DE4134584C2 - Kugellager - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kugellager nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Kugellager sind aus der DE-PS 3 31 947 oder aus der US-PS 10 26 463 bekannt.

Bei den bekannten Kugellagern ist nachteilig, daß die Kugeln ständig an beiden Trennelementen anliegen. Dadurch ist die Reibung relativ groß, so daß das Lager entsprechend große Leistungsverluste aufweist. Bei schnell laufenden Lagern ergibt sich aus den relativ hohen Reibwerten ein starker Temperaturanstieg, der das Lager durch Spannungen zusätzlich zu der vergrößerten Reibung beansprucht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Kugellager so weiterzubilden, daß jede Kugel nur an einem Trennelement anliegt.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, die einzelnen Kugeln lose zwischen den Trennelementen anzuordnen. Erst bei der Drehbewegung des Lagers legen sich die Kugeln an jeweils ein Trennelement an. Auf diese Weise wird eine Möglichkeit geschaffen, lediglich einen Punktkontakt zwischen den Trennelementen und den Kugeln zu erreichen.

Weiterhin ist vorteilhaft, die Trennelemente mit einem Lagerring, beispielsweise dem Innenring, fest zu verbinden, so daß bei einer Drehbewegung des Lagers die Trennelemente zwangsläufig ebenfalls mit synchroner Drehzahl mitgedreht werden. Weil dabei der Abstand der Trennelemente voneinander größer ist als der Durchmesser der Lagerkugeln, können die Kugelkörper während der Bewegung lediglich an einem Trennelement anliegen.

Als Trennelemente kommen vorteilhaft Gegenstände in Betracht, die den Kugeln lediglich an deren Äquator anliegen und so lediglich eine Punktreibung aufweisen. Als Trennelemente können demzufolge vorteilhaft Platten zwischen den Kugeln angeordnet werden, aber auch Stangen mit Rollen sowie Kugeln können verwendet werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Kugellagers werden anhand der Zeichnungen im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Käfig für Kugelkörper, wie er beim Stand der Technik verwendet wird,

Fig. 2 die schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Kugellager,

Fig. 3 einen Schnitt durch Fig. 2 entlang der Linie III-III,

Fig. 4 Draufsichten auf weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Kugellager,

Fig. 6 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel und

Fig. 7 einen Schnitt durch das Kugellager von Fig. 6 entlang der Linie X-X in Fig. 6.

In Fig. 1 ist ein Käfig 1 für Kugelkörper 2 dargestellt, wobei der Käfig 1 aus zwei Blechstreifen besteht, die zwischen den Kugeln 2 mit Hilfe von Nieten 3 miteinander verbunden sind. Die beiden Blechstreifen des Käfigs 1 enthalten halbschalenförmige Einbuchtungen zur Aufnahme der Kugelkörper 2.

Dementsprechend entwickelt das Lager eine hohe Reibung und einen schnellen Temperaturanstieg, wobei beides zum Verschleiß des Lagers beiträgt.

Demgegenüber ist in Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Kugellager dargestellt mit einem Innenring 4 und einem Außenring 5. Die zwischen diesen beiden Ringen 4 und 5 angeordneten Kugelkörper 2 werden nicht, wie in Fig. 1, mit Hilfe eines Käfigs im Abstand voneinander gehalten. Hierzu sind vielmehr Trennelemente 6 vorgesehen, die in Form von prismatischen Platten ausgebildet sind. Die Anzahl der Trennelemente 6 entspricht dabei der Zahl der Kugelkörper 2.

Die Trennelemente 6 sind auf einer Bodenplatte 7 befestigt, die mit Hilfe von Schrauben 8 fest mit dem Innenring 4 verbunden ist. Bei einer Drehung des Innenrings 4 drehen sich demzufolge die Bodenplatte 7, die Trennelemente 6 sowie die Kugelkörper 2 mit.

Während einer derartigen Drehbewegung werden die Kugelkörper 2 an einer Seite an den Trennelementen 6 anliegen, wie in Fig. 2 dargestellt. Dort ergibt sich ein lediglich punktförmiger Kontakt.

In Fig. 4 ist eine erfindungsgemäße einfache Konstruktion eines Lagers mit nur vier Kugelkörpern 2 dargestellt. Ein Kugellager mit nur vier Kugelkörpern konnte bislang nicht oder nur sehr umständlich hergestellt werden. Im Stand der Technik wurde daher vielfach an vier Punkten jeweils ein kleines komplettes Kugellager vorgesehen, welches vom Konstruktions- und Bauaufwand erheblich teurer war als das in Fig. 4 dargestellte Vierpunktkugellager.

