DE2502323A1

DE2502323A1 - Radiallager

Info

Publication number: DE2502323A1
Application number: DE19752502323
Authority: DE
Inventors: Alfred Pitner
Original assignee: Nadella SA
Current assignee: Timken France SAS
Priority date: 1974-01-23
Filing date: 1975-01-21
Publication date: 1975-07-24
Also published as: CA1020210A; GB1484777A; FR2271443A2; JPS50102748A; ES209589U; FR2271443B2; ES209589Y; US3976340A; IT1049242B

Description

Patentanwalt

München 22, Kerr^tr. 15,TeI. 292555 Postanschrift Mönchen 26, Postfach 4

München, den 21.Januar 1975

Mein Zeichen: P 2084

Anmelder : Alfred Pitner NADELLA

Quai d'Orsay 133-137 Boulevard National

F-75 Paris F-92500 Rueil-Malmaison

Frankreich Frankreich

Radiallager

Die vorliegende Zusatzanmeldung betrifft ein Radiallager mit einer elastischen Muffe, in deren Innerem eine dünnwandige Hülse gehalten ist, die entsprechend einem unregelmässigen Profil vorgeformt ist, das Bereiche reduzierten oder zu Null gemachten Umfangsspiels begrenzt.

In der Hauptpatentanmeldung (P 23 37 309.3) der Anmelderin ist ein derartiges Radiallager beschrieben, bei dem die Hülse auf einem starren Stützelement unter Zwischenfügung

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einer elastischen, aus einem Elastomer bestehenden Muffe aufliegt. Auf dieser Muffe kommen wenigstens die Segmente mit reduziertem Durchmesser zur Anlage, so daß sie während der Absorption von Radialkräften, die von den Wälzelementen des Lagers auf sie übertragen werden, unterstützt sind.

Aufgabe der in dieser Zusatzanmeldung beschriebenen Erfindung ist es, eine neue und zweckmässige Ausführungsform eines derartigen Radiallagers anzugeben, das geringen Raumbedarf hat und/oder das in zufriedenstellender Weise auch bei erhöhten Belastungen zu arbeiten vermag, die die durch eine elastische Muffe gegebene Stützfähigkeit übersteigen. Es können in der Tat bei bestimmten Anwendungen, beispielsweise bei Lagern von Fahrzeugaufhängungen, die zu übertragenden Belastungen beträchtlich sein, so daß ein ordentliches Funktionieren durch Verwendung lediglich einer aus einem Elastomer bestehenden Muffe nicht erzielt werden kann, denn wenn diese bei üblichen Belastungen eine Lageveränderung geringer Amplitude zuläßt, ist sie aufgrund der mechanischen Eigenschaften des Elastomers nicht fähig, bei erhöhten Belastungen die Lageveränderung der Welle zutoegrenzen. Es ist also unerläßlich eine derartige Grenze vorzusehen, die, wenn sie einmal erreicht ist, wegen der maximalen Deformation der Muffe in Form einer starren Unterstützung der Hülse in der Bohrung zum Ausdruck kommen sollte.

Um die vorerwähnten Mängel abzustellen wird durch die vorliegende Erfindung ein Lager mit geringen radialen Abmessungen angegeben, das die gewünschte Begrenzung der radialen Bewegungen der Welle in Anwendungsfällen ermöglicht, in denen beträchtliche Radialkräfte erzeugt werden. Ein Radiallager der obengenannten Art ist daher erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Muffe die Form eines dünnwandigen Ringes hat, der vorzugsweise aus Stahl besteht. Der Ring kann unter der Wirkung von Belastungen eine im wesentlichen radial gerichtete elastische Defor-

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mation erfahren, deren maximale Amplitude für die Hülse und für die normalerweise in ihrem .Inneren aufgenommene Welle eine radial begrenzte Stellung festlegt.

Die Elastizität des Ringes wird dadurch erhalten, daß seiner peripheren Wand in einer Radial- oder in einer Axialebene ein gewölbtes Profil gegeben wird, das wenigstens eine konvexe Fläche, die auf der Aussenflache der Hülse aufliegt und wenigstens eine breitere konvexe Fläche begrenzt, die zur Anlage an der Innenfläche der Bohrung eines Stützelementes bestimmt ist. Der gewölbte Teil ist also in der Lage unter der Wirkung einer Belastung bis zu derjenigen Grenze flach gedrückt zu werden, bei der er die Form eines Zylinders annimmt und bei der er für die mit ihm in Berührung stehende Hülse eine radiale Auflagefläche bildet, wobei er seinerseits in dem betrachteten Bereich entlang einer Zylinderfläche die Bohrung berührend abgestützt ist.

