DE2642333A1

DE2642333A1 - Waelzlager

Info

Publication number: DE2642333A1
Application number: DE19762642333
Authority: DE
Inventors: Ted Geffner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-11-12
Filing date: 1976-09-21
Publication date: 1977-05-18
Also published as: IT1066685B; JPS5260354A; FR2357775B1; GB1513343A; DE2642333B2; US4025128A; CA1038435A; FR2357775A1; CH614762A5; JPS5614894B2; BR7606498A

Description

Ted Geffner, 48 Park Avenue East, Merrick, New York (V.St.A.)

Wälzlager

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager für geradlinige und Rotationsbewegung, mit einem ersten und einem zweiten Laufbahnkörper, die mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind und von denen einer mit gegenseitigem Abstand angeordnete tragende Flächen aufweist, Wälzkörpern., die sich zwischen c'em ersten und dem zweiten Laufbahukörper bewegen und mit den tragenden Flächen in und außer Eingriff bringbar sind, und einem zwischen den beiden Laufbahnkörpern angeordneten und relativ hierzu beweglichen Käfig, der eine Vielzahl geschlossener Bahnschleifen zum Halten der Wälzkörper zwischen den Laufbahnkörpern au f v/o ist.

Gegenstand der Erfindung bilden also Antifriktions- oder Wälz-

45

I-..tf.. ^;i .-■·'.> !.■! Ui-K₀.

";..■ ■■". ■ ■· >ί..·ιι ^: 7 ίο ;■;

(i;LZ?-i)."o')!(>j -C-fM If!

7·βιθ ß.aN3;·./ 0 2 4 9

IJ'ir'j M-inclienr Π-Λϋ.'ΐ) .\!iincl'.jn "0 8γ!ϊ!·)·γ1>;ιιι-.τ Str-i".· "j 'IVk¹'.-ι Hi-. );f-."j.>S:i

"IVI -τ :'KL-M'.-,".M-

BOEHMERT &BO£HMFRT

lager, wobei das Problem gelöst v/erden soll, eine bessere und gleichmäßigere Kräfteverteilung zwischen den Laufbahnkörpern, die sich relativ zueinander geradlinig und drehend bewegen, zu erreichen.

Lager der gattungsgemäßen Art sind in den US-Patentschriften 3 037 821, 3 582 160, 3 446 540, 3 692 371 und 3 751 121 sowie in der GE-PS 863 497 beschrieben.

Bei den bekannten Lagern sind die kraftübertragenden Lagerelemente oder Wälzkörper auf eine Vielzahl geschlossener Bahnschleifen verteilt, von denen jede wesentlich kürzer ist bzw. eine geringere Erstreckung hat als die tragenden Flächen oder Lagerflächen, mit denen sie in Eingriff kommen. Dementsprechend ist es bei den bekannten Lagern notwendig, ein kompliziertes Abstandsmuster von Laufbahnen vorzusehen, um sicherzustellen, daß die Reibung erzeugenden Lagerkräfte so gleichmäßig, glatt und ebon wie möglich zwischen den Laufbahnkörpern übertragen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager zu schaffen, bei dem die Nachteile der bekannten Wälzlager vermieden werden. Das erfindungsgemäße Lager soll dabei äußerst einfach im Aufbau sein, so daß es leicht und mit geringen Kosten hergestellt werden kann. Komplizierte Anordnungen von Lagerflächen, Wälzkörpern und tragenden Flächen sollen vermieden werden. Das Lager, welches erfindungsgemäß geschaffen werden soll, soll leicht zusammenbaubar sein. Die Lagerkräfte sollen um das Lager gleichmäßiger und besser kontinuierlich und ohne Unterbrechung im wesentlichen über die gesamte effektive Länge des Lagers verteilt sein, wobei das Lager sowohl zur übertragung einer geradlinigen als auch zur Übertragung einer Drehbewegung geeignet sein soll.

— 2 —

709820/0249

EOKHMER Γ <^lk BOE^MERT

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Lager der genannten Art dadurch gelöst, daß jede geschlossene Bahnschleife eine Laufbahn aufweist, durch welche die Wälzkörper vorstehen, so daß sie mit dem ersten und dem zweiten Laufbahnkörper in für eine geradlinige sowie eine rollende Drehbewegung geeigneten Eingriff kommen können; und daß die tragenden Flächen und geschlossenen Bahnschleifen in ungleicher Anzahl vorhanden sind, v/ob ei sich die geschlossenen Bahnschleifen über irr. wesentliche; die gesamte effektive Länge der tragenden Flächen ohne Unterbrechung erstrecken.

Durch die Erfindung wird in vorteilhafter Weise ein Lager geschaffen, bei dem die Kräfte zwischen einer maximal möglichen Anzahl von Lagerpunkten übertragen v/erden. Dabei erfolgt die Kraftübertragung kontinuierlich und ununterbrochen über die effektive Lagerlänge der die Kräfte übertragenden und aufnehmenden Körper. Weiterhin ermöglicht die Erfindung die Übertragung und die Änderung von Kräften zwischen rollenden Lagerelementen oder Wälzkörpern, so daß weder ein einzelner noch eine Gruppe der Wälzkörper die Kräfte zu irgendeinem Zeitpunkt oder in irgendeiner Position aufnehmen muß, wodurch die wirksame Lebensdauer des Lagers vergrößert wird. Die Laufbahnkörper und Käfigelemente das erfindungsgemäßen Lagers können leicht und auf einfache Weise zusammengebaut v/erden. Hierzu ist es besonders vorteilhaft, wenn ein in Segmente unterteilter Käfig verwendet wird, wobei die einzelnen Käfigsegmente in sich abgeschlossene Einheiten mit geschlossenen Bahnschleifen bilden, in denen die Wälzkörper zunächst angeordnet werden können, woraufhin dann die Käfigsegmente leicht zwischen die vorgeformten Laufbahnkörper eingeführt v/erden können, wo sie durch einfache Halteeinrichtungen festgehalten wurden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der

ORIGINAL INSPECTED

709820/0249

BOErLMERT & 80 E.nM EiU

Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung ein Lager nach der Erfindung;

Fig. 2 das in Fig. 1 wiedergegebene Lager in der

Draufsicht, v/ob ei ein Teil weggenommen ist;

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 2;

Fig. 4 ein Käfigsegment nach der Erfindung in der Draufsicht;

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 von Fig. 4;

Fig. δ ein modifiziertes Käfigsegment in der Draufsicht; und

Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 von Fig. 6.

