DE3824125A1

DE3824125A1 - Kugellager

Info

Publication number: DE3824125A1
Application number: DE3824125A
Authority: DE
Inventors: Leo Stella; Vito Edward F De
Original assignee: Torrington Co
Current assignee: Timken US LLC
Priority date: 1987-07-17
Filing date: 1988-07-15
Publication date: 1989-01-26
Also published as: JPS6435117A; GB2208177B; CA1283438C; FR2618193B1; BR8803567A; FR2618193A1; GB2208177A; GB8816529D0; KR890002571A; KR960014631B1; JPH0333932B2; US4722617A; DE3824125C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kugellager und insbesondere auf solche Kugellager, die aus Metallband geformte innere und äußere Laufbahnen und einen nachgiebigen Kunststoffkäfig aufweisen.

Schräglager sind so konstruiert, daß sie radial und axial gerichtete Belastungen aufnehmen können. Für einige Anwendungen wird ein Lagerkäfig verwendet, um die Ausrichtung von Kugeln zwischen den gekrümmten Laufflä chen der inneren und äußeren Laufbahnen aufrechtzuerhalten. Es ist nütz lich, eine Lageranordnung als Einheit auszubilden, in der die Laufbahnen, die Kugeln und der Lagerkäfig, wenn sie einmal miteinander zusammengebaut sind, als Einheit zusammengehalten werden, bevor die Lageranordnung in irgendeine andere Anordnung eingebaut wird.

Eine brauchbare und nicht teuer herstellbare Kugellageranordnung weist einen nachgiebigen Kugelkäfig auf, der durch einen einstufigen Spritzguß vorgang hergestellt wird. Ein Beispiel einer solchen Lageranordnung ist in der US-PS 45 88 314 offenbart.

Die Kugellageranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet ebenfalls einen Kugelkäfig, der in einem Formgebungsverfahren, beispielsweise durch Spritzgießen, hergestellt wird, und das Lager weist innere und äußere Lauf bahnen auf, die aus flachem Bandmaterial geformt sind. Die innere Laufbahn, die äußere Laufbahn und der Käfig bilden eine Kugellageranordnung, die gegenüber gegenwärtig hergestellten Kugellagern, wie sie beispielsweise in US-PS 45 88 314 offenbart sind, eine unterschiedliche und verbesserte Ausbildung aufweisen.

Die Erfindung ist in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Kugellagers;

Fig. 2 ist eine vergrößerte, bruchstücksweise Schnittansicht der zusammen gefügten Anordnung aus äußerer Laufbahn, Käfig und Kugeln, bevor die innere Laufbahn an Vorsprüngen des nachgiebigen ringförmigen Käfigs vorbei eingesetzt ist;

Fig. 3 ist eine vergrößerte, bruchstücksweise Schnittansicht des vollstän dig zusammengefügten Kugellagers von Fig. 1;

Fig. 4 ist eine Seitenansicht des nachgiebigen Käfigs nach den Fig. 1 bis 3;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht nach der Linie 5-5 von Fig. 4 in Richtung der Pfeile;

Fig. 6 ist eine Schnittansicht nach der Linie 6-6 von Fig. 4 in Richtung der Pfeile.

Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, weist das Kugellager 10 eine ringförmige äußere Laufbahn 12 aus Blech und eine ringförmige innere Laufbahn 14 aus Blech auf, in die ein ringförmiger, nachgiebiger Kunststoffkäfig 16 einge paßt ist.

Die Dicke der äußeren Laufbahn 12 ist im wesentlichen über ihre ganze Länge gleich; auch die Dicke der inneren Laufbahn 14 ist im wesentlichen über ihre ganze Länge gleich. Die ringförmige äußere Oberfläche der äußeren Laufbahn 12 hat einen nach innen gekrümmten oder gebogenen ringförmigen Teil 18 an einem Ende und einen ersten ringförmigen geraden Abschnitt 20, der sich in axialer Richtung von dem nach innen gebogenen Teil 18 erstreckt.

