DE1525294B2 - Axialwaelzlager - Google Patents

Description

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einzelnen an Hand der Zeichnung beschrieben. Es ßere Peripherie 56 der Druckscheibe 32 herum, wo

zeigt das Ende 54 des Halteringes um die Druckscheibe

F i g. 1 einen axialen Teilschnitt durch das Lager, herumgebördelt ist, um den äußeren Haltering fest

F i g. 2 einen Teilschnitt entlang der Linie II-II aus und dichtend an der Druckscheibe 32 zu befestigen,

F i g. 1 und 5 wie bereits erwähnt.

F i g. 3 einen axialen Teilschnitt entsprechend Das gegenüberliegende Ende des Halteringes 48 ist

F i g. 1 einer anderen Ausführungsform. radial nach innen gebogen, um eine radiale Lippe 60

Das in Fig. 1 dargestellte Axialkugellager 20 zu bilden, die einen engen Laufsitz an der Seite 62 dient insbesondere zur Verwendung als Kupplungs- der Druckscheibe 34 auf der Gegenseite der Lauffreigabelager in Kraftfahrzeugen. Das Lager 20 be- ίο bahn 38 einnimmt. Der enge Gleit- oder Laufsitz der steht dabei aus zwei ringförmigen Druckscheiben 32 nach innen gebogenen Lippe 60 an der Fläche 62 der und 34, die axial einander gegenüberliegend konzen- Druckscheibe 34 ist bestrebt, eine wirksame Abdichtrisch zueinander angeordnet sind. In die Druck- tung gegen den Austritt von Schmiermittel aus dem scheiben, die im wesentlichen als flache Ringe ausge- Fettraum 50 am äußeren Haltering 48 und an der bildet sind, sind an den einander zugewandten Stirn- 15 Druckscheibe 34 vorbei zu bilden.
Seiten Kugellaufbahnen 36 und 38 eingeformt. Die Der innere Haltering 46 ist in einfacher zylin-Axiallasten werden zwischen den beiden Druckschei- drischer Form ausgebildet. Die beiden gegenüberlieben übertragen, die relativ zueinander durch eine genden Enden des inneren Halteringes 46 liegen in ringförmig angeordnete Anzahl von Lagerkugeln 40 zwei einander gegenüberliegenden ringförmigen Nudrehbar sind. Die Lagerkugeln sind zwischen die 20 ten oder Aussparungen 64, 66, die in den Druck-Druckscheiben in rollender Anlage an den beiden scheiben 32 bzw. 34 eingearbeitet sind. Der innere Laufbahnen 36 und 38 eingelegt. Zum Halten der Haltering 46 weist einen engen Gleit- oder Laufsitz Kugeln in gleichmäßig über den Umfang verteilter an der jeweiligen Druckscheibe 32, 34 auf und ist beAnordnung ist ein Käfig 44 vorgesehen. strebt, eine wirksame Abdichtung gegen den Austritt

Die beiden Druckscheiben 32, 34 werden axial 25 von Schmiermittel aus dem Fettraum 50 zu bilden,

von einem inneren Haltering 46 und einem äußeren Die in die Fettkammer 50 eingefüllte Schmiermit-

Haltering 48 übergriffen, die zusammen mit den bei- telmenge ist allgemein durch das Bezugszeichen 70

den Druckscheiben einen ringförmigen Raum 50 bil- gekennzeichnet.

den. Auf diesen geschlossenen ringförmigen Raum Eine der häufigsten Ursachen für einen Ausfall

50 wird im Nachfolgenden allgemein unter dem Be- 30 von konventionellen Axialkugellagern im Betrieb ist

griff »Fettraum« Bezug genommen. bisher die fortschreitende Minderung der Schmierung

Dieser Fettraum 50 innerhalb des Lagers umfaßt gewesen, die die Kugeln und die Laufbahnen von

im einzelnen den Raum, der von den Druckscheiben Lagern im Betrieb erhalten; das ging bisher so weit,

32, 34 und den inneren und äußeren Halteringen 46, daß nach einer gewissen Zeit eine wirksame Schmie-

48 begrenzt ist, wobei dessen Volumen durch die 35 rung nicht mehr gegeben war und damit die Lager

Lagerkugeln 40 und den Käfig 44 verringert wird. zerstört wurden.