Wie sich sms der Zeichnung, insbesondere aus Fig. 1, ergibt, ist dort ein im ganzen mit dem Bezugszeichen 10 versehenes Wälzlager gezeigt. Das Wälzlager weist innere und äußere Laufbahnkörper 12 bzw. 14 auf. In der Zeichnung ist der innere Laufbahnkörper 12 als Welle wiedergegeben. Für den Fachmann ist es aber klar, daß der innere Laufbahnkörper 12 nicht notwendigerv/eise ein massiver Körper sein muß. Der äiaßere Laufbahnkörper 14 hat die Form eines Gehäuses, welches den inneren Laufbahnkörper 12 über einen Teil seiner Länge umfangsmäßig umgibt. Das Gehäuse 14 kann jede gewünschte axiale Länge haben, je nach dem Anwendungszweck, den es erfüllen soll.

Daraus, daß das beschriebene Lager 10 sov/ohl geradlinige als auch drehbewegungen ausführen soll, geht hervor, daß entweder das Gehäuse 14 odor die Welle i2 sich in Richtung des Pceiles 16 geradlinig b'-Tvagen können. Auf diese Weise "wird ermöglicht, daß dio Viol la 12 um ihre Längsachse rotiert, während das Gehäuse 14 sich geradlinig hierzu bewege, oder aber umgekehrt.

ORIGINAL INSPECTED

709820/0249

BOEHMERT StBOEHMERT

Andererseits ist es aber auch möglich, daß sowohl der innere als auch der äußere Laufbahnkörper eigene, geradlinige Längsbewegungen in Richtung des Pfeiles 16 ausführen. In ähnlicher Weise können entweder einer oder aber beide Laufbahnkörper, nämlich 12 und/oder 14, in Richtung des Pfeiles 18 entweder vollständig oder aber entlang eines Kreisbogens teilweise relativ zueinander drehbar sein.

Für den erfindungsgemäßen Anwendungszweck ist es höchst vorteilhaft, soviele Lagerpunkte wie möglich zwischen dem inneren und dem äußeren Laufbahnkörper vorzusehen. Hierzu ist einer der Laufbahnkörper mit tragenden Flächen 20 versehen. Bei der Erfindung sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die tragenden Flächen 20 an der Innenfläche des äußeren Laufbahnkörpers oder -gehäuses 14 vorgesehen. Die tragenden Flächen 20 können natürlich auch an dem Außenumfang des inneren Laufbahnkörpers 12 vorgesehen sein. Zur Erleichterung der Beschreibung wird jedoch diejenige Anordnung diskutiert, die in der Zeichnung als Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Die tragenden Flächen 20 erstrecken sich über einen beträchtlichen Teil der effektiven Lagerlänge des inneren und des äußeren Laufbahnkörpers, wie aus Fig. 2 am besten hervorgeht. Da die■tragenden Flächen am Innenumfang des Laufbahnkörpers 14 vorgesehen sind, sind sie in der Breite oder im Querschnitt kreisbogenförmig.

Jede der tragenden Flächen 20 ist alternierend von der anderen um den Innenumfang des Laufbahnkörpers 14 durch eine Vielzahl von relativ zueinander alternierend mit Abstand angeordneten Ausnehmungen 22 getrennt, die ebenfalls im Laufbahnkörper 14 vorgesehen sind. Die alternierend angeordneten Ausnehmungen und tragenden Flächen 22 bzw. 20 sind um den Innenumfang des Laufbahnkcrpers 14 kreisbogenförmig angeordnet und erstrecken sich jeweils über wenigstens die volle effektive Lagerlänge des Lagers 10.

709820/0249

BOEHMERT & BOEHMERT

Zv7ischen dem inneren und dem äußeren Laufbahnkörper 12 bzw. sind kraftübertragende Wälzkörper 24 vorgesehen. Die -Wälzkörper 24 haben die Form von Kugeln, die zwischen den Laufbahnkörpern durch einen Käfig, der in den Fig. 4 und 5 im ganzen mit 26 bezeichnet ist, in spezifischer Lagerungsstellung gehalten werden. Der Käfig 26 besteht aus Kreisbogensegmenten, wobei eine hinreichende Anzahl derartiger Segmente vorgesehen ist, um den Raum zwischen dem inneren Laufbahnkörper 12 und dem äußeren Laufbahnkörper 14 vollständig auszufüllen. Jedes Käfigsegment 26 bildet nur einen Teil eines vollständigen Ringes des segmentierten Käfigs 26. Da jedes Käfigsegment 26 denselben Aufbau hat, wird das in den Fig. 4 und 5 dargestellte Käfigsegment nachfolgend im einzelnen beschrieben.

