DE3305768C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Lager der obengenannten Art sind seit vielen Jahren in Benutzung. So gibt es seit langem Schwenklager, bei denen die Kugeln durch sogenannte Zwischen­ stücke auf Abstand gehalten werden. Die Schulter­ spalte sind dabei ungenutzt, weswegen die Laufringe hohe Schultern und die Laufbahnen große Druckwinkel aufweisen können. Die Übertragung von großen Axial­ kräften und Kippmomenten wird dadurch zwar möglich, doch werden die daraus resultierenden unterschied­ lichen Kugelgeschwindigkeiten von den Zwischen­ stücken nicht abgefangen, so daß Umfangskräfte entstehen, die die Kugeln über die Zwischenstücke abbremsen. Die abgebremsten Kugeln schlupfen auf den Laufbahnen und tragen zu erhöhtem Verschleiß bei. Ferner wird von den abgebremsten Kugeln ein Stau eingeleitet, auf den weitere Kugeln auflaufen, so daß die Bremskraft zunehmend erhöht wird. Diese Summierung von Umfangskräften bewirkt einen "Zu­ zieheffekt", weshalb das Lagerdrehmoment stark schwanken kann. Das Einsatzgebiet eines Vierpunkt­ lagers mit Zwischenstücken beschränkt sich deshalb auf Schwenkbewegungen mit kleinen Schwenkwinkeln, da bereits bei Schwenkbewegungen von mehr als 180° Zuzieheffekte auftreten können. Ferner weisen die Zwischenstücke eine als Spritzteil sehr ungünstige Form auf, so daß diese unter dem Einfluß von Eigen­ spannungen und im Betrieb auftretenden Kräften zum Bruch neigen. Zwischenstücke werden deshalb bereits zum größten Teil aus Halbzeugen herausgearbeitet, was jedoch sehr aufwendig und teuer ist. Damit diese Nachteile vermieden werden, besteht die Möglichkeit, ein Vierpunktlager mit Käfig zu verwenden. Diese Käfige, als Ringe oder Ringsegmente ausgebildet, weisen, um eine gewisse Stabilität zu erreichen, relativ große Querschnitte auf und sind in den Schulterspalten geführt, wobei z. B. die Segmente aus der DE-OS 31 13 911 mehr als eine Kugel umfas­ sen, damit diese von den Kugeln gehalten werden und sich nicht verdrehen können. Durch den bei Verwen­ dung von ebenen Segmenten relativ großen Platzbedarf im Schulterspalt werden die Laufbahnen für die Kugeln verkleinert. In den Laufbahnen sind deshalb keine großen Druckwinkel zur Übertragung überwiegen­ der Axiallasten möglich, weshalb eine derartige Lagerausführung auf Anwendungsfälle für überwiegend radial belastete Vierpunktlager beschränkt bleibt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Vierpunkt­ lager der eingangs genannten Art so weiterzuver­ bessern, daß es auch für Anwendungsfälle mit über­ wiegenden Axiallasten geeignet ist, ohne daß Zu­ zieheffekte auftreten.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs dargestellt. Die Ansprüche 2 und 3 enthalten spezielle Ausgestaltungen.

Durch die schmalen, gegeneinander versetzten Schul­ terspalte kann zumindest in eine Richtung ein großer Druckwinkel vorgesehen werden, so daß haupt­ sächlich große Axialkräfte und auch Kippmomente übertragen werden können. Da die Segmente jeweils nur eine Kugel umschließen, können sie trotz ebener Gestalt für verschieden große Lagerdurch­ messer verwendet werden. Die ebene Gestalt der Segmente bewirkt wegen der Biegemöglichkeit zusätzlich einen Dämpfungseffekt in Umfangsrich­ tung. Durch die versetzten Führungslaschen ist es möglich an den Segmenten zumindest auf einer Seite einen Absatz anzubringen, wodurch die Dicke der Segmente trotz geringer Schulterspalte relativ groß gehalten werden kann. Die neuen Käfigsegmen­ te in einem solchen Vierpunktlager bieten für jeden Anwendungsfall, in dem überwiegend Axial­ kräfte auftreten, gravierende Vorteile, unabhängig davon, ob das Lager schnell umläuft oder ob lediglich Schwenkbewegungen auftreten. Sie können daher universell verwendet werden und es ist nicht notwendig, zwei Lagerarten mit doppelter Fertigung und Lagerhaltung bereitzustellen. Weiterhin ist es möglich, bei axial sehr hoch belasteten Lagern klein dimensionierte Ausführungen zu verwenden. Die Segmente, die sich im Gegensatz zu den Zwi­ schenstücken eigenspannungsfrei spritzen lassen, berühren sich in Umfangsrichtung, so daß sich die Kugeln in den Segmenttaschen auch bei Umfangs­ kräften, die durch Vor- oder Nacheilen der Kugeln auftreten, frei drehen können. Gleitbewegungen der Kugeln auf den Laufbahnen werden dabei ausge­ schlossen. Stark schwankende und hohe Lager­ reibmomente mit hohen Lagertemperaturen treten nicht auf, weil Zwangskräfte vermieden werden.

