DE1902480A1 - Kugellager zur Aufnahme von kleinen Axialbewegungen - Google Patents

Description

• Kugellager zur Aufnahme von kleinen Axialbewegungen Bei Arbeitsmaschinen ist es immer wieder erforderlich, laufend auftretende kleine und kleinste Axialbewegungen von irgendwelchen Lagerkörpern einwandfrei aufzunehmen.
• Dabei sollten nach Möglichkeit Gleitreibungen vermieden werden, weil bekanntlich wegen des Entstehens von Passungsrost über kurz oder lang ein Festfressen die Folge wäre.
• Infolgedessen werden z. B. bei der Lagerung von Keilriemen-Verstellscheiben Kugellager verwendet, um die gleitende Reibung durch rollende Reibung zu ersetzen und die Bildung von Psssungsrost zu vermindern.
• Kugellager haben jedoch den Nachteil, daß die einzelnen Kugeln immer nur entlang einer Linie auf der Oberfläche der Lagerung bewegt werden. Durch die dauernden Bewegungen tritt nämlich infolge von Abnutzungserscheinungen eine Riefenbildung auf, so daß sich die einzelnen Kugeln allmählich immer tiefer auf der Welle und/oder dem Lagerkörper eingraben und die Linienberührung schlechter wird.
• Diese unliebsame Erscheinung tritt bereits bei kleinsten axialen Bewegungen, die z. B. von den Breitendifferensen eines aufgelegten Keilriemens und von dessen Laufschwingungen herrühren, auf.
• Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich nun auf ein Kugellager zur Aufnahme von kleinen Axialbewegungen, bei welchen die oben genannten Nachteile vermieden werden sollen. Gegenüber den bekannten Ausführungen verlaufen die gleichmäßig über den Umfang verteilten Kugelreihen mit Jeweils mehreren hintereinander liegenden Kugeln mindestens teilweise schräg zur Achsrichtung der Lagerung. Da im allgemeinen die Kugeln der einzelnen Kugelreihen in einem Kugelkäfig untergebracht sind, ist der letztere mit Führungsschlitzen versehen, die mindestens teilweise unter einem Winkel α schräg zur Achsrichtung der Lagerung verlaufen.
• Durch diese Anordnung und Führung der Kugeln in den einzelnen Kugelreihen legen auch bei den kleinsten Axialbewegungen die einzelnen Kugeln der schräg zur Achsrichtung verlaufenden Teile der Kugelreihen sowohl einen Weg parallel zu der Mittelachse der Lagerung als auch einen Weg in der hierzu senkrechten Umfangsrichtung zurück. Durch die Schräglage der Führungsschlitze wird also bewirkt, daß der Kugelkäfig und damit auch sämtliche Kugeln der schräg verlaufenden Kugelreihenteile laufend sowohl Längsbewegungen als auch Radialbewegungen ausführen und somit die ganze Oberfläche einer Lagerung, d. h. z. B. die Oberfläche einer Welle und die Innenfläche eines Lagerkörpers, zu den jeweiligen punktförmigen Berührungen der Vielzahl der Kugeln benutzt wird.
• Die Abnutzung wird durch das dabei auftretende langsame Verdrehen des Lagerkäfigs auf ein Minimum herabgesetzt. Eine Riefenbildung wird einwandfrei und zuverlässig verhindert.
• Dies gilt z. B. auch für kleinste axiale Vibrationsbewegungen der verstellbaren Tellerscheiben von Keilriemengetrieben. Das axiale Verstellen der Tellerscheiben zur Einstellung einer anderen Drehzahl hat darauf keinen Einfluß und läßt sich wie üblich vornehmen, wobei sich bei solchen entsprechend um ein Vielfaches längeren Einstellbewegungen der r Kugeln diese auch gleitend in der Lagerung fortbewegen können.
• Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, ohne zúsätzliche Einrichtungen auf einfachste Art und Weise Kugellager zur Aufnahme von kleinen und kleinsten Axialbewegungen wesentlich und entscheidend zu verbessern, wobei Vorsorge getroffen ist, daß dabei einzelne Kugeln nicht nur axiale sondern gleichzeitig auch radiale oder Umfangsbewegungen ausführen, so daß die Vielzahl der punktförmigen Auflagestellen, herrührend von der Gesamtzahl der Kugeln, sich laufend selbsttätig ändert und die gesamte Oberfläche einer Welle und eines Lagerkörpers oder dgl. gleichmäßig erfaßt wird.
• Die Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung sind den auf der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Hierbei zeigen Fig. 1 eine Längsansicht eines Kugellagers, teilweise im Schnitt, mit schräg verlaufenden Führungsschlitzen, Fig. 2 eine Längsansicht eines Kugellagers, teilweise im Schnitt, mit teilweise schräg verlaufenden Führungsschlitzen, Fig. 3 eine vereinfachte Längsansicht eines gegenüber dem Beispiel nach Fig. 2 abgeänderten Ausführungsbeispiels, teilweise im Schnitt, und Fig. 4 eine vereinfachte Längsansicht eines weiteren gegenüber dem Beispiel nach Fig. 3 abgeänderten Ausführungsbeispiels, teilweise im Schnitt.
