DE202006016321U1

DE202006016321U1 - Axial-Kugellager

Info

Publication number: DE202006016321U1
Application number: DE202006016321U
Authority: DE
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2006-10-25
Filing date: 2006-10-25
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2016-10-26

Abstract

Axial-Kugellager (1), das einen ersten Ring (2) und einen zweiten Ring (3) aufweist, die jeweils mindestens eine Laufbahn (4, 5) haben, wobei zwischen den Ringen (2, 3) ein vollkugelig ausgebildeter Kugelsatz (6) angeordnet ist und wobei die Ringe (2, 3) und der Kugelsatz (6) rotationssymmetrisch ausgebildet und konzentrisch zueinander angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kugelsatz (6) einen äußeren und einen inneren Haltering (7, 8) aufweist, wobei jeder Haltering (7, 8) eine Ausnehmung (9, 10) aufweist, die im montierten Zustand die Kugeln des Kugelsatzes (6) beidseitig axial mit Hinterschnitt umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Axial-Kugellager, das einen ersten Ring und einen zweiten Ring aufweist, die jeweils mindestens eine Laufbahn haben, wobei zwischen den Ringen ein vollkugelig ausgebildeter Kugelsatz angeordnet ist und wobei die Ringe und der Kugelsatz rotationssymmetrisch ausgebildet und konzentrisch zueinander angeordnet sind.
Axial-Kugellager dieser Art sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Es wird exemplarisch auf die DE 28 49 378 A1 hingewiesen. Dort ist jeweils ein Satz Kugeln zwischen zwei Ringen angeordnet, um die Aufnahme axialer Lagerkräfte zu ermöglichen. Bekannt geworden ist es bei derartigen Lagern auch, es vollkugelig auszubilden, d. h. die Anzahl der Kugeln des Kugelsatzes so groß wie möglich zu machen. Dann ist es nicht mehr erforderlich, einen Lagerkäfig einzusetzen. Weiterhin ergibt sich damit auch eine größtmögliche Lastaufnahme im Lager.
Nachteilig ist es bei gattungsgemäßen Axial-Kugellagern, dass sie während des Transports und der Montage mit besonderer Vorsicht zu handhaben sind, um sicherzustellen, dass die Kugeln des Kugelsatzes oder der Kugelsätze nicht verloren gehen. Wird einer der Ringe beispielsweise während des Transports oder der Montage entfernt, besteht die Gefahr, dass Kugeln aus dem Kugelsatz herausfallen. Um dem zu begegnen, wird versucht, die Kugeln des Kugelsatzes mit Fett „einzukleben", so dass sie in diesem Falle nicht so leicht herausfallen können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Axial-Kugellager der eingangs genannten Art so auszubilden, dass die genannten Probleme vermieden werden. Sowohl die Handhabung des Lagers während des Transports als auch während der Montage soll also vereinfacht werden; es soll insbesondere sichergestellt werden, dass keine Kugeln unbeabsichtigt aus dem Lager herausfallen können. Auch die Handhabung des Kugelsatzes für sich soll vereinfacht werden.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelsatz des Axial-Kugellagers einen äußeren und einen inneren Haltering aufweist, wobei jeder Haltering eine Ausnehmung aufweist, die im montierten Zustand die Kugeln des Kugelsatzes beidseitig axial mit Hinterschnitt umfasst.
Damit werden die Kugeln des Kugelsatzes sowohl an der radial inneren als auch an der radial äußeren Seite von den Halteringen eingefasst. Aufgrund der Ausnehmungen und der hiermit definierten Hinterschnitte ergibt sich eine nicht zerlegbare bzw. unverlierbare Einheit, bestehend aus Kugelsatz und Halteringen. Einzelne Kugeln können nicht während des Transports bzw. während der Montage aus dem Lager herausfallen bzw. verloren gehen.
Die Ausnehmung im Haltering weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform im Radialschnitt eine der Kugeln des Kugelsatzes angepasste Form auf.
