DE3702635A1 - Drehlagerung - Google Patents

Description

Eine Welleneinheit, die für einen Miniaturmotor oder Mini­ aturrotor verwendet wird, hat die bekannte, in Fig. 27 dargestellte Gestalt.

Demnach sind zwei Radialkugellager 21 und 22 an oberen und unteren Abschnitten des äußeren Umfangs einer Welle 20 an­ geordnet. Ein zylindrischer Abstandshalter 23 ist zwischen den äußeren Laufringen 21 a und 22 a dieser Radialkugellager 21 und 22 angeordnet, um die Radialkugellager 21 und 22 auf Abstand zu halten. Diese sind in der Bohrung H eines Lagergehäuses 24 befestigt, während ein Rotor 25 als Rad, Scheibe oder Drehteller am einen Ende der Welle 20 befestigt ist, die am anderen Ende angetrieben wird.

Der Drehmechanismus einer Rolle, beispielsweise einer Band­ führungsrolle in einem Magnetbandgerät ist ebenfalls im wesentlichen in dieser Weise ausgebildet.

Damit bei der beschriebenen Anordnung kein Staub oder dgl. in die Radialkugellager 21 und 22 eintreten kann, der die Betriebseigenschaften stören könnte, ist eine sogenannte doppelte Dichtungsanordnung vorgesehen, enthaltend Dich­ tungselemente S, die zu beiden Seiten der Kugeln 21 c bzw. 22 c bei jedem der Radialkugellager 21 und 22 angeordnet sind.

Diese Radialkugellager haben viele Einzelteile, sind schwierig zusammenzubauen und daher teuer. Sie weisen weiterhin den Nachteil auf, daß das Spiel (im vorliegenden Fall an vier Stellen) der Radialkugellager 21 und 22 dazu führt, daß die Welle 20 während der Drehung schwingen kann.

Die vorliegende Erfindung soll die oben beschriebenen Nach­ teile beseitigen. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehlagerung anzugeben, bei der die Ausbildung von Radial­ kugellagerteilen vereinfacht ist, die Herstellungs- und Zu­ sammenbauarbeit einfach ist und die Kosten vermindert sind.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Drehlagerung anzugeben, bei der der innere Laufring und die Welle integral ausgebildet sind, um klein und leicht zu sein, um es zu ermöglichen, den Kugeldurchmesser größer als zuvor zu machen und die Festigkeit zu steigern.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Drehlagerung anzugeben, bei der die Position des äußeren Lagerringes beim Zusammenbau fein eingestellt werden kann, bei der das Spiel einfach einjustiert und die Genauigkeit verbessert werden können.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt, soweit nicht speziell angegeben, jeweils in Axialschnitten:

die Fig. 1 bis 10 erste bis zehnte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 eine elfte Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig. 11 (b) eine Radialschnittdarstellung zur Erläuterung der Lage der Kugeln und Fig. 11 (c) einen äußeren Lagerring in weiteren Art zeigt;

Fig. 12 eine zwölfte Ausführungsform der Erfindung, und zwar (a) axial geschnitten und (b) radial ge­ schnitten;

Fig. 13 eine dreizehnte Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 14 (a) eine Darstellung zur Erläuterung der Kugeln in einem Käfig um eine Welle, wobei Fig. 14 (b) einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 14 (a) zeigt;

Fig. 15 und 16 Radialschnitte durch andere Ausführungs­ formen von Käfigen;

Fig. 17 (1) und (2) Erläuterungsdarstellungen für den Zu­ sammenbau;

Fig. 18 die vierzehnte Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 19 (1) bis (3) Erläuterungsdarstellungen für den Zu­ sammenbau;

Fig. 20 (1) bis (4) eine fünfzehnte Ausführungsform der Er­ findung in verschiedenen Stufen beim Zusammenbau;

Fig. 21 bis 25 sechzehnte bis zwanzigste Ausführungsformen der Erfindung;

Fig. 26 eine Einzelheit der einundzwanzigsten Ausführungs­ form der Erfindung, und

Fig. 27 ein Beispiel aus dem Stand der Technik.

Gemäß Fig. 1 sind im wesentlichen V-förmige Rillen 1 a zur Aufnahme von Kugeln 2 im Abstand zueinander im oberen und unteren Abschnitt des äußeren Umfangs einer Welle 1 ausge­ bildet, beispielsweise durch Drehen oder Schleifen über den gesamten Umfang, und eine geeignete Anzahl von Kugeln 2 wird drehbar in jeder dieser Rillen 1 a aufgenommen. Die Kugeln 2 sind drehbar in Berührung mit einer kegelförmigen Oberfläche 3 a, die jeweils an einem im wesentlichen zylin­ drischen äußeren Laufring 3 ausgebildet sind. Der Laufring 3 ist um die Welle 1 außerhalb der Kugeln 2 angeordnet und weist die erwähnte kegelförmige Oberfläche 3 a auf, die an seinem innen liegenden Ende ausgebildet ist. Die äußere Umfangsfläche 1 b der Welle und die innere Umfangsfläche 3 a des Laufrings 3, die ihr gegenübersteht, berühren einander nicht und bilden einen sehr engen Spalt g, der das Ein­ dringen von Staub verhindert. Eine zylindrische Hülse 5 ist zwischen den Laufringen 3 angeordnet und hält zu diesen einen kleinen Abstand. Diese Hülse 5 dient dazu, das Herab­ fallen der Kugeln 2 beim Zusammenbau zu verhindern. Sie ist an der inneren Umfangsfläche der Bohrung H eines Lager­ gehäuses 4 befestigt, wobei ihre Enden nahe den Kugeln 2 liegen, diese und die Laufringe 3 und die Welle 1 jedoch nicht berühren. Es kann jedoch die Hülse 5 auch an der Welle 1 befestigt sein, wobei sie dann Abstand zum Lager­ gehäuse 4 hält. Die Laufringe 3 sind ebenfalls an der inneren Umfangsfläche der Bohrung H im Lagergehäuse 4 be­ festigt.

