DE2142954A1

DE2142954A1 - Achse mit Kugellagerkäfigen sowie Verfahren und Mittel für das Aufbringen dieser Käfige auf die Achse

Info

Publication number: DE2142954A1
Application number: DE19712142954
Authority: DE
Inventors: Andre Feurs Loire Terrade (Frankreich)
Original assignee: Roussoti und Chamoux S.A., Feurs, Loire (Frankreich)
Priority date: 1970-10-30
Filing date: 1971-08-27
Publication date: 1972-05-04

Description

Achse mit Kugellagerkäfigen sowie Verfahren und Mittel für das Aufbringen dieser Käfige auf die Achse ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Es wird die Priorität aus der französischen Patentanmeldung Nr. 70 39734 vom 30.Oktober1970 und aus der französischen Zusatzanmeldung Nr. 71 18052 vom 11.mai 1971 in Anspruch genommen.
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Die Erfindung hat eine mit Kugellagerkäfigen ausgestattete Achse sowie ein Verfahren und Mittel für das Aufbringen dieser Käfige auf die Achse zum Gegenstand.
Die erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der Maschinenelemente und deren Zusammenbau wie auch auf die Ausrüstung von Fahrzeugen, insbesondere Fahrrädern.
Für gewöhnlich finden sich für die Achsen, insbesondere bei llretlagern bei Fahrrädern, sei es für Kugellagertäfige, die mit Laufschalen oder -ringen zusammenwirken, sei es für andersartige Lager mit Kugeln, Nadeln oder Sollen, entsprechende Lagerträger vor. Diese Ausführungen sind in der EIerstellung teuer und verlangen eine sorgfältige Montage, wozu beiträgt, daß die Lagerträger gute mechanische und genaue Abmessungseigenschaften haben und zudem noch Anschläge, Aussparungen, Kegelflächen, Rillen oder dergleichen vorgesehen sein müssen.
Die Automatisierung auf zahlreichen Gebieten der Technik zwingt dazu, vereinfachte Achslagerungen zu schaffen, die es zulassen, ebenfalls vereinfachte Lauforgane aufzunehmen.
Dieses Problem stellt sich insbesondere inbezug auf die Tretlagerachsenvon Fahrrädern und Hilfsmotorrädern, wo das Tretlagerganze aus einer Kurbelarmträgerachse besteht, auf die in dem Gehäuse des Tretlagers Rollten~ lager oder die Käfige von Kugellagern, in geeigneter Weise mit Abdeckschalen oder Laufringen versehen aufge setzt sind.
Um die zuvor angegebenen Nachteile zu beseitigen, ist erfindungsgemß vorgesehen, eine glatt durchgehende Achse zu verwenden, die mit Laufrillen für die Kugeln des Kugellagerkäfiges versehen ist, der mittels einer einfachen und wirksamen Vorrichtung an seinen Platz gebracht wird und mit breit bemessenen, mit dem Grelagergehäuse kraftschlüssig verbundenen Abdeckschalen zusammenwirkt.
Die Zeichnungen zeigen, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt sein soll, wie diese beispielsweise verwirklicht sein kann.
Fig.1 gibt die Ansicht eines Längsschnittes wieder, der als Ganzes ein Dretlager zeigt, welches in der erfindungsgemäßen Weise mit einer mit Kugeln ausgestatteten Achse versehen ist.
Fig. 2 zeigt in einem abteichenden Maßstab und in perspektivischer Ansicht die erfindungsgemäße Achse.
Fig.3 macht in einem größeren Maßstabe den Rollweg der Kugeln ersichtlich, der durch -Iegnehmen von Achsmaterial geschaffen ist.
Figw4 zeigt den Rollweg, der durch ein -Anstauen des Achsmateriales geschaffen worden ist.
Fig.5 ist eine perspektivische Ansicht der Vorrihtung, die zum Montieren der Kugelkäfige auf der Achse dient.