D. h. der Verlauf der Ausnehmungen am inneren und/oder äußeren Haltering folgt der konvexen Form der Kugeln. Zwischen der Ausnehmung im Haltering und den Kugeln des Kugelsatzes kann dabei ein vorzugsweise äquidistantes Spiel vorliegen, das zwischen 0,5 % und 3 % des Durchmessers der Kugeln beträgt. Dabei wird von den konzept- bzw. konstruktionsbedingten geometrischen Größen ausgegangen; im Betrieb werden die Halteringe natürlich nicht in der konstruierten Weise zu liegen kommen (wie in den nachfolgenden Figuren dargestellt), sondern an der oberen Oberfläche der Kugeln aufliegen.
Die Ausnehmung im Haltering können gemäß einer alternativen Ausgestaltung im Radialschnitt eine rechteckige Form aufweisen.
Ein guter Halt der Kugeln bei moderatem Materialeinsatz für die Halteringe wird erreicht, wenn weiterbildungsgemäß vorgesehen wird, dass die Breite des Halterings zwischen 25 % und 75 %, vorzugsweise zwischen 33 % und 67 %, des Durchmessers der Kugeln beträgt.
Zur Schaffung des Verbunds bestehend aus Halteringen und Kugelsatz müssen die Kugeln axial in die Halteringe eingeschoben werden. Dies wird vereinfacht, wenn der Haltering bzw. die Halteringe an der den Kugeln zugewandten Seite in mindestens einem der axialen Endbereiche eine Fase aufweist bzw. aufweisen. Die Fase kann unter einem Winkel zwischen 25° und 65°, vorzugsweise unter einem Winkel von 45°, zur Achsrichtung verlaufen. Weiterhin wird die Montage der Halteringe am Kugelsatz vereinfacht, wenn vorgesehen wird, dass die Fase eine axiale Erstreckung aufweist, die zwischen 3 % und 15 % der Breite des Halterings beträgt.
Zwischen der Ausnehmung und der Fase kann ein zylindrischer Abschnitt angeordnet sein.
Der Haltering kann bezüglich seiner axialen Mitte asymmetrisch ausgebildet sein. Dies kann Vorteile bei der Montage der Halteringe mit dem Kugelsatz haben.
Als Material für den Haltering ist vorzugsweise Kunststoff und alternativ Metall, insbesondere Messing oder Stahl, vorgesehen.
Die Ausnehmungen in den Halteringen können bei deren Herstellung z. B. durch Spritzgießen unmittelbar eingeformt werden. Sie können auch nachträglich durch eine Eindrehung hergestellt werden.
Mit dem vorgeschlagenen Konzept wird erreicht, dass problemlos die getrennte Montage der Lagerringe und des Kugelsatzes erfolgen kann. Es besteht dabei nicht die Gefahr, dass bei der Handhabung während des Transports des Lagers oder während dessen Montage einzelne Kugel aus dem Kugelsatz herausfallen und verloren gehen, was – wie erläutert – insbesondere dann der Fall sein kann, wenn vollrollige Lager ohne Käfig eingesetzt werden. Dieser Vorteil kommt besonders dann zur Geltung, wenn aus montagetechnischer Sicht gefordert werden muss, dass die Lageringe und der Kugelsatz separat montiert werden müssen. Ein „Einkleben" der einzelnen Kugeln mit Lagerfett an einem der Lagerringe bei der Montage wird entbehrlich.
Die Kugeln des Kugelsatzes werden bei der Vereinigung mit den Halteringen infolge des vorliegenden axialen Hinterschnitts unter Nutzung geringfügiger Verformungen der Halteringe durch Einschnappen montiert.
Stets sind die Halteringe so konzipiert, dass sie mit den Kugeln eine Einheit bilden und die Halteringe entsprechend im Betrieb des Lagers mit dem Kugelkranz vereinigt bleiben.
Ohne die erfindungsgemäße Ausgestaltung müsste das Lager mit seinen zwischen den beiden Lageringen eingelegten Kugeln stets so gehandhabt werden, dass die beiden Lagerringe axial aneinandergedrückt werden, um ein Herausfallen von Kugeln zu verhindern.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 den Radialschnitt durch ein Axial-Rillenkugellager gemäß der Erfindung,
2 den Ausschnitt „Z" gemäß 1 in vergrößerter Darstellung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
3 den Ausschnitt „Z" gemäß 1 in vergrößerter Darstellung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
