DE4008347C2

DE4008347C2 -

Info

Publication number: DE4008347C2
Application number: DE4008347A
Authority: DE
Inventors: Yukifusa Gifu Jp Ito
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1990-03-15
Publication date: 1993-03-25
Also published as: FR2644533A1; GB2229501A; GB2229501B; JPH02245516A; JP2549434B2; US5026179A; DE4008347A1; GB9005644D0; FR2644533B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Schrägkugellager sowie ein Verfahren zur Montage eines sol chen Kugellagers.

Aus der DE 33 07 845 A1 ist ein Schrägkugellager mit einem Außenring, einem Innen ring und einem Lagerkäfig bekannt, bei dem der Lagerkäfig in Umfangsrichtung in re gelmäßigem Abstand mit radial außerhalb des Lagerteilkreises liegenden zylindrischen Kammern zur Aufnahme der Kugeln versehen ist und mit seiner Außenumfangsfläche am Außenring geführt wird. Radial innen an die zylindrischen Kammern anschließende Bereiche des Lagerkäfigs sind als Rippen ausgebildet, die radial einwärts über den La gerteilkreis hinausreichen und die bei zusammengebautem Schrägkugellager die Kugeln entlang von begrenzten Strecken berühren, welche auf dein Lagerteilkreis liegen. Dabei können die Kammern gegebenenfalls zusätzlich in nicht näher erläuterter Weise mit Vorsprüngen versehen sein, welche die Kugeln im Käfig zurückhalten.

Ein Schrägkugellager mit einem so gestalteten Lagerkäfig aus Kunstharz läßt sich leicht zusammenbauen, indem der Lagerkäfig in den Außenring eingepaßt wird, die Kugeln radial von innen her in die Taschen gedrückt werden und der Innenring dann in dem von den Kugeln umschriebenen Raum montiert wird. Wenn jedoch ein Schrägkugellager mit einem aus Kunststoff gefertigten Lagerkäfig mit hoher Drehzahl rotiert, neigt der Lagerkäfig aufgrund eines Temperaturanstieges in dem Lager zu Verformungen in Bereichen, wo der Lagerkäfig mit dem Außenring und den Kugeln in Kontakt steht, weil durch den Temperaturanstieg die Festigkeit des Käfigs herabgesetzt wird.

Viele bekannte Wälzlager, die für einen Einsatz bei hohen Drehzahlen geeignet sind, werden daher mit einem Lagerkäfig ausgestattet, der durch spanabhebende Bearbeitung einstückig aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise einer Kupferlegierung, gefertigt wird. Weil jedoch ein durch spanabhebende Bearbeitung eines metallischen Werkstoffes hergestellter Lagerkäfig kaum zu einer elastischen Verformung in der Lage ist, ist es extrem schwierig, Kugeln in den Lagerkäfig von innen einzusetzen. Wenn Ku geln gewaltsam in die Kammern eingepreßt werden, können die Kugeln an ihrer Ober fläche aufgrund eines Metall/Metall-Abriebes beschädigt werden. Derart beschädigte Kugeln behindern nicht nur eine leichtgängige Drehung des Lagers, sondern sie verkür zen auch dessen Lebensdauer.

Außerdem war es bei bekannten Lagerkäfigen schwierig, die Größe und Form der an der Innenseite der Kammern ausgebildeten Vorsprünge zu beherrschen. Diese Vor sprünge konnten mit den zwischen dem Außenring und dem Innenring geführten Kugeln leicht in Kontakt kommen. Ein solcher Kontakt behindert das leichtgängige Rotieren der Kugeln. Außerdem kann dadurch ein auf der Oberfläche der Kugeln vorhandener Ölfilm in den betreffenden Kontaktbereichen abgestreift werden, was zu einem Festfressen der Kugeln führen kann.

Ähnliche Probleme treten auch bei Kugellagern auf, bei denen die zur Aufnahme der Kugeln bestimmten Kammern des Lagerkäfigs sphärisch (DE-AS 10 07 571) oder in Radialrichtung trapezförmig (DE-OS 14 50 057) ausgebildet sind und bei denen der Durchmesser des Umkreises der Kugeln großer als der kleinste Innendurchmesser des Außenringes ist, wenn die Kugeln an den verengten Teilen der Kammerwandungen an liegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schrägkugellager zu schaffen, das den bei einem spanabhebend aus Metall gefertigten Lagerkäfig vorliegenden Anforderungen gerecht wird, d. h. bei dem die Kugeln in die Kammern des Lagerkäfigs eingesetzt wer den können, ohne sie mit Gewalt einpressen zu müssen, und bei dem die Vorsprünge an den Kammern außer Kontakt mit den Kugeln gehalten werden, die zwischen dem Außenring und dem Innenring geführt werden.