Bei Drehung der Druckscheiben 32, 34 relativ zuein- Da ein Ausfall von Axialkugellagern auf Grund

ander nehmen die Lagerkugeln 40 einen ringförmi- von nicht ausreichender Schmierung ein bekannter

gen Verlauf, der durch den Fettraum 50 führt. Mangel dieser Lager ist, besteht eine natürliche Ten-

Fer Fettraum 50 dient zur Aufnahme des Schmier- 40 denz dazu, solche Lager von vornherein mit einer

mittels, das innerhalb des Lagers zur Schmierung der recht großen Fettmenge zu füllen und die Lager mit

Lagerkugeln und der Laufbahnen erforderlich ist. relativ großen Fetträumen vorzusehen, um das Fett

Beide Halteringe 46, 48 — innen und außen — sind aufzunehmen. Die Wirksamkeit dieser Maßnahmen

in eng sitzender Lage an beiden Druckscheiben 32,34 zur Verlängerung der Lebensdauer von Axialkugella-

angeordnet, so daß auf diese Weise der Austritt von 45 gern ist auf Grund der Tatsache begrenzt gewesen,

Schmiermittel aus dem Fettraum an dem jeweiligen daß es bei konventionellen Axialkugellagern nicht

Haltering vorbei verhindert wird. ' ungewöhnlich ist, daß sie im Betrieb wegen schlech-

Der äußere Haltering 48 wirkt mit den beiden ter Schmierung ausfallen, auch wenn relativ große

Druckscheiben 32, 34 zusammen, um eine Bewegung Fettmengen in den Lagern verbleiben,

der Druckscheiben in Richtung voneinander weg zu 5° Die Lebensdauer des Lagers 20 wird durch eine

verhindern, so daß die beiden Laufbahnen 36, 38 in Anordnung der Konstruktionselemente des Lagers

einer Abwälzanlage an den Kugeln 40 gehalten wer- verlängert, die die Größe des Fettraums 50 in einer

den. Weise verringert, welche tatsächlich die effektive Le-

Wie in F i g. 1 gezeigt ist, ist das linke Ende 54 des bensdauer verlängert, während der die ursprüngliche äußeren Halteringes 48 dichtend an der äußeren Pe- 55 Fettfüllung 70 für eine ausreichende Schmierung der ripherie 56 der Druckscheibe 32 befestigt, die um Lagerkugeln und der Laufbahnen sorgt. Die Koneinen gewissen Abstand in radialer Richtung über die struktionselemente des Lagers sind insbesondere so umlaufende Bahn der Kugeln 40 und außerdem in ausgebildet und relativ zueinander angeordnet, um radialer Richtung über die andere Druckscheibe 34 den Teil des Fettraums 50 drastisch zu verkleinern, hinausgeführt ist. In der vorzugsweisen Konstruktion 60 der in radialer Richtung außerhalb der umlaufenden gemäß der Zeichnung weist der äußere Haltering 48 Bahn der Lagerkugeln 40 liegt. Zur Erleichterung ein im wesentlichen zylindrischen Hauptabschnitt 58 der Beschreibung wird die radiale äußere Begrenauf, der die Druckscheibe 34 umschließt und zur zung der Umlaufbahn der Lagerkugeln 40 durch die Druckscheibe 32 führt, wodurch die ringförmig an- strichpunktierten Linien 72 in Fig.2 gekennzeichgeordnete Reihe von Kugeln 40 nach außen abge- 65 net.

deckt ist. An der Stelle, an der sein zylindrischer Ab- Um den Teil des Volumens des Fettraums 50 zu

schnitt 58 an die Druckscheibe 32 stößt, biegt der verkleinern, der radial außerhalb der Umlaufbahnbe-

Haltering 48 radial nach außen und führt um die äu- grenzung 72 der Lagerkugeln liegt, ist der äußere

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Haltering 48 (der in der Lagertechnik häufig als einen ausreichend großen Raum zwischen den Ku-

Mantel bezeichnet wird) so ausgebildet und relativ zu geln 40 zur Aufnahme von Fett.

den Lagerlaufbahnen 36, 38 angeordnet, daß der ra- Vorzugsweise wird der Fettraum 50 eingangs nicht

diale Abstand zwischen der äußeren Begrenzung 72 vollständig mit Fett gefüllt. Es hat sich herausge-

der Umlaufbahn der Kugeln 40 und der angrenzen- 5 stellt, daß eine ursprüngliche Fettfüllung in der Grö-

den inneren Fläche 74 am äußeren Haltering 48, der ßenordnung von nur etwa der Hälfte des Volumens

die Bahn der Kugeln umschließt, im wesentlichen auf des Fettraums 50 zufriedenstellende Ergebnisse

das kleinste mögliche Maß verringert wird, das ge- bringt. Das beläßt Platz in dem Fettraum 50 für die

rade noch ausreicht, um eine ausreichende Toleranz Ausdehnung des Fettes im Betrieb bei der Aufnahme

für den Bewegungsablauf der Kugeln sicherzustellen. io von Luft durch das Fett. Wenn innerhalb des Fett-

