchse ein von dem anliegenden Ring, dessen eine "Fläche die Wälzbahnen für die den Axialdruck aufnehmenden Walzkörper bildet, getrenntes Bauteil ist, und die Laufbuchse und der laufring mittels eines Verbindungselementes unlösbar verbunden sind =

Aus Gründen der Erleichterung der Handhabung und der Demontage ist es gelegentlich wünschenswert, ein zylindrisches oder Radial-Wälzlager, z. Bo ein Rollen-

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Unterfagen fArf. 7 § Τ Abs, 2 Nf. Τ Satz 3 das Änderungsges. v. 4.9. T967)

lager oder Badellägery und.'ein Scheibenlager mit: einem kreisförmigen Ring -von-Wälzelementen", -wie Kugeln, RoI- -. ,-,. len oder ETadeln, nicht, trennbar miteinander zu verbinden. Dies ist 2.B. der Fall, wenn bei der Montage nach dem Einbau, des Lagers in ein Gehäuse und vor dem·Einsetzen der Welle das Axiallager in einer Stellung liegt-, .in der es, wenn es vom Zylinderlager getrennt ist, herunterfallen würde." Darüber hinaus- wird^ wenn der Laufring des Axiallagers mit dem Außenring des-Radiallag era verbund . ;■· den ist", die Zentrierung des Axiallagers sichergestellt,; und man vermeidet auf diese -Weise die- Verwendung eines ;■ Gehäuses, durch welches die Zentrierung erfolgt.— .- .·

Es ist bekannt, ein kombiniertes Radial- und Axiallager .dadurch herzustellen, daß man einen der zylindrischen. Lauf ringe entweder nach der Außen- oder der Innenseite.oder in beiden Richtungen derart mit einer radial, verlauf enden. Ringschult er versieht, daß die axiale ringförmige, äußere Fläche dieser Verlängerung die Laufseheibe, für die Wälzelemente zur Aufnahme der Axiallast bildet oder diese abstützen kann, wobei dieser Ring gleichzeitig den Laufring für die Wälzelemente zur Aufnahme der Eadiallast trägt. "^;

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Diese Lösung, so einfach, und wirtschaftlich sie erscheint, weist dennoch erhebliche Nachteile auf.

Einerseits treten infolge der erheblichen Querschnittsunterschiede im Durchmesser zwischen dem laufring und der Schulter durch die Wärmebehandlung erhebliche innere Spannungen auf.

Andererseits können die zylindrischen laufbüchsen, die die Radiallast aufnehmen, insbesondere die laufbüehsen bei Rollen oder Nadeln, erheblich mit Preßspannungen in der Bohrung, wenn es sich um einen Außenring handelt, oder auf der Welle oder einer anderen inneren Abstützung, wenn es sich um einen Innenring handelt, belastet werden,. Diese Belastung erzeugt eine "Verengung des Ringes im ersten Falle oder eine Erweiterung im zweiten Falle. Die Schulter nimmt an dieser Verformung nicht oder zumindest nicht in gleichem Umfang teil wie das Teili' das die laufbüchse des Radiallagers bildet, wodurch, eine weitere Ursache für das Auftreten von inneren Spannungen an der Verbindungsstelle zwischen dem zylindrischen Teil und der Schulter liegt.

Die in Frage stehenden Spannungen können gleicherweise ihre Ursache in leichten Montagefehlern haben- So

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können die Elemente des Lagers, die den Axialdruck auf die Schulter übertragen, wenn sie nicht" genau in dem für sie bestimmten Sitz liegen, die Schulter gegen den anliegenden zylindrischen !eil der laufbuchse leicht versetzen.

Da die für die Herstellung von Wälzlagern verwen-■· deten Stähle in der Regel Stähle mit, wenigstens in der Oberfläche, sehr hoher Härte sind und deshalb eine geringe Bruchfestigkeit aufweisen, führen diese Spannungen häufig zu Rissen in den Teilen mit großer Härte, um so mehr, als zur Verminderung der radialen und axialen Aus- . dehnung die Ringe und Büchsen eine relativ geringe Dicke aufweisen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn das radiale Zylinderlager ein geschlossenes Nadellager oder ein lager ist, bei dem die Nadeln in den Ausnehmungen eines Käfigs liegen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das eingangs erwähnte lager so auszugestalten, daß die oben erwähnten Mangel beseitigt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Verbindungselement eine, gegenüber der laufbuchse und dem laufring relativ große Weichheit, plastische Ver-'

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formbarkeit oder Wachgiebigkeit derart aufweist,, daß er die bei thermischer Behandlung oder beint Aufziehen oder beim Betrieb auftretende radiale Defarmierung der laufbuchse gegenüber dem lauf ring aufnimmt.

Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt in der Ausschaltung jeder, infolge der unterschiedlichen Ausbildung von Axial— und. Hadialstützkörper bei derartigen komplizierten Lagern besonders stark auf tretenden Spannung im Übergangsbereicii. Ferner ist die Herstellung derartiger' zweiteiliger Lager wesentlich einfacher, als die einstiikkiger Lager bzw. die Herstellung von genauen PaSflachen an beiden Laufkörpern. Die eine elastische oder eine dauernde Deformation gestattende Verbindung befreit die gehärteten Teile von unzulässigen Spannungen und stellt infolge der einfachen Bearbeitung jedes der zu verbindenden Elemente eine besonders wirtschaftliche Lösung dar. Sie gestattet die Verwendung von !Dellen mit besonders schwachem Querschnitt, da die brachanfälligen Teile, und zwar sowohl der Radial-Laufring als auch der Axiallaufring, keinen nachteilig auf die Standfestigkeit einwirkenden Spannungen infolge der Wärmebehandlung oder der Pressung aus den zylindrischen Teilen der Bohrung oder der sich drehenden Elemente unterworfen sind.

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Me Erfindung wird im folgenden an Ausf tüirpngsbeispielen an Hand der, Zeichnung näher erlätrfeerti.Barin zeigen* . _ ,^ . ..■=.-...·.■■. .- . ■ -..-; ■--. ■

1 einen axialen Teilsciinitt'eines kombinierten ·'· lädial-Axial-Wälzlag er S₁ bei dem die Yerbin--'' ' dmig zwischen dem Laufring und der Schulter mittels einer deformierbaren Yerbindungsbüch— ■" se erfolgt,.

* 2 eine Abwandlungsform, in der die irerbind.ung durch Kleben, erfolgt, , ,..-.._;

» 3 eine'Abwandlungsform, in der die Verbindung durch einen Anfcerring aus"⁵iCunststoff bewirkt wird,:

. 4 und 5 eine-Verbindung, .zwischen dem !lauf ring , .. und.der Schulter durch.Einfügen oder Einhaken

.: 6"und 7 ähnliche Ansichten auf Abwandlungsf^rormen, in denen die Verbindung durch;einen ge-. .. sohmeidigen Metallring erreicht wird..

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In Pig. 1 ist eine zylindrische Laufbuchse 1 aus Stahl mit großer Härte dargestellt, deren zylindrische Innenfläche 2 die gewünschte Oberflächenqualität besitzt, um als Rollbahn ftir Wälzelemente, z, B. Nadeln 3, zu dienen, die andererseits auf einer Welle 4 oder auf einem auf diese aufgezogenen Innenring abrollen. Gegen eine der Stirnseiten 5 der Büchse 1 liegt eine Schulter oder ein laufring 6 an, dessen Außenseite 7 die erforderliche Oberflächenqualität aufweist," um als Rollbahn für Wälzelemente, z. Bo Nadeln 8, zu dienen, die radial in lorm eines Kreisringes angeordnet sind und in den Ausnehmungen eines Führungskäfigs 9 liegen. Dieser wird seinerseits durch eine Sperranordnung 10 in seiner lage gehalten, welche z. B« ein Ringteil sein kann, das am Umfang des Ringes 6 befestigt ist und einen Innenrand 11 aufweist, der das Ablösen des Käfigs und der durch diesen ^ gehaltenen Wälzelemente 8 verhindert. Die Wälzelemente 5 können Nadeln sein, die z. B. in den Ausnehmungen eines zylindrischen Käfigs liegen oder durch andere beliebige Mittel gegeneinander in ihrer lage gehalten werden.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind der Laufring 6 und die Laufbüchse 1, die grundsätzlich aus sehr hartem Stahl bestehen und infolgedessen sehr "brcoh-

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anfällig sind, durch eine deformierbare Hülse, ζ. B. aus Weicheisen,, ständig miteinander verbunden, die z. B. durch leichtes Eindrücken in Nuten 13 und 14- in der Wand der Bohrung des Rinkes 6 und einem Außenrand 15 der Laufbuchse 1 festgelegt ist. Dieser Außenrand 15 der Laufbuchse kann gleichzeitig als Axialanschlag für die Nadeln 3 dienen, die in diesem Fall ein verjüngtes Ende 16 erhalten, welches mit einer Verlängerung 17 der Hülse 12 zusammenwirkt, welche nach innen vorspringt und als Sperre für die Nadeln vor der Montage des Wälzlagers dient.