• Bei dem Beispiel nach Fig. 1 sitzen auf der Welle 4 unverdrehbar die längsverstellbare und unter Federdruck stehende Tellerscheibe 10 und die Gegenscheibe 11, zwischen denen der Keilriemen aufliegt. In der Tellerscheibe 10 ist der Lagerkörper 1 untergebracht, der in radialer Richtung auf der einen Seite einen ringförmigen Ansatz 2 und auf der anderen Seite einen eingesetzten Sprengring 3 aufweist. Zwischen dem Ansatz 2 und dem Sprengring 3 ist ein Kugelkäfig 6 untergebracht, und zwar mit axialem Längsspiel 8. Der Kugelkäfig 6 besitzt eine Anzahl von gleichmäßig verteilten Führungsschlitzen 9, in denen die einzelnen Kugeln 5 in Kugelreihen hintereinander angeordnet sind.
• Gegenüber den bekannten Kugellagern dieser Art verlaufen nun die Führungsschlitze 9 nicht parallel zu der Längsachse des Lagerkörpers 1 oder der Welle 4, sondern schräg hierzu im Winkel. Durch diese Schräglage rollen beim Auftreten von hin- und hergehenden Axialbewegungen die einzelnen Kugeln 5 nicht nur in axialer Richtung A, sondern auch quer hierzu in Umfangsrichtung B ab. Dies bedeutet, daß die Punktberührung einer jeden einzelnen Kugel 5 auf der Welle 4 linienförmig nicht nur in Achsrichtung A, sondern auch senkrecht hierzu in Richtung B erfolgt. Durch die Schräglage wird also gleichzeitig eine Querbewegung hervorgerufen, so daß ein langsames Verdrehen des Kugelkäfigs stattfindet und somit die gesamte Oberfläche der Welle und der Innenfläche des Lagerkörpers zur Übertragung der Lagerkräfte herangezogen wird. Eine Bildung von Riefen oder von anderen Abnutzungserscheinungen kann daher nicht mehr vorkommen, so daß ein Kugellager im Sinne der Erfindung praktisch vollkommen verschleißfest ist. Dabei spielt es keine Rolle, wie groß oder klein die einzelnen Bewegungen sind und in welcher Richtung und Häufigkeit sie auftreten.
• Die axiale Beweglichkeit der einzelnen Kugelreihen wird bei dem Beispiel nach Fig. 1 durch das Spiel 8 des Kugelkäfigs 6 in dem Lagerkörper t ermöglicht. Dasselbe ist auch gleichermaßen der Fall, wenn der Lagerkäfig 6 ohne Spiel in dem Lagerkörper 1 liegt und die einzelnen Führungsschlitze 9 länger sind als die Durchmesser der hintereinander aufgereihten Kugeln 5. Dabei entsteht das Spiel 7, so wie es in Figur 2 dargestellt ist. Der gleiche Erfolg tritt auch ein, wenn sowohl das Spiel 8 als auch das Spiel 7 vorhanden ist.
• Wesentlich ist jedoch stets, daß sich die Kugeln einwandfrei abrollen können.
• Bei dem Beispiel nach Figur 2 verlaufen die einzelnen Führungeschlitze 9 nicht nur schräg unter dem Winkel OC , sondern teilweise auch parallel zu der Achse des Kugellagers. Dadurch werden ebenfalls außer den axialen Bewegungen auch Querbewegungen hervorgerufen. Im übrigen kann die Größe der Querbewegungen in allen Fällen durch entsprechende Wahl des Winkels α vorbestimmt werden.
• Bei dem Beispiel nach Figur 3 verläuft jeder Führungsschlitz 9 nach zwei Richtungen schräg zur Achse, und zwar ausgehend von etwa seiner Mitte nach der einen Seite mit dem Winkel α und nach der anderen Seite mit dem Winkel/3 . Diese beiden Winkel müssen jedoch verschieden groß sein, denn sonst würden sich die Querbewegungen gegenseitig aufheben.
• Ähnlich ist es bei dem Beispiel nach Figur 4. Hier ist jedoch im Gegensatz zu dem Beispiel nach Figur 3 ein Teil der Führungsschlitze 9 in jeweils ihrer Gesamtlänge unter dem Winkel α und der andere Teil der Führungsschlitze in abwechselnder Folge hiervon unter dem Winkel ß angeordnet. Die Wirkung ist die gleiche wie bei dem Beispiel nach Figur 3.
• Im übrigen können die einzelnen Kugelreihen verschieden lang sein. Schräge Kugelreihen oder schräg liegende Teile derselben lassen sich bis zur Aufnahme nur einer Kugel verkürzen, denn dies genügt bereits in vielen Fällen zur Steuerung des Kugelkäfigs mit den schrägen Kugeln. Außerdem richtet sich die Anzahl der schrägliegenden Kugeln nach der Anordnung der Kugelreihen und nach dem Werkstoff des Kugelkäfigs. So sind z. B. kurze schrägliegende Führungsschlitze bei einer Ausführung ähnlich wie in Fig. 4 für Kugelkäfige aus Kunststoff besondern vorteilhaft.