Bei dieser Anordnung kann ein Rad 7 am unteren Ende der Welle 1 befestigt sein, das dem Antrieb dient, und ein Rotor 6, beispielsweise ein Rad, eine Scheibe, ein Dreh­ teller, eine Trommel oder dgl., können am oberen Ende der Welle 1 befestigt sein, wenn sie für den o.g. Einsatz­ zweck vorgesehen ist.

Beim Zusammenbau wird zunächst die Hülse 5 durch Einpressen im wesentlichen in der Mitte der Bohrung H des Lagerge­ häuses 4 angebracht, und die Welle 1 wird in die Hülse 5 eingesetzt. Sodann wird eine geeignete Anzahl von Kugeln 2 in das obere oder untere Lager eingebracht, so daß sie von der Rille 1 a aufgenommen werden. Sodann wird Fett oder Öl zugeführt. Anschließend wird der Laufring 3 auf die Welle 1 aufgeschoben und in die Bohrung H eingebracht, um die Kugeln an die kegelige Oberfläche 3 a anzupressen. An ge­ eigneter Stelle wird der Lagerring in der Bohrung fest­ gelegt. Sodann werden die Kugeln 2 und der Laufring 3 auf der anderen Seite in gleicher Weise angebracht, wozu insbe­ sondere die ganze Anordnung gestürzt werden kann. An­ schließend werden der Rotor 6 und das Rad 7 in geeigneter Weise an der Welle 1 befestigt.

Vor dem Befestigen der letztgenannten Teile wird zweck­ mäßigerweise die Drehpräzision der Welle geprüft und fein­ eingestellt, indem der Laufring exakt positioniert wird. Das Spiel zwischen den Kugeln 2 kann sehr einfach ein­ justiert werden, so daß man ein vorteilhaftes Drehverhalten erhält.

Die innere Umfangsfläche 3 b des Laufrings 3 liegt so dicht der äußeren Umfangsfläche 1 b der Welle 1 gegenüber, daß der vorhandene Spalt g das Eindringen von Staub im wesent­ lichen vollständig verhindert.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Diese unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, daß die Welle 1 das feststehende Teil ist und das Lagergehäuse 4 ein zylindrisches Element ist, das drehbar auf der Welle 1 angeordnet ist, um beispielsweise als Band­ führungsrolle zu dienen. Flansche 6 a und 7 a sind an den oberen und unteren Enden der Welle 1 befestigt. Die anderen Merkmale sind im wesentlichen die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform, so daß hier dieselben Bezugszeichen verwendet werden und auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann.

Fig. 3 zeigt die dritte Ausführungsform der Erfindung. Diese zeichnet sich dadurch aus, daß der Laufring 3 nicht festgelegt ist, sondern an der inneren Umfangsfläche der Bohrung im Lagergehäuse 4 gleiten kann. Er wird durch einen Druckring 8 festgehalten, der von außen auf den Lauf­ ring 3 drückt und am inneren Umfang der Bohrung im Lager­ gehäuse 4 festgelegt ist. In diesem Falle können einer oder beide der oberen und unteren Druckringe 8 aus elasti­ schem Material, beispielsweise Gummi, hergestellt sein, um auf den Laufring 3, der in Berührung mit den Kugeln 2 ist, eine Vorspannung auszuüben und ein Spiel zu verhindern, das durch Abnutzung der Kugellaufflächen entsteht.

Die übrigen Merkmale stimmen mit denen der vorangehenden Ausführungsformen überein.

Fig. 4 zeigt die vierte Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist ein elastisches Element, bei­ spielsweise eine Feder 9 zwischen dem Laufring 3 und einem äußerem Druckring 8 eingesetzt, um auf den Laufring 3 eine Vorspannung in axialer Richtung auszuüben.

Fig. 5 zeigt die fünfte Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser besteht einer oder beide Druckringe aus einer Ein­ stellschraube 8 A. Ein Gewindeabschnitt 4 a ist in der Boh­ rung im Lagergehäuse 4 ausgebildet, in das die Einstell­ schraube 8 a eingeschraubt wird. Auf diese Weise kann die Position des Laufringes 3 mit Hilfe der Einstellschraube 8 A zur Einstellung des Lagerspiels eingestellt werden.

Fig. 6 zeigt die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei den ersten bis fünften Ausführungsformen waren zwei Kugellager vorhanden, in den folgenden Ausfüh­ rungsformen ist ein Kugellager gezeigt, das nur an einer Seite vorgesehen ist.