Fia, 6,7 und 8 veranschaulichen die einzelnen Phasen der Montage der Kugelkäfige auf der Achse.
Fig.9 stellt anhand der Ansicht eines Längsschnit-.-es ein abgewandeltes jedoch gleichermaßen mit der Kugelkäfigachse ausgestattetes Trelagerganzes vor Augen.
Fig.1O veranschaulicht in einer halb im Schnitt dargestellten, der Ausführungsform nach Fig.9 entsprechenden Ansicht, die feststehende Schale ohne Rille am Grunde des Schraubengewindes.
Fig.11 zeigt in einer halb im Schnitt dargestellten, der Ausführungsform der lHig.9 entsprechenden Ansicht die feststehende Abdeckungsschale, jedoch mit Rille am Grunde des Schraubengewindes.
Fig.12 ist eine Schnittansicht, welche die Anbringung der in fig.10 und 11 dargestellten Abdeckschalen bei dem Tretlagerganzen veranschaulicht.
Die aeiclmuncen und die nachfolgende Beschreibung macnen die Erfindung in einer sie nicht beschränken sollenden Weise im einzelnen nach weiter verständlich.
Die erfindungsgemäß gestaltete Achse ist mehr im besonderen für Tretlager von Fahrrädern gedacht, doch kann sie verständlicherweise in der gleichen Zorm auch für andere Anwendungsfälle auf anderen Gebieten dienlich sein.
Die folgende Erläuterung der Erfindung bezieht sich nur auf eine TriSagerachse Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, ist die Tretlagerachse f mit durchgehend gleichbleibendem Durchmesser, nämlich dem der Bohrung fur den Kurbelarmkopf ausgeführt.
Zum Festlegen der Kurbelarmstellungen sind in bekannter Weise in entgegengesetzte Richtungenweisende hakenartig wirkende Ausnehmungen la vorgesehen. Alsdann sind an der erforderlichen Stelle Rillen Ib von kreisringförmigem, im Grenzfall halbkreisförmigem Querschnitt eingearbeitet.
Diese Rillen bilden die Laufwege für die Kugeln 2a der metallischen oder aus einem plastischem Material (beispielsweise DEXTRIN) bestehenden, aber immer eine gewisse Nachgiebigkeit aufweisenden Kugelkäfige 2.
Es braucht kaum besonders hervorgehoben zu werden, daß das Herstellen einer solchen Achse einfach, schnell und mit wenig~Kosten verbunden möglich ist, da man nur auf gleichbleibende; Durchmesser zu bearbeiten und nur auf eine einzige gute Maß- und Formgerechtigkeit zu achten hat und weiterhin nur zwei Laufrillen für die Kugeln herzustellen braucht, was zudem eine gute Materialausnutzung und ein besseres Verhalten bei den thermischen Behandlungen der Laufbahn mit sich bringt.
Die Rillen Ib können auf zweierlei Art und Weise hergestellt sein, entweder durch maschinelles Herausarbeiten auf einer Werkzeugmaschine (Fig.3) oder durch Anstauchen oder im Rollverfahren ausgeführtes Drücken des Metalles auf der Auflageseite der Kugeln (Fig.4) und entgegen der späteren Lage der Käfige, wobei auf solche Weise eine Schulter 1c zustandekommt.
Die Berührung der Kugeln 2a mit dem Rollweg Ib erfolgt auf einem Einlagerungskreisbogen, dessen Durchmesser bis zu dem der Kugel gehen kann, was die Anwendungsbedingungen insofern wesentlich verbessert, als ein weniger schneller Verschleiß eintritt, ein weiches ein- oder Nachstellen möglich ist sowie ein sanfter Lauf erzielt wird. Andererseits ist bemerkenswert, daß die Kugeln vom Äußeren her in den in das Tretlagergehäuse M eingesenkten Schalen 3 und 4 gehalten werden (Fig.1) und daß, wenn man unterstellt, daß die mittels einer Kontermutter 5 einstellbare Schale 3 sich verstellt, sich dieses nur auf das Längsspiel, nicht aber auf das Durehmesserspiel auswirkt.
