DE2247528A1 - Kugellager-anordnung - Google Patents
Kugellager-anordnungInfo
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- F16C29/06—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
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- F16C29/0685—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a rail or rod of circular cross-section, i.e. the linear bearing is not suited to transmit torque with balls
- F16C29/0688—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a rail or rod of circular cross-section, i.e. the linear bearing is not suited to transmit torque with balls whereby a sleeve surrounds the circulating balls and thicker part of the sleeve form the load bearing tracks
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Description
Dr.-Lna. WaMm B?tchel
fcipl-h-x Wei/mtii.i Rachel
fcipl-h-x Wei/mtii.i Rachel
0 Fr inkiiir+ α el 1
7189
THE HEIM UNIVERSAL CORPORATION, Pittsburgh, Pennsylvania, VStA
Kugellager-Anordnung
Die Erfindung bezieht sich auf eine reibungsarme Kugellageranordnung,
die auf einer Welle befestigbar ist und sich zusammensetzt aus einer äußeren Hülse und einer inneren Hülse,
die konzentrisch innerhalb der äußeren Hülse sitzt. Dabei handelt es sich um eine Kugellager-Anordnung, die sich in Längsrichtung
einer Welle bewegen kann.
Es sind zahlreiche unterschiedliche Arten von umlaufenden Kugellager-Anordnungen bekannt. Typisch für die bekannten Lagerausführungen
ist die hohe Abnutzungsgeschwindigkeit bz\*„
das starke Abnutzungsausmaß zwischen ihren entsprechenden Bauteilen. Hinzu kommt, daß sie eine komplizierte Konstruktion
aufweisen und in der Herstellung teuer sind. Ein vorzeitiger Verschleiß kann z.B. auftreten, wenn die verschiedenen Bauteile
der Lageranordnung im Betrieb unstabil sind. Diese Un-Stabilität bewirkt, daß sich die umlaufenden Kugeln während
schweren oder ungedämpften Belastungszuständen festfressen.
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graben oder Einarbeiten der Kugeln in die Welle, wodurch Ausrichtungsungenauigkeiten
und schließlich ein Bruch der Lageranordnung hervorgerufen werden können.
Die am 11. Juli 1967 ausgegebene US-PS 3 330 606 zeigt eine reibungsarme Kugellager-Anordnung, in der sich die Kugeln während
ihres "aktiven" oder belasteten Zustandes in einer unstabilen Lage befinden. Die Kugeln dieser bekannten Lageranordnung
laufen nämlich während ihres "aktiven" Zustandes auf
einer Lagerfläche, die auf der Kuppe eines konvexen Teils an der inneren Fläche der äußeren Hülse angeordnet ist. Diese .
Gestaltung oder Konstruktion macht diese Lageranordnung Jedoch mechanisch unstabil. Andere AusfUhrungßformen von Lageranordnungen
weisen ähnliche Konstruktionsmängel auf.
Der vorliegenden Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Kugellager-Anordnung zu schaffen, die auf einer
Welle befestigbar ist und eine äußere Hülse und eine innere Hülse aufweist, welche konzentrisch innerhalb der äußeren Hülse
eingesetzt ist, wobei die innere Hülse eine Anzahl von Spuren aufweisen soll, die Bahnen für den Umlauf der Kugeln zwi-^
sehen den Hülsen und der Welle während der Bewegung zwischen
der Welle und der Lageranordnung bilden, die Außenfläche der
inneren Hülse eine polygone Form aufweisen soll, die Innenfläche der äußeren Hülse mit einer Anzahl von Führungsbahnen
versehen sein soll, während die Schnittstellen der ebenen oder flachen Teile, die die Außenfläche der inneren Hülse bilden,
mit den Führungsbahnen in Deckung oder Ausfluchtung liegen
sollen.
Es ist weiter beabsichtigt, eine sehr leistungsfähige Kugellager-Anordnung
zu schaffen, die preiswert hergestellt werden kann und von einfachster Konstruktion ist.