Nach einer bevorzugten Ausführung besitzen die Segmente verdickte bzw. wulstartige Enden, wodurch bei variablen Lagerdurchmessern eine gute Führung der Segmente mit Minimalflächenberührung bewirkt wird, ohne daß eine unzulässige Radialspielverän­ derung für die Segmente in den Schulterspalten auftritt. Damit wird auch die Gefahr, daß sich Segmente übereinanderschieben, vermieden. Damit die Segmente im Lager sich nicht drehen bzw. verkanten können, ist zumindest auf einer Seite ein Absatz vorgesehen, der einer Schulter gegenüber­ steht.

Die Erfindung wird anhand von drei Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Vierpunktlager nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Schulterspaltes aus Fig. 1.

Fig. 3 zeigt ein Käfigsegment aus Fig. 1 in drei Ansichten.

Gemäß Fig. 1 besteht das Vierpunktlager aus dem Außenring 1, dem Innenring 2, den Kugeln 3 und den Käfigsegmenten 4. Die Schulterspalte 5 und 6 zwi­ schen den Laufringen 1 und 2 sind sehr schmal und gegeneinander versetzt. Die Segmente 4 weisen eben­ falls gegeneinander versetzte Führungslaschen 7 und 8 auf. Die versetzten Schulterspalte 5 und 6 ergeben unterschiedliche Schulterhöhen, womit wiederum unterschiedliche Druckwinkel 9 und 10 möglich sind. Das Vierpunktlager kann deshalb überwiegend axial belastet werden und zusätzlich Kippkräfte und Radialkräfte aufnehmen.

Damit die gewünschte Lage der Segmente 4 im Lager immer beibehalten wird, besitzen diese im Bereich der ihnen gegenüberliegenden Schultern der Lauf­ ringe 1 und 2 Absätze 11, womit das Segment 4 an den Schultern geführt wird.

In Fig. 2 wird ein Ausschnitt aus Fig. 1 in axialer Sicht dargestellt. Hier sind die wulstarti­ gen Anformungen 8′ an den Segmenten 4 erkennbar, die den Abstand der Ringe 1 und 2 im Schulterspalt 5 in etwa ausfüllen. Die Anformungen 7′ und 8′ ragen aus den Segmenten 4 heraus und sind nach innen gerichtet, so daß eine Segmentgröße mit einem zugehörigen Schulterspalt bei unterschiedlichem Durchmesser eingesetzt werden kann, ohne daß die unterschiedliche Krümmung berücksichtigt werden muß. Einzelheiten zur Gestaltung der Segmente 4 sind aus Fig. 3 erkennbar.

Claims (3)

1. Vierpunktlager, bestehend aus Kugeln, Laufringen und Käfigsegmenten, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die ebenen Segmente (4) jeweils nur eine Kugel (3) umfassen,
• b) die auf beiden Seiten der Kugeln (3) liegen­ den, extrem schmalen Schulterspalte (5 und 6) radial gegeneinander versetzt sind,
• c) die Segmente (4) ebenfalls gegeneinander versetzte Führungslaschen (7, 8) besitzen, welche in die Schulterspalten (5, 6) hinein­ ragen,
• d) die Segmente (4) im Bereich zwischen den Führungslaschen (7, 8) zumindest auf einer Seite einen Absatz (11) besitzen.

2. Vierpunktlager nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Führungslaschen (7, 8) in Umfangsrichtung je zwei wulstartige Anformungen (7′ und 8′) besitzen.

3. Vierpunktlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (4) zumindest auf einer Seite einen Absatz (11) besitzen, der einer Schulter gegenübersteht.