Da der innere Durchmesser der Mantellinien der in ihren Käfig eingesetzten Kugeln 2a merklich kleiner ist als der Durchmesser der Achse 1, würden sich die Kugeln beim Aufbringen auf die Achse leicht aus ihren Zellen lösen und würden sie Gefahr laufen, zu entweichen.
Um dem zu begegnen, ist erfindungsgemäß eine Hilfsvorrichtung vorgesehen, die dazu dient, das Einbringen der Käfigkugeln in die Rillen der Tretlagerachse zu erleichtern.
Die vorgenannte Einrichtung ist in Fig.5 als ein die Erfindung nicht beschränken sollendes Beispiel dargestellt.
Sie weist zunächst einen nabenartig gestalteten, aus einem vielkantigen, beispielsweise s«Ghskantigen Block 6a bestehenden Körper 6 sowie eine zylindrische Lagerschale 6b mit einem gegenüber den Abmessungen des Bloches geringeren Innendurchmesser auf, die sich über eine gewisse Länge erstreckt und mit einer Bohrung 6c versehen ist, deren Durchmesser um ein geringes größer ist als der der Achse und die den Block 6a sowie die Lagerschale 6b durchquert.
Auf jeder Flachseite des Blockes 6a sind Nuten 6d vorgesehen, in denen mittels Schrauben oder sonstwie dünne Platten 8 aus Federstahl oder einem anderen, eine gewisse Elastizität aufweisenden Material, befestigt sind.
Diese Platten erstrecken sich über die zylindrische Lagerschale 6b hinaus und tragen an ihrem freien Ende Stege 9, die über den Rand des Endes des Blockes 6b hinausreichen.
Die vorgesehenen Steg6, die durch Schrauben 10 sowie vermittels der unter den Platten 8 vorgesehenen Nuten in ihrer Lage gehalten werden, bilden im Beispielsfalle ein sechseckiges Vieleckganzes, wobei ihr innerer Bogensektor 9a in Verbindung mit der Lagerschale 6b eine Art AuSnahmersum bilden, in den man die Kugellagerkäfige 2 frei einschieben kann (Fig. 5).
Bei der Anwendung der beschriebenen Vorrichtung führt man in die Bohrung 6c die Achse 1 ein, nachdem man zuvor die Kugeln hindurchgebracht hat, die sich aufgrund des Endes der Stege 9 leicht von ihren weichen Zellen lösen konnten, ohne dabei entweichen zu können (Fig.6).
Alsdann drückt man nach, bis sich der Kugelkäfig in Ausrichtung auf die Rille Ib befindet. In diesem Augenblick nehmen die Kugeln wieder ihren Platz in ihren Zellen, also ihren Platz mit geringstem Durchmesserplatzbedarf ein und man kann das Ganze, das heißt die Achse mitsamt den Kugellagerkäfigen achließlich leicht zurückziehen (Fmg.7).
Die gleiche Operation wird von neuem für die andere Seite der Achse durchgeführt und das Ganze steht für den Einbau in das Tretlagergehäuse M unter Hinzufügen der festen Schale 4 und der einstellbaren Schale 3 bereit, die mit ihren Ausrundungen 4a bzw. 3a den anderen Laufweg für die Kugeln bilden.
Die Bedeutung und die Vorteile der Erfindung gehen zwar aus der Beschreibung hervor, doch sei nachstehend nochmals speziell auf folgende Punkte hingewiesen. Was insbesondere erreicht wird, ist 1.) die ökonomische Metallersparnis n 20 6 2.) die leichte Herstellbarkeit, 3.) die außerordentliche Verminderung der Arbeitsgerätkosten, 4.) die Möglichkeit einer vollkommen automatischen Arbeitsdnrchführung, 5.) die Regelmäßigkeit der Arbeitsdurchführung und 6.) die Verminderung der Gefahr von Deformationen bei einer thermischen Behandlung.