Der radiale Abstand zwischen den Kugeln 40 und raums 50 kein Ausdehnungsraum für das Fett belas-

der angrenzenden Fläche 74 des Halteringes 48 ist in sen würde, würde auf Grund des Einschlusses von

den F i g. 1 und 2 durch das Bezugszeichen 76 ge- Luft die Ausdehnung des Fettes eine Erhöhung des

kannzeichnet. Innendruckes hervorrufen, was zur Folge haben

Vorzugsweise wird der radiale Abstand 76 der 15 würde, daß ein Teil des Fettes aus dem Fettraum

Fläche 74 des Halteringes 48 zu den Kugeln 40 nicht herausgedrückt würde.

größer gewählt als erforderlich, um ein gutes Lauf- Auch wenn die räumliche Beschränkung des Fettspiel für die Kugeln zu schaffen. raums 50 in radialer Richtung auf im wesentlichen

Insbesondere soll der radiale Abstand 76 zwischen die äußere Begrenzung der Umlaufbahn der Lagerden Lagerkugeln 40 und der umlaufenden Fläche 74 20 kugeln 40 das Gesamtvolumen des Fettraums im des Halteringes 48, um optimale Ergebnisse zu erzie- Vergleich zu konventionellen Axialkugellagern verlen, nicht weniger als 0,025 mm oder nicht mehr als ringert, wird die effektive Dauer, während der das dieHälfte des Radius der Kugeln 40 betragen. Lager 20 in ausreichendem Maße geschmiert wird,

Auch wenn der Fettraum 50 in radialer Richtung auf Grund der Tatsche verlängert, daß im wesentlibegrenzt ist, so daß er in radialer Richtung nicht 25 chen keine »tote« Zone innerhalb des Fettraumes nennenswert über die umlaufende Begrenzungslinie vorhanden ist, die in radialer Richtung außerhalb der 72 der Lagerkugeln hinausgeht, ist er gleichzeitig Lagerkugeln liegt und in die Fett gelangen könnte, derart ausgebildet, daß er eine optimale Fettmenge das nicht zur Schmierung beiträgt. Während konven-70 aufnehmen kann. Der zuvor schon genannte Käfig tionelle Axialkugellager mitunter auf Grund fehlen-44 ist ausgebildet, um der engen radialen Anordnung 30 der Schmierung zerstört worden sind, auch wenn der Begrenzungsfläche 74 des Fettraums gegenüber noch erhebliche Fettmengen in den Lagern vorhanden Lagerkugeln 40 Rechnung zu tragen und um den waren, verbraucht das Lager 20 auf Grund der gleichzeitig die Aufnahme einer optimalen Fett- beschriebenen konstruktiven Anordnungen effektiv menge innerhalb des Lagers zu gestatten. das gesamte Fett in dem Lager, was zur Folge hat,

Der Käfig 44 ist so ausgebildet, daß er in radialer 35 daß die Laufdauer, während der das Lager wirksam Richtung nicht über die radiale äußere Begrenzungs- geschmiert wird, entscheidend verlängert und die Lelinie 72 der umlaufenden Bahn der Lagerkugeln hin- bensdauer des Lagers wirksam ausgedehnt wird,
ausragt. Wie in F i g. 1 und 2 dargestellt ist, besteht Die in F i g. 3 dargestellten Bauelemente des Lader Käfig 44 aus einem umlaufenden Bodenring 80, gers20a, die eine andere Ausgestaltung der Erfinder zwischen dem inneren Haltering 46 und den 40 dung bilden und den Bauelementen des zuvor be-Lagerkugeln 40 liegt und aus einer Anzahl von Ku- schriebenen Lagers 20 entsprechen, sind mit den geldistanzelementen 82', die radial von dem Boden- gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, an die jering 80 nach außen ragen und zwischen aufeinander- weils der Buchstabe »α« angehängt ist. Das in F i g. 3 folgende Kugeln 40 gemäß den Darstellungen ein- dargestellte Lager 20 a unterscheidet sich von dem greifen, um die Kugeln gleichmäßig auf dem Umfang 45 zuvor beschriebenen Lager 20 in der Konstruktion verteilt zu halten. Die Distanzelemente 82 enden in des Käfigs 44 a.