Eine Rille 1 a ist an einem Abschnitt am äußeren Umfang der Welle 1 ausgebildet, und die Kugeln 2 werden von dieser Rille 1 a und einer Kugellauffläche 3 a am Laufring 3 gehal­ ten, der am inneren Umfang der Bohrung im Lagergehäuse 4 befestigt ist. Eine kurze zylindrische Hülse 5 zur Befesti­ gung an der inneren Umfangsfläche in der Bohrung des Lager­ gehäuses 4 ist nahe den Kugeln 2 und der Kugellauffläche 3 a des Laufrings 3 angeordnet. Zwischen der inneren Umfangs­ fläche des Laufrings sowie der Hülse 5 und der äußeren Um­ fangsfläche der Welle 1 ist ein sehr enger Spalt g vor­ handen, der das Eindringen von Staub verhindert.

Beim Zusammenbau wird die Hülse 5 in der Bohrung des Lager­ gehäuses 4 befestigt, sodann wird die Welle 1 in die Hülse 5 eingesetzt und eine geeignete Anzahl von Kugeln 2 wird von der offenen Seite her eingefüllt, so daß sie in der Rille 1 a sitzen. Die Hülse 5 verhindert in diesem Falle, daß die Kugeln 2 nach unten fallen können. Sodann wird der Laufring 3 über der Welle 1 im Lagergehäuse 4 in geeignete Position gebracht und dort festgelegt. Es versteht sich, daß ggf. der andere Abschnitt der Welle 1 von einem ge­ wöhnlichen Radiallager, ebenen Lager oder Schwenklager abgestützt werden kann.

Fig. 7 zeigt die siebente Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese unterscheidet sich von der sechsten Aus­ führungsform dadurch, daß eine Hülse 4′, die sich gegen die Welle 1 erstreckt, integral an der inneren Umfangs­ fläche des Endes des Lagergehäuses 4 ausgebildet ist. Die übrigen Merkmale sind dieselben wie bei der sechsten Aus­ führungsform.

Fig. 8 zeigt die achte Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung. Bei dieser Ausführungsform ist der Laufring 3 der sechsten Ausführungsform lose in die Bohrung des Lager­ gehäuses 4 eingesetzt und von einem äußeren Druckring 8 aus elastischem Material festgelegt, der von außen auf den Laufring 3 drückt, um eine Vorspannung auf den Laufring auszuüben, der ein Spiel verhindert, das durch Abnutzung der Kugellaufflächen hervorgerufen wird. Die übrigen Merk­ male sind dieselben, wie bei der sechsten Ausführungsform.

Fig. 9 zeigt die neunte Ausführungsform der Erfindung. Diese unterscheidet sich von der achten dadurch, daß auf das äußere Ende des lose in die Bohrung im Lagergehäuse 4 eingesetzten Laufrings 3 ein elastisches Element, wie bei­ spielsweise eine Schraubendruckfeder 9 drückt, die sich an einem äußeren Druckring 8 abstützt und eine Vorspannung in axialer Richtung auf den Laufring ausübt. Es versteht sich, daß in diesem Falle der Druckring 8 nicht unbedingt aus elastischem Material zu bestehen braucht.

Fig. 10 zeigt die zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist der Druckring als Einstellschraube 8 A ausgebildet und in einen Gewindeab­ schnitt der Bohrung am Lagergehäuse 4 eingeschraubt, womit es möglich ist, das Spiel zwischen dem Laufring und den Kugeln sowie der Rille einzustellen.

Die Fig. 11 (a) bis (d) zeigen die elfte Ausführungsform der Erfindung. Bei der Drehlagerung der zuvor erwähnten Ausführungsformen werden die Kugeln 2 von der im wesent­ lichen V-förmigen Rille 1 a im äußeren Umfang der Welle 1 und von der kegeligen Oberfläche 3 a des Laufrings 3 im Lagergehäuse 4 gehalten, wobei ein enger Spalt g zwischen der inneren Umfangsfläche 3 b des Laufrings 3 und der äußeren Umfangsfläche 1 b der Welle 1 ausgebildet wird, der eng genug ist, um das Eindringen von Staub in die Lager zu ver­ hindern. Eine Hülse 5 ist innerhalb des Lagergehäuses vor­ gesehen, um das Herunterfallen von Kugeln 2 beim Zusammen­ bau zu verhindern und somit die Kosten zu vermindern, womit es möglich ist, die Anzahl der Einzelteile herabzu­ setzen, die Gestalt zu vereinfachen, das Zusammenbauen einfach zu machen, die Größe zu vermindern, das Gewicht herabzusetzen und das Betriebsverhalten für die Praxis aus­ reichend zu machen.

Bei der Drehlagerung der oben beschriebenen Ausführungs­ formen sind die Kugeln 2 um die Welle 1 so vollständig angeordnet, daß sie aneinander anstoßen, was bei mittleren Drehzahlen Probleme aufwirft, daß die Kugeln einander be­ rühren, Geräusch verursachen und sich mechanisch abnutzen.

Bei dieser elften Ausführungsform wird daher die Geräusch­ entwicklung und der mechanische Abrieb vermindert. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Kugeln in geeignetem Abstand zueinander hält, so daß sie sich nicht gegenseitig berühren können. Die Ge­ räuschentwicklung und der mechanische Abrieb werden daher auf ein Minimum herabgesetzt, wobei diese Aufgabe die Hülse 5 übernimmt, die somit außerdem die Funktion eines Kugelabstandshalters hat.

Diese Hülse 5 kann aus einem Kunstharz hergestellt sein, beispielsweise aus Delulin, und hat die erforderliche Anzahl von halbkreisförmigen Rillen 5 a, die ein etwas größeres Spiel haben, als die Kugeln 2, wobei die Stege zwischen den Rillen 5 a die Kugeln 2 in den Rillen 5 a auf geeigneten Abstand halten.