Claims (9)

Patentansprüche

1. Kugellager zur Aufnahme von kleinen Axialbewegungen, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichmäßig über den Umfang verteilten Kugelreihen mit jeweils mehreren hintereinander liegenden Kugeln mindestens teilweise schräg zur Achsrichtung der Lagerung verlaufen.

2. Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelreihen in Führungsschlitzen (9) des Kugelkäfigs (5) geführt sind, die mindestens teilweise unter dem Winkel α schräg zur Achsrichtung verlaufen.

3. Kugellager nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschlitze (9) zunächst parallel zur Achsrichtung und dann schräg zu dieser unter dem Winkel α verlaufen.

4. Kugellager nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Führungsschlitz (9) etwa von seiner Mitte aus in entgegengesetzte Richtungen schräg zur Achsrichtung läuft und der Winkel α in der einen Richtung größer ist als der Winkel ß in der anderen Richtung.

5. Kugellager nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Führungsschlitze (9) in der einen Richtung unter dem Winkel α und in abwechselnder Folge hiervon der andere Teil der Führungsschlitze (9) in der anderen Richtung unter dem hiervon abweichenden Winkel verlaufen.

6. Kugellager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei in ihrer Richtung wechselnden Führungsschlitzen (9) deren schräger Teil bis zur Aufnahme einer einzigen Kugel (5) verkleinerbar ist.

7. Kugellager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelkäfig (6) gegenüber dem Lagerkörper (1) ein Axialspiel (8) aufweist.

8. Kugellager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelreihen in ihren Führungsschlitzen (9) mit dem Spiel (7) eingelegt sind.

9. Kugellager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Kugelkäfig (6) gegenüber dem Lagerkörper (i) ein Axialspiel (8) als auch die einzelnen Kugelreihen in ihren Führungsschlitzen (9) je ein Spiel (7) aufweisen.

L e e r s e i t e