Im Falle der Ausführungsvariante, wie sie in Fig.9 dargestellt ist, erkennt man ein Tretlagergehäuse M, welches an seinen Enden innen mit Gewinde versehene Bereiche H1 und M 2 aufweist, in denen die festen Schalen oder Deckel 11. und 12 Aufnahme finden, welche die Käfige mit den Kugeln 2 einschließen, die mittels der zuvor beschriebenen Hilfsvorrichtung in die Rillen ib der Achse 1 eingebracht worden sind.
Die festen Schalen oder Deckel 11 und 12 weisen einen mit Gewinde versehenen Teil lia bzw. 12a, einen Bund 17b bzw.
12b und eine Ausnehmung llc bzw. i2c auf, deren ausgerundeter Grund die Kugeln 2a in ihren Käfigen2 gefangen hält.
Der Deckel 11 weist zwischen den mit Gewinde versehen Teil und dem Bund eine Gewindegrundrille lid auf.
Der Zusammenbau des Tretlagerganzen geht wie folgt vor sich. Zunächst bringt man an den Rillen ib der Achse 1 die Kugelkäfige 2 in Stellung. Dann setzt man das Ganze in das Tretlagergehäuse M ein und schraubt die Schale 11 bis zum festen Anliegen ihres Bundes gegen das Gretlagergehäuse.
Es bleibt nachfolgend nur noch übrig, die Schale 12 (Fig.12) bis zum fehlerfreien Einspannen der Kugelkäfige festzuschrauben, d.h. bis sich die Achse frei, aber ohne Atialspiel dreht.
Selbstverständlich können die Schalen 11 und 12 auch andere Bundformen oder Spannflächen haben, indessen ist es wesentlich, daß sie, um die Gestehungskosten zu verringern, einander ähnlich sind.
Patent ansprüche:

Claims

Patentansprüche Achse mit Kugellagerkäfigen sowie Verfahren und Mittel für das Aufbringen dieser Käfige auf die Achse, dadurch gekennzeichnet, dandie Achse ausgehend von einer Stange von gleichem Durchmesser wie dem der Bohrung für die Kurbelarsköpfehergestellt ist,und auf dieseAchsevonhand oder mechanisch Kugelkäfige aufgebracht sind, deren Kugeln in Rillen oder Rollbahnen in Stellung gebracht und teilweise eingelagert sind, die auf der Achse durch mechanische Bearbeitung oder Drücken bzw. Stauchen entsprechend herausgebildet sind.
2.) Achse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen oder Rollbahnen mittels einer materialabtragenden Werkzeugmaschine erzeugt sind.
3.) Achse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen oder Laufbahnen durch ein im Rollverfahren ausgeführtes Stauchen oder Drücken herausgebildet sind, wobei auf der Innenseite, d.h. auf der der Auflagerseite der Kugelkäfige entgegengesetzten Seite eine Anlageschulter angestaucht worden ist.
4.) ) Achse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Bohrungsdnrchmesser, der von den Mantellinien der in ihre Käfigzellen eingepaßten Kugeln gebildet wird, merklich geringer ist als der Durchmesser der Achse, sodaß die Kugeln, die beim Aufsetzen der Käfige auf die Achse um ein geringes aus ihren Zellen zurückgedrängt werden, ihren Platz in den Zellen wieder einnehmen, wenn sie an den Laufbahnen in Stellung gebracht und in diese zum Teil eingelagert worden sind.
5.) Achse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbahnen von kreisförmigen Rillen gebildet werden, die mit dem Kugeln zusammenwirken, welche in den Zellen der Käfige, die aus einem plastischen oder einem metallischen eine gewisse Biegsamkeit aufweisenden Material bestehen, untergebracht sind.