Man sieht, daß die oben beschriebene Anordnung völlig, untrennbar ist und dadurch, daß die Nadeln 3 und 8 in ihr.er Lage gehalten werden, die Handhabung und die Montage erleichtert. Die Verbindung durch die relativ deformierbare Hülse 12 beseitigt alle Nachteile einer Wälzlageranordnung, bei der die Laufbuchse 1 und der Laufring 6 aus einem Stück bestehen.

In Abwandlungsform gemäß Figo 2 ist der Laufring 6 am inneren Rand 15 der Laufbuchse 1 durch eine relativ dicke Schicht 18 eines Klebstoffes angeklebt, welcher nach dem Trocknen oder Polymerisieren eine gewisse Weiohheit behält. Man kann zu diesem Zweck einen Kleber auf der Basis von Polyvinylharz oder Epoxyharz oder eine

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Schicht eines natürlichen oder synthetischen Kautschuks verwenden, der vorzugsweise gegen die Einwirkung von Schmiermitteln unempfindlich und auf die entsprechenden metallischen Flächen aufvulkanisiert ist. Die Verbind ungsschicht 18 kann gleicherweise aus Kupfer, Zinn oder dgl. bestehen.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Abwandlungsform weisen die aneinander anliegenden Flächen des Laufringes 6 und des Randabschnittes 15 der Laufbuchse 1 Hüten 19 und 20 auf, deren Form und/oder Richtung derart ist, daß sie nach Ausfüllen mit einem verfestigten Verbindungsmaterial einer Trennung der beiden Teile 1 und 6 entgegenwirken. Dieses Verbindungsmaterial kann eine gewisse Weichheit oder Plastizität naoh dem Trocknen oder der Polymerisation besitzen und kann z. B. durch ein Superpolyamidharz oder ein Polyesterharz gebildet sein.

Das Verbindungsmaterial kann durch eine Öffnung 21 eingespritzt werden, an welche,sich, wenn nötig, eine einen Trichter bildende Erweiterung 22 anschließt. Das Verbindungsmaterial kann auch ein relativ weiches Metall, z. B. Zinn, Blei oder dgl., sein.

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Bei der in Fig. 4 dargestellten Abwandlungsform weist die zylindrische laufbüchse 1 keinen inneren Rand 15-, sondern eine Innennut 23 auf. Der Laufring 6 besitzt zwei Umfangsnuten 24 und 25, wobei die Nut 24 das Ende der Büchse 1 aufnimmt. Ein ringförmiger Torsprung 26, der die beiden Nuten voneinander trennt, und ggf. ein ringförmiger Vorsprung 27, der die Nut 25 begrenzt, sind gegen die Härtebehandlung geschützt, die erforderlich ist, um die Laufbahn 7 und die axiale Anlauffläche für die Nadeln am Grund der Nut 25 herzustellen, oder man unterwirft sie einer Anlaßbehandlung, so daß sie verformbar bleiben. Dadurch wird es möglich, den Vorsprung 26 in die Nut 23 einzupressen und'den Vorsprung 27 zu verformen, wenn sich dieser zuerst in der in strichpunktierten Linien angedeuteten Stellung 27a befindet, um das Einlegen der Nadeln 3 zu ermöglichen, deren Enden 16 dann

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durch das Zurüokbiegen des Vorsprunges in die in ausgezogenen Linien dargestellte Stellung festgehalten werden.

Die Nut 23 und der Ringvorsprung 26 können auch an der Außenseite der Laufbuchse 1 liegen, woduroh ein Einpressen von außen möglich wird, nachdem die Nadeln eingelegt sind und die Büchse 1 eingebaut ist, ohne daß es notwendig ist, den Ringvorsprung 27 zu verformen.

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Bei der Ausführungsform gemäß fig» 4 ist die gemäß dem äußeren Durchmesser der Umfangsnut 24 zentrierte Laufbuchse 1 ohne radiales Spiel in dieser Hut montiert. Immerhin könnte ein radiales Spiel vorgesehen sein, wie es bei der später beschriebenen Ausführungsform gemäß Fig. 6 der lall ist.

Bei der in Pig. 5 dargestellten Abwandlungsform besitzt die laufbuchse 1 ein sich abschwächendes Ende 28, welches durch Abdrehen oder durch Ziehen oder Pressen und durch Schlitzen gegen die Härtebehandlung der Buchse oder durch Weichmachen mittels Anlassen hergestellt wurde. Der Laufring 6 besitzt eine Hut 29 mit einer Hinterdrehung 30 an einer Seite, in die der sich abschwächende Teil 28 der Büchse eingepreßt werden kann. Die Hadeln 3 werden durch den inneren Eingvorsprung 27 zurückgehalten. Das abgeschwächte Ende 28 kann auch, wie ⁽

in den Zeichnungen dargestellt, aufgeweitet sein, wobei das Einpressen durch Biegen dea Metalles des Ringes zur Bildung- eines Verankerungswulstes 31 ermöglicht wird.