Beim Zusammenbau wird zunächst die Hülse 5 durch Einpressen im wesentlichen in der Mitte innerhalb der Bohrung im Lagergehäuse 4 befestigt, und dann wird die Welle 1 in die Hülse 5 eingesetzt. Die erforderliche Anzahl von Kugeln 2 wird dann auf der einen oder anderen Seite in die entspre­ chenden Rillen 5 a eingebracht und werden von der Rille 1 a in der Welle 1 aufgenommen. Sodann wird Fett oder Öl hinzu­ gefügt. Dann wird der Laufring 3 von der offenen Seite her in das Lagergehäuse 4 eingebracht, bis er auf die Kugeln 2 mit seiner kegeligen Fläche 3 a drückt, und er wird dann an der geeigneten Stellung an der inneren Umfangsfläche des Lagergehäuses 4 festgelegt. Die Kugeln 2 und der Laufring 3 auf der anderen Seite werden in gleicher Weise ange­ bracht, wobei die Gesamtanordnung der Einfachheit halber gestürzt werden kann, und anschließend werden die Flansche 6 a und 7 a an den Enden der Welle 1 angebracht. Zuvor kann jedoch die Drehpräzision des Lagergehäuses 4 überprüft und ggf. feinjustiert werden, indem die Lage des Laufringes 3 justiert wird. Das Spiel der Kugeln 2 läßt sich sehr leicht einstellen, so daß sich ein vorteilhaftes Drehverhalten der Anordnung ergibt. Die innere Umfangsfläche 3 b des Laufrings 3 liegt so dicht an der äußeren Umfangsfläche 1 b der Welle 1, daß der enge Spalt g den Durchtritt von Staub zum Lager weitestgehend ausschließt.

Die Hülse 5 kann an der inneren Oberfläche der Bohrung im Lagergehäuse 4 auch mittels eines Klebstoffs festgelegt werden. Alternativ kann die Hülse auch auf der Welle 1 be­ festigt sein, wobei sie dann zum Gehäuse 4 Abstand hat, auch in diesem Falle kann sie die zuvor genannte Funktion erfüllen.

Die kegelige Oberfläche 3 a ist am inneren Ende des Lauf­ ringes 3 ausgebildet, jedoch können die Kugeln 2 von dem inneren Kantenabschnitt 3 a′ des lediglich zylindrisch aus­ gebildeten Laufrings 3 aufgenommen werden, wie in Fig. 11 (c) dargestellt ist, anstelle von einer kegeligen Ober­ fläche 3 a. D.h., wenn der Laufring 3 bei der Herstellung tonnenförmig geschliffen wird, dann wird dieser Eckenab­ schnitt bei der Bearbeitung in gewissem Umfang verrundet. Die Kugeln 2 können daher von diesem abgerundeten Abschnitt abgestützt werden. In solchem Falle braucht der äußere Laufring 3 nicht mit der kegeligen Oberfläche 3 a versehen zu sein, er hat daher eine einfachere Gestalt, kann ein­ facher und billiger hergestellt werden. Diese Gestaltung läßt sich auch bei allen anderen beschriebenen Ausführungs­ formen anwenden.

Bei dieser Ausführungsform hat die Hülse die Funktion eines Abstandshalters, es ist daher kein getrennt ausge­ bildeter Abstandshalter notwendig, so daß die Kosten ent­ sprechend geringer sind.

Die Fig. 12 (a) und 12 (b) zeigen die zwölfte Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung. Diese unterscheidet sich von der oben beschriebenen dadurch, daß eine Einrich­ tung zum Halten der Kugeln in geeigneten Abständen von einem Käfig 2 A gebildet ist, der ein von der Hülse 5 ge­ trenntes Teil ist.

Die Hülse 5 ist daher lediglich zylindrisch und ist an der inneren Umfangsfläche des Lagergehäuses 4 angeordnet und steht nicht mit den anderen Teilen in Berührung. Diese Hülse 5 dient lediglich dazu, die Kugeln 2, die von dem ringförmigen Käfig 2 A gehalten werden, beim Zusammenbau am Herabfallen zu hindern. Im Laufring 3 ist eine Hinterdrehung 3 c ausgebildet, die dem Käfig 2 A Platz schafft. Die übrigen Merkmale stimmen mit denen der ersten Ausführungsform überein.

Beim Zusammenbau werden zunächst eine geeignete Anzahl von Kugeln 2 in die Zwischenräume im Käfig 2 a eingesetzt, bei­ spielsweise mit Hilfe eines speziell gestalteten Werkzeugs, das beispielsweise magnetische Eigenschaften hat, damit die Kugeln beim Zusammenbau nicht herunterfallen.

Andererseits wird die Hülse 5 durch Einpressen im wesent­ lichen in der Mitte innerhalb der Bohrung im Gehäuse 4 be­ festigt, und die Welle 1 wird in die Hülse 5 eingesetzt. Sodann werden die durch den Käfig 2 A auf Abstand gehalte­ nen Kugeln von der Oberseite oder Unterseite zugeführt und teilweise von der Rille 1 a aufgenommen. Sodann wird Fett oder Öl zugeführt. Dann wird der Laufring 3 auf der ent­ sprechenden Seite in das Lagergehäuse 4 eingesetzt, um die Kugeln 2 an seiner kegeligen Fläche 3 a aufzunehmen und auf sie zu drücken. Der Laufring 3 wird in geeigneter Stellung an der inneren Umfangsfläche in der Bohrung des Gehäuses 4 festgelegt. Sodann werden die Kugeln und der Laufring 3 auf der anderen Seite auf gleiche Weise in Position ge­ bracht. Die oberen und unteren Flansche 6 und 7 werden an den jeweiligen Enden der Welle befestigt.