Ferner soll ein Verfahren zur Montage eines solchen Schrägkugellagers geschaffen wer den, das es erlaubt, die Einzelteile des Kugellagers einfach und genau zusammenzu passen.

Erfindungsgemäß ist ein Schrägkugellager ausgestattet mit einem Außenring, einem In nenring und einem Lagerkäfig, der in Umfangsrichtung in regelmäßigem Abstand mit zylindrische Kammern versehen ist zur Aufnahme der Kugeln, wobei der Lagerkäfig mit seiner Außenumfangsfläche am Außenring geführt wird und die radial innen an die zy lindrischen Kammern anschließenden Bereiche des Lagerkäfigs als Vorsprünge ausge bildet sind, die sich nach radial innen sowie in Umfangsrichtung erstrecken, so daß ein Herausrutschen der Kugeln nach radial innen aus den Kammern verhindert wird, wobei der Durchmesser des Umkreises der Kugeln gleich dem oder kleiner als der kleinste Innendurchmesser des Außenringes ist, wenn die Kugeln an den Vorsprüngen anliegen, und wobei die Kugeln außer Anlagekontakt mit den Vorsprüngen stehen, wenn die Ku geln in den Kammern des Lagerkäfigs sitzen und der Außenring sowie der Innenring mit dem Lagerkäfig zusammengebaut sind.

Ein zur Montage eines solchen Schrägkugellagers bestimmtes Verfahren ist erfindungs gemäß gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Einsetzen der Kugeln in die Kammern des Lagerkäfigs,
- Einpassen des Lagerkäfigs in den Außenring,
- Einsetzen einer nachgiebigen Hülse mit am Außenumfang zwei axial vonein ander beabstandet angeordneten Vorsprüngen derart, daß die Hülse im Be reich zwischen den Vorsprüngen zur Anlage an die Kugeln gebracht wird, wo durch die Kugeln gegen die Kugellauffläche des Außenringes angedrückt und in dieser Stellung gehalten werden, Anlegen des Innenringes gegen eine Stirnfläche der Hülse, axiales Einschieben des Innenringes, wodurch die nachgiebige Hülse in Axial richtung aus dem Lager geschoben und der Innenring mit den Kugeln in Ein griff gebracht wird.

Während bei dem Schrägkugellager nach der Erfindung die Kugeln zwischen dem Außenring und dem Innenring geführt werden, wirken sie mit einer Kugelabwälzflache großen Durchmessers zusammen, die an der Innenumfangsfläche des Außenringes aus gebildet ist, und der Lagerkäfig wird entlang der Innenumfangsfläche des Außenringes geführt. Infolgedessen werden Spalte zwischen den Vorsprüngen an den Taschen und den Kugeln gebildet; ein gegenseitiger Anlagekontakt zwischen den Vorsprüngen und den Kugeln wird verhindert.

Weil der Durchmesser des Umkreises der in die Kammern des Lagerkäfigs eingesetzten Kugeln gleich dem oder kleiner als der kleinste Innendurchmesser des Außenringes ist, besteht die Gefahr, daß die Kugeln sich von dem Außenring lösen, nachdem sie in den Außenring eingesetzt sind. Um dies zu verhindern, wird bei der Montage des Schrägku gellagers nach der Erfindung die nachgiebige Hülse von innen mit den in den Außen ring eingesetzten Kugeln in Eingriff gebracht, so daß die Kugeln unter dem Einfluß der elastischen Eigenschaften der nachgiebigen Hülse mit der Kugelabwälzfläche des Außenringes in Eingriff kommen. Auf diese Weise werden die Kugeln an einem Herausfallen gehindert. Die nachgiebige Hülse wird dann mittels des Innenringes herausgeschoben, während der Innenring mit den Kugeln in Eingriff gebracht wird.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten und montierten Schrägkugellager lassen sich die Kugeln in die Kammern des Lagerkäfigs einsetzen, ohne daß die Gefahr einer Be schädigung der Kugeln besteht. Das Schrägkugellager hat hervorragende Laufeigen schaften und eine lange Lebensdauer, weil die Kugeln während des Rotierens außer Kontakt mit den Vorsprüngen an den Kammern gehalten werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt des Lagerkäfigs des Schrägkugellagers,

Fig. 2 einen Querschnitt des Lagerkäfigs nach Fig. 1,

Fig. 3 bis 6 Teilschnitte, welche die Montage des erfindungsgemäßen Schrägku gellagers erkennen lassen;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch die bei der Montage benutzte nachgiebige Hülse, und

Fig. 8 einen Schnitt des Schrägkugellagers nach der Erfindung.

