DE3520175A1

DE3520175A1 - Lager

Info

Publication number: DE3520175A1
Application number: DE19853520175
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Masch.-Ing. 6710 Frankenthal Becker
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1985-06-05
Filing date: 1985-06-05
Publication date: 1986-12-11

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Lager mit einem Außen-und mit einem Innenring, zwischen denen sich ein Ringraum mit einer den Außen- mit dem Innenring verbindenden Zwischenwand erstreckt, über die der Außenring mit dem Innenring biegebeweglich verbunden ist und die schmäler ist als der Außen- oder der Innenring.
Ein derartiges Lager (DE-PS 23 47 699) ist aus einem wetterfesten und federnden Kunststoff hergestellt und dient der winkelbeweglichen Aufnahme einer Welle. Sowohl der Außen- als auch der Innenring wie auch die Zwischenwand sind aus dem gleichen Material gegossen. Der Innenring weist eine größere axiale Erstrekkung auf als der zu ihm koaxial angeordnete Außenring.
Die Innenwand füllt den Ringraum vollkommen aus und besteht aus einem Steg mit seitlich keilförmig auslaufenden Ringbünden.
Dieses Lager weist den Nachteil auf, daß es nicht für hochbeanspruchte Gelenkverbindungen verwendbar ist, wie sie z. B. bei der Aufhängung eines Hydraulikzylinders vorkommen, der eine gewisse Winkelbeweglichkeit haben muß, um Schäden an einer in ihm enthaltenen Kolbenstange zu vermeiden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, das bekannte Lager derart zu ändern, daß es für hohe Druckbeanspruchungen mit einer Winkelbeweglichkeit des Innenrings gegenüber dem Außenring verwendbar ist.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst worden, daß die Zwischenwand ein Kreisringausschnitt ist und aus Metall gebildet ist.
Auf diese Weise ist eine ausreichend feste Verbindung zwischen dem Außen- und dem Innenring geschaffen, die bei einer radial wirkenden Zug- oder Druckbelastung zwischen dem Außen- und dem Innenring ein radiales Aufeinanderzubewegen des Außenringes auf den Innenring vehindert oder zumindest stark einschränkt.
Durch die in den Unteransprüchen genannten Merkmale, die den Erfindungsgedanken fortentwickeln, ist sichergestellt, daß zumindest eine begrenzte Winkelbeweglichkeit des Außenringes gegenüber dem Innenring möglich ist, ohne daß die Zwischenwand zu stark beansprucht wird. Die Ausbildung des gesamten Lagers aus Metall, insbesondere eines Stahles mit der Spezifikation X 41 Cr Mo V 5 1, ermöglicht die Aufnahme höchster Druck- und Biegebelastungen, wobei durch die Konizität des Innenringes und/oder des Außenringes und die Anbindung der Zwischenwand an der materialstärksten Stelle des Außen- und des Innenringes eine zusätzliche Verstärkung des gesamten Lagers bewirkt wird. Durch die spezielle Ausbildung der Zwischenwand in bezug auf die bei einer Biegebelastung sich bildende Biegelinie, die die Mitte des Biegefeldes angibt, wird vermieden, daß bei einer Winkeländerung der Längsachsen des Außenringes und des Innenringes zueinander eine Verwölbung des Innenringes entsteht. Infolge der Beschichtung der Innenfläche des Innenringes mit einem Gleitmaterial ergibt sich eine Wartungsfreiheit lediglich durch eine geeignete Oberflächenveredelung.
Ein sehr vorteilhaftes Anwendungsgebiet für ein derartiges erfindungsgemäßes Lager findet sich bei Druckmittelzylindern, die in der Regel große Radialkräfte bei den sie haltenden Lagern hervorrufen. Speziell bei Zusatzhubzylindern einer Dreipunktgerätekupplung eines Ackerschleppers läßt sich dieses Lager hervorragend anwenden, da dort hohe Radialkräfte aufzunehmen sind, während die Winkelbeweglichkeit sich nur im Bereich von bis zu 2 Winkelgraden bewegt.
In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Lager in Seitenansicht und Fig. 2 das erfindungsgemäße Lager im Vertikalschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 und in Blickrichtung der zugehörigen Pfeile.
Von einem in Fig. 1 gezeigten Lager 10 sind ein Innenring 12, ein Außenring 14 und eine Zwischenwand 16 zu erkennen. Ferner bildet sich zwischen dem Innen-und dem Außenring 12 und 14 ein Ringraum 18, der jedoch teilweise von der Zwischenwand 16 ausgefüllt wird. In Fig. list klar ersichtlich, daß sich die Zwischenwand 16 nur über ein Viertel, d. h. über 90 Winkelgrade, der Ringfläche des Ringraumes 18 erstreckt. Die Zwischenwand 16 läuft endseitig über halbkreisförmige Einbuchtungen 20 aus, und zwar in einer radial zu dem Innenring 12 und dem Außenring 14 verlaufenden Symmetrieebene. Der Ringraum 18 kann auch zu mehr oder weniger als 90 Winkelgraden ausgefüllt sein, so daß eine Optimierung des Verhältnisses von verwendetem Material zu der auftretenden Belastung durchführbar ist.
Mit Blick auf Fig. 2 ist zu erkennen, daß der Innenring 12 eine größere axiale Erstreckung aufweist als der Außenring 14 und koaxial zu diesem angeordnet ist. Jedoch wäre auch eine exzentrische Anordnung möglich. Zwischen dem Außenring 14 und dem Innenring 12 ist die Zwischenwand 16 in der Form eines Steges vorgesehen, die sich von einer Außenfläche 22 des Innenringes 12 bis zu einer Innenfläche 24 des Außenringes 14 erstreckt Die Zwischenwand 16 erstreckt sich in einer senkrecht zu der Längsachse des Innen- und Außenringes 12 und 14 verlaufenden Ebene, also mit Bezug auf Fig. 2 in einer senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufenden Ebene. Der Innenring 12 weist über seine gesamte Länge den gleichen Innendurchmesser auf, wohingegen sein Außendurchmesser, jeweils von den Enden beginnend, stetig zunimmt und in der Mitte seiner Axialerstreckung seinen größten Wert erreicht. Durch die sich daraus ergebende Konizität von beiden Seiten erfährt der Innenring 12 eine außenballige Form.
Der Außenring 14 weist über seine gesamte Länge den gleichen Außendurchmesser auf, besitzt aber an seinem Innenumfang eine zur axialen Mitte und zur Längsachse des Außenringes 14 gerichtete Konizität, so daß er im Bereich seiner axialen Mitte den geringsten Innendurchmesser hat. Da sowohl der Innen- wie auch der Außenring 12 und 14 spiegelbildlich ausgebildet sind, liegen sich der Bereich des größten Außendurchmessers des Innenrings 12 und der Bereich des kleinsten Innendurchmessers des Außenringes 14 im fertigen Lager 10 gegenüber. Hieraus ergibt sich zudem ein zu beiden Seiten von der Symmetrieebene aus sich konisch öffnender Ringraum 18.
Die Zwischenwand 16 erstreckt sich zwischen dem Bereich des größten Außendurchmessers des Innenringes 12 und dem Bereich des kleinsten Innendurchmessers des Außenringes 14,so daß an deren Anbindungsstelle jeweils das meiste Material zur Verfügung steht und damit größtmögliche Kräfte aufgefangen werden können. Aus Fig. list zudem ersichtlich, daß jede nur denkbare durch die Zwischenwand 16 verlaufende Biegelinie zumindest unterhalb der Innenfläche 22 des Innenringes 12 verlaufen muß.
Das Lager 10 kann in einem Arbeitsgang aus einem Stahlguß mit der Spezifikation X 40 Cr Mo V 5 1 hergestellt und auf 500 bis 550 HV (Härte nach Vickers) angelassen werden.
Dieses Lager 10 kann bei einem in der Zeichnung nicht dargestellten Hydraulikzylinder verwendet wer- den, der gegebenenfalls als Zusatzhubzylinder einer Dreipunktgerätekupplung eines Ackerschleppers wirkt.
Ein derartiger Zusatzhubzylinder ist einenends schwenkbar an einem Hubarm und anderenends an einem Getriebegehäuse schwenkbar befestigt. Während der Zusatzhubzylinder an dem Hubarm über eine Gabel angreift, ist in dem dazugehörigen Hydraulikkolben an dessen aus dem Zylindergehäuse austretenden Ende eine Bohrung zur Aufnahme des Lagers 10 vorgesehen.
Dabei kommt der Außenring 14 mit seiner Außenfläche 22 in der Bohrung zur Anlage, während der Innenring 12 einen an dem Getriebegehäuse befestigten Bolzen umgreift. Das Lager 10 ist so eingebaut, daß sich die Zwischenwand 16 mit Blick in der Belastungsrichtung hinter dem Bolzen befindet und somit als Druckglied wirkt.
Jedoch wäre es auch möglich, die Zwischenwand 16 als Zugglied zu verwenden. Bedingt durch die Winkelbeweglichkeit des Innenringes 12 gegenüber dem Außenring 14 können somit Toleranzen in dem Anbau des Zusatzhubzylinders aufgefangen werden und wirken sich nicht schädigend auf diesen aus.