Fig. 13 zeigt die dreizehnte Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird die Hülse 5 zum Verhindern eines Herabfallens der Kugeln 2 beim Zusammenbau nicht benötigt, so daß der Zusammenbau ins­ gesamt einfacher ist.

In diesem Falle ist der Käfig 2 A ein ringförmiges Teil, wie teilweise in den Fig. 14 (a) und 14 (b) gezeigt, und besteht aus einem elastischen Material, wie beispiels­ weise einem Kunstharz oder Metall. Die Kugeln werden in den Kugelaufnahmeteilen gehalten, die in geeigneten Ab­ ständen vorgesehen sind. In diesem Falle bestehen sie aus Löchern eines Durchmessers, der im wesentlichen gleich oder etwas kleiner als der Durchmesser der Kugeln ist. D.h., bei diesem Käfig 2 A wird jede Kugel 2 zwangsweise in das Loch eingebracht, das solche Abmessungen hat, daß die Kugel 2 nicht herausfallen kann. Die anderen Merkmale des Käfigs 2 können von üblicher Gestalt sein, wie beispiels­ weise in Fig. 15 beschrieben, der Käfig kann aber auch gemäß Fig. 16 ausgebildet sein, gemäß welcher er einen Aus­ schnitt bei A hat, wodurch sein Innendurchmesser leicht variiert werden kann.

Beim Zusammenbau, der in den Fig. 17 (1) und 17 (2) dargestellt ist, wird der Käfig 2 A mit den eingesetzten Kugeln 2 auf den Umfang der Welle 1 aufgeschoben. In diesem Falle dehnt sich der Käfig 2 A etwas nach außen auf und die Kugeln 2 gleiten auf der Welle 1. D.h., der Käfig 2 A hat einen Durchmesser, der größer als der der Welle 1 ist, muß sich jedoch noch nach außen gegen die Elastizität seines Materials ausdehnen, wenn er mit den Kugeln auf der Welle 1 angebracht wird. Wie Fig. 17 (2) zeigt, zieht sich der Käfig bei A wieder zusammen, wenn die Kugeln 2 in die Rille 1 a eintreten. Sie können beim Zusammenbau nicht ver­ lorengehen. Diese so vorbereitete Anordnung wird dann in das Lagergehäuse 4 eingesetzt und der Laufring 3 wird von außen zugeführt, sodaß die Welleneinheit ohne Verwendung einer Hülse zusammengebaut werden kann.

Die innere Umfangsfläche 3 b des Laufrings 3 liegt so dicht an der äußeren Umfangsfläche 1 b der Welle 1, daß der Zu­ tritt von Staub in das Lager durch den engen Spalt g weitestgehend verhindert werden kann, vgl. Fig. 11.

Fig. 18 zeigt die vierzehnte Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung. Diese ist dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei Rillen 1 a im äußeren Umfang der Welle 1 verhältnismäßig klein ist und daß ein Käfig 2 A′ vorgesehen ist, der zwei Reihen Kugeln 2 enthält, die zu den beiden Rillen 1 passen. Das Material und die Ausbildung des Käfigs 2 A′ sind wie beim zuvor gewählten Beispiel.

Beim Zusammenbau werden zunächst die Kugeln 2, die zuvor im Käfig 2 A′ angebracht worden sind, auf den Umfang der Welle 1 aufgeschoben und vorwärtsgeschoben in Richtung auf die Rillen 1 a, wie durch den Pfeil angedeutet. Wenn dann gemäß Fig. 19 (2) die Kugeln 2 die obere Rille 1 a erreichen, schnappen diese in die Rille 1 a aufgrund der Elastizität des Käfigs 2 A′ ein. Dabei dehnt sich der obere Bereich des Käfigs nach außen aus.

Wenn dann die Kugeln mit dem Käfig weiter vorgeschoben werden, wie Fig. 19 (3) zeigt, dann schnappen die unteren Kugeln in die untere Rille 1 a ein und die oberen Kugeln in die obere Rille. Dieser Endzustand ist in Fig. 19 (3) dargestellt.

Fig. 20 zeigt die fünfzehnte Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist die Distanz zwischen zwei Rillen 1 a im äußeren Umfang der Welle 1 ver­ hältnismäßig klein und der Käfig zum Halten der Kugeln und die Hülse zum Verhindern eines Herabfallens der Kugeln werden nicht benötigt, so daß die Anzahl der Einzelteile verringert ist und der Zusammenbau einfacher vorsichgeht.