Ein zweiter ringförmiger gerader Abschnitt 22 erstreckt sich axial weg von dem geraden Abschnitt 20 und radial nach innen unter einem spitzen Winkel von beispielsweise 45° gegenüber einer Ebene längs des geraden Ab schnitts 20. Die innere ringförmige Oberfläche der äußeren Laufbahn 12 hat einen nach innen gebogenen oder gekrümmten ringförmigen Teil 24 an einem Ende und einen ringförmigen geraden Abschnitt 26, der sich axial von dem nach innen gebogenen oder gekrümmten ringförmigen Teil 24 er streckt. Ein zweiter ringförmiger gerader Abschnitt 28 erstreckt sich axial weg von dem geraden Abschnitt 26 und nach innen unter einem spitzen Winkel von beispielsweise 45° gegenüber einer Ebene längs des geraden Abschnitts 26.

Die freien Enden der ringförmigen gekrümmten Oberflächen 18 und 24 sind miteinander durch eine sich senkrecht dazu axial erstreckende Verbindungs oberfläche 30 verbunden. Die freien Enden der inneren und der äußeren Ober flächen 22 und 28 sind miteinander durch eine sich senkrecht dazu erstrek kende Verbindungsoberfläche 32 verbunden.

Die innere Laufbahn 14 hat eine ringförmige äußere Oberfläche, die einen nach außen gekrümmten oder gebogenen Teil 34 an einem Ende und einen ring förmigen geraden Abschnitt 36 aufweist, der sich axial von dem nach außen gekrümmten Teil 34 erstreckt. Die innere Oberfläche der inneren Laufbahn 14 hat einen nach außen gekrümmten oder gebogenen Teil 38 an einem Ende und einen ringförmigen geraden Abschnitt 40, der sich axial von dem nach außen gekrümmten Teil 38 erstreckt. Die freien Enden der nach außen gekrümm ten oder gebogenen Teile 34 und 38 sind miteinander durch eine sich axial erstreckende ringförmige Oberfläche 42 verbunden. Die freien Enden der sich axial erstreckenden Abschnitte 36 und 40 sind miteinander durch eine sich radial erstreckende ringförmige Oberfläche 44 verbunden.

Der nach außen gekrümmte oder gebogene Teil 34 der inneren Laufbahn 14 ist axial mit Abstand von dem gekrümmten oder gebogenen Teil 24 der inneren Oberfläche der äußeren Laufbahn 12 angeordnet. Die geraden Abschnitte 20 und 26 der äußeren Laufbahn 12 erstrecken sich in einer Richtung von ihren gekrümmten oder gebogenen Teilen 18 und 24 weg. Die geraden Abschnitte 36 und 40 der inneren Laufbahn 14 erstrecken sich in der entgegengesetzten axialen Richtung von ihren gekrümmten oder gebogenen Teilen 34 und 38 weg. Der gekrümmte Teil 34 der äußeren Oberfläche der inneren Laufbahn 14 bildet eine Kugellauffläche, die dem inneren ringförmigen gekrümmten Teil 24 der äußeren Laufbahn 12 gegenüberliegt. Der nachgiebige ringförmige Kunststoff käfig 16 hat eine Vielzahl von in Umfangsrichtung mit gleichmäßigen Abstän den verteilten Kugeltaschen 46 (Fig. 4) mit einer Kugel 48 (Fig. 1 bis 3) in jeder Tasche 46.

Der nachgiebige ringförmige Käfig 16 hat einen inneren Rand 50, der gegen über dem äußeren Rand 52 mit axialem Abstand angeordnet ist, sowie eine die beiden Ränder verbindende Schulter 54, in der die Taschen 46 in Umfangs richtung mit Abständen angeordnet sind. Die Taschen 46 erstrecken sich in den inneren Rand 50 und den äußeren Rand 52 hinein.