4 den Ausschnitt „Z" gemäß 1 in vergrößerter Darstellung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
5 den Ausschnitt „Z" gemäß 1 in vergrößerter Darstellung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
6 den Ausschnitt „Z" gemäß 1 in vergrößerter Darstellung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung und
7 den Ausschnitt „Z" gemäß 1 in vergrößerter Darstellung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.
In 1 ist ein Axial-Rillenkugellager 1 zu sehen, das in bekannter Weise einen ersten Ring 2 und einen zweiten Ring 3 aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind. Beide Ringe 2, 3 haben Laufbahnen 4 bzw. 5 für Kugeln. Diese sind in Form eines vollrollig ausgebildeten Kugelsatzes bzw. Kugelkranzes 6 ausgeführt. D. h. es ist kein Käfig vorgesehen; die Kugeln sind so eng wie möglich um den Umfang des Kugelsatzes herum angeordnet, um eine möglichst hohe Tragfähigkeit des Lagers zu erreichen.
Damit die Handhabung des Lagers beim Transport bzw. bei der Montage einfach ist und nicht die Gefahr besteht, dass einzelne Kugeln des Kugelsatzes 6 herausfallen, sind zwei Halteringe 7, 8 vorgesehen, nämlich ein radial außen angeordneter äußerer Haltering 7 und ein radial innen angeordneter innerer Haltering 8.
Details zur Ausbildung des Lagers 1 und insbesondere der Halteringe 7, 8 gehen aus den 2 bis 7 hervor. In den Figuren sind alternative Ausgestaltungen des Lagers 1 bzw. der Halteringe 7, 8 zu sehen, wobei für alle Lösungen die nachfolgenden Ausführungen entsprechend gelten.
Wie in 2 gesehen werden kann, wird der Kugelsatz 6 von den beiden Halteringen 7 und 8 gehalten, d. h. von dem radial außen angeordneten Haltering 7 und dem radial innen angeordneten Haltering 8. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Ausnehmung 9 des Halterings 7 und die Ausnehmung 10 des Halterings 8 eine Form auf, die derjenigen der Kugeln angepasst ist, d. h. eine ebenfalls kugelförmige Ausgestaltung. Dabei ist konstruktiv ein Spiel s zwischen der Oberfläche der Ausnehmungen 9, 10 und der Kugel 6 vorgesehen. Das Spiel beträgt bevorzugt im Bereich zwischen 0,5 % und 3 des Durchmessers D der Kugeln 6. Die Breite B der Halteringe 7, 8 (die nicht zwingend bei beiden Halteringen 7, 8 gleich groß sein muss) liegt bevorzugt im Bereich zwischen 25 % und 75 % des Durchmessers D der Kugeln 6.
Die Vereinigung der Kugeln 6 mit den Halteringen 7, 8 wird vereinfacht, wenn eine Fase 11 an den Stirnseiten der Halteringe 7, 8 vorgesehen wird. Es handelt sich dann bei den Fasen 11 um Einführschrägen, die das axiale Einschieben der Kugeln 6 zwischen die Halteringe 7, 8 erleichtern. Die Fase 11 liegt zumeist unter einem Winkel von 45° zur Achsrichtung A, wie es in 2 eingetragen ist. Die axiale Erstreckung f der Fase 11 liegt bevorzugt im Bereich zwischen 3 % und 15 % der Breite B des Halterings 7, 8.
Zwischen der Fase 11 und den Ausnehmungen 9, 10 können mehr oder weniger lang ausgebildete zylindrische Abschnitte 12 angeordnet sein.
Da der Kugelsatz 6 vollrollig ausgebildet ist und sich die Kugeln damit selbst gegenseitig abstützen können, ist es auch möglich, das erfindungsgemäße Konzept mit nur einem einzigen Haltering zu realisieren, wobei das dann freilich der radial äußere Haltering 7 sein muss.
In 2 sind die Halteringe 7, 8 bezüglich der axialen Mitte 13 symmetrisch ausgebildet, was jedoch nicht zwingend ist.
In 3 sind die Ausnehmungen 9 und 10 als im Radialschnitt rechteckförmige Eindrehungen ausgebildet.
In 4 ist zu sehen, dass die Halteringe 7, 8 unsymmetrisch zur axialen Mitte 13 der Ringe 7, 8 ausgebildet sind. Die oberen zylindrischen Abschnitte 12 der Halteringe 7, 8 sind sehr viel kürzer ausgeführt, als die unteren zylindrischen Abschnitte 12.
In den weiteren Figuren sind Variationen des genannten Konzepts dargestellt.