Beim Zusammenbau wird, wie Fig. 20 (1) zeigt, zunächst die Welle 1 in einen hohlen Abschnitt eingesetzt, der in einem äußeren Laufring 3 am einen Ende des Lagergehäuses 4 ausge­ bildet ist, der sich dort in geeigneter Position befindet. In dem dargestellten Zustand wird eine geeignete Anzahl von Kugeln 2 von unten eingesetzt. In diesem Fall wird ein Kugelaufnahmewerkzeug 6′ verwendet, das ein Herabfallen der Kugeln 2 verhindert. Die Kugeln 2 werden von den Roll­ flächen der Rille 1 a und der kegeligen Oberfläche 3 a des Laufringes abgestützt. Der Laufring 3 ist an einer Stelle zu befestigen, in der er die Kugeln 2 günstig hält. Sodann wird, wie in Fig. 20 (2) dargestellt ist, die erwähnte An­ ordnung gestürzt, und eine geeignete Anzahl von Kugeln 2′ wird zwischen das Lagergehäuse 4 und die Welle 1 von oben eingefüllt.

Dann wird, wie Fig. 20 (3) zeigt, der Laufring 3′ in das Gehäuse 4 eingesetzt, sodaß schließlich, wie Fig. 20 (4) zeigt, die Kugeln 2′ von der kegeligen Oberfläche 3 a′ des Laufringes 3′ und der Rille 1 a′ gehalten werden. Der Lauf­ ring 3′ wird in geeigneter Stellung fixiert, so daß sich insgesamt eine leichte, dünne und kurze Welleneinheit ergibt. Bei der Welleneinheit nach der vorliegenden Erfin­ dung ist die Distanz zwischen den Rillen 1 a und 1 a′ kurz, es wird keine Hülse benötigt, das Gewicht ist verringert, die Kugeln 2 und 2′ werden direkt von der Welle 1 und den Laufringen 3 und 3′ gehalten, so daß diese Ausführungsform sehr dünn ist.

Die inneren Umfangsflächen 3 b und 3 b′ der Laufringe 3 und 3′ stehen dem äußeren Umfang 1 b der Welle 1 derart dicht gegenüber, daß der Eintritt von Staub in den vorhandenen engen Spalt g weitestgehend ausgeschlossen ist, siehe Fig. 20 (4).

Fig. 21 zeigt die sechzehnte Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den vorangehend erläuterten dadurch, daß die Einrich­ tung, die das Herausfallen der Kugeln 2 beim Zusammenbau verhindern, von einem zweiten Laufring gebildet wird, der eine kegelige Oberfläche aufweist.

Gemäß der Zeichnung ist der zweite Laufring 3 A zur Aufnahme von Kugeln 2 im oberen oder unteren Abschnitt angeordnet und durch Einpressen oder ankleben an der inneren Umfangs­ fläche des zylindrischen Lagergehäuses 4 befestigt, wobei er sich konzentrisch um die Welle erstreckt. Eine kegelige Oberfläche 3 A′ ist am inneren Ende eines jeden dieser Lauf­ ringe 3 A ausgebildet, so daß zusammen mit dem ersten Lauf­ ring 3 jeweils eine im wesentlichen V-förmige Rinne ge­ bildet wird. Die Kugeln werden durch diese kegeligen Ober­ flächen 3 a und 3 A′ und die im wesentlichen V-förmige Kugel­ aufnahmerille 1 a im äußeren Umfang der Welle 1 gehalten.

Auch bei dieser Ausführungsform ist der Spalt g zwischen der inneren Umfangsfläche des Laufrings 3 und der Außen­ seite der gegenüberstehenden Welle 1 sehr eng.

Beim Zusammenbau wird zunächst der zweite Laufring 3 A in der Bohrung des Lagergehäuses durch Einpressen oder An­ kleben an geeigneter Stelle so festgelegt, daß seine kege­ lige Oberfläche 3 A′ nach außen weist.

Sodann wird eine geeignete Anzahl von Kugeln 2, beispiels­ weise in den oberen Abschnitt der Lagerung eingefüllt, so daß sie in dem zweiten Laufring 3 A liegen. Ein Schmier­ mittel, beispielsweise Fett, wird in diesen Abschnitt eingefüllt, und sodann wird der erste äußere Laufring 3, der oberhalb des inneren Laufrings 3 A liegt, in die Bohrung eingesetzt und in ihr um den äußeren Umfang der Welle fixiert.

Die Anordnung wird dann gestürzt, und in dem dargestellten Zustand wird nun eine geeignete Anzahl von Kugeln 2 in den zweiten Laufring 3 A auf gleiche Weise eingeführt und es wird anschließend der zugehörige außenliegende Laufring 3 eingesetzt und fixiert. In diesem Falle läßt sich durch Festlegung der ersten, außenliegenden Laufringe 3 in den oberen und unteren Abschnitten, beispielsweise durch Pressen oder Kleben unter Prüfung des Spiels des Kugellagers und des Drehmomentes beim Drehen der Welle jede gewünschte Be­ triebscharakteristik erhalten.

Der Eintritt von Staub oder dgl. in das Kugellager läßt sich verhindern, wenn auch hier der Spalt g minimal gemacht wird.

Fig. 22 zeigt die siebzehnte Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist ein zylin­ drischer Laufringdämpfer 10 aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Gummi, zwischen den beiden zweiten Lauf­ ringen 3 A in die Bohrung des Lagergehäuses 4 eingesetzt, so daß eine Vorspannung, hervorgerufen durch die Elastizität dieses Dämpfers auf die Laufringe 3 A einwirken kann, so daß ein Lagerspiel, das durch Abrieb der Kugellaufflächen hervorgerufen werden könnte, hierdurch vermieden wird. In diesem Falle sind die Laufringe 3 A gleitend in die Bohrung des Lagergehäuses 4 eingesetzt, so daß sie sich in axialer Richtung bewegen können. Die ersten Laufringe 3, die nach außenhin liegen, sind festzulegen. Zu diesem Zweck sind Druckringe 11 den Laufringen 3 jeweils außerhalb zugeordnet, die an der inneren Oberfläche der Bohrung des Lagergehäuses 4 festgelegt sind. Die übrigen Merkmale stimmen mit der der dreizehnten Ausführungsform überein.