Weiterhin soll eine reibungsarme Kugellager-Anordnung vorgesehen werden, in der die Zahl der ebenen Flächen der Außenseite
der inneren Hülse gleich ist der Zahl von Führungsbah-
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nen, die an der Innenseite der äußeren Hülse ausgebildet sind.
Schließlich ist noch beabsichtigt, eine reibungsarme Kugellager-Anordnung
auszubilden, bei der die Innenseite der äußeren Hülse in einer Anzahl von im wesentlichen konkaven Lagerflächen
mit gleichen Radien versehen ist, die auf die Spuren oder Führungsbahnen derart ausgefluchtet sind, daß sie eine RoIl-Lagerflache
für die Kugeln bilden, während sich dip Kugeln unter ihrem Belastungszustand befinden.
Zur. Lösung obiger Aufgabe geht die Erfindung aus von einer reibungsarmen Kugellager-Anordnung, die auf einer Welle befestigbar
ist und eine äußere Hülse und eine innere Hülse aufweist, welche konzentrisch innerhalb der äußeren Hülse eingesetzt
ist. Die Erfindung besteht darin, daß die innere Hülse eine Anzahl von Spuren aufweist, die Bahnen für den Umlauf der
Kugeln zwischen den Hülsen und der Welle während der Bewegung zwischen der Welle und der Lageranordnung bilden, daß die
Außenfläche der inneren Hülse eine polygone Form aufweist und die Innenfläche der äußeren Hülse mit einer Anzahl von Führungsbahnen
versehen ist, wobei die Schnittstellen der ebenen Teile, die die Außenfläche der inneren Hülse bilden, mit den
Führungsbahnen in Deckung oder Ausfluchtung liegen. '
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
Die Erfindung wird nun an Hand der beiliegenden Abbildungen
ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur
Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen
wurden.
Es zeigen:
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- 4 - ■ ■ ■ , . ·■
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kugellager-Anordnung gemäß der Erfindung, teilweise aufgeschnitten, wobei die Kugellager-Anordnung auf einer Welle montiert 1st)
Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der Fig. 1;
Fig. 3 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Anordnung der Fig. 1, wobei die Lagerkugeln entfernt
sind;
Fig. 4 einen vergrößerten Längsschnitt der äußeren Hülse der Lageranordnung der Flg. 1, der Details der Innenflächenausbildung
dieser HUlse zeigt;
Fig. 5 eine vergrößerte Stiraan«lcht der äußeren Hülse
der Lageranordnung der Fig. 1;
Fig. 6 eine Teilansicht von einem Ende eines modifizierten Ausführungsbeispiels der in Fig. 3 gezeigten inneren
Hülse und
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B der Fig. 2.
Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen. Die. verbesserte
reibungsarme Kugellager-Anordnung der Erfindung enthält reibungsarme Lagerkugeln 10, eine äußere Hülse 12 und eine
innere Hülse 14, die als Lagerkugel-Halterung dient. Halteoder
Arretiermittel, wie beispielsweise Sprengringe 16, sind an beiden Enden der Anordnung vorgesehen, um die innere und
äußere Hülse axial relativ zueinander festzulegen und eine
Einheit auszubilden. Die äußere Hülse 12 besteht aus einem Zylinder mit einer maschinell bearbeiteten oder abgedrehten
Außenfläche, welche nicht unterbrochen 1st, mit Ausnahme von zwei Ringnuten 16, die neben den Enden oder Stirnseiten der
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äußeren Hülse ausgearbeitet sind und Halterungsmittel, wie beispielsweise Sprengringe (nicht gezeigt) aufnehmen, um die
Kugellager-Anordnung-in einem Lagergehäuse zu verankern. Die
äußere Hülse 12 weist eine Innenfläche auf, die mit einer Anzahl
von axial verlaufenden Nuten 20 versehen ist, welche
über den Umfang der Innenfläche weg im gleichen Abstand voneinander angeordnet sind.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, sind zwischen den Nuten 20 axial
verlaufende konkave Lagerflächen 22 vorgesehen. Eine abgesetzte oder ausgesparte konkave Endfläche 24 kann neben jedem Ende
der Fläche 22 vorgesehen sein. Die konkaven Endflächen 24 sind in bezug auf die Flächen 22 in der äußeren Hülse 12 abgesetzt.
