DE4216055A1 - Hülsenfreilauf mit Lagerung - Google Patents

Hülsenfreilauf mit Lagerung

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Description

Die Erfindung betrifft einen Hülsenfreilauf mit Lagerung, bestehend aus einer zylindrischen Hülse, die an ihren beiden Enden in einen Hül­ senbord übergeht, mit einer an einer Innen- oder Außenseite der Hülse angebrachten Klemmfläche, einem mittig geführten Freilaufkäfig mit federnden Mitteln zur Aufnahme von Klemmrollen und beiderseits davon angeordneten Lagerkäfigen mit Lagerrollen.
Ein derartiger Hülsenfreilauf besteht beispielsweise aus einem dünn­ wandigen, spanlos geformten Außenring mit auf seiner Innenseite an­ geordneten Klemmflächen sowie einem mit Metallfedern bestückten Kunst­ stoffkäfig zur Aufnahme der Klemmelemente. Der Freilaufkäfig sichert die exakte Positionierung und Führung der als Sperrelemente wirkenden Nadelrollen. Beiderseits der Freilaufeinheit sind zwei integrierte Stützlager angeordnet, die radiale Kräfte aufnehmen. Als Stützlager dienen ebenfalls Nadelkränze mit Kunststoffkäfigen (INA-Firmenkatalog Nr. 306, Seite 239).
Der Nachteil dieser Hülsenfreiläufe besteht darin, daß zur Erzielung einer optimalen Bauraumausnützung aufgrund kleinster radialer und axialer Bauhöhe einerseits der Raum zwischen Hülse und Freilaufeinheit bzw. zwischen Hülse und Stützlagern und andererseits der Raum zwischen Freilaufkäfig und Lagerkäfig bzw. zwischen Lagerkäfig und Hülsenbord sehr klein ist. Insbesondere wird durch den fehlenden Raum zwischen Freilaufkäfig und Lagerkäfig bzw. zwischen Lagerkäfig und Hülsenbord eine ausreichende Schmierung der Stützlagerrollen bzw. der Klemmrollen behindert. Es gelangt keine bzw. nur eine unzureichende Schmiermittel­ menge in den Laufbahnbereich von Rollen und Hülse. Wird als Schmiermittel ein Fett verwendet, so ist in derartigen Fällen der Zutritt des Fetts zu den Lagerlaufbahnen nahezu unmöglich gemacht. Diese mangelhafte Schmierung kann sich insbesondere bei hohen Drehzah­ len verhängnisvoll auswirken. Es kann in kurzer Zeit eine starke Erwärmung des Lagers und des Freilaufs eintreten, die unter Umständen zu schweren Schäden führt.
Es ist zwar eine Vielzahl von Käfigen bekannt, die sich mit der Be­ reitstellung von Schmiermittelraum zur Verbesserung der Schmierung von Wälzlagern befassen. So beschreibt beispielsweise DE-OS 38 11 958 einen Käfig für ein Wälzlager derart, daß die stirnseitigen Öffnungen der andererseits geschlossenen Nuten abwechselnd auf der einen und der anderen Stirnseite des Käfigs angebracht sind. Damit wird allenfalls eine verbesserte Schmierung dieses Wälzlagers erreicht, jedoch sind derartige technische Lösungen nicht für gelagerte Hülsenfreiläufe mit mehreren hintereinander angeordneten Käfigen geeignet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Befettung der inneren Oberfläche der Hülse eines gelagerten Hülsenfreilaufes zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen Frei­ laufkäfig und Lagerkäfig und/oder zwischen der Innenseite des Hülsen­ bordes und der Stirnseite des Lagerkäfigs jeweils Durchbrüche zu Räumen zur Aufnahme von Schmiermittel vorgesehen sind.