Das Käfigsegment 26 ist langgestreckt ausgebildet, wobei seine Länge wenigstens im wesentlichen gleich der vollen effektiven Länge der tragenden Flächen 20, und darüber, ist. Das Käfigsegment 26, welches in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, weist eine geschlossene Bahnschleife 27 von im wesentlichen ovaler Konfiguration auf. Die Bahnschleife 27 weist zwei Schenkelteile 28a und 28b auf, die relativ zueinander in Kreisbogenrichtung mit Abstand angeordnet sind, jedoch über ihre gesamte Länge im wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Jeder der Schenkel ist an einem Ende durch einen Bogen 30 und am anderen Ende durch einen Bogen 32 mit dem parallelliegenden Schenkel verbunden. Um die Funktionsweise der Schenkel 28 und des Bogens 30 von derjenigen des Bogens 32 unterscheiden zu können, sind, wie in Fig. 5 erkennbar ist, die Schenkel 28a und 28b an ihren gegenüberliegenden radialen Enden offen. Dies gibt die Möglichkeit, daß der kugelförmige Wälzkörper 24, wenn dieser hierin sitzt, über das obere Ende 34 des Käfigs 26 und den Boden 36 des Käfigs 26 vorspringt_{f 3O} daß der Wälzkörper gleichzeitig mit dem äußeren und dem inneren Laufbahnteil 14 bzw. 12 und hierzwischen in Eingriff kommen kann, wenn die Wälzkörper odor Kugeln in den

— 6 —

7098 2 0/0249

BOEHMERT & BOEHMERT

Schenkeln 28a und 28b mit den tragenden Flächen 20 ausgerichtet sind. Aus diesem Grunde v/erden die Schenkel 28, die an ihren entgegenliegenden radialen Enden offen sind, als Lagerbahnen bezeichnet. In ähnlicher Weise wird der Bogen 30 als rückführende Lagerbahn bezeichnet, da er ebenfalls die Möglichkeit gibt, daß die Kugeln 24, die darin sitzen^, oben und unten über die entsprechenden Flächen 34 und 36 des Käfigs 26 vorspringen. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Lagerbahnen 28 denjenigen Teil des gegenüberliegenden Bogens 32 definieren, der an seinem Boden geschlossen, jedoch oben offen ist, wie sich dies aus Fig. 2 ergibt.

Da jedes Käfigsegment 26 im Zusammenwirken mit den Käfigsegmenten einen Teil eines gesamten Ringkäfigs bildet, der zwischen den äußeren und inneren Laufbahnkörpern angeordnet ist, sind die in Längsrichtung verlaufenden Seitenflächen 38 der Käfigsegmente radial in Richtung auf die Längsiüittellinie oder Achse 40 des Lagers winkelmäßig angeordnet. In ähnlicher Weise sind auch die Innenwände jedes der Schenkel oder Laufbahnen 28, mit 42 bezeichnet, angeschrägt, wodurch sich ein Engerwerden der Laufbahnen 28 ergibt, welches verhindert, daß die Wälzkörper 24 aus dem Käfig herausfallen. Die Innenflächen 42 wirken mit den gegenüberliegenden Flächen 44 zusammen. Die Flächen 44 definieren einen Doppelkeil, welcher in einer zentralen Nut 46 endet, welche die Tendenz hat, die Wälzkörper 24 in ihren Laufbahnen in ihrer richtigen Position zu halten. Die beiden angeschrägten Seiten der Flächen 44 wirken mit dem Einzelkeil der Innenfläche 42 zusammen, wodurch eine Dreipunk tabs tut zung für die Wälzkörper in jeder der Laufbahnen 28 geschaffen wird, wie sich dies noch deutlicher in Fig. 3 erkennen läßt.

Jedes Käfigsegment: 26 ist eine in sich abgeschlossene Einheit, zusammen mit den WälzkÖrpern 24, die darin gehalten sind, und zwar über die gesamte Länge des Käfigs. Jeder der Wälzkörper 24 kann vorab in das Käfigsegirant 26 eingesetzt werden, woraufhin

709820/0249

BOEHMERT & BOEHMERT

dann das Käfigsegment 26 leicht und rasch in den Umfangs-Ringraum zwischen dem inneren Laufbahnkörper 12 und dem äußeren Laufbahnkörper 14 eingesetzt v/erden kann. Aus der Darstellung von Fig. 2 ist erkennbar, daß jedes einzelne, zusammengebaute Käfigsegment 26, welches seinen kompletten Wälzkörper- oder Kugelsatz 24 trägt, dadurch eingesetzt v/erden kann, daß das Käfigsegment in den Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Laufbahnkörper gleitend soweit eingeführt wird, bis das Käfigsegment 26 anschlägt und durch einen Verschlußring 48 angehalten wird.

Da die kugelförmigen Wälzkörper 24 durch ihre jeweils zugeordneten Käfigsegmente 26 leicht abgestützt und gehalten werden, lassen sie sich solange, bis der Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Laufbahnkörper 12 bzw. 14 vollständig mit zusammengebauten Käfigsegmenten und Wälzkörpern gefüllt ist, leichter und bequemer handhaben. Zu diesem Zeitpunkt hingegen läßt sich das entgegengesetzte Ende des Lagers 10 durch einen Haltekäfig 50 abschließen, welcher, ähnlich dem Verschlußring 48, in einer einfachen Kerbe 52 sitzen kann, die in dem Gehäuse 14 vorgesehen ist. Das Zusammenwirken des Verschlußringes 48 und des Haltekäfigs 50 verhindert, daß die Käfigsegmente aus der zwischen dem inneren und dem äußeren Laufbahnkörper gelegenen Position verschoben werden. In der Praxis können sowohl der Verschlußring 48 als auch der Haltekäfig 50 Wischerdichtungen sein, die an dem inneren Laufbahnkörper 12 streifend anliegen. Dementsprechend kann man davon ausgehen, daß der Raum 54 zwischen dem Verschlußring 48 und dem Haltekäfig 50 einerseits und dem inneren Laufbahnkörper 12 anderernseits dazu dient, die Schleifkörper dieser Bauteile aufzunehmen, wodurch die Innenkonstruktion des Lagers 10 gegen äußere schädliche Einflüsse abgeschlossen wird.