Um dem Ring eine bessere Elastizität zu geben, ist er in wenigstens dem gewölbten Teil seiner Wand mit Schlitzen oder Ausschnitten versehen, die vorzugsweise über seinen ganzen Umfang verteilt sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verlaufen diese Schlitze schräg zu der Achsrichtung des Ringes, wodurch die Gefahr vermieden ist, daß unter dem Belastungseinfluß die Ringdeformationen auch bei der Hülse selbst Deformationen zur Folge haben. ·

Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei Ausführungsformen, die lediglich Ausführungsbeispiele sind, unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein in seinem Gehäuse aufgenommenes Lager.

Fig. 2 einen Längsschnitt des Lagers gemäß Fig. 1, der die im wesentlichen torische Form der Wand des Ringes zeigt.

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Fig. 3 die perspektivische Ansicht des metallischen Ringes, von dem die Hülse aufgenommen ist.

Fig. 4 den der Darstellung in Fig. 2 entsprechenden Längsschnitt einer anderen Ausführungsform.

Fig. 5 den Querschnitt einer anderen AusfUhrungsform eines erfindungsgemäßen Lagers.

Die Fig. 1 zeigt ein Stützelement B mit einer Bohrung 1, in die eine Muffe 3 eingepreßt ist, die die Form eines dünnen Stahlringes hat, von dem eine ebenfalls aus Stahl bestehende Hülse 6 aufgenommen wird, deren Innenfläche 7 die aussere Lauffläche für einen Kranz von Nadeln 8 bildet, die vorzugsweise von einem Käfig 9 geführt werden und auf der Aussenflache 11 einer Welle A abrollen. Der dünnwandige Ring kann selbstverständlich auch aus ganz anderem Material, sei es Kunststoffmaterial wie z.B. Nylon, sei es ein nicht kunststoff artiges Material, bestehen, wenn es sich nur elastisch deformieren läßt.

Wie in der Hauptpatentanmeldung beschrieben wurde, ist die Hülse 6 entsprechend einem unregelmässigen Profil vorgeformt, das drei zylindrische Segmente a, b, c begrenzt, die sich mit zylindrischen Segmenten p, q, r abwechseln, wobei letztere nach innen hin versetzt sind und sich vorzugsweise über mehr als 60 Winkelgrade erstrecken. Ausserdem weist der Ring nach seinem Einsetzen in die Bohrung 1 veränderliche radiale Abmessungen auf, um. das unregelmässige Profil der Hülse auszugleichen.

Die Fig. 2 zeigt im Längsschnitt die im wesentlichen torische Form 15 des Ringes 3, die durch einen durchgehend gewölbten mittigen Teil 12 bestimmt ist, dessen konvexe Fläche auf der Aussenflache 13 der Hülse aufliegt, und der sich in zwei Seitenteilen 14 fortsetzt, die im entgegengesetzten Sinne ge-

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wölbt sind und deren konvexe Flächen mit der Wand der Bohrung 1 in Berührung stehen. Die mittige Wölbung 12, die im Bereich des mittleren Teils der Wälzkörper die Hülse 6 berührt, gibt dem Ring 3 eine radiale Elastizität. Nach dem Einsetzen des Lagers in die Bohrung 1 ist dieser Ring einer leichten radialen Vorspannung unterworfen.