Dadurch wird erreicht, daß die in axialer Richtung zwischen Klemm- und Lagerrollen sowie zwischen Innenseite des Hülsenbordes und Lagerrollen und in radialer Richtung zwischen Hülse und Freilaufkäfig bzw. Hülse und Lagerkäfigen liegenden Räume zur Aufnahme von Schmiermittel über die erfindungsgemäßen Durchbrüche mit ausreichend Schmiermittel ver­ sorgt werden, so daß eine zuverlässige Schmierung des gelagerten Hülsenfreilaufes möglich ist. Diese Anordnung der Durchbrüche zu den Schmiermittelräumen erlaubt außerdem den Mengenausgleich des Schmier­ mittels auf die gesamte Innenseite der Hülse, so daß jedes rollende Element unabhängig von seiner jeweiligen Stellung die notwendige Schmiermittelmenge erhält.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 2 werden die Durchbrüche dadurch gebildet, daß auf beiden Stirnseiten der Lagerkä­ fige im Stegbereich durchgehende stufenartige Aussparungen in radialer und axialer Richtung angeordnet sind. Durch diese Ausführungsform der Erfindung wird zwar zunächst nur ein punktuelles Befetten der Innen­ seite der Hülse ermöglicht, jedoch erfolgt durch die Drehbewegung des Hülsenfreilaufes innerhalb kurzer Zeit eine gleichmäßige Ausbreitung des Fettfilmes auf der gesamten Innenseite der Hülse.
In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 werden die Durchbrüche zwischen Innenseite des Hülsenbordes und Stirnseite der Lagerkäfige sowie zwischen Freilaufkäfig und Lagerkäfig dadurch gebildet, daß die Stirnseiten der Lagerkäfige über ihren gesamten Umfang verteilt Erhebungen aufweisen. Dadurch ist ein besonders großes Volumen der aufzunehmenden Schmiermittelmenge gewährleistet. Auch ist fertigungstechnisch ein derartiger Käfig mit Erhebungen günstig durch Spritzgießen herzustellen.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung, die im Anspruch 4 angege­ ben ist, sind die Hülsenborde an ihrer Innenseite in gleichmäßigen Abständen über ihren gesamten Umfang verteilt mit radialen Wülsten versehen. Die dabei entstehenden Taschen werden einerseits durch die glatten Stirnwände der Lagerkäfige und andererseits durch den Hülsen­ bord begrenzt und stehen mit dem Raum zur Schmiermittelaufnahme in Verbindung. Auch in diesem Fall erfolgt durch die Drehbewegung des Hülsenfreilaufes eine gleichmäßige Verteilung des Schmiermittels über die gesamte Innenseite der Hülse.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer weiteren Ausführungsform nach dem unabhängigen Anspruch 5 dadurch gelöst, daß im Stegbereich von Freilaufkäfig und/oder Lagerkäfigen zwischen den Klemmrollen und/oder Lagerrollen Schmiertaschen angeordnet sind.
Wie bereits ausführlich beschrieben, sorgen auch derartige Schmierta­ schen dafür, daß eine zuverlässige Schmierung des Hülsenfreilaufes möglich wird. Die damit erreichbare Verbesserung der Schmierstoff­ situation führt zu einer Verbesserung der Funktion des Hülsenfreilau­ fes und zu einer Verlängerung von dessen Lebensdauer. Auch werden durch die verbesserten Schmierstoffzuführungen die Laufgeräusche des Hülsenfreilaufes vermindert.
In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 6 sind diese Schmiertaschen im Stegbereich parallel zu den Wälzkörpertaschen von Klemmrollen und/oder Lagerrollen angeordnet.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 7 weisen die Wälzkörpertaschen von Klemmrollen und/oder Lagerrollen Aussparungen auf. Derartige Aussparungen sind nach Anspruch 8 an den Längsseiten der Wälzkörpertaschen und nach Anspruch 9 an den Stirn­ seiten der Wälzkörpertaschen von Klemmrollen und/oder Lagerrollen angeordnet.
Schließlich sollen nach einer weiteren Variante der Erfindung, die in Anspruch 10 beschrieben ist, die Aussparungen einseitig an den Wälz­ körpertaschen von Klemmrollen und/oder Lagerrollen angeordnet sein. Diese Möglichkeit wird vor allem dann verwendet, wenn nur ein kleiner Bauraum zur Verfügung steht.
Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläu­ tert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf die Innenseite eines Hülsenfreilaufes mit Lagerung,
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Hülsenfreilauf entlang der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf die Innenseite eines Hülsenfreilaufes mit Lagerung,
Fig. 4 eine Seitenansicht eines Lagerkäfigs,
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4,
Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Hülsenbord und
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6,
Fig. 8 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf einen Lager- oder Freilaufkäfig mit Schmiertaschen,
Fig. 9 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf einen Lager- oder Freilaufkäfig mit Aussparungen an den Längsseiten der Wälzkörpertaschen,
Fig. 10 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf einen Lager- oder Freilaufkäfig mit Aussparungen an den Stirnseiten der Wälzkörpertaschen und
Fig. 11 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf einen Lager- oder Freilaufkäfig mit einseitigen Aussparungen an den Wälzkörpertaschen.
Nach Fig. 1 besteht der Hülsenfreilauf aus einer dünnwandigen, span­ los geformten zylindrischen Hülse 1, die an ihren beiden Enden in je einen Hülsenbord 2 übergeht. Auf der Innenseite der Hülse 1 sind nicht dargestellte Klemmflächen für die Klemmrollen 5 angebracht. Zwischen den beiden Hülsenborden 2 sind auf der Innenseite der Hülse 1 drei hülsenförmige Käfige 6, 3, 6 mit Lagerrollen 7 bzw. Klemmrollen 5 ge­ führt. In der Mitte der Innenseite der Hülse 1 ist über den nicht dargestellten Klemmflächen der Freilaufkäfig 3 mit Aussparungen und Metallfedern 4 zur Aufnahme von Klemmrollen 5 angeordnet. Die Lagerkä­ fige 6 mit Aussparungen zur Aufnahme der Lagerrollen 7 befinden sich beidseitig zwischen Freilaufkäfig 3 und Hülsenbord 2. Erfindungsgemäß sind zwischen Freilaufkäfig 3 und Lagerkäfig 6 und/oder zwischen der Innenseite des Hülsenbordes 2 und der Stirnseite des Lagerkäfigs 6 Durchbrüche 8 zu in der Draufsicht nicht sichtbaren Räumen 11 zur Auf­ nahme von Schmiermittel vorgesehen. Nach einer Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 1 werden diese Durchbrüche 8 zwischen Freilauf­ käfig 3 und Lagerkäfig 6 sowie zwischen Innenseite des Hülsenbordes 2 und Stirnseite der Lagerkäfige 6 durch auf beiden Stirnseiten der Lagerkäfige 6 im Stegbereich angebrachte durchgehende stufenartige Aussparungen in radialer und axialer Richtung gebildet.
Fig. 2 zeigt im Querschnitt den Aufbau eines Hülsenfreilaufes mit Lagerung. Zwischen den beiden Hülsenborden 2 und dem mittig geführten Freilaufkäfig 3 mit Klemmrollen 5 sind die beiden Lagerkäfige 6 mit Lagerrollen 7 angeordnet. Die Anordnung der Käfige 3, 6 zueinander erfolgt dabei so, daß sie mit ihren Stirnseiten eng aneinander liegen. Die Durchbrüche 8 in Form durchgehender stufenartiger Aussparungen in radialer und axialer Richtung auf beiden Stirnseiten der Lagerkäfige 6 in deren Stegbereich erlauben nach Montage des Hülsenfreilaufes mit Hilfe eines eingeführten Dornes dessen ausreichende Befettung. Das Schmiermittel gelangt dabei über die Aussparungen zwischen Innenseite des Hülsenbordes 2 und Lagerkäfig 6 sowie zwischen Freilaufkäfig 3 und Lagerkäfig 6 in den Raum 11, der als Schmiermittelreservoir dient. Durch die Rotation des Hülsenfreilaufes erfolgt unter Einfluß der Zentrifugalkraft eine Verteilung des Schmiermittels zwischen den Klemmrollen 5 sowie Lagerrollen 7 und der Innenwand der Hülse 1.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, die besonders im Bereich kleinster Hülsenfreiläufe aus Fertigungsgründen vorteilhaft anzuwenden ist. Hier sind auf beiden Stirnseiten der Lagerkäfige 6 noppenförmige Erhebungen 9 aufgespritzt, so daß der Durchbruch 8 zu den Räumen zur Aufnahme von Schmiermittel 11 als ringförmiger Spalt zwischen Hülsenbord 2 und Lagerkäfig 6 sowie zwi­ schen Freilaufkäfig 3 und Lagerkäfig 6 ausgebildet ist. Ebenso wie in Fig. 1 sind dabei die Stirnseiten des Freilaufkäfigs 3 glattwandig ausgeführt. Neben dem fertigungstechnischen Vorteil dieser Ausfüh­ rungsvariante besteht ein weiterer Vorteil darin, daß mit der Aus­ bildung des Durchbruches 8 als ringförmiger Spalt zwischen Freilaufkä­ fig 3 und Lagerkäfig 6 einerseits sowie Hülsenbord 2 und Lagerkäfig 6 andererseits ein besonders großes Schmiermittelreservoir geschaffen wird.