Claims

Patentansprüche 1. Lager mit einem Außen- und mit einem Innenring (14 und 12), zwischen denen sich ein Ringraum (18) mit einer den Außen- mit dem Innenring (14, 12) verbindenden Zwischenwand (16) erstreckt, über die der Außenring (14) mit dem Innenring (12) biegebeweglich verbunden ist und die schmäler ist als der Außen- oder der Innenring (14 oder 12), dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (16) ein Kreisringausschnitt ist und aus Metall gebildet ist.
2. Lager nach Anspruch 1, wobei der Außenring (14) koaxial zu dem Innenring (12) angeordnet ist und die Zwischenwand (16) verbiegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine sich durch die Zwischenwand (16) erstreckende Biegelinie unterhalb des Innenrings (12) verläuft.
3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisringausschnitt nur ein Viertel oder annähernd ein Viertel der Ringfläche des Ringraumes (18) ausfüllt.
4. Lager nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (14), der Innenring (12) und die Zwischenwand (16) aus Metall hergestellt sind.
5. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff ein hochfester Stahl verwendet wird.
6. Lager nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (14) an seiner Innenfläche (24) zu einer radial verlaufenden Symmetrieebene des Lagers (10) hin konisch verläuft.
7. Lager nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (12) an seiner Außenfläche (22) zu der radial verlaufenden Symmetrieebene des Lagers (10) hin konisch verläuft.
8. Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zwischenwand zwischen dem Außenring (14) und dem Innenring (12) im Bereich deren jeweils größter Materialstärke erstreckt.
9. Lager nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (16) endseitig über halbkreisförmige Einbuchtungen (20) ausläuft.
10. Lager nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Symmetrieebene durch die Zwischenwand (16) und radial zu dem Innen- bzw. dem Außenring (12 bzw. 14) erstreckt.
11. Lager nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Innenring (12) auf seiner Innenfläche mit Gleitmaterial beschichtet ist.
12. Verwendung eines Lagers nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche für die Aufhängung eines Druckmittelzylinders.
13. Verwendung eines Lagers nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche für die Aufhängung eines Zusatzhubzylinders einer Dreipunktgerätekupplung eines Ackerschleppers.