Eine ringförmige Verlängerung 55 ist einstückig mit dem äußeren Rand 52 über eine ringförmige Schulter 56 verbunden. Die ringförmige Verlängerung 55 erstreckt sich axial von der Öffnung in der äußeren Laufbahn 12, und sie hat einen geringeren Außendurchmesser als der Rand 52.

Die ringförmige Schulter 56 erstreckt sich parallel zu der ringförmigen geneigten inneren Oberfläche 28 der äußeren Laufbahn 12 und wird von dieser überlappt. Der äußere Rand 52 hat einen größeren Durchmesser als der kleinste Innendurchmesser der geneigten Oberfläche 28.

Die sich axial erstreckende innere Oberfläche 60 der ringförmigen Verlän gerung 55 erstreckt sich parallel zu der und über die sich axial erstreckende Oberfläche 42, die die Enden der nach außen gekrümmten Teile 34 und 38 der inneren Laufbahn 14 miteinander verbindet. Eine Vielzahl von Halte vorsprüngen 62 erstreckt sich radial nach innen von der inneren Oberfläche 60 der ringförmigen Verlängerung 55 des Außenrands 52. Die Haltevorsprünge 62 überlappen den nach außen gekrümmten Teil 38 der inneren Oberfläche der inneren Laufbahn 14. Die in Umfangsrichtung mit gegenseitigen Abständen angeordneten Haltevorsprünge 62 sind jeweils mit einer entsprechenden Kugel tasche 46 ausgerichtet.

Beim Zusammenfügen des Lagers gestattet die Nachgiebigkeit des Käfigs 16, daß dieser an der radial innersten Kante 70 (Fig. 2) der geneigten Ober fläche 28 vorbei eingedrückt werden kann. Dies kann entweder vor oder nach dem Einsetzen der Kugeln 48 in die Kugeltaschen 46 geschehen. Die Kugel taschen 46 sind so geformt, daß nach dem Einschnappen der Kugeln 48 in die Taschen 46 die Kugeln 48 vollständig in dem Käfig 16 gehalten werden, und zwar selbst dann, wenn der Käfig 16 aus dem Lager ausgebaut ist. Die Überschneidung zwischen dem Außendurchmesser des Käfigrandes 52 und der Kante 70 des abgewinkelten Teils 28 der inneren Oberfläche der äußeren Laufbahn 12 ist ausreichend, um den Käfig 16 und die äußere Laufbahn 12 zusammenzuhalten oder zu einer Einheit zu verbinden. Ein Freiraum 74 ist in den Käfigtaschen 46 vorgesehen, um es den Kugeln 48 zu gestatten, radial nach innen zu fallen, wie in Fig. 2 gezeigt, so daß der über die Kugeln 48 gemessene Durchmesser der Käfig-Kugel-Einheit geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser der Kante 70 des abgewinkelten Teils 28.

Der abschließende Schritt des Zusammenfügens des Lagers besteht darin, daß die innere Laufbahn 14 in die in Fig. 1 und Fig. 3 gezeigte Stellung gedrückt wird, indem ihr Außendurchmesser an den Haltevorsprüngen 62 des Käfigs vorbei eingeschnappt wird. Die innere Laufbahn 14 ist nun in der Anordnung gesichert und drückt die Kugeln 48 radial nach außen in ihre in Fig. 3 gezeigte Betriebs-Berührungs-Stellung. Der in dieser Stellung über die Kugeln 48 gemessene Durchmesser ist nun größer als der innere Durchmesser der Kante 70 des abgewinkelten Teils 28 der äußeren Laufbahn 12 und bewirkt auch, daß die äußere Laufbahn 12 an der Anordnung gehalten wird.