Zwischen den Flächen 22 und 24 ist mittels Abschrägunger. 25
ein glatter übergang geschaffen. Das Ausmaß der Abschrägung
variiert unter anderem in Abhängigkeit vom Ausmaß des Spiels, das erforderlich ist, um die Kugeln in die Nuten 20 einführen
zu können.. Eine Ringnut 28 ist an jedem Ende der Innenfläche der äußeren Hülse 12 vorgesehen und dient als Sitz für einen
Haltering 16 oder ein anderes geeignetes Halte- oder Arretiermittel.
Die Ringe 16 verhindern eine axiale Bewegung der inneren Hülse in bezug auf die äußere Hülse. Sie können tellerförmig sein
oder aus Sprengringen bestehen und aus Metall, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Werkstoff hergestellt sein. Diese
Ringe können in den Nuten 28 positioniert werden, um die innere Hülse 14 in der äußeren Hülse 12 zu sichern bzw. festzulegen.
Fig. 3 zeigt Halte- bzw. Sicherungsringe 16, ein Halteflansch oder eine Halterippe kann jedoch leicht aus einem
Stück mit der inneren Hülse an einem Ende derselben ausgebildet werden. Eine modifizierte'innere Hülse 14' ist in Fig. 6
gezeigt. Bei dieser ist ein ringförmiger Halteflansch 16* einstückig
mit der inneren Hülse ausgebildet. Wenn man für die innere Hülse ein federndes oder nachgiebiges Kunststoffmaterial
verwendet, ist es auch möglich, an beiden Enden der inneren Hülse einstückig einen Halteflansch oder eine Halterippe
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anzuformen. Ein einziger Kunststoff-Rippenvorsprung (nicht ge- '
zeigt) kann ebenfalls an der inneren Hülse 14 angeformt werden und in Eingriff mit einer Einstell-Aussparung (nicht gezeigt)
gebracht werden, die aus der Innenfläche der äußeren Hülse an einer Stelle ausgearbeitet ist, welche den Umlauf der
Kugellager nicht beeinträchtigt. '
In Fig. 3 ist eine innere Hülse 14 gezeigt, die zahlreiche
ebene Teile 30 aufweist, welche ein Polygon bilden. Zahlreiche Kugeln 10 zirkulieren entlang den Führungsbahnen, die in den
ebenen Teilen 30 ausgebildet sind. Jede Führungsbahn setzt sich
zusammen aus einer Nut 33ünd einem Schlitz 34. Die Enden einer
jeden Nut 32 sind gekrümmt und durch in ähnlicher Weise gekrümmte Enden der Schlitze 34 untereinander verbunden.
Die Schlitze 34 erstrecken sich vollständig durch die innere
Hülse 14 und weisen eine Öffnungsbreite auf, die etwas kleiner als der Durchmesser der Lagerkugeln 10 ist. Beide gekrümmte
oder gebogene Enden der Nut 32 sind mit einem Anstieg 36 versehen,
damit die Kugeln in die Nuten 32 eintreten und austreten können. Die geradlinigen Teile der durchbrochenen Schlitze
34 bilden die Umlaufbahnen der Kugeln 10, während diese unter Last und in Berührung mit der Welle 36 und den konkaven Lagerflächen
22 stehen. Es wird dadurch eine im wesentlichen reibungslose Relativbewegung zwischen der Lageranordnung und
Welle 38 erzielt.
Die Führungsbahnen 20 dienen dem Zweck, eine Drehbewegung der Hülse 14 innerhalb der Hülse 12 zu verhindern, und sie bilden
mit den Nuten 32 den geradlinigen Teil der Bahn oder Spur, in der die Kugeln 10 nicht in Berührung mit der Welle 38 stehen.