Unter der Wirkung dieser Beanspruchungen übt die Hülse einen lokalen Druck auf den konvexen Teil 12 des Ringes 3 aus, der in dem von der Oberfläche 13 und der Wand der Bohrung begrenzten Zwischenraum zusammengedrückt wird. Die Ausübung einer Belastung auf eines der Segmente p, q, r der Hülse, beispielsweise auf das Segment q, hat eine Deformation dieses Segmentes und unter der Wirkung des Ringes eine ausgleichende Deformation der komplementären Segmente p, r zur Folge· Diese Federwirkung setzt den Ring in die Lage, der Hülse bei einer radialen Lageveränderung der Welle eine geeignete Stütze zu bieten und verleiht ihm im Grenzfall eine zuverlässige Anlage in der Bohrung. Dementsprechend und gemäß der Erfindung kann dieser elastische Ring, der an der Hülse und insbesondere an deren den verringertes oder zu Null gemachtes Umlaufspiel gewährenden Bereichen anliegt, unter der Wirkung großer Radialbelastungen, die von den Wälzkörpern auf diese Bereiche ausgeübt werden, sich gerade so verformen, daß er über seine ganze Länge oder über den größeren Teil derselben in der Bohrung eine Auflagefläche bildet, so daß in diesem Augenblick die Einheit aus Hülse und sie umfangenden elastischen Ring eine starre Abstützung und eine einwandfreie Begrenzung der elastischen Deformationen sicherstellt, wobei auch eine . so weit wie möglich ausgedehnte Stützfläche für die Wälzkörper gegeben ist, und daß sich die Verhältnisse der angestrebten Absorption der radialen Belastung einstellen.

Die Elastizität des Ringes kann selbstverständlich in der Weise gewählt sein, daß er seine Aufgabe zu erfüllen vermag, wie groß auch immer die Beanspruchung sein mag, der er im Rahmen einer gegebenen Anwendung ausgesetzt ist.

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Wie die Fig. 3 zeigt, wird die Elastizität des Ringes 3 dadurch erhöht, daß seine torische Wand 15 mit Schlitzen 14 oder entsprechenden Ausschnitten versehen wird, die über seine gesamte zwischen seinen Seitenkanten liegenden, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Bereich verteilt sind. Entsprechend einer bevorzugten Ausfiihrungsform verlaufen diese Schlitze, die das Ringmaterial in ihrer ganzen Dicke durchsetzen, schräg zu der Achsrichtung des Ringes.

Es ist selbstverständlich möglich, das gewünschte Ergebnis dadurch zu erhalten, daß Schlitze in Form von z.B. eines T, eines H und so weiter in anderer Ausrichtung und Verteilung vorgesehen werden, ohne daß der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

In dem Bestreben die Hülse im Inneren des Ringes zu halten, kann man (Fig. 2) an wenigstens einer Seitenkante der torischen Wand 15 einen radialen Rand 16 vorsehen, der durchgehend oder unterbrochen verläuft und an dem die Hülse in axialer Richtung zur Anlage kommt. Um nach der Herstellung des Ringes über einem Dorn sein Abziehen von diesem Dorn zu erleichtern, oder um die aus Ring und Dorn bestehende Einheit einpressen zu können ist es mitunter zweckmäßig, nur einen einzigen radialen Rand 16 oder gegebenenfalls an den betreffenden Kanten Ränder ungleicher Größe vorzusehen.

Bei der Variante gemäß Fig. 4 wird der Ring 3 von einem zylindrischen Mantel 17 umgeben, der aus Kunststoff oder vorzugsweise aus Stahl besteht und seinerseits in die Bohrung 1 eingepreßt ist. Darüberhinaus weist der Ring keinen den radialen Rändern 16 gemäß Fig. 2 entsprechenden Rand auf. Die Aufgabe des axialen Haltes, die diese Ränder zu erfüllen haben, wird hier in der einen Richtung von einem radialen Bund 18 des Mantels 17 und in der anderen Richtung von einer Schulter 19 der Welle A übernommen·

Die Fig. 5 schließlich zeigt im Querschnitt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, demgemäß die eine radiale

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Elastizität aufweisende Muffe die Form eines Ringes 21 hat, dessen Umfangsprofil wellenförmig ist und der abwechselnd nach innen gewölbte Teile 22, deren konvexe Oberfläche 23 auf den Segmenten der Hülse aufliegt, wo das Spiel verringert sein soll, und nach aussen gewölbte Teile 24 aufweist, deren konvexe Fläche auf der Wandung der Bohrung 1 zur Anlage kommt. Dieser Ring 21, der eine radiale Vorspannung erhält, weist einen axialen Schlitz 27 auf, der bis zu den Kanten des Ringes hin verläuft.

Ein derartiger Schlitz könnte in gleicher Weise bei dem Ring gemäß den Fig. 1 bis 4 vorgesehen sein.

