DE1450057B2 - Um seinen Umfang herum ausbiegbares Kugellager - Google Patents

Description

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! Taschen 14 des Kugelkäfigs 10 sind radial und tra- belastet werden und einen unerwünschten Kugel- ; j pezförmig in Richtung des Krümmungsmittelpunktes schlupf sowie einen weiteren Reibungsaufbau hervor- ! i ausgebildet, d. h. hier in Richtung des Spannungswel- rufen. Im Gegensatz dazu soll jetzt die Arbeitsweise j lenerzeugers 8. Der von den beiden Wänden einer des Lagers gemäß der Erfindung unter Bezugnahme ί Tasche 14 eingeschlossene spitze Winkel <x (F i g. 3 5 auf die F i g. 1 und 2 erläutert werden. Der Mittel- ; ^! oder4) ist Veränderungen unterworfen, die von dem punkt jeder Lagerkugel 12 bewegt sich, wie in Fig. 2 ; Verhältnis der Kraftübertragung und der Präzession dargestellt wird, während jeder halben Umdrehung ί i (Vorlauf) der unterzubringenden Lagerkugeln 12 ab- des Lagers auf einer vollständigen elliptischen ! ' hängen, liegt aber gewöhnlich zwischen 20° und 40° Bahn L innerhalb ihrer Tasche 14. Wenn eine Lager- ^: (30° ist zufriedenstellend) und vermindert sich in io kugel 12 die Nebenachse verläßt (Lage A der einem geschlossenen oder ringförmigen verbindenden F i g. 2) und sich dem belasteten Bereich nahe der Teil 16 (F i g. 5 bis 7) auf 0°. In einigen Fällen kann Hauptachse nähert (in der vorliegenden Anordnung), : der eingeschlossene Winkel weitgehendst 0° betra- entfernt sie sich von dem Mittelpunkt des Lagers und gen, d. h. die Taschen 14 können im wesentlichen nähert sich dem breiteren Teil ihrer Tasche 14 und parallel oder zylindrisch sein, und eine Verminde- 15 bewegt sich in eine Lage B und weiter in eine Larung des Reibungsmomentes kann einfach dadurch ge C. Während die Lagerkugel 12 bezüglich des star-' erzielt werden, daß eine Durchmesseranpassung der ren kreisförmigen Kugelkäfigs 10 rollt, gewinnt sie Kugelkäfigbohrung und ihres Außendurchmessers zusätzlich Bewegungsfreiheit, kann somit frei präzevorgenommen wird, um eine Vierpunktführung für dieren oder vorlaufen, ohne sich zu verklemmen, wie j den Kugelkäfig 10 zu gewährleisten. 20 es in üblichen Lagern wegen der den Käfig »kneifen-An der Innenseite des Kugelkäfigs 10, d. h. hier den« oder kämmenden Kugeln der Fall wäre. Die am Spannungswellenerzeuger 8, ist ein geformter Vierpunkteführung, die durch die Lagerringe 18 und Lagerring 18 angeordnet (Fig. 1, 5 und6). Der in- 22 geschaffen wird, trägt dazu bei, ein kreisförmiges nere Lagerring 18 ist normalerweise kreisförmig, bil- Bewegen des Kugelkäfigs 10 beizubehalten. Wenn det einen Paßsitz mit dem Spannungswellenerzeuger 25 die Lagerkugel 12 ihre Nebenachse oder den unbela- und nimmt daher eine entsprechend elliptische Form steten inneren Bereich über die Lage D erreicht hat, wie auch eine in Umfangsrichtung verlaufende Lauf- steht sie in rollendem Eingriff mit zuerst einem und rille 20 zur Aufnahme der rollenden Lagerkugeln 12 dann beiden inneren Rändern ihrer Taschen 14, woran. Ein verformbarer äußerer Lagerring 22 ist innen auf sie wieder in die Mittellage gleitet,
mit einer elliptischen Laufrille 24 zum radialen Zu- 30 Werksversuche mit niedrigen Geschwindigkeiten rückhalten der Lagerkugeln 12 versehen. haben insbesondere die Wichtigkeit einer Vierpunkt-Der Kugelkäfig 10 wird durch die Lagerringe 18, führung des Kugelkäfigs 10 gezeigt, so wie es oben 22 an vier Punkten geführt. Ihre Laufrillen 20, 24 beschrieben wurde, um die Gleichmittigkeitskontrolle sind von weitgehendst gleichmäßiger Tiefe. An den seiner Laufbahn zu verbessern. Diese Vierpunktfüh-Hauptachsen befindet sich, wie durch die Linie V-V 35 rung des Kugelkäfigs ist auch von bemerkenswertem (Fig. 1 und5) dargestellt wird, ein Paar von entge- Vorteil, wenn die Verjüngungen der Taschenwände gengesetzten Lagerkugeln 12, die radial so weit wie schwach, gerade oder weitgehendst zylindrisch ausgemöglich nach außen während des größten Teiles des bildet sind. Es ist z. B. eine Verminderung des maxi-Betriebs verschoben werden, wobei sich diese Haupt- malen Drehmoments bis zu 70% bei kleinen Geachsenlagerkugeln dann in den radial belasteten Be- 40 schwindigkeiten festgestellt worden,
reichen befinden. Es ist festgestellt worden, daß F i g. 4 zeigt einen festen, kreisförmigen Kugelkäfig beide Lagerkugeln 12 (nur eine ist dargestellt) sich in 30, welcher in einem Spannungswellengetriebe mit der Mitte ihrer entsprechenden Taschen 14 befinden, einem elliptischen, außen auf einem Spannrad and. h. Lagen einnehmen, welche eine Maximalbewe- geordneten Spannungswellenerzeuger Verwendung gung in bezug auf die Taschenwände gewährleisten. 45 finden kann. Im Prinzip ist die Arbeitsweise des Ku-In ähnlicher Weise, so wie es in den Fig. 1 und6 gelkäfigs 30, welcher sich radial in Richtung zu dem dargestellt ist, befinden sich die entgegengesetzten Spannungswellenerzeuger 8 und von dem Krüm-Lagerkugeln 12 der Nebenachse in einem radial mungsmittelpunkt weg erstreckende Taschen 32 hat, freien Bereich und sind so weit wie möglich nach in- dieselbe wie für den Kugelkäfig 10. Der belastete Benen verschoben. Beide Nebenachsenlagerkugeln ste- 50 reich ist jetzt an der Nebenachse des Kugelkäfigs 30 hen dann miteinander in Eingriff und sind durch ge- und der unbelastete Bereich an seiner Hauptachse, genüberliegende Trapezwände 14 ihrer entsprechen- Wenn eine Lagerkugel 12 in den belasteten Bereich den Taschen gleichmittig. eintritt, wird sie näher zu der Mitte des Lagers und Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß jede Lagerkugel 12 gegen das größere radiale Ende ihrer Tasche 14 beauf einer insgesamt elliptischen Laufbahn liegt und 55 wegt, wobei sie den freien Raum erhält, der notweneine Umfangsgeschwindigkeit hat, welche sich mit ih- dig ist, um eine Präzession zu gewährleisten und ein rer Entfernung von dem Mittelpunkt der Ellipse ver- Verklemmen des Kugelkäfigs 30 zu vermeiden. Soändert. Da die Lagerkugeln 12 bei bekannten Kugel- wohl der Kugelkäfig 30 als auch der Kugelkäfig 10 käfigen nicht in sich verjüngenden Taschen ruhen erhalten durch die Vierpunkt- oder Haupt- und Ne- und nur geringer Führung unterliegen, werden sie bei 60 benachsenführung und durch die Verwendung von Verwendung beispielsweise in einem Spannungswel- inneren und äußeren Laufrillen eine genaue umlauflengetriebe an mindestens zwei Stellen verklemmt, förmige Lage der Taschen in bezug auf ihre verhältwobei die Wände in gegenüberliegenden Richtungen nismäßig radial verformbaren Lagerkugeln.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 wohnlich starken Abnutzung und zu unerwünscht Patentansprüche: ungleichmäßigem Betrieb führt. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Kugella-