Der in den Fig. 1 und 2 veranschaulichte Lagerkäfig 1 wird durch spanabhebende Be arbeitung eines metallischen Werkstoffes, beispielsweise einer Kupferlegierung, erhal ten, und er weist Kammern 2 auf, die zur Aufnahme von Kugeln 5 in Umfangsrichtung in regelmäßigem Abstand angeordnet sind.

Jede Kammer 2 weist eine Innenwandfläche 3 auf, die derart zylindrisch ausgebildet ist, daß sie parallel zu der zugehörigen Mittellinie OA verläuft. Einander gegenüberlie gende Vorsprünge 4 sind an der Innenwandfläche 3 jeder Kammer im Bereich des in nenliegenden Endabschnittes ausgebildet, um ein Herausfallen der Kugeln zu verhin dern.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Vorsprünge 4 in den Kammern 2 so angeordnet, daß dann, wenn die Kugeln 5 an den Vorsprüngen 4 anliegen, der Durchmesser D des Uni kreises der Kugeln gleich dem oder geringfügig kleiner als der kleinste Innendurchmesser d (Fig. 8) eines Außenringes 7 ist. Der Umkreisdurchmesser D kann gegebenenfalls auch um so viel größer als der Innendurchmesser d des Außenringes sein, als dies eine elastische Verformung der Vorsprünge 4 zuläßt.

Der Käfig 1 hat einen Außendurchmesser, der geringfügig kleiner als der Innendurch messer d des Außenringes 7 ist, so daß, wenn das Kugellager montiert ist, der Käfig 1 entlang einer Innenumfangsfläche 7a (Fig. 3) des Außenringes 7 durch Kontakt zwi schen seiner Außenumfangsfläche und der Innenumfangsfläche 7a geführt wird.

Entsprechend den Fig. 5 und 8 weist der Außenring 7 im mittleren Bereich seiner In nenumfangsfläche eine Kugellauf- oder Abwälzfläche 9 auf, deren Durchmesser größer als der der Innenumfangsfläche 7a ist. Ein in dem Außenring 7 sitzender Innenring 6 trägt an seiner Außenumfangsfläche eine Kugellauffläche 8 sowie eine zylindrische Flä che 10, deren Außendurchmesser größer als der Durchmesser des Inkreises der Kugeln 5 ist. Die Kugeln werden zwischen den Kugellaufflächen 8 und 9 gehalten, die an dem Außenring 7 bzw. dem Innenring 6 ausgebildet sind.

Wenn bei dem erläuterten Aufbau des Käfigs 1 die Kugeln 5 an den an der Innenseite der Kammern 2 ausgebildeten Vorsprüngen 4 anliegen, ist der Durchmesser des Um kreises der Kugeln 5 kleiner als der Innendurchmesser des Außenringes 7. Der Käfig läßt sich infolgedessen ohne Schwierigkeiten in den Außenring 7 einpassen.

Wenn die Kugeln 5 zwischen den Kugellaufflächen 8 und 9 des Außenringes 7 und des Innenringes 6 gehalten sind, kommen die Kugeln 5 mit der Kugellauffläche 9 des Außenringes 7 in Kontakt, während der Käfig 1 von der Innenumfangsfläche 7a des Außenringes 7 geführt wird. Dadurch werden die Kugeln 5 und die Vorsprünge 4 außer Kontakt miteinander gehalten.

Die Fig. 3 bis 6 zeigen, wie das Schrägkugellager unter Verwendung des erläuterten Käfigs 1 montiert wird.

Bei der Montage des Kugellagers wird der Käfig 1, in dessen Kammern 2 die Kugeln 5 eingesetzt sind, in den Außenring 7 entsprechend Fig. 3 eingepaßt. In diesem Zustand ist der Durchmesser D des Umkreises der Kugeln 5 gleich dem oder Heiner als der In nendurchmesser d des Außenringes 7. Die Kugeln 5 könnten daher aus dem Außenring 7 herausfallen. Um dies zu verhindern, wird eine nachgiebige Hülse 11 entsprechend Fig. 4 von innen zur Anlage an den Kugeln 5 gebracht.

Wie aus Fig. 7 hervorgeht, hat die nachgiebige Hülse 11 einen Außendurchmesser A der im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser B des Innenringes 6 ist. Durch Ein setzen dieser nachgiebigen Hülse 11 werden die Kugeln 5 gegen die Kugellauffläche 9 des Außenringes 7 angedrückt und in dieser Stellung gehalten.