Die elastische Muffe gemäß Fig. 5 könnte auch eine sehr große Anzahl von wellenförmigen Wölbungen aufweisen, so daß die gewölbten Teile 22 sowohl auf den reduziertes Spiel als auch auf den normales Spiel gewährenden zylindrischen Segmenten des Ringes zur Anlage kommen.

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Claims

Patent an sp r ilch e

1. Radiallager mit einer elastischen Muffe, in deren Innerem eine dünnwandige Hülse gehalten ist, die als Lauffläche für Nadeln oder Rollen dient, eine Elastizität aufweist, aufgrund deren sie sich unter der Wirkung von durch die Wälzkörper auf sie übertragenen Kräften in radialer Richtung deformieren kann und die entsprechend einem unregelmässigen Profil vorgeformt ist, das in Umfangsrichtung abwechselnd zylindrische Segmente, die übliches radiales Spiel zulassen, und nach innen zurückgesetzte zylindrische, mit Bereichen reduzierten oder zu Null gemachten radialen Umfangsspiels zusammenfallende Segmente aufweist, nach Patentanmeldung P 23 37 309.3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Muffe (3) die Form eines dünnwandigen Ringes hat.

2. Radiallager nach Anspruch- 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastizität des dünnwandigen Ringes (3) dadurch zustandekommt, daß seine periphere Wand (15) wenigstens einen gewölbten Teil (12), der wenigstens eine an der Aussenflache (13) der Hülse (6) anliegende konvexe Fläche bildet, und wenigstens eine zur Anlage an der Innenfläche der Bohrung (1) eines Stützelementes (B) bestimmte konvexe Fläche (14) aufweist.

3. Radiallager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3) einen mittigen torisehen Bereich (15) aufweist, der in radialer Richtung in der einen Richtung gewölbt ist und auf der Aussenflache (13) der Hülse (6) aufliegt und sich in zwei Seitenteilen (14) fortsetzt, die in entgegengesetztem radialen Sinn gewölbt sind und eine konvexe Doppelfläche bilden, die an der Wandung der Bohrung (1) anliegt.

4. Radiallager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelle der Anlage des mittleren torischen Teils (12)

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im Mittelbereich der Nadeln (8) oder Rollen liegt.

5. Radiallager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (21) in Umfangsrichtung ein wellenförmiges Profil aufweist, das begrenzt ist durch nach innen gewölbte Teile (22), deren konvexe Oberfläche (23) auf der Hülse (6) aufliegt, und die sich mit nach aussen gewölbten Teilen (24) abwechseln, deren konvexe Oberfläche an der Wandung der Bohrung (1) des Stützelementes (B) anliegt.

6. Radiallager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich in wenigstens einem in Umfangsrichtung erstreckenden Teil der peripheren Wand (15) des Ringes (3) Schlitze (14) oder Ausschnitte befinden, die von Kante zu Kante des Ringes verlaufen.

7. Radiallager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3) eine Mehrzahl von Schlitzen (14) aufweist, die über seine gesamte periphere Wand (15) verteilt sind und schräg zu seiner Achse verlaufen.

8. Radiallager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (15) des Ringes an wenigstens einer ihrer Kanten einen radialen Rand (16) trägt, der durchgehend oder unterbrochen verläuft und an dem die Hülse (6) zur Anlage kommt.

9. Radiallager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge-, kennzeichnet, daß die aus Hülse (6) und Ring (3) bestehende Einheit von einem zylindrischen, beispielsweise aus Kunststoff oder aus Stahl bestehenden zylindrischen Mantel (17) aufgenommen ist, der in die Bohrung (1) des Stützelementes (B) eingepreßt werden kann.

10. Radiallager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (17) wenigstens einen durchgehenden oder unter-

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brochenen radialen Blind (18) aufweist, an dem die aus Hülse (6) und Ring (3) bestehende Einheit zur Anlage kommt.

11. Radiallager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3, 21) durchgehend ausgebildet ist, oder einen axialen Schlitz (27) aufweist.

12. Radiallager nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3, 21) aus Metall, vorzugsweise aus Stahl besteht.

13. Radiallager nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3, 21). aus Kunststoff, beispielsweise aus Nylon besteht.

14. Radiallager nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3, 21) eine radiale Vorspannung hat.

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