Die vier Kugelkörper 2 sind um jeweils 90° versetzt innerhalb des Lagers angeordnet, also gleichmäßig um den Lagerumfang verteilt. Jeder Kugelkörper 2 wird durch zwei Trennelemente 6 in seiner Position gehalten, wobei die Trennelemente 6 ein gewisses Spiel für die Kugeln 2 ermöglichen, so daß während der Drehung des Lagers jeder Kugelkörper 2 an nur einem Punkt an einem Trennelement 6 anliegt.

Durch das Spiel zwischen jedem Kugelkörper 2 und den beiden benachbarten Trennelementen 6 wird nicht nur eine ortsfeste Drehbewegung der Kugel ermöglicht, sondern es wird ein Rollen des Kugelkörpers 2 ermöglicht.

In Fig. 5 sind die Kugelkörper 2 mit Hilfe von Trennelementen 9 getrennt, die aus einer Stahlachse 10 und einer rohrförmigen Kunststoffhülle (Rolle 11) bestehen. Auch die Trennelemente 9 sind mit der Bodenplatte 7 verbunden, die sich gemeinsam mit dem Innenring 4 dreht.

Bei den in Fig. 2 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Trennelemente 6 bzw. 9 mit Hilfe der Bodenplatte 7 mittelbar mit dem Innenring 4 verbunden. In der Fig. 6 dagegen sind die Trennelemente direkt mit dem Außenring 5 verbunden:
In Fig. 6 ist eine ringförmige Bodenplatte 17 dargestellt, die im Gegensatz zu der in Fig. 2 und 3 dargestellten Bodenplatte 7 erheblich schmaler ist. Die Bodenplatte 17 weist daher sternförmig Ausleger 18 auf, an deren Enden sich Stahlachsen 19 für Trennelemente ähnlich den Trennelementen 9 erstrecken.
In 7 ist die Bodenplatte 17 in ihrer am Innenring 4 befestigten Stellung dargestellt, wobei sich eine entsprechende Deckelplatte 20 ebenfalls am Innenring 4 befindet, die das andere Ende der Trennelemente fixiert.

Bei jeder Art der Anordnung der Trennelemente ist darauf zu achten, daß die Trennelemente nicht der Form der Kugelkörper 2 angepaßt sind und diese teilweise umgreifen. Vielmehr soll bewußt ein punktförmiger Kontakt zwischen Kugelkörper 2 und Trennelementen hergestellt werden.

Die Kugelkörper haben dabei einen Freiraum, damit sie sich nicht nur drehen, sondern auch innerhalb dieses Freiraumes rollen.

Claims (5)

1. Kugellager mit Innen- und Außenlaufring bei dem die zwischen den beiden Laufringen angeordneten Kugeln durch Trennelemente beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennelemente (6, 10, 11, 18, 19) mit einer ringförmigen Bodenplatte (7) verbunden sind, welche an dem Innenlaufring (4) oder dem Außenlaufring (5) befestigt ist, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Trennelementen (6, 10, 11, 18, 19) so groß ist, daß die Kugeln (2) zwischen die Trennelemente (6, 10, 11, 18, 19) plaziert werden können, ohne diese zu berühren und daß jede Kugel (2) während der Bewegung des Kugellagers nur an einem Trennelement (6, 10, 11, 18, 19) punktkontaktartig anliegt.

2. Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennelemente (6, 10, 11, 18, 19) an dem Ring (Innenring 4 oder Außenring 5) befestigt sind, der sich dreht.

3. Kugellager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß der Trennelemente (6, 10, 11, 18, 19) von der Größe des Kugellagers und dem Abstand zwischen seinen Laufringen (4, 5) abhängig ist, wobei sich die Trennelemente (6, 10, 11, 18, 19) im Bereich des Äquators der Kugelkörper (2) befinden.

4. Kugellager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennelemente (6, 10, 11, 18, 19) ausschließlich im Bereich des Äquators der Kugelkörper (2) angeordnet sind.

5. Kugellager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch formbeständige Trennelemente (6, 10, 11, 18, 19) mit einem fest vorgegebenen und unveränderlichen Abstand zueinander.