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"Kombiniertes Axial-Radial-LagerU Zusatz zu Patent .... (Patentanmeldung
P 22 60 108.7) Die Erfindung bezieht sich auf ein kombiniertes Axial-Radial-Lager
für relativ zueinander drehbewegliche Bauteile, mit einem zur Radiallagerung geeigneten
Lagerring, der sich mit einem Radialflansch an einem zweiten Lagerring axial abstützt,
welcher einen als Innenring der Radiallagerung ausgebildeten Axialflansch aufweist,
wobei die Lagerringe axial und/oder radial über Wälzkörper aneinander abgestützt
sind.
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Die Haupterfindung geht davon aus, ein kombiniertes Axial-Radial-Lager
zu schaffen, welches als Einbaulager bzw. als Baueinheit bessere Befestigungsmöglichkeiten
in sich bietet, als das bis dahin bekannte Wälzlager, welches z.B. auf einer Welle
mit deren Lagerbund und diesem gegenüberliegenden Lagerstück zusammengehalten werden
mußte. Zu diesem Zweck besitzt der zweite Lagerring gemäß der Haupterfindung einen
als Innenring der Radiallagerungausgebildeten
Radialflansch. Ein
derartiges Lager ist insbesondere fur solche Einbaufälle geeignet, bei denen nicht
ständig umlaufende drehbewegliche Bauteile vorhanden sind, beispielsweise an für
verfahrbare Gegenstände bestimmten Lenkrollen.
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Um auch bei höneren Belastungen eine leichtgängige Lagerung mit hoher
Lebensdauer zu erzielen, sind die Lagerringe axial und/oder radial über Wälzkörper
aneinander abgestützt.
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Hiervon ausgehend ist es die.Aufgabe der vorliegenden Zusatzerfindung,
ein kombiniertes Axial-Radial-Lager der eingangs genannten Gattung zu schaffen,
welches noch größere Belastungskräfte aufzunenmen vermag und insbesondere als Einbaulager
für die Lagerung solcher drehbeweglichen Bauteile ausgebildet ist, an denen in Bezug
auf die Drehachse verkantende Kräfte bzw. Drehmomente größeren Ausmaßes auftreten.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens eine der beiden Drehlagerungen-
mehrere Wälzkörperkränze besitzt.
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Ein weiterer Wälzkörperkranz in einer der beiden Drehlagerungen erhöht
nicht nur die Tragfänigkeit der diesbezüglichen Lagerung, sondern entlastet zugleich
auch die andere Lagerung in dem Fall, daß verkantende Kräfte am Lager angreifen.
Das rührt daher, daß die beiden Lagerringe mit ihren Axial- und Radialflanschen
einstückig ausgebildet sind, so daß sich schiefe Belastungen eines starren Lagerrings
auf beide Lagerungen auswirken.
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Die Zahl der Wälzkörperkränze und ihre Anordnung entweder
in
der Axiallagerung und/oder in der Radiallagerung hängt von der Größe und der Richtung
der auftretenden Belastungen ab. Bei vornehmlich axialer Belastung weist die Axiallagerung
mindestens zwei konzentrische, mit Kugeln als Wälzkörper ausgebildete Wälzkörperkränze
auf. Für sehr hohe Belastungen können natürlich anstelle der Kugeln auch Rollen
o. dgl. höherbelastbare Wälzkörper verwendet werden. Um die gegenseitige Beeinflussung
der Drehlagerungen durch schiefe Kräfte kleinzuhalten, die also nicht in Richtung
bzw. senkrecht zur Drehachse wirken, sind die Wälzkörper der Axiallagerung in maximal
möglicher Entfernung von der Drehachse des Lagers angeordnet. Die Grenzen dieser
Entfernung werden gesetzt durch die Raummaße der zu lagernden Bauteile, die spezifischen
Belastungen an den Wälzkörpern, die verformungsfreie Belastbarkeit der Lagerringe,
die Toleranzen der beteiligten Bauelemente usw.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist die Radiallagerung mit einem der
Axiallagerung benachbarten Kugelkranz und mit einem weiteren, der Axiallagerung
abgewandten Nadelkranz ausgerüstet. Diese Ausbildung des Lagers ermöglicht dessen
einfachen Zusammenbau im Hinblick auf die Radiallagerung. Der Kugelkranz kann in
in der Anmeldung der Haupterfindung beschriebenen Weise zusammengebaut werden, während
der Nadelkranz in den danach verbleibenden Ringspalt zwischen den Axialflanschen
der Radiallagerung ohne weiteres einzubringen ist. Es versteht sich dabei, daß anstelle
der Nadeln auch andere Wälzkörper verwendet werden können.
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In der Zeichnung wird die Zusatzerfindung erläutert.
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Es zeigen: Fig. 7 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform
eines kombinierten Axial-Radial-Lagers, Fig. 7a die Teilansicht eines in der Fig.
7 im Schnitt dargestellten Kugelkäfigs und Fig. 8 einen Querschnitt durch eine weitere
Ausführungsform.