1: Axial-Kugellager
2: erster Ring
3: zweiter Ring
4: Laufbahn
5: Laufbahn
6: Kugelsatz
7: äußerer Haltering
8: innerer Haltering
9: Ausnehmung
10: Ausnehmung
11: Fase
12: zylindrischer Abschnitt
13: axiale Mitte des Halterings
s: Spiel
D: Durchmesser der Kugeln
B: Breite des Halterings
A: Achsrichtung
f: axiale Erstreckung der Fase

Claims

Axial-Kugellager (1), das einen ersten Ring (2) und einen zweiten Ring (3) aufweist, die jeweils mindestens eine Laufbahn (4, 5) haben, wobei zwischen den Ringen (2, 3) ein vollkugelig ausgebildeter Kugelsatz (6) angeordnet ist und wobei die Ringe (2, 3) und der Kugelsatz (6) rotationssymmetrisch ausgebildet und konzentrisch zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelsatz (6) einen äußeren und einen inneren Haltering (7, 8) aufweist, wobei jeder Haltering (7, 8) eine Ausnehmung (9, 10) aufweist, die im montierten Zustand die Kugeln des Kugelsatzes (6) beidseitig axial mit Hinterschnitt umfasst.
Axial-Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (9, 10) im Haltering (7, 8) im Radialschnitt eine der Kugeln des Kugelsatzes (6) angepasste Form aufweist.
Axial-Kugellager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ausnehmung (9, 10) im Haltering (7, 8) und den Kugeln des Kugelsatzes (6) ein vorzugsweise äquidistantes Spiel (s) vorliegt, das zwischen 0,5 % und 3 % des Durchmessers (D) der Kugeln beträgt.
Axial-Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (9, 10) im Haltering (7, 8) im Radialschnitt eine rechteckige Form aufweist.
Axial-Kugellager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B) des Halterings (7, 8) zwischen 25 % und 75 % des Durchmessers (D) der Kugeln beträgt.
Axial-Kugellager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (7, 8) an der den Kugeln zugewandten Seite in mindestens einem seiner axialen Endbereiche eine Fase (11) aufweist.
Axial-Kugellager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (11) unter einem Winkel zwischen 25° und 65°, vorzugsweise unter einem Winkel von 45°, zur Achsrichtung (A) verläuft.
Axial-Kugellager nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (11) eine axiale Erstreckung (f) aufweist, die zwischen 3 % und 15 % der Breite (B) des Halterings (7, 8) beträgt.
Axial-Kugellager nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ausnehmung (9, 10) und der Fase (11) ein zylindrischer Abschnitt (12) angeordnet ist.
Axial-Kugellager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (7, 8) bezüglich seiner axialen Mitte (13) asymmetrisch ausgebildet ist.
Axial-Kugellager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (7, 8) aus Kunststoff besteht.
Axial-Kugellager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (7, 8) aus Metall, insbesondere aus Messing oder aus Stahl, besteht.