Die Anordnung der Erhebungen 9 auf den Stirnseiten der Lagerkäfige 6 ist aus Fig. 4 ersichtlich. Je nach Größe des Hülsenfreilaufes sind diese Erhebungen 9 in mehr oder minder großer Anzahl über den gesamten Umfang verteilt anzubringen, wobei zweckmäßigerweise die Verteilung der Erhebungen 9 wechselweise am oberen bzw. unteren Rand der Stirn­ seite des Lagerkäfigs 6 erfolgt.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch einen Lagerkäfig entsprechend der Linie V-V in Fig. 4. Der als ringförmiger Spalt ausgebildete Durchbruch 8 wird hierbei durch den Lagerkäfig 6 und den nicht darge­ stellten Hülsenbord 2 bzw. durch den Lagerkäfig 6 und den ebenfalls nicht dargestellten Freilaufkäfig 3 gebildet.
Die Fig. 6 und 7 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 4. Danach ist der Hülsenbord 2 an seiner Innenseite in gleichmäßigen Abständen über seinen ganzen Umfang ver­ teilt mit radialen Wülsten 10 versehen. Durch die Innenseite des Hülsenbordes 2, die radialen Wülste 10, die Hülse 1 und die Stirn­ fläche des nicht dargestellten Lagerkäfigs 6 werden in Richtung Zen­ trum des Hülsenfreilaufes offene Taschen 12 gebildet, die ebenfalls mit dem nicht dargestellten Raum zur Aufnahme von Schmiermittel 11 in Verbindung stehen. Diese Taschen 12 sind mindestens an einem Hülsen­ bord 2 angebracht. Diese Ausführungsvariante hat den Vorteil, daß neben dem Freilaufkäfig 3 auch die Lagerkäfige 6 glattwandige Stirn­ flächen aufweisen können. Die Verteilung des Schmiermittels erfolgt auch hier durch die Drehbewegung des Hülsenfreilaufes aus den Taschen 12 bzw. aus dem Raum 11 über die gesamte Innenseite der Hülse 1, so daß Klemmrollen 5 und Lagerrollen 7 stets mit einem Schmiermittelfilm versehen sind.
Nach Fig. 8 weist der Freilaufkäfig 3 bzw. Lagerkäfig 6 Klemmrollen 5 bzw. Lagerrollen 7 aufnehmende Taschen auf, zwischen denen in radia­ ler Richtung durchgehende Schmiertaschen 13 angeordnet sind. Im vor­ liegenden Fall weisen diese Schmiertaschen 13 eine rechteckige Form auf und sind parallel zu den Wälzkörpertaschen des Freilaufkäfigs 3 bzw. Lagerkäfigs 6 in der Mitte des Stegbereiches angeordnet.
Nach den Fig. 9 bis 11 werden diese Schmiertaschen 13 durch Aus­ sparungen 14 an den Wälzkörpertaschen von Klemmrollen 5 bzw. Lagerrol­ len 7 gebildet. Fig. 9 zeigt die Anordnung der Aussparungen 14 an den Längsseiten der Wälzkörpertaschen, d. h. die Aussparungen 14 sind mittig in der Halterung von Klemmrollen 5 bzw. Lagerrollen 7 ausge­ führt. Während nach Fig. 10 die Aussparungen 14 an den Stirnseiten der Wälzkörpertaschen angeordnet sind, zeigt Fig. 11 eine einseitige Anordnung der Aussparungen 14 an den Wälzkörpertaschen von Klemmrollen 5 bzw. Lagerrollen 7, die vorteilhafterweise bei kleinem Bauraum angewendet wird.