Um ein freies Rollen und Bewegen der Wälzkörper 24 in leichter und glatter Form entlang der geschlossenen Bahnschleife 27

709820/0249

BOEHMERT 8z BOEHMERT

der jeweiligen Käfigsegmente 26 ohne Beschränkung und ohne Begrenzung zu ermöglichen, weist ein Ende des äußerer! Gehäuse 14 im Bereich des Rücklaufbogens 30 eine Ausnehmung 56 .auf. Dies gibt die Möglichkeit, daß die Wälzkörper 24 sich in der Weise durch den Rücklaufbogen 32 bewegen, daß sie nur mit einem der Laufbahnkörper, nämlich 12, in Eingriff kommen, nicht aber mit dem äußeren Laufbahnkörper 14 in Lagereingriff stehen. Demzufolge arbeiten die Wälzkörper in der Nachbarschaft des Umkehrbogens 30 nicht als Lastabstützung. Bewegen sich die Wälzkörper aber über die Ausnehmung 56 hinaus und kommen in den Bereich der Schenkelbahnen 28, so wirken sie als lastabstützende Elemente, vorausgesetzt, daß sie mit einer der tragenden Flächen 20 ausgerichtet sind.

Das entgegengesetzte Ende des äußeren Laufbahnkörpers 14 weist in ähnlicher Weise eine Ausnehmung 58 auf. Ein Teil der Ausnehmung 58 steht mit den kugelförmigen Wälzkörpern nicht in Eingriff, wenn diese sich zu Anfang in den Bogen 32 und aus diesem heraus bewegen,sondern dadurch, daß der Bogen 32 in der in Fig. !gezeigten Weise schräg ausgebildet ist, kommen die Wälzkörper 24 am höchsten Abschnitt des Bogens zwischen der Fläche des Bogens 32 und der gegenüberliegenden Fläche der Ausnehmung 58 des äußeren Laufbahnkörpers 14 in Eingriff. Diese Anordnung führt dazu, daß die Wälzkörper dann, wenn sie sich entlang des höchsten Punktes, des Bogens 32 bewegen, ihre jeweiligen Käfige 26 dazu bringen, daß diese sich in einer Richtung bewegen, welche der Strömungs-oder Bewegungsrichtung der Wälzkörper 24 entspricht.

Obwohl die Käfigsegmente 26, wie sie vorstehend beschrieben sind, als Segment eines Ringes gezeigt sind, wobei also eine Vielzahl derartiger Käfigsegmente notwendig ist, um einen vollständigen Kreisring aus Käfigsegmenten zwischen dem inneren und dem äußerer. Laufbahnkörper zu ergeben, ist doch zu bemerken, daß die seg-

709820/0249

ßOEHMERT & BOEHMERT

πΤ

mentierten Käfige in der Praxis auch durch einen Käfig in Form eines durchlaufenden Ringes ersetzt werden können. Natürlich sind derartige durchlaufende Käfigringe etwas schwerer mit den Wälzkörpern 24 beim Zusammenbau zu füllen. Dies stellt aber allgemein kein Problem dar, da das teilweise Einführen eines Ringkäfigs die Möglichkeit gibt, Wälzkörper 24 schnell und ohne Schwierigkeiten in die geschlossenen Bahnschleifen einzuführen. Demgemäß liegt es innerhalb des Erfindungsgedankens, einen Ringkäfig 26 in Form eines durchlaufenden Ringes zu verwenden, anstelle der segmentierten Käfige, die vorstehend beschrieben und in der Zeichnung dargestellt sind. Ein einzelner Käfig in Form eines durchlaufenden Ringes würde das Aussehen und die Konfiguration des zusammengesetzten Käfiges 26 von Fig. 3 haben. Während aber der Käfig, welcher in Fig. 3 gezeigt ist, separate Segmente 26 aufweist, die relativ zueinander bewegbar sind, kann man sich auch vorstellen, daß die Darstellung den einzigen, ringförmigen, durchgehenden Käfig darstellt, wobei die Segmente an den Seitenflächen 38 miteinander verbunden sind. Demzufolge würde eine getrennte Darstellung und Erläuterung eines Käfiges 26 in Form eines durchlaufenden Ringes nur die Darstellung von Fig. 3 wiederholen, so daß diese Darstellung als überflüssig erscheint.

Ob nun ein Käfig 26 in Form eines durchlaufenden Ringes oder aber ein segmentierter Käfig 26 dex^v beschriebenen und dargestellten Form verwendet wird, in jedem Fäll ist die 'Längserstreckung der Schenkelbahnen 28a und 28b derart, daß sich eine kontinuierliche und ununterbrochene Längserstreckung ergibt, wobei die Längserstreckung im wesentlichen über die gesamte effektive Länge jeder der tragenden Lagerflächen 20 geht. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß eine einzige,- geschlossene Bahnschleife 27, von der die Schenkbahnen 28 einen Teil bilden, eine maximale Anzahl von kraftübertragenden Kontaktpunkten zwischen dem inneren und dem äußeren Laufbahnkörper ergibt. Aus diesem Grunde besteht keine Notwendigkeit für eine komplizierte Anordnung ge-

- 10 -

709820/0249

BOEHMERT & BOEHMERT

schlossener Bahnschleifen zwischen dem inneren und dem äußeren Laufbahnkörper, wie dies bei bekannten Wälzlagern bisher erforderlich war.