Dies dient auch dem Zweck, die axial verlaufenden Schiit* ze 34 der inneren Hülse mit den axial verlaufenden konkaven
Lagerflächen 22 auszufluchten. Wie' aus den Figuren 1 und 7 zu ersehen ist, befinden eich die Kugeln an den Stellen In einem
unbelasteten Zustand, d.h. el· Bind nicht in Wirkberührung mit
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der Welle 38, wo sie auf die Endfläche 24 treffen. Dies begünstigt
bzw. erleichtert einen glatten oder einwandfreien Übergang in den durchbrochenen Schlitz 34 hinein und aus diesem
heraus.
Aus obigem geht hervor, daß gemäß der vorliegenden Erfindung eine reibungsarme Kugellager-Anordnung geschaffen wird, die
eine äußerst einfache Konstruktion und Formgebung aufweist sowie leicht und wirtschaftlich herzustellen und zusammenzubauen
ist. Der Montagevorgang kann vollständig automatisiert werden, um die Gesamtkosten des Lagers weiter zu senken. Das
Lager kann in der Weise zusammengebaut werden, daß man die innere
Hülse bei in Einbaulage befindlichen Kugeln in die äußer- .
re Hülse einführt. Dies kann in der Weise erfolgen, daß man die
sich schneidenden ebenen Teile der inneren Hülse mit den Nuten 20 in Deckung bzw. zur Ausfluchtung bringt.
Außerdem wird hervorgehoben, daß die verschiedenen Bauteile
der Lageranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung aus einem großen Bereich von Werkstoffen hergestellt werden können, einschließlich
verschiedener Arten von Kunststoffen und Metallen. Die äußere Hülse 12 kann z.B. aus einem härtbaren Stahl, etwa
einem Stahl SAE-5200, gefertigt werden.
Die innere Hülse kann infolge ihrer sehr einfachen Form sogar aus einem noch größeren Bereich von Werkstoffen ausgebildet
werden, beispielsweise aus Leichtmetallen, einschließlich Aluminium und Zinklegierungen. Zur Fertigung der inneren Hülse
können ferner auch Kunststoffe und andere verformbare Materialien
benutzt werden
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Claims (6)
- - 8 PatentansprücheΊ.) Reibungsarme Kugellager-Anordnung, die auf einer Welle Tiefestigbar ist und eine äußere Hülse und eine innere Hülse aufweist, welche konzentrisch innerhalb der äußeren Hülse eingesetzt ist,dadurch gekennzeichnet, daß die innere Hülse (14) eine Anzahl von Spuren (32, 34) aufweist, die Bahnen für den Umlauf von Kugeln (10) zwischen den Hülsen (12, 14) und der Welle (38) während der Bewegung zwischen der Welle und der Lageranordnung bilden, daß die Außenfläche der inneren Hülse (14) eine polygone Form hat und daß die Innenfläche der äußeren Hülse (12) mit einer Anzahl von Führungsbahnen (20) versehen ist und die Schnittstellen der ebenen oder flachen Teile (30), die die Außenfläche der inneren Hülse (14) bilden, mit den Führungsbahnen (20) fluchten.
- 2. Kugellager-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der ebenen Flächen oder Teile (30) der Außenfläche der inneren Hülse (14) gleich ist der Zahl von Führungsbahnen (20).
- 3. Kugellager-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der äußeren Hülse (12) ferner mit einer Anzahl von im wesentlichen konkaven Lagerflächen (22) versehen ist, die auf die Spuren (32, 34) derart ausgefluchtet sind, daß sie für die Kugeln (10) eine Roll-Lagerflache bilden, während sich die Kugeln in ihrem belasteten Zustand befinden.
- 4. Kugellager-Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven Lagerflächen (22) gleiche Radien aufweisen.30 98 17/07U' — 9 —
- 5. Kugellager-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Außenfläche der inneren Hülse (14) eine polygone Form aufweist.
- 6. Kugellager-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Außenfläche der inneren Hülse (14) eine polygone Form aufweist.30981 7/07U
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: INCOM INTERNATIONAL INC., FAIRFIELD, CONN., US |
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D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
Q176 | The application caused the suspense of an application |
Ref document number: 2333336 Country of ref document: DE |
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8331 | Complete revocation |