6.) Achse mit Kugelkäfigen und Verfahren sowie Mittel zum Aufbringen dieser Käfige auf die Achse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine elastische Vorrichtung für die Montage der Kugelkäfige auf der Achse angewendet wird, die aus einem radnabenähnlichen Körper besteht, welcher außen und auf seinem Umfange flexible Plättchen aufweist, deren freie Enden Stege tragen, in deren Inneren der Kugelkäfig plaziert wird.
7.) Achse mit Kugelkäfigen und Verfahren sowie Mittel zum Aufbringen dieser Käfige auf die Achse nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nabenähnliche Körper zu seinem Teil dort vieleckig ist, wo er auf jeder Flachseite die eine Außenseite der flexiblen Plättchen aufnimmt, während er- in dem Ausmaß einer Lagerschale zylindrisch ist, die sich bis dorthin erstreckt, wo die Stege an den flexiblen Plättchen festgemacht sind, wobei eine dem Durchmesser der mit den Kugelkäfigen auszustattende Achse entsprechende Bohrung die beiden Teile des Nabenkörpers durchdringt.
8.) Achse mit Kugelkäfigen und Verfahren sowie Mittel zum Aufbringen dieser Käfige auf die Achse, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der zylindrischen Lagerschale des nabenartigen Körpers und die Kreissektoren, die von dem an den Plättchen befestigten Stegen gebildet werden, einen Aufnahmeraum für die Kugelkäfige umgrenzen, wobei die Gesamtheit der angeordneten Kugeln einen Umkreis hat, der dem Innendurchmesser des Aufnahmeraumes angenähert gleichkommt.
9.) Achse mit Kugelkäfigen und Verfahren sowie Mittel zum Aufbringen dieser Käfige auf die Achse gemäß der Gesamtheit der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelkäfig in seinen Aufnahmeraum der Montagehilfseinrichtung eingesetzt wird, dann die Achse während der Wirksamkeit der Elastizität der Käfigzellen und der an den flexiblen Plättchen angebrachten Stege hineingedrückt wird, bis sich die Rille oder der Laufweg in Überein stimmung mit den Kugeln befindet, die alsdann durch elastisches Zurückfedern ihren Platz wieder einnehmen, woraufhin schließlich das Ganze, d.h. die Achse mit dem Kugelkäfig aus der Montagehilfseinrichtung herausgezogen wird.
10.) Achse mit Kugelkäfigen und Verfahren sowie Mittel zum Aufbringen dieser Käfige auf die einen Tretlagersatz bildende Achse, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln, die in ihren Käfigen untergebracht und in die Rillen eingelagert sind, welche aus der glatt durchgehenden Achse herausgearbeitet oder durch Drücken hervorgebrachcsind, von zwei ortsfesten Schalen oder Deckeln von ahnlichen Abmessungen abgedeckt werden, von denen die eine gegen das Uretlagergehäuse verblockt ist, während die andere bis zur genauen Binregelstellungeingeschraubt ist.
11.) Tretlagerachse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Schale, die dazu bestimmt ist, als erste gegen den innen mit Gewinde versehenen Lagerträger des Tretlagergehäusesverblockt zu werden, auf dem Grunde des Gewindes zwischen ihrem Gewindeteil und dem Anlage- und Handhabungsbund eine größere Rille aufweist.
12.) Achse, Gretlagersatzund Montageverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ganze,d.h.

die Achse, Käfige und Kugeln, zuvor in Stellung gebracht, in das Tretlagergehäuse eingesetzt und dann die ortsfeste, mit Rille versehene Schere gegen das Tretlagergehäuse verblockt wird, woraufhin die ortsfeste Schale ohne Rille bis zum Erzielen eines freien Laufes der Achse, ohne daß dabei ein axiales Spiel vorhanden ist, eingeschraubt wird.