1. Um seinen Umfang herum ausbiegbares Ku- ger anzugeben, das hemmungsarm und ohne großen gellager, wobei das Kugellager aus Lagerringen, 5 Verschleiß Taumelbewegungen des auf dem einen einer Mehrzahl von Kugeln und einem Kugelkä- Lagerring montierten Maschinenteils gegenüber dem fig besteht, dadurch gekennzeichnet, anderen Lagerring erlaubt.

daß der Käfig (10) nicht ausbiegbar, kreisförmig Ein Kugellager der eingangs genannten Art ist ge- und gleichmittig ist und mit einer der Kugelzahl maß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der entsprechenden Anzahl von sich radial verjün- io Käfig nicht ausbiegbar, kreisförmig und gleichmittig genden Taschen (14) versehen ist, in denen die , ist und mit einer der Kugelzahl entsprechenden AnKugeln (12) laufen. .^: zahl von sich radial verjüngenden Taschen versehen

2. Kugellager nach Anspruch 1, dadurch ge- ist, in denen die Kugeln laufen.

kennzeichnet, daß die axialen Wände der Ta- In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung

sehen (14) einen Winkel (a) von 20° bis 40° bil- 15 kann das Kugellager so ausgebildet sein, daß die den. axialen Wände der Taschen einen Winkel von 20°

3. Kugellager nach Anspruch 1, gekennzeich- bis 40° bilden. Ferner kann das Kugellager einen fenet durch einen festen inneren Lagerring (18) sten inneren Lagerring und einen verformbaren äuße- und einen verformbaren äußeren Lagerring (22), ren Lagerring haben, die Laufrillen zum Halten der die Laufrillen (20, 24) zum Halten der Lagerku- 20 Lagerkugeln in ihren Taschen zwischen den Lagergeln (12) in ihren Taschen (14) zwischen den ringen aufweisen.