Vergegenwärtigt man sich die vorstehende Beschreibung, so ergibt sich,, unabhängig davon, ob der Käfig 26 aus einem vollständigen Ring aus separaten, kreisbogenförmigen Käfigsegmenten 26 besteht, wie in Fig. 4 und 5 dargestellt ist, oder ob ein Käfig in Form eines einzigen, durchgehenden Ringes verwendet wird, die Vielzahl von geschlossenen Bahnschleifen 27, die jeweils "die beiden vorstehend beschriebenen, im wesentlichen parallelen, in Längsrichtung sich erstreckenden Schenkelbahnen 28a und 28b aufweisen. Die in Längsrichtung verlaufenden Zentrallinien der kugelförmigen Wälzkörper 24, die sich entlang der Längserstreck^,·j der Schenkel 28a und 28b erstrecken, sind voneinander in jeder geschlossenen Bahnschleife 27 um einen Abstand entfernt, der kreisbogenförmig und größer als die Kreisbogenbreite jeder der lagernden, tragenden Flächen 20 ist.

Anders ausgedrückt, die Bogenbreite der tragenden Flächen 20 ist kleiner als der Abstand zwischen den Zentrailinien der Schenkelbahnen 28a und 28b jeder jeweiligen geschlossenen Bahnschleife 27, so daß die Wälzkörper 27 in beiden Schenkelbahnen 28a und 28b ihrer jeweiligen geschlossenen Bahnschleife 27 nicht gleichzeitig zwischen dem inneren und dem äußeren Laufbahnkörper in Eingriff kommen können. Es ist nämlich klar, daß es zu keiner gegebenen Zeit während der Operation des Lagers 10 möglich ist, daß die Wälzkörper 24 in einein der Bahnschenkel mit einer tragenden Fläche 20 zur selben Zeit in Eingriff kommen, wie die Wälzkörper 24 in dem anderen, mit Abstand angeordneten Bahnschenkel 28 derselben geschlossenen Bahnschleife dies tun. Dementsprechend ergibt sich, daß die Wälzkörper 24 einer der Bahnschenkel 28 jeder geschlossenen Bahnschleife außer Eingriff hinsichtlich einer tragenden Fläche 20 sein müssen, wenn die Wälzkörper 24 des anderen, entsprechenden Bahnschenkels 28 derselben geschlossenen Bahnschleife 27 mit einer tragenden

- 11 -

709820/0249

BOEHMERT & BOEHMERT .

Fläche 20 in Lagereingriff stehen.

Die oben beschriebene Anordnung ist notwendig. Wenn die rollenden Wälzkörper oder Lagerelemente in den beiden Bahnschenkeln 28a und 28b derselben geschlossenen Bahnschleife 27 nämlich gleichzeitig mit einer.oder mehreren tragenden Flächen 20 in Eingriff kämen, so würden die Wälzkörper und die tragenden Flächen gegen eine relative geradlinige Längsbewegung, verriegelt, so daß sich keine freie "Wälzkörperströmung" 24 innerhalb der jeweiligen geschlossenen Bahnschleife ergäbe- Hierdurch würden der innere und der äußere Laufbahnkörper verriegelt, so daß keine Relativbewegung mehr möglich und die. Wirkung des Wälzlagers verhindert würde. Dadurch, daß die Bogenbreite der tragenden Flächen 20 kleiner ist als dar Abstand der Zentrallinien der Bahnschenkel 28a und 28b derselben geschlossenen Bahnschleife 27, ist es für die Wälzkörper in den beiden Bahnschenkeln 28a und 28b einer geschlossenen Bahnschleife unmöglich, gleichzeitig zwischen dem inneren und dem äußeren Laufbahnkörper in Eingriff zu kommen.

Infolge der vorstehend beschriebenen Anordnung der tragenden Flächen 20 und der Bahnschenkel 28, entlang welcher die Wälzkörper 24 "strömen", ist die Anzahl der tragenden Flächen 20 ungleich der Anzahl der geschlossenen Bahnschleifen 27, nämlich entweder größer oder kleiner. Dies gibt die Möglichkeit, die Bogenbreitenerstreckung der tragenden Flächen 20 relativ zu den Sentrallinien der Bahnschenkel 28 jeder geschlossenen Bahnschleife 27 und ebenfalls relativ zu den Sontrallinien der Bahnschenkpl 28 der nächsten, benachbarten geschlossenen Bahnschleife 27 in der oben beschriebenen Weise zu definieren.

Als Ergebnis der Ungleichheit in der Anzahl der tragenden Flächen 20 und der geschlossenen Bahnschleifen 27 könnten beispielsweise immer wenigstens .sieben tragende Flächen 20 und

- 12 -

709820/0249

BOEHMERT & BOEHMERT

acht geschlossene Bahnschleifen 27 oder aber neun tragende Flächen 20 und acht geschlossene Bahnschleifen vorgesehen sein. Durch die Verwendung derartiger Kombinationen ergibt sich zu allen Zeiten ein Minimum von wenigstens sechs gleichmäßig verteilten Lager-Kontaktpunkten zwischen den Wälzkörpern 24 und dem inneren. Laufbahnkörper 12 sowie dem äußeren Laufbahnkörper 14. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Kräfte zwischen den Laufbahnkörpern im wesentlichen vollständig ununterbrochen über die gesamte Länge der tragenden Flächen 20 in Umf angsr.i chtung gleichmäßig . verteilt bleiben. Dies bedeutet, daß die Lagerkräfte, die an einem Längsabschnitt des Lagers 10 übertragen werden, dieselben sind, wie diejenigen, die auf alle anderen Längsabschnitte des Lagers 10 verteilt sind. Weiterhin wird sichergestellt, daß die Kräfte gleichmäßig zwischen den einander gegenüberliegenden Lagerflächen des inneren Laufbahnkörpers 12 und des äußeren Laufbahnkörpers 14 verteilt sind.