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Das in Fig. 7 dargestellte kombinierte Axial-Radial-Lager besitzt
einen ersten Lagerring 71, bestehend aus dem Axialflansch 71' der Radiallagerung
und dem Radialflansch 71" der Axiallagerung. Ein ähnlich ausgebildeter zweiter Lagerring
72 besitzt einen Axialflansch 72' und einen Radialflansch 72". Die beiden Lagerringe
sind so zueinander angeordnet, daß zwischen ihren Axialflanschen ein Wälzkörperkranz
35' mit den Kugeln 35 zur Radiallagerung eingebracht werden kann. Der innere Axialflansch
72' wird beispielsweise auf eine Welle montiert, während der äußere Axialflansch
71' zur Befestigung eines z.B.
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feststehenden Bauteils dient, auf dessen Gewinde 52 ein nicht dargestellter
Befestigungsring aufgeschraubt wird.
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Die Kugeln 35 werden gem. Fig. 7avonFenstern 39' eines Käfigs 39
aufgenommen und sind damit auf Distanz gehalten. Der gegenseitige Abstand wird so
gewänlt, daß er etwa dem Kugeldurchmesser entspricht. Beim Zusammenbau der Radiallagerung
ist es daher möglich, die beiden Axialflansche
71', 72' exzentrisch
anzuordnen und die Kugeln 35 in den bei dieser Anordnung der Axialflansche erweiterten
Spalt 38 einzufüllen. Nach dem Einfüllen werden die Kugeln gleichmäßig über den
Umfang verteilt, wobei die Axialflansche 71', 72' wieder die dargestellte Lage einnehmen.
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Danach wird der Käfig 39 mit seinen Fenstern 39' über die Kugeln gedrückt.
Vor diesem Zusammenbau des Lagers wurden die Kugeln 34, 34' der beiden dargestellten
Wälzkörperkränze zwischen den Radialflanschen 71'', 72'' der Axiallagerung angeordnet.
Durch den Zusammenbau ergibt sich ein leicht handhabbares Einbaulager, welches nicht
erst durch die drehbar zu lagernden Bauteile zusammengehalten werden muß. Die aus
den Kugeln 34, 34' gebildeten Wälzkörperkränze können besonders hohe in Richtung
der Drehachse wirkende Belastungen aufnehmen.
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Das in Fig. 8 dargestellte Lager besteht aus zwei Lagerringen 81,
82, zwischen deren Axialflanschen 81', 82' zwei Reihen Wälzkörper angeordnet sind
und zwischen deren Radialflanschen 81'', 82'' drei Wälzkörperkränze angeordnet sind.
Die zur Axiallagerung herangezogenen Wälzkörperkränze mit ihren Kugeln 34, 34',
34'' sind konzentrisch um die Drehachse 83 angeordnet, entsprechend ihren größeren
Radien mit mehr Kugeln gefüllt. Bei schiefen Belastungen, die also nicht parallel
zur Drehachse und auch nicht senkrecht dazu wirken, vermögen diese Wälzkörperkränze
auch bei besonders hohe Belastungen die die Radiallagerung beeinflussenden Kräfte
weitgehend fernzuhalten. Das ist z.B. für Lenkrollen von Bedeutung. Hier wird die
Radgabel beispielsweise am Lagerbedeutung
Hier wird die Radgabel
beispielsweise am Lagerring 81 befestigt und lagert selbst die Radachse, jedoch
nicht zentrisch zum Lager, sondern je nach ihrer Ausbildung auch mit einem Abstand
von der Drehachse, der den Radius des am weitesten außen liegenden Wälzkörperkranzes
der Axiallagerung übersteigt. Hohe axiale Belastungen und Stöße beim Auftreffen
des Rades auf Bodenhindernisse rufen hier große Kräfte hervor. Radiale Kraftkomponenten
können von der radialen Lagerung bei deren entsprechender Auslegung ohne weiteres
aufgenommen werden. Entsprechendes gilt für axiale Kraftkomponenten, wobei jedoch
jeweils zu berücksichtigen ist, daß unzureichende Dimensionierung der einen Lagerung
die andere Lagerung unmittelbar beeinflußt. So können bei hohen Axiallasten doch
noch große Axialkräfte auf die Radiallagerung einwirken, wenn die Axiallagerung
nicht entsprechend abgestimmt ist. Mehrere Wälzkörperkränze in einem oder beiden
Drehlagerungen bilden daher ein vorzügliches Mittel, auch extrem schiefe und stoßweise
Belastungen durch ein Lager der dargestellten kombinierten Axial-Radial-Bauweise
auf zu nehmen.
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Die Radiallagerung ist gem. Fig. 8 aus einem Walzkörperkranz 35'
mit Kugeln 35 und einem weiteren, der Axiallagerung abgewandten Nadelkranz 25' mit
Nadeln 25 zusammengesetzt. Der Einbau des Wälzkörperkranzes 35' erfolgt, wie für
Fig. 7 beschrieben. Danacn werden dieNadeln 25 in den Spalt 38' eingefüllt und durch
den Sprengring 26 gegen Herausfallen
gesichert. Der Zusammenhalt
des Lagers wird durch die Kugeln 35 gesichert. Es versteht sich, daß anstelle der
sadeln 25 auch andere Wälzkörper verwendet werden können, beispielsweise Kugeln.
In diesem Fall muß der Zusammenbau der beiden Lagerringe 81, 82 z.B. derart erfolgen,
daß alle Wälzkörperkränze bereits auf einem der Lagerringe angeordnet sind, während
der andere Lagerring unterkühlt oder erwärmt in seine endgültige Lage gebracht wird.