Beim Zusammenbau wird zunächst der Dämpfer 10 in die Bohrung des Lagergehäuses 4 eingesetzt, dann wird die Welle 1 in den Dämpfer 10 mittels (nicht dargestellten) Zentrierwerk­ zeuges eingesetzt, dann wird der Laufring 3 A, beispiels­ weise der obere der beiden inneren Laufringe 3 A, in das Lagergehäuse 4 eingesetzt, anschließend werden die Kugeln 2 und Schmiermittel eingefüllt, sodann wird der zugehörige, außenliegende Laufring 3 in das Lagergehäuse 4 eingesetzt und mit Hilfe eines Druckringes 11 im Lagergehäuse 4 be­ festigt. Anschließend wird das andere Lager, bestehend aus dem Laufring 3 A, den Kugeln 2, dem Laufring 3 und dem Druckring 11 in gleicher Weise angebracht.

Fig. 23 zeigt die achtzehnte Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der siebzehnten dadurch, daß der Laufringdämpfer 10 durch einen zylindrischen Federanschlagring 12 ersetzt ist, der in der Mitte zwischen den innenliegenden Lauf­ ringen 3 A eingesetzt ist. Schraubenfedern 13 stützen sich an den Stirnseiten dieses Anschlagringes 12 ab und drücken gegen die innenliegenden Laufringe 3 A. Die anderen Merk­ male stimmen mit denen des vorangehend erläuterten Ausfüh­ rungsbeispiels überein.

Bei den siebzehnten und achtzehnten Ausführungsformen ergibt sich auch dann kein Problem, wenn eine Vorspannung nur auf einen der innenliegenden Laufringe 3 A einwirkt. Im Falle des 18. Ausführungsbeispiels benötigt man an der unteren Seite keinen Druckring.

In manchen Fällen benötigt man auch keinen Laufring 3 an der Außenseite. Ein Dichtungselement kann eingesetzt werden.

Fig. 24 zeigt die neunzehnte Ausführungsform der Erfindung. Diese ist dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrisches Lageraußenrohr 14 mit einer Bohrung 14 a an vorbestimmter Stelle zwischen dem Lagergehäuse 4 und den Laufringen 3 und 3 A angeordnet ist, so daß die Lage des Laufringes 3 A in axialer Richtung einstellbar ist, indem man die Bohrung 14 a beim Zusammensetzen ausnutzt. Das Spiel des Kugellagers und das Drehmoment können einstellbar gemacht werden.

Der Zusammenbau dieser Ausführungsform soll nun erläutert werden. Zunächst wird der Laufring 3 A an der unteren Seite an einer vorbestimmten Stelle innerhalb des Lageraußen­ rohres 14 durch Einpressen oder Festkleben befestigt. Sodann wird die Welle 1 an einer vorbestimmten Stelle mittels eines Werkzeugs (nicht dargestellt) in Stellung gebracht, die Kugeln 2 und das Schmiermittel für diesen Teil des Lagers werden angebracht, und sodann wird der Laufring 3 an der Unterseite befestigt.

Diese Anordnung wird nun gestürzt, ein Einstellhebel (nicht dargestellt) wird in die Bohrung 14 a des Lageraußenrohres 14 von außen her eingesetzt, der Laufring 3 A an der anderen Seite wird in das Lageraußenrohr 14 von außen eingesetzt, sodann werden die Kugeln 2 eingefügt und der zugehörige außenliegende Laufring 3 wird in das Lageraußenrohr 14 eingesetzt.

Sodann werden die Lagen der Laufringe 3 und 3 A und der Kugeln dazwischen unter Verwendung des Hebels eingestellt, und der äußere Druckring wird durch Einpressen,Verkleben oder Einschrauben befestigt, während das Lagerspiel und das Drehmoment überwacht werden. Sodann kann man den Hebel herausziehen und die so zusammengebaute Baugruppe kann in das Lagergehäuse 4 eingesetzt und darin befestigt werden.

Bei den oben erläuterten zwölften bis neunzehnten Ausfüh­ rungsformen wird ein Laufring verwendet, dessen kegelige Oberfläche spanabhebend ausgebildet ist. Im allgemeinen werden solche Bauteile jedoch in Trommelgleitschleifan­ lagen geschliffen. Selbst ein lediglich ringförmiger Lauf­ ring ist an seinen Eckenteilen daher etwas verrundet und im wesentlichen kegelförmig. Die Kugeln können daher von einem solchen Teil geformt werden. In einem solchen Fall kann der Laufring sehr einfach hergestellt werden.

Fig. 25 zeigt die zwanzigste Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung. Diese unterscheidet sich von den oben be­ schriebenen Ausführungsformen dadurch, daß der die Kugeln 2 aufnehmende kegelige Abschnitt des Laufrings 3 durch einen Abschnitt mit konkaver sphärischer Oberfläche 3 a′′ eines Durchmessers ersetzt ist, der größer als der der Kugeln 2 ist. Genauer gesagt, der Krümmungsradius der Fläche 3 a′′, im Querschnitt gesehen, ist größer als der der Kugeln 2. Die übrigen Merkmale stimmen mit denen der vorangehend erläuterten Ausführungsformen überein.