Wenn das Lager 10 eine tragende Fläche 20 weniger aufweist, als geschlossene Bahnschleifen 27 vorgesehen sind, kann die Bogenersteckung jeder tragenden Fläche 20 größer sein als der Relativabstand zwischen der Zentrallinie eines Bahnschenkels 28a oder 28b einer geschlossenen Bahnschleife 27 und einem nächsten, benachbarten Bahnschenkel 28a oder 28b einer nächsten, benachbarten geschlossenen Bahnschleife. Mit anderen Worten, der Relativabstand zwischen den benachbarten Bahnschenkeln 27 ist kleiner als die Bogenerstreckung der tragenden Flächen 20.

Wenn mehr tragende Flächen 20 als geschlossene Bahnschxeifen 27 vorhanden sind, so empfliehlt es sich, daß die BogenerStreckung jeder tragenden Fläche nicht größer ist als der Relativabstand zwischen der Zentrallinie eines Bahnschenkels 28a oder 28b einer geschlossenen Bahnschleife und einem nächsten, benachbarten Bahnschenkel· 28a oder 28b einer nächsten, benachbarten geschlossenen Bahnschleife. Mit anderen Worten, der Relativabstand zwischen benachbarten Bahnschenkeln benachbarter Bahnschleifen 27 sollte

- 13 - .

709820/0249

BOEHMERT & BOEHMERT

größer sein als die BogenerStreckung der tragenden Flächen 20.

Bei dem in Fig. 4 und 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der in Segmente unterteilte Käfig 26 im Spritzguß hergestellt - Indem derartige segmentierte Käfige im Spritzguß hergestellt werden, ist es möglich, dieselben in großen Mengen mit geringen Kosten zu produzieren, wobei enge Dimensionstoleranzen eingehalten v/erden können. Unter Bezugnahme auf das in den Fig. 6 und 7 dargestellte Käfigsegment 126 hingegen ist zu beachten, daß daselbe leicht durch Stanzen aus einem Metallblech mit geringen Kosten hergestellt werden kann.

Bei dieser Herstellungsweise ergibt sich ein Käfigsegment 126, welches im wesentlichen mit dem spritzgegossenen Käfigsegment 26, welches vorstehend beschrieben worden ist, übereinstimmt, mit der Ausnahme, daß die Flächen 44 eine geradlinig schrägverlaufende Wand aufweisen, die im wesentlichen radial in .'demjenigen der Flächen 42 entgegengesetztem Sinn verlaufen, so daß die Flächen 42 und 44 miteinander zusammenwirkend sich an ihren radial gerichtet.am weitesten unten liegenden Punkten. einander nähern. Hieraus ergibt sich eine sich verengende Öffnung, durch welche die Wälzkörper 24 nicht herausfallen können, sondern die Wälzkörper werden durch die Käfigsegmente festgehalten. Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Verwendung spritzgegossener oder gestanzter Käfigsegmente 126 bzw. 26 eine Sache der freien Wahl ist, je nach dem, welche Produktionsweise mit größerem Vorteil angewendet, werden kann.

Vorstehend sind anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele grundlegende, neuartige Merkmale der Erfindung beschrieben und dargestellt worden. Es ist aber klar, daß innerhalb des Erfindungsgedankens zahlreiche Abwandlungen, Weglassungen und Ausgestal-

- 14 -

709820/0249

BOEHMERT & BOEHMERT

tungen sowohl der Form als auch der Konstruktionsdetails sowie schließlich in der Wirkungsweise möglich sind, ohne daß diese im Bereich des Könnens des Durchschnittsfachmanns liegenden Änderungen aus dem Schutzbereich der Erfindung herausführen würden.

- 15 -

709820/0249

BOEHMERT & BOEHMERT

*. Akte: G

•te.

BEZUGS ZEI GHEiTLIS TS (LIST OF REFSREKvOE InüMSRALS)

1	Wälzlager	1
P		2
	innerer Laufbahnkörper (Welle)	3
4		4
5	äußerer Laufbahnkörper (Gehäuse)	5
6		6
7	Pfeil	7
8		8
9	Pfeil	9
10		10
11	tragende Fläche	11
12		12
15	Ausnehmung	13
14		14
15	Wälzkörper	15
16		16
17	Käfigsegment	17
18	Bahnschleife	18
19	, b Bahnschenkel	19
20		20
21	Rücklaufbogen	21
22	22
23	23
24	24
25	25
Pf,	26
27	27
28 a	28
29	• 29
50	30

709820/0249

BOEHMERT & BOEPiMERT

3'¹	Rück! aufbogt	31
32		32
33	oberes Ende	33
•54		54
*.=;	Boden	35
56		36
37	Seitenfläche	37
33		38
39	Achse	39
40		40
41	Innenfläche	41
42		42
45	Fläche	45
44		44
4-5	Nut	45
46		46
47	Verschlußring	47
48		48
49	Haltekäfig	49
50		50
51	Kerbe	51
52		52
53	Raum	53
54		54-
55	Ausnehmung	55
56		56
57	Ausnehmung	57
53		58
59		59
60		60
61		61
62		62
63		63
64		64
65	65

709820/0249

BOEHMERT & BOEHMERT

101	101
102	102
103	'103
104	104
105	105
106	106
107	107
108	108
109	109
110	110
111	111
112	112
113	113
114	114
115	115
116	116
117	117
118	118
119	119
120	120
121	121
122	122
123	123
124	124
125	125
126 Käfigsegraent	126
127	127
128	128
129	129
130	130
131	131
132	132
133	133
134	134
135	135