Claims

1. Kugellager mit einer ringförmigen äußeren Laufbahn (12), einer ringför migen inneren Laufbahn (14) und einem ringförmigen nachgiebigen Käfig (16), der eine Vielzahl von in Umfangsrichtung mit Abständen angeord neten Kugeltaschen (46) aufweist, in denen jeweils eine Kugel (48) untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (16) ein Paar von axial mit Abstand angeordneten, ringförmigen Rändern (50, 52) auf weist sowie eine ringförmige Verlängerung (55) und eine ringförmige Schulter (56), die die ringförmige Verlängerung (55) mit einem der Rän der (52) einstückig verbindet, wobei der Außendurchmesser der ringför migen Verlängerung (55) kleiner ist als der Außendurchmesser des Randes (52), mit dem die Verlängerung verbunden ist, daß die äußere Laufbahn (12) eine ringförmige Kugellauffläche (24) und einen inneren Oberflächen abschnitt (28) aufweist, der die ringförmige Schulter (56) des Käfigs (16) überlappt, daß der Innendurchmesser der radial am weitesten innen liegenden Kante (70) des inneren Oberflächenabschnitts (28) kleiner ist als der Außendurchmesser des Randes (52) des ringförmigen nachgie bigen Käfigs (16), daß die ringförmige innere Laufbahn (14) eine Kugel lauffläche (34) hat, die der Kugellauffläche (24) der äußeren Laufbahn (12) gegenüberliegt, daß der Innendurchmesser (60) der ringförmigen Verlängerung (55) des Käfigs (16) größer ist als der Außendurchmesser (42) der inneren Laufbahn (14), daß die ringförmige Verlängerung (55) des Käfigs (16) wenigstens eine Halteeinrichtung (62) hat, die sich von der ringförmigen Verlängerung (55) her erstreckt und ein axiales Ende der inneren Laufbahn (14) überlappt, und daß die Nachgiebigkeit des ringförmigen Käfigs (16) so gewählt ist, daß das Kugellager (10) dadurch zusammengefügt werden kann, daß der Käfig (16) an dem inneren Oberflächenabschnitt (28) der äußeren Laufbahn (12) vorbei eingedrückt und die innere Laufbahn (14) an der Halteeinrichtung (62) des Käfigs (16) vorbei eingeschnappt wird.

2. Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrich tung aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung mit Abständen angeord neten Haltevorsprüngen (62) besteht.

3. Kugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß jeweils ein Haltevorsprung (62) mit jeder Kugeltasche (46) ausgerichtet ist.

4. Kugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die ringförmige Schulter (56) des Käfigs (16) parallel zu dem inneren Oberflächenabschnitt (28) der äußeren Laufbahn (12) ist.

5. Kugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der innere Oberflächenabschnitt (28) der äußeren Laufbahn (12) sich unter einem spitzen Winkel zu einer parallel zu der äußeren Laufbahn (12) liegenden Ebene erstreckt.

6. Kugellager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Oberflächenabschnitt (28) der äußeren Laufbahn (12) sich unter einem Winkel von etwa 45° zu der genannten Ebene erstreckt.

