DE4311194A1 - Gleit-/Wälzlager, das Wälzelemente hat - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft hauptsächlich ein kleines Lager, das sowohl als ein Gleit- als auch als ein Wälzlager dient.

Es sei zunächst die der Erfindung am nächsten kommende Tech­ nik näher beschrieben und erläutert:

Generell umfaßt der lasttragende Mechanismus eines Wälzlagers eine innere und eine äußere Laufbahn, sowie eine Mehrzahl von Wälzkörpern, beispielsweise Kugeln, welche sich so bewegen, daß sie zwischen den beiden Laufbahnen rollen. Typische Bei­ spiele eines solchen Wälzlagers sind ein Kugellager, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, und ein Zylinderwalzenlager, wie es in Fig. 9 gezeigt ist.

In einem Nadelwalzenlager bewegen sich Nadelwalzen so, daß sie zwischen einer inneren und einer äußeren Laufbahn rollen, oder zwischen einer äußeren Laufbahn und einer Welle oder Achse. Typische Beispiele eines Nadelwalzenlagers sind ein Nadelwalzenlager vom Manteltyp, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, und ein Nadelwalzenlager vom vollaufliegenden Typ, das eine innere und eine äußere Laufbahn hat, wie in Fig. 11 ge­ zeigt ist.

In einem Gleitlager wird eine relative Gleitbewegung zwischen der Lageroberfläche für das Tragen einer Belastung und der Welle oder Achse ausgeführt. Ein Gleitlager vom Buchsentyp, wie es in Fig. 12 gezeigt ist, ist ein Beispiel dieser Art von Lager.

In bekannten Wälzlagern tragen Wälzkörper, wie Stahlkugeln oder Stahlnadelwalzen, die Belastung im Wälzkontakt, während sie sich drehen und umlaufen. Bei der Herstellung solcher Wälzlager werden die äußere und innere Laufbahn und die Wälz­ körper, beispielsweise Nadelwalzen, durch materialabtragende, insbesondere zerspanende, Bearbeitung ausgebildet und dann weiteren Prozessen, wie Härten und Polieren, unterworfen. Demgemäß sind eine Menge von Prozessen und viel Erfahrung von Experten erforderlich, was hohe Produktionskosten zur Folge hat. Aufgrund seines Mechanismus entwickelt ein Wälzlager einen Spalt zwischen seinen Teilen, wenn die Verschleißver­ luste, die aus dem Wälzkontakt resultieren, bis zu einem gewissen Grad fortgeschritten sind, was zu einer Erhöhung in den Geräuschen und einer Verschlechterung in den Lagerfunkti­ onen führt.

Selbst in Fällen, in denen es erforderlich ist, daß das Lager leicht und dünn ist, wird ein Nadelwalzenlager, obwohl es im Vergleich mit einem Gleitlager in der Funktion schlechter ist, dort übernommen oder angewandt, wo Lagerleistungsfähig­ keitseigenschaften für Mittel- und Hochgeschwindigkeitsbe­ trieb erforderlich sind. Das heißt, in dem Betriebsbereich niedriger Belastung (bei einem Lagerdruck, der im Bereich von 1 bis 50 kp/cm² liegt) und bei mittleren und hohen Geschwin­ digkeiten (bei einer Umfangsgeschwindigkeit, die im Bereich von 30 bis 100 m/min liegt), werden meistens Nadelwalzenlager gewählt. Verglichen mit einem Gleitlager hat ein Nadelwalzen­ lager eine größere Wanddicke und ein größeres Gewicht. Weiter ist es, da seine Struktur sowohl bei Typen für große Bela­ stung als auch bei Typen für kleine Belastung die gleiche ist, schwierig, seine Wanddicke so dünn wie in dem Fall eines Gleitlagers zu machen.

Ein Nadelwalzenlager vom Manteltyp hat, verglichen mit einem Nadelwalzenlager vom vollaufliegenden Typ, eine kleinere Wanddicke. Jedoch ist es schwierig, seine Wanddicke auf das Niveau eines Gleitlagers zu vermindern. Obwohl die Wanddicke eines Nadelwalzenlagers vom Manteltyp kleiner als diejenige eines Nadelwalzenlagers vom vollaufliegenden Typ gemacht wer­ den kann