709820/0249

Leerseite

Claims

BOEHMERT & BOEHMERT

G 147

ANSPRÜCHE

/ 1J Wälzlager für geradlinige und Rotationsbewegung, mit einem ersten und einem zweiten Laufbahnkörper, die mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind und von denen einer mit gegenseitigem Abstand angeordnete tragende Flächen aufweist, Wälzkörpern, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Laufbahnkörper bewegen und mit den tragenden Flächen in und außer Eingriff bringbar sind, und einem zwischen den beiden Laufbahnkörpern angeordneten und relativ hierzu beweglichen Käfig, der eine Vielzahl geschlossener Bahnschleifen zum Halten der Wälzkörper zwischen den Laufbahnkörpern aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jede geschlossene Bahnschleife (27) eine Laufbahn (28a, 28b, 30, 32) aufweist, durch welche die Wälzkörper (24) vorstehen, so daß sie mit dem ersten (12) und dem zweiten Laufbahnkörper (14) in für eine geradlinige sowie eine rollende Drehbewegung geeigneten Eingriff kommen können; und daß die tragenden Flächen (20) und geschlossenen Bahnschleifen (27) in ungleicher Anzahl vorhanden sind, wobei die geschlossenen Bahnschleifen (27) über im wesentlichen die gesamte effektive Länge der tragenden Flächen (20) ohne Unterbrechung erstrecken.
2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbahnkörper (12, 14) ringförmig und koaxial zueinander angeordnet

709820/0249

BOEHMERT & BOEHMERT

sind; daß die tragenden Flächen (20) durch Ausnehmungen (22), die in dem einen Laufbahnkörper (14) vorgesehen sind/ mit gegenseitigem Bogenabstand angeordnet sind; und daß die Laufbahn einer geschlossenen Bahnschleife (27) von der Laufbahn der nächsten, benachbarten geschlossenen Bahnschleife mit einem Relativabstand angeordnet ist, der kleiner ist als die Erstreckung jeder der tragenden Flächen (20).
3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (26) ringförmig und koaxial zwischen den beiden Laufbahnkörpern (12, 14) in der Weise angeordnet ist, daß der Käfig relativ zu den tragenden Flächen (20) und den Ausnehmungen (22) des einen Laufbahnkörpers &14) frei drehbar und relativ zu dem anderen (12) der Laufbahnkörper (12, 14) geradlinig bewegbar ist.
4. Lager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig eine Vielzahl von gebogenen, relativ zueinander beweglichen Segmenten (26) aufweist, die zwischen den beiden Laufbahnkörpern (12, 14} derart koaxial angeordnet sind, daß sie relativ zu dem einen Laufbahnkörper (24) drehbar und relativ zu dem andern Laufbahnkörper (12) geradlinig bewegbar sind.
5. Lager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß jede geschlossene Bahnschleife (27) zwei Laufbahnen (28a, 28b) aufweist, von denen jede von der anderen einen Relativabstand hat, der größer ist axs die Bogenerstreckung jeder der tragenden Flächen (20).
6. Lager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den einander gegenüberliegenden Enden jeder der geschlossenen Bahnschleifen (27) Rücklaufbögen (30, 32) vorgesehen sind, welche die Laufbahnen (28a, 28b) der jeweiligen geschlossenen Bahn-

709820/0249

BOEHMERT & BOEHMERT

schleife (27) miteinander verbinden; und daß einer der koaxialen Laufbahnkörper (12, 14) an den einander gegenüberliegenden Rücklaufbögen (30, 32) der geschlossenen Bahnschleifen (27) eine ringförmige Ausnehmung aufweist, welche die unbehinderte Bewegung der Wälzkörper (24) um die Rücklaufbögen (30, 32) zwischen den Laufbahnkörpern (12, 14) ermöglicht.
7. Lager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Käfig eine Vielzahl von gebogen ausgebildeten, relativ zueinander beweglichen Segmenten (26) aufweist, von denen jedes eine der geschlossenen Bahnschleifen

(27) besitzt.
8. Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den einander axial gegenüberliegenden Enden eines der Laufbahnkörper (12, 14) Verschlußeinrichtungen (48, 50) zum Festhalten der Käfige (26) hierzwischen vorgesehen sind.
9. Lager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtungen Wischerdichtungen (48, 50) sind, die an einem der Laufbahnkörper (12, 14) angebracht sind und mit dem anderen der Laufbahnkörper in Wischeingriff stehen.
10. Lager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die tragenden Flächen (20) voneinander durch Ausnehmungen (22) mit gegenseitigem Abstand getrennt sind, welche in dem einen Laufbahnkörper (14) vorgesehen sind; und daß der Relativabstand zwischen benachbarten Laufbahnen (28a, 28b) benachbarter geschlossener Bahnschleifen (27) größer ist als die BogenerStreckung der tragenden Flächen (20).
11. Lager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein innerer (12) und ein äußerer Laufbahnkörper (14) rund ausgebildet und für kreisbogenförmige und

709820/0249

BOEHMERT & BOEHMERT

geradlinige Relativbewegung angeordnet sind; daß einer der Laufbahnkörper (14) miteinander abwechselnde tragende' Flächen 20 und Ausnehmungen (22) aufweist; daß zwischen den Laufbahnkörpern (12, 14) Wälzkörper (24) angeordnet sind; daß ein Käfig (26) bestimmte Wälzkörper (26) koaxial zwischen den Laufbahnkörpern (12, 14) beweglich in der Weise hält, daß die jeweiligen Wälzkörper in einer aus einer Vielzahl von geschlossenen Bahnschleifen (27) angeordnet sind, in der die jeweiligen Laufbahnen (28a, 28b) gegenseitigen Abstand aufweisen; daß jede geschlossene Bahnschleife (27) wenigstens zwei mit gegenseitigem Relativabstand angeordnete Laufbahnen (28a, 28b) aufweist, durch welche die Wälzkörper (24) zum Lagereingriff zwischen den Laufbahnkörpern (12, 14) vorspringen; und daß die Anzahl der geschlossenen Bahnschleifen (27) und der tragenden Flächen (20) voneinander verschieden sind, wobei der Relativabstand zwischen der Zentrallinie jeder Laufbahn (28a, 28b) der jeweiligen geschlossenen Bahnschleife (27) größer ist als die Erstreckung der jeweiligen tragenden Fläche (2o).
12. Lager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossenen Bahnschleifen (27) sich im wesentlichen über die gesamte effektive Lagerlänge der jeweiligen tragenden Flächen (20) erstrecken; und daß die Laufbahnen 28a, 28b) jeder der jeweiligen geschlossenen Bahnschleifen (28) durch einen Rücklaufbogen (30, 32) an einem der Enden der Laufbahnen (28a, 28b) verbunden sind, durch den die Wälzkörper zwecks Eingriff mit nur einem der Laufbahnkörper (12, 14) vorspringen können.
13. Lager nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch koaxial angeordnete, innere und äußere Laufbahnkörper (12, 14), die so angeordnet sind, daß sie sich relativ zueinander sowohl geradlinig als auch drehend bewegen können; Wälzkörper (24), die zwischen den Laufbahnkörpern (12, 14) angeordnet sind und mit diesen in Lagereingriff treten können; einen