Die Erfindung ist jedoch nicht nur auf die Merkmale der Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich auch Kombinationsmöglichkeiten einzelner Anspruchsmerkmale mit Vorteilsangaben und Merkmalen der Ausgestal­ tungsbeispiele.
Bezugszahlenliste
 1 Hülse
 2 Hülsenbord
 3 Freilaufkäfig
 4 federnde Mittel
 5 Klemmrollen
 6 Lagerkäfig
 7 Lagerrollen
 8 Durchbruch
 9 Erhebungen
10 Wülste
11 Raum zur Aufnahme von Schmiermittel
12 Tasche
13 Schmiertasche
14 Aussparung

Claims (10)

1. Hülsenfreilauf mit Lagerung, bestehend aus einer zylindrischen Hülse (1), die an ihren beiden Enden in einen Hülsenbord (2) übergeht, mit einer an einer Innen- oder Außenseite der Hülse (1) angebrachten Klemmfläche, einem mittig geführten Freilaufkäfig (3) mit federnden Mitteln (4) zur Aufnahme von Klemmrollen (5) und beiderseits davon an­ geordneten Lagerkäfigen (6) mit Lagerrollen (7), dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen Freilaufkäfig (3) und Lagerkäfig (6) und/oder zwi­ schen der Innenseite des Hülsenbordes (2) und der Stirnseite des Lagerkäfigs (6) Durchbrüche (8) zu Räumen zur Aufnahme von Schmier­ mittel (11) vorgesehen sind.
2. Hülsenfreilauf mit Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Durchbrüche (8) als auf beiden Stirnseiten der Lagerkäfi­ ge (6) in Stegbereich durchgehende stufenartige Aussparungen in radia­ ler und axialer Richtung angeordnet sind.
3. Hülsenfreilauf mit Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stirnseiten der Lagerkäfige (6) über ihren ganzen Umfang verteilt Erhebungen (9) aufweisen.
4. Hülsenfreilauf mit Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß mindestens ein Hülsenbord (2) an seiner Innenseite in gleich­ mäßigen Abständen über seinen Umfang verteilt mit radialen Wülsten (10) versehen ist.
5. Hülsenfreilauf mit Lagerung, bestehend aus einer zylindrischen Hülse (1), die an ihren beiden Enden in einen Hülsenbord (2) übergeht, mit einer an einer Innen- oder Außenseite der Hülse (1) angebrachten Klemmfläche, einem mittig geführten Freilaufkäfig (3) mit federnden Mitteln (4) zur Aufnahme von Klemmrollen (5) und beiderseits davon angeordneten Lagerkäfigen (6) mit Lagerrollen (7), dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Stegbereich von Freilaufkäfig (3) und/oder Lagerkäfi­ gen (6) zwischen den Klemmrollen (5) und/oder Lagerrollen (7) Schmier­ taschen (13) angeordnet sind.
6. Hülsenfreilauf mit Lagerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen den Klemmrollen (5) und/oder Lagerrollen (7) par­ allel zu deren Wälzkörpertaschen liegende Schmiertaschen (13) angeord­ net sind.
7. Hülsenfreilauf mit Lagerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schmiertaschen (13) durch Aussparungen (14) an den Wälz­ körpertaschen der Klemmrollen (5) und/oder Lagerrollen (7) gebildet werden.
8. Hülsenfreilauf mit Lagerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aussparungen (14) an den Längsseiten der Wälzkörperta­ schen von Klemmrollen (5) und/oder Lagerrollen (7) angeordnet sind.
9. Hülsenfreilauf mit Lagerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aussparung (14) an den Stirnseiten der Wälzkörpertaschen von Klemmrollen (5) und/oder Lagerrollen (7) angeordnet sind.
10. Hülsenfreilauf mit Lagerung nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aussparungen (14) einseitig an den Wälzkörpertaschen von Klemmrollen (5) und/oder Lagerrollen (7) angeordnet sind.
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