Man kann das Zusammensetzen auch mittels eines weichen Metallstreifens durchführen, welcher mittels einer Druckrolle eingepreßt ist. So weist bei der in Fig· dargestellten Ausführungsform die laufbuchse 1 eine Innen-

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nut 41 und der laufring 6. eine Ringnut 24 entsprechend der in Fig. 4 dargestellten auf,, wobei die Abstandsdifferenz zwischen der äußeren Planke der Nut 41 und der inneren konischen Flanke 42 der Nut 24 derart ist, daß man in den auf diese V/eise gebildeten freien Zwischenraum mittels einer Druckrolle auf bekannte Weise einen Streifen 40 aus einem besonders nachgiebigen Metall einpressen kann. Bei dieser Anordnung kann der ringförmige Vorsprung 26 gehärtet sein. Zur Erleichterung des Arbeitsvorganges beim Einpressen des Streifens 40 ist der Yor-■ sprung 27 gemäß Fig. 4 vorzugsweise weggelassen und z. B. durch ein ähnlich dem Teil" 12 in Fig. 1 eingesetztes Teil ersetzt, das in diesem Fall nicht als Verbindungsstück dient.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Abwandlungsform ist die Ausbildung einer Hut entsprechend der Nut 24» die im Hinblick auf die senkrechte Anlage zwischen dem Widerlager und der Stirnseite der Laufbuchse schwierig auszurichten ist, vermieden, indem man in dem laufring eine Ringnut vorsieht, deren geneigte Flanken-43 und 44 leicht konvergieren, und in dem man in der laufbuchse 1 eine Ringnut ausbildet, die eine konische Wand 45 aufweist, welche nach innen im entgegengesetzten Sinne ge-

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neigt ist, und indem man ein weiches Metallband 40 in die Nut des laufringes zwischen die Flanken 43 und 44 einpreßt und mittels einer Druckrolle den freien Teil des Bandes 40 aufweitet, um dessen Anlage unter Druck gegen die konische Wand 45 der Nut in der laufbuchse zu bewirken.

Die oben beschriebenen Rollenlager können infolge de'r geringen Dicke der Laufbuchse und des Lauf ringes und des geringen Durchmessers der Nadeln, wenn diese als Wälzelemente verwendet werden, ein sehr dünnes radiales und axiales G-ehäuse aufweisen.

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Claims

Pate η tans ρ rücke s

ΐ J Kombiniertes Radial- und Axial-Wälzlager, bei dem die, die eine der zylindrischen Abwälzbahnen für die die Radiallast aufnehmenden Walzkörper aufweisende Laufbuchse ein von dem anliegenden Ring, dessen eine Fläche die Wälzbahnen für die den Axialdruok aufnehmenden Wälzkörper "bildet, getrenntes Bauteil ist, und die Laufbüchse und der Laufring mittels eines Verbindungseiement.es unlösbar verbunden'sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (12, 13, H, 18, 19, 20, 30, 40) eine, gegenüber der Laufbuchse (1) und dem Laufring (6) relativ große Weichheit, plastische Verformbarkeit oder Nachgiebigkeit derart aufweist, daß er die bei thermi- . scher Behandlung oder beim Aufziehen oder beim Betrieb auftretende radiale Detormierung der Laufbuchse (1) gegenüber dem Laufring (6) aufnimmt.-
2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement eine Schicht (18) aus Klebstoff oder anderem, eine Haftung bewirkenden Material mit entsprechender Dicke und Konsistenz ist.
3. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiashnet, daß das Verbindungselement ein biegbares Metall-

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Neue Unterlagen (Art 7 § I Abs. 2 Nr. Τ Satz 3 des Änderunosaes.ν. Λ. Θ. 19871

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Ό. dgl. (Teil (12, 13, H, 19, 20, 40) ist, das in die Büchse (1) und den Ring (6) eingreift.
4. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Yerbindungselement durch einen Teil (28) der Laufbuchse (1) oder einen Teil (26) des laufringes (6) gebildet wird, der durch örtliche Warmbehandlung J

oder Schutzabdeckung beim Härten eine -wesentlich geringere Härte als die Laufflächen derart aufweist, daß er eine elastische oder permanente Deformation beim z.B. Einziehen (Pig. 4 und 5) ermöglicht.

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