709820/0249

BOEHMERT & BOEHMERT

Käfig (26) , welcher die Wälzkörper (24) beweglich in einer Vielzahl von jeweils geschlossenen Bahnschleifen (27) hält, die koaxial zwischen den Laufbahnkröpern (12, 14) vorgesehen sind und sich relativ zu den Laufbahnkörpern geradlinig und drehend bewegen können; tragende Flächen (20) und nicht-tragende Ausnehmungen (22) , die alternierend in einem der Laufbahnkörper (14) vorgesehen sind und mit denen die Wälzkörper (24) in Lagereingriff und außer Lagereingriff kommen können; und eine in jeder der geschlossenen Bahnschleifen (27) vorgesehene Laufbahn (28a , 28b), durch welche die Wälzkörper (24) in der jeweiligen, geschlossenen Bahnschleife vorspringen, so daß sie mit den Laufbahnkörpern (12, 14) in Eingriff kommen, wobei die.Laufbahn einer geschlossenen Bahnschleife (27) von der Laufbahn der nächsten, benachbarten Bahnschleife (27) einen Abstand hat, der von der BogenerStreckung jeder der tragenden Flächen (20) verschieden ist, und wobei die Anzahl der geschlossenen Bahnschleifen (27) und der tragenden Flächen (20) nicht übereinstimmt.
14. Lager nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (26) zwischen den Laufbahnkörpern (12, 14) drehbar und relativ zu einem der Laufbahnkörper geradlinig bewegbar ist; und daß sich die geschlossenen Bahnschleifen (27) jeweils kontinuierlich und ununterbrochen im wesentlichen über die gesamte effektive Lagerlänge der tragenden Flächen (20) erstrecken.
15. Lager nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede geschlossene Bahnschleife (27) zwei miteinander durch Rücklaufbögen (30, 32) verbundene Laufbahnen (28a, 28b) aufweist, wobei die Zentrallinien der beiden Laufbahnen einer jeden der geschlossenen Bahnschleifen (27) einen gegenseitigen Relativabstand auf v/eisen, der größer ist als die Erstreckung jeder der tragenden Flächen (20).

709820/0249

BOEHMERT & BOEHMERT
16. Lager nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch innere und äußere, runde, koaxial angeordnete Laufbahnkörper (12, 14), welche beide Lagerflächen aufweisen; einen Käfig (26), der eine Vielzahl geschlossener Bahnschleifen (27) aufweist, durch welche der Fluß der Wälzkörper (24) entlang der Laufbahnen zwischen den Laufbahnkörpern geführt ist, wobei der Käfig relativ zwischen den Laufbahnkörpern und geradlinig relativ zu einem der Lauftahnkörper beweglich ist; eine Vielzahl von Kugel-Wälzkörpern (24) in jeder der geschlossenen Bahnschleifen (27); und zwei in jeder der geschlossenen Bahnschleifen (27) vorgesehene Laufbahnen (28a, 28b), durch welche die darin sich bewegenden Wälzkörper (24) zum simultanen Eingriff mit jedem der Laufbahnkörper (12, 14) über im wesentlichen die gesamte effektive Lagerlänge der jeweiligen tragenden Flächen (20) vorspringen, wobei die Lagerflächen an einem der Laufbahnteile so angeordnet sind, daß kein Lagereingriff mit den Lagerflächen in wenigstens einer der Laufbahnen (28a, 28b) jeder der geschlossenen Bähnschleifen (27) besteht, und die Laufbahnen (28a, 28b) sich im wesentlichen über die gesamte wirksame Länge der Lagerflächen (20) erstrecken.
17. Lager nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jede geschlossene Bahnschleife (27) einen Rücklaufbogen (30, 32) aufweist, welcher die beiden Laufbahnen (28a, 28b) der jeweiligen geschlossenen Bahnschleife (27) miteinander verbindet, so daß die Wälzkörper (24) sich entlang des Bogens bewegen und hierdurch in Eingriff mit wenigstens einen der Laufbahnkörper (12, 14) sich erstrecken können.
18. Lager nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerflächen (20) so angeordnet sind, daß sie mit den Wälzkörpern (24) in benachbarten Laufbahnen (2Ca, 28b) benachbarter geschlossener Bahnschleifen (27) in Lagereingriff kommen.

— O —

709820/0249

BOEHMERT & BOEHiMERT
19. Lager nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerflächen (20) so angeordnet sind, daß Lagereingri'ff mit den Wälzkörpern (24) in nur einer der beiden Laufbahnen (28a_f 28b) jeder geschlossenen Bahnschleife (27) besteht, während mit den Wälzkörpern (24) in einer benachbarten Laufbahn einer benachbarten geschlossenen Bahnschleife kein Lagereingriff vorhanden ist.

709820/0249