Lagerringen (18, 22) aufweisen. Schließlich können die Taschen radial nach außen

4. Kugellager nach Anspruch 1 oder 2, da- verjüngt sein, falls das auf dem inneren Lagerring bedurch gekennzeichnet, daß die Taschen (32) ra- findliche Maschinenteil die Taumelbewegungen dial nach außen verjüngt sind (F i g. 4). 25 durchführen soll.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.

■ Es zeigt

.,':.. F i g. 1 eine Teilansicht eines Ausführungsbei-

30 spiels des Kugellagers gemäß der Erfindung in einem

Die Erfindung bezieht sich auf ein um seinen Um- Spannungswellengetriebe mit einem inneren elliptifang herum ausbiegbares Kugellager, wobei das Ku- sehen Spannungswellenerzeuger, gellager aus Lagerringen, einer Mehrzahl von Kugeln F i g. 2 eine Teilansicht im vergrößerten Maßstab

und einem Kugelkäfig besteht. der Betriebslagen einer Lagerkugel entsprechend

Bei den üblichen Kugellagern sind die Rollkörper 35 F i g. 1 in ihrer Tasche und die Bahn des LagerkugeloderLagerkugeln, wenn sie sich innerhalb der kreis- mittelpunktes,

förmigen Laufrillen der sich gegeneinander drehen- F i g. 3 eine Viertelkreisansicht des in F i g. 1 ge-

den inneren und äußeren festen Lagerringe bewegen, zeigten Kugelkäfigs mit sich radial nach innen vernormalerweise in regelmäßigem Abstand voneinan- jungenden Taschen, der durch einen kreisförmigen Kugelkäfig getrennt. 4° Fig. 4 ähnlich Fig. 3 einen Teil eines Kugelkä-Der Kugelkäfig ist normalerweise an einem der figs mit sich radial nach außen verjüngenden Ta-Lagerringe gesichert, kann aber auch auf den Lager- sehen, beispielsweise für einen außen angebrachten kugeln selbst geführt sein und ist am Umfang mit im Spannungswellenerzeuger,

Abstand voneinander liegenden Taschen zur Auf- F i g. 5 einen Teilschnitt entlang der Linie V-V

nähme und zum Führen der entsprechenden Lager- 45 der F i g. 1 mit der Zweipunktführung des Kugelkäkugeln in den Laufrillen versehen. Demgemäß ver- figs auf der Hauptachse,

laufen die Wände der Taschen radial und zylin- F i g. 6 einen Teilschnitt entlang der Linie VI-VI

drisch, können aber auch teilweise den Wölbungen der Fig. 1 mit einer zusätzlichen Zweipunktführung der Lagerkugeln entsprechend ausgebildet sein, so des Kugelkäfigs auf der Nebenachse und daß sie, wenn sich die Lagerkugeln auf ihrer Kreis- 50 F i g. 7 eine Kreisansicht eines Kugelkäfigteiles bahn bewegen, den Kugelkäfig teilweise stützen. Der- gemäß F i g. 3 und 4.

artige Kugellager, die bei normaler Verwendung zu- F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Kugella-

friedenstellend arbeiten, führen jedoch oft zu Schwie- gers gemäß der Erfindung, das hier in einem Spanrigkeiten, wenn sie beispielsweise zur Lagerung einer nungswellengetriebe mit einem inneren Spannungsradial verformbaren Welle verwendet werden, die 55 wellenerzeuger 8 verwendet wird. Der Spannungsweleine mechanische Hebelwirkung zwischen gleichmit- Ienerzeuger8 ist elliptisch und gleichmittig mit dem tig angeordneten Teilen verursacht (Spannungswel- Kugellager, wobei seine Hauptachse senkrecht entlengetriebe), so daß die Lagerkugeln eine nicht kreis- lang der Linie V-V und seine Nebenachse waagerunde Bahn durchlaufen. Bei Bewegung auf einer recht entlang der Linie VI-VI der F i g. 1 verläuft, solchen Bahn können die Lagerkugeln nachteilige 60 Das Kugellager hat einen runden Kugelkäfig 10 plötzliche starke Reibungsschwankungen verursa- (Fig. 1, 2, 3, 5 und6) aus vorzugsweise ziemlich fechen, die durch eine ungenügende Bewegungsfreiheit stern Material, z. B. aus thermoplastischer Masse. Es der Lagerkugeln im Belastungsbereich hervorgerufen ist auch möglich, Lamellen zu verwenden. Der Kuwerden, so daß ein Verklemmen des Kugelkäfigs, gelkäfig 10 hat an voneinander getrennten Umfangsinsbesondere unter kritischen Betriebsbedingungen, 65 stellen gerade Wände, die ähnlich ausgebildete Tawie im Vakuum des Weltraumes, auftritt. Die be- sehen mit axial offenem Ende zum Aufnehmen von kannten Kugelkäfige können daher ein sehr hohes radial verschiebbaren Lagerkugeln 12 begrenzen. Die Reibungsdrehmoment bewirken, das zu einer unge- axialen, mit den Lagerkugeln 12 in Eingriff tretenden