Die Hülse 11 ist im Bereich ihres Außenumfangs an beiden Enden mit Vorsprüngen 12 versehen, die eine axiale Bewegung der Kugeln 5 begrenzen. Die Vorsprünge 12 haben einen Außendurchmesser C, der größer als der Durchmesser des Inkreises der Kugeln ist. Nachdem der Käfig 1 zusammen mit den Kugeln 5 und die nachgiebige Hülse 11 in den Außenring 7 eingesetzt sind, wird die Anordnung in einem Wellengehäuse 13 mon tiert, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Dann wird der auf einer Welle 14 sitzende Innen ring 6 von oben abgesenkt, während die Achse des Außenringes 7 in lotrechter Richtung verläuft. Dadurch wird die nachgiebige Hülse 11 von der Stirnfläche des Innenringes 6 nach unten geschoben; die Hülse 11 fällt nach unten; der Innenring 6 wird von innen mit den Kugeln 5 in Eingriff gebracht.

Weil aufgrund der Elastizität der Hülse 11 die Kugeln 5 gegen die Kugellauffläche 9 des Außenringes 7 angedrückt werden, kann der Innenring 6 in den von den Kugeln be grenzten Innenraum eingeschoben werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Ku geln herausfallen (Fig. 6).

Die nachgiebige Hülse 11 sollte aus einem Werkstoff gefertigt sein, der einer Beschädi gung der Kugeln während der Montage des Lagers entgegenwirkt. Vorzugsweise besteht die Hülse 11 aus einem Kunstharz wie Polyethylen.

Falls keine Gefahr besteht, daß die nachgiebige Hülse 11 die Kugeln und den Außen ring beim Einsetzen beschädigt, sollte sie einen Außendurchmesser E haben, der größer als der Durchmesser des Inkreises der Kugeln ist, um auf diese Weise die Elastizitätsei genschaften zu nutzen. Besteht dagegen die Gefahr, daß die Hülse 11 beim Einsetzen die Kugeln und/oder den Außenring beschädigen könnte, sollte der Außendurchmesser E kleiner als der Durchmesser des Inkreises der Kugeln sein, um das Einführen der Hülse zu erleichtern. An Stelle der Hülse 11 kann auch ein anderes nachgiebiges Bauteil vorgesehen werden, beispielsweise ein aus Gummi gefertigter massiver Rundstab.

Claims

1. Schrägkugellager mit einem Außenring (7), einem Innenring (6) und einem Lager käfig (1), der in Umfangsrichtung in regelmäßigem Abstand mit zylinderischen Kammern (2) versehen ist zur Aufnahme der Kugeln (5), wobei der Lagerkäfig (1) mit seiner Außenumfangsfläche am Außenring (7) geführt wird und die radial innen an die zylindrischen Kammern (2) anschließenden Bereiche des Lagerkäfiges (1) als Vorsprünge (4) ausgebildet sind, die sich nach radial innen sowie in Umfangsrich tung erstrecken, so daß ein Herausrutschen der Kugeln (5) nach radial innen aus den Kammern (2) verhindert wird, wobei der Durchmesser (D) des Umkreises der Kugeln gleich dem oder kleiner als der kleinste Innendurchmesser (d) des Außen ringes (7) ist, wenn die Kugeln (5) an den Vorsprüngen (4) anliegen, und wobei die Kugeln (5) außer Anlagekontakt mit den Vorsprüngen (4) stehen, wenn die Kugeln (5) in den Kammern (2) des Lagerkäfiges (1) sitzen und der Außenring (7) sowie der Innenring (6) mit dem Lagerkäfig (1) zusammengebaut sind.

2. Verfahren zur Montage eines Schrägkugellagers gemäß Anspruch 1 gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Einsetzen der Kugeln (5) in die Kammern (2) des Lagerkäfiges (1),
- Einpassen des Lagerkäfiges (1) in den Außenring (7),
- Einsetzen einer nachgiebigen Hülse (11) mit am Außenumfang zwei axial von einander beabstandet angeordneten Vorsprüngen (12) derart, daß die Hülse (11) im Bereich zwischen den Vorsprüngen (12) zur Anlage an die Kugeln (5) gebracht wird, wodurch die Kugeln (5) gegen die Kugellauffläche (9) des Außenringes (7) angedrückt und in dieser Stellung gehalten werden,
- Anlegen des Innenringes (6) gegen eine Stirnfläche der Hülse (11),
- axiales Einschieben des Innenringes (6), wodurch die nachgiebige Hülse (11) in Axialrichtung aus dem Lager geschoben und der Innenring (6) mit den Ku geln (5) in Eingriff gebracht wird.