radialer Richtung kurz vor der äußeren Begrenzungs- Der Käfig 44 α des Lagers 20 α ist aus Blech herlinie 72 der Lagerkugelbahn und haben vorzugsweise gestellt, das so ausgeformt ist, daß ein dünner umlaueine Dicke, die geringer ist als der axiale Abstand fender Grundring 80 α und radial vorspringende Dizwischen angrenzenden, einander gegenüberliegen- 50 Stanzelemente 82 α gebildet werden. Die Ränder der den Abschnitten der beiden Druckscheiben. Wie aus Distanzelemente 44 α, die auf die aufeinanderfolgender Zeichnung hervorgeht, beträgt die Dicke der ein- den Kugeln 40 α in der umlaufenden Reihe der Kuzelnen Distanzelemente 82 in axialer Richtung im geln gerichtet sind, sind in axialer Richtung jeweils Verhältnis zu den Druckscheiben 32, 34 nur einen entgegengesetzt umgebogen, um für jede Kugel eine kleinen Bruchteil des Durchmessers der einzelnen 55 gekrümmte Lippe 90 zu bilden, die so auf die Kugel Kugeln 40; in dem vorliegenden Fall beläuft sie sich einwirkt, daß sie in ihrer richtigen Lage auf dem insbesondere auf ein Fünftel des Durchmessers der Umfang relativ zu den anderen Kugeln gehalten wer-Kugeln. Wie außerdem aus der Zeichnung hervor- den und der Käfig 44 a in einer vorgegebenen axialen geht, sind die radialen Abstände der radialen Vor- Lage zwischen den Druckscheiben 32 a, 34 a, gehalsprünge der Distanzelemente 82 gegenüber der äuße- 60 ten wird.

ren Begrenzungslinie 72 der Umlaufbahn der Lager- Der auf diese Weise gebildete Käfig 44 a wirkt mit

kugeln 40 größere Bruchteile der Radien der einzel- den angrenzenden Konstruktionselementen so zu-

nen Kugeln; im vorliegenden Fall belaufen sie sich sammen, daß ein optimales Volumen innerhalb des

insbesondere in der Größenordnung von zwei Drittel Fettraums 50 α für die Aufnahme von Fett vorhan-

des Radius der Kugeln. Diese Konstruktion schafft 65 den ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

ί 525 294 1 2 auseinander durch mindestens einen der Ringe gesi-Patentansprüche: chert sind, der sie umklammert. Diese Lager finden vielfältige Anwendung in Ma-

1. Axialwälzlager mit zwei auf gegenüberlie- schinen und werden insbesondere als Kupplungsfreigenden Seiten einer Kugelreihe angeordneten 5 gabelager in Kraftfahrzeugen eingesetzt. In vielen Druckscheiben, einem die Kugeln auf dem Um- Anwendungsfällen ist es schwierig, ein solches Lager fang verteilt haltenden Käfig, einem den Lauf- im eingebauten Zustand nachzuschmieren. Die Lager raum der Kugeln innen abschließenden, zur Ab- müssen daher über einen sehr großen Zeitraum bzw. dichtung des Laufraums innen mit den beiden über ihre gesamte Lebensdauer mit einer einmaligen Druckscheiben zusammenwirkenden Ring und io Fettfüllung auskommen. Die Qualität der Schmieeinem den Laufraum der Kugeln außen abschlie- rung ist daher bei solchen Lagern der Haupteinflußßenden, zur Abdichtung des Laufraums außen faktor für die Lebensdauer. Bekannte Axialwälzlager mit den beiden Druckscheiben zusammenwirken- der genannten Art weisen einen radial außerhalb des den Ring, wobei die beiden Druckscheiben gegen Kugellaufraums zwischen den Druckscheiben und eine axiale Bewegung auseinander durch minde- 15 dem äußeren Abschlußring einen Vorratsraum für stens einen der Ringe gesichert sind, der sie um- die Fettfüllung auf. Dieser Vorratsraum weist erhebklammert, dadurch gekennzeichnet, liehe Abmessungen auf, so daß der Vorratsraum für daß der den Laufraum (50) der Kugeln (40) ra- das in einer einmaligen Füllung eingegebene dial außen begrenzende Ring (48) mit seiner den Schmierfett möglichst groß ist. Da es sich bei diesen Laufraum (50) außen begrenzenden Innenfläche 20 Lagern leicht in dem äußeren Raum festsetzt und (74) nahe an dem Hüllkreis (72) der Kugeln (40) dort verhärtet, sind teilweise Maßnahmen vorgeseliegt. hen, die das außerhalb des Hüllkreises der Wälzkör-

2. Axialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch per befindliche Schmiermittel in Bewegung halten, gekennzeichnet, daß der radiale Abstand zwi- Das gelingt jedoch nur teilweise, so daß nach einer sehen der den Laufraum (50) außen begrenzen- 25 gewissen Zeit die Schmierung allmählich schlechter den Innenfläche (74) des äußeren Rings (48) und wird und sich die Lager vorzeitig abnutzen und ausdem äußeren Hüllkreis (72) der Kugeln (40) ma- schlagen.

ximal gleich dem halben Radius der Kugeln (40) Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die einist, gangs genannten Lager derart auszugestalten, daß die

3. Axialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch 30 einmal eingefüllte Dauerschmiermittelmenge für gekennzeichnet, daß der radiale Abstand zwi- einen sehr großen Zeitraum eine ausreichende und sehen der den Laufraum (50) außen begrenzen- zuverlässige Schmierung bewirkt, so daß die Lebensden Innenfläche (74) des äußeren Rings (48) und dauer der Lager erhöht werden kann.

dem äußeren Hüllkreis (72) der Kugeln (40) im Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gewesentlichen gleich dem Spiel ist, das ein freies 35 löst, daß der den Laufraum der Kugeln radial außen Umlaufen der Kugeln (40) an der den Laufraum begrenzende Ring mit seiner den Laufraum außen (50) außen begrenzenden Innenfläche (74) des begrenzenden Innenfläche nahe an dem Hüllkreis der äußeren Rings (48) vorbei gestattet. Kugeln liegt.

4. Axialwälzlager nach einem der Ansprüche 1 Durch diese Maßnahme wird der außerhalb der bis 3, wobei der Käfig mit in einem radialen 40 äußeren Hüllkurve der Wälzkörper gelegene Ringteil angeordneten, radial nach außen offenen Schmiermittelraum auf ein Minimum verkleinert, so Taschen für die Kugeln versehen ist, dadurch ge- daß stets das gesamte Schmiermittel des Lagers wirkkennzeichnet, daß das die Taschen enthaltende sam in Bewegung gehalten wird, wobei sich das radiale Ringteil des Käfigs (44) in seiner axialen Schmiermittel insbesondere in dem Bereich des Lauf-Breite im Vergleich zum Durchmesser der Ku- 45 raums der Kugeln befindet, wo es benötigt wird, geln (40) klein ist. Durch die Erfindung wird mit einer Verringerung der

5. Axialwälzlager nach Anspruch 4, dadurch Schmiermittelfüllmenge eine Verlängerung der Laufgekennzeichnet, daß die äußere radiale Peripherie dauer des Lagers erzielt.

des die Taschen enthaltenden radialen Ringteils Der radiale Abstand zwischen der den Laufraum

des Käfigs (44) im erheblichen Abstand vom ra-^:5° außen begrenzenden Innenfläche des äußeren Rings dialen Hüllkreis (72) der Kugeln (40) liegt. und dem äußeren Hüllkreis der Kugeln soll maximal

gleich dem halben Radius der Kugeln sein. Dieser radiale Abstand kann aber auch im wesentlichen dem Spiel, das ein freies Umlaufen der Kugeln an der den

~ 55 Laufraum außen begrenzenden Innenfläche des äu

ßeren Rings vorbei gestattet, entsprechen.

Bei Lagern, deren Käfig mit in einem radialen

Die Erfindung betrifft ein Axialwälzlager mit zwei Ringteil angeordneten, radial nach außen offenen auf gegenüberliegenden Seiten einer Kugelreihe an- Taschen für die Kugeln versehen ist, kann der die geordneten Druckscheiben, einem die Kugeln auf 60 Taschen enthaltende radiale Ringteil des Käfigs in dem Umfang verteilt haltenden Käfig, einem den seiner axialen Breite im Vergleich zum Durchmesser Laufraum der Kugeln innen abschließenden, zur Ab- der Kugeln klein sein, so daß das Schmierfett zwischen dichtung des Laufraums innen mit den beiden den Kugeln Platz findet. Gleichzeitig kann dabei die Druckscheiben zusammenwirkenden Ring und einem äußere radiale Peripherie des die Taschen enthaltenden Laufraum der Kugeln außen abschließenden, zur 65 den radialen Ringteils des Käfigs in erheblichem AbAbdichtung des Laufraums außen mit den beiden stand vom radialen Hüllkreis der Kugeln liegen. Druckscheiben zusammenwirkenden Ring, wobei die In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der

beiden Druckscheiben gegen eine axiale Bewegung Erfindung veranschaulicht und im nachstehenden im