7. Kugellager gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- eine ringförmige äußere Laufbahn (12) aus Blech, die ringförmige innere und äußere Oberflächen aufweist, die jeweils einen nach innen gekrümmten oder gebogenen ringförmigen Teil (18, 24) an einem Ende sowie einen ersten ringförmigen geraden Abschnitt (20, 26) haben, der sich in axialer Richtung von dem nach innen gebogenen ringförmi gen Teil (18, 24) erstreckt, sowie einen zweiten ringförmigen geraden Abschnitt (22, 28), der sich axial weg von dem ersten ringförmigen geraden Abschnitt (20, 26) und radial nach innen unter einem Winkel von etwa 45° zu einer Ebene längs des jeweiligen ersten geraden Ab schnitts (20, 26) erstreckt, wobei der innere ringförmige gebogene Teil (24) eine Kugellauffläche bildet und die beiden Enden der ring förmigen inneren und äußeren Oberflächen jeweils durch eine Ober fläche (30, 32) miteinander verbunden sind, die senkrecht zu den jeweiligen ringförmigen inneren und äußeren Oberflächen steht,
- eine koaxiale innere Laufbahn (14) aus Metallblech mit ringförmigen inneren und äußeren Oberflächen, die jeweils einen nach außen gekrümm ten oder gebogenen Teil (34, 38) an einem Ende und einen ringförmi gen geraden Abschnitt (36, 40) aufweisen, der sich axial von dem nach außen gebogenen Teil (34, 38) erstreckt, wobei die freien Enden der nach außen gebogenen Teile (34, 38) durch eine sich axial erstreckende Oberfläche (42) miteinander verbunden und die freien Enden der geraden Abschnitte (36, 40) durch eine sich radial erstreckende Oberfläche (44) miteinander verbunden sind, wobei die nach außen gebogenen Teile (34, 38) der inneren Laufbahn (14) axial mit Abstand von den gekrümm ten oder gebogenen Teilen (18, 24) der äußeren Laufbahn (12) angeord net sind und die jeweils benachbarten, sich axial erstreckenden ring förmigen geraden Abschnitte (36, 40) der inneren Laufbahn (14) und die entsprechenden benachbarten sich axial erstreckenden ringförmigen geraden Abschnitte (20, 26) der äußeren Laufbahn (12) sich in zuein ander entgegengesetzten axialen Richtungen von ihren zugehörigen gebogenen Teilen (34, 38 bzw. 18, 24) her erstrecken, so daß der ring förmige gebogene äußere Teil (34, 38) der inneren Laufbahn (14) eine Kugellauffläche bildet, die dem inneren ringförmigen gebogenen Teil (18, 24) der äußeren Laufbahn (12) gegenüberliegt,
- ein ringförmiger nachgiebiger Kunststoffkäfig (16), der einen inneren Rand (50) und einen äußeren Rand (52) aufweist sowie eine ringförmige, die Ränder verbindende Schulter (54), die eine Vielzahl von in Umfangs richtung mit gleichmäßigen Abständen verteilten Kugeltaschen (46) aufweist, die sich in die inneren und äußeren Ränder (50, 52) hinein erstrecken, sowie mit einer ringförmigen Verlängerung (55) und einer ringförmigen Schulter (56), die die ringförmige Verlängerung (55) und den äußeren Rand (52) einstückig miteinander verbindet, wobei sich die ringförmige Verlängerung (55) axial von der oder zu der Öffnung der äußeren Laufbahn (12) erstreckt und einen kleineren Außen durchmesser aufweist als der äußere Rand (52), wobei sich die ringför mige Schulter (56) parallel zu dem ringförmigen inneren Oberflächen abschnitt (28) der äußeren Laufbahn (12) erstreckt und durch diesen überlappt ist, wobei sich dieser Abschnitt (28) unter einem Winkel von etwa 45° zu einer Ebene längs der zugehörigen ersten geraden Ober fläche (26) erstreckt, und wobei sich die innere Oberfläche (60) der ringförmigen Verlängerung (55) parallel zu der und über die sich axial erstreckende Oberfläche (42) hinaus erstreckt, die die Enden der nach außen gebogenen Abschnitte (34, 38) der inneren Laufbahn (14) mitein ander verbindet,
- eine Vielzahl von Haltevorsprüngen (62), von denen jeweils einer mit jeder Kugeltasche (46) ausgerichtet ist, und die sich radial nach innen von der inneren Oberfläche (60) der ringförmigen Verlängerung (55) erstrecken, wobei jeder Vorsprung (62) eine Oberfläche aufweist, die sich radial von der inneren Oberfläche (60) der ringförmigen Verlängerung (55) erstreckt und den nach außen gebogenen Abschnitt (38) der inneren Oberfläche der inneren Laufbahn (14) überlappt, wobei die Nachgiebigkeit des Kunststoffkäfigs (16) derart gewählt ist, daß das Kugellager (10) dadurch zusammengefügt werden kann, daß der Käfig (16) an dem abgewinkelten Abschnitt (28) der äußeren Lauf bahn (12) vorbei eingedrückt und die innere Laufbahn (14) an den Halte vorsprüngen (62) des Käfigs (16) vorbei eingeschnappt wird.