Es versteht sich, daß ein Laufring der vorgenannten Gestalt auch bei den anderen Ausführungsformen verwendet werden kann.

Fig. 26 zeigt die einundzwanzigste Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung. Im Falle, daß der die Kugeln aufneh­ mende konkave sphärische Teil 3 a′′ in Fig. 25 im Laufring 3 auszubilden ist, dann wird dieser bei der Herstellung bei Verwendung einer vorhandenen Schleifmaschine im allge­ meinen vom Schleifwiderstand verschoben, sodaß es nicht möglich ist, den Schleifvorgang wie erwartet auszuführen.

Bei dieser Ausführungsform ist der Laufring 3 daher am unteren Ende etwas verlängert, damit er auf einfache Weise geschliffen werden kann. D.h., die Länge zur gestrichelten Linie a ist vom Kugel aufnehmenden Teil 3′′ des Laufringes 3 der einundzwanzigsten Ausführungsform in Fig. 25. Diese Kugeln aufnehmende Oberfläche 3 a′′ ist von konkaver sphäri­ scher Fläche, teilweise weggeschnitten, während bei dieser Ausführungsform die Kugelaufnahmefläche 3 a′′′ am unteren Ende weiter verlängert ist, so daß sie eine Gestalt hat, die einer konkaven sphärischen Oberfläche ziemlich genau gleicht.

In solchem Fall ist der Laufring 3 um die Kugeln 2 anzu­ bringen, die im Umfang der Rille 1 a der Welle angeordnet sind, indem man eine kleine Kraft beim Zusammenbau anwendet, und wird am unteren Ende ausgeführt, um das Einsetzen nicht zu behindern.

Im Falle, daß das Einsetzen behindert ist, kann man den be­ hindernden Abschnitt wegschneiden und entfernen, und die Kugeln aufnehmende Oberfläche 3 a der oben beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen kann Anwendung finden.

Es ist vorteilhaft, daß im Falle, daß die Berührungspunkte I und D der Kugeln 2 mit der Welle 1 bzw. dem Laufring 3 auf einer geraden Linie liegen, die durch die Mitte der Kugel 2 verläuft, die Kugel 2 die Welle 1 nicht im Bereich C berührt und die Welle 1 und den Laufring 3 jeweils nur an einem Punkt berührt.

Wie im obigen Fall wird ohne Verwendung eines Radialkugel­ lagers eine Kugelaufnahmerille von halbkreisförmigem Quer­ schnitt an einer Welle ausgebildet, Kugeln werden von der Kugelrollfläche dieser Rille und der Kugelaufnahmefläche eines außeren Laufrings gehalten, der am inneren Umfang der Bohrung eines Lagergehäuses vorgesehen ist, keine teuren Radialkugellager vom Doppeldichtungstyp werden benötigt und die Kosten sind erheblich vermindert.

Die minimale Anzahl von Einzelteilen um die Welle sind die Kugeln, der äußere Laufring, die Hülse, sofern überhaupt vorgesehen, und das Lagergehäuse, und diese Anzahl von Einzelteilen ist gegenüber denen bekannter Lager geringer und in der Gestalt einfacher, sie lassen sich leichter und billiger herstellen und einfach zusammenbauen.

Die Kugeln sitzen teilweise in der Kugelaufnahmerille an der Welle, daher kann dieser Lagertyp klein gemacht werden und die Anzahl der Einzelteile ist so klein, daß das Ge­ wicht vermindert werden kann.

Im Falle, daß die Außenabmessungen genauso groß sind, wie bei bekannten Lagern, läßt sich der Kugeldurchmesser ver­ größern, so daß sich eine größere Festigkeit ergibt.

Bei einem konventionellen Radialkugellager mußten zur Erzielung eines bestimmten Spiels zwischen dem inneren Laufring und dem äußeren Laufring die Abmessungen des Außendurchmessers des inneren Laufrings und des Innendurch­ messers des äußeren Laufrings zueinander passend gewählt werden, wobei das richtige Spiel in bezug auf den Durch­ messer der Kugeln zu beachten war. Bei der vorliegenden Er­ findung ist eine solche komplizierte Auswahl zueinander passender Teile nicht notwendig, wenn der äußere Laufring verstellbar angeordnet ist. Der Durchmesser der Kugeln kann etwas größer gemacht werden und diesbezüglich läßt sich auch die Festigkeit verbessern.

Beim Zusammenbau kann darüber hinaus durch Feinjustierung der Stellung des äußeren Laufrings das Spiel frei und ein­ fach eingestellt werden.

Claims (1)

1. Drehlager, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Welle (1) enthält, die eine im wesentlichen V-förmige Rille (1 a) an ihrem Umfang zur teilweisen Aufnahme von Kugeln (2) enthält, und ein äußerer Laufring (3) um den Umfang der Welle (1) angeordnet ist, der eine kegelförmige oder konkav sphärische Oberfläche (3 a) hat, die mit den Kugeln (2) in Berührung ist und diese zusammen mit der Rille (1 a) hält, und daß ein Lagergehäuse (4) vorgesehen ist, das eine innere Umfangsfläche hat, an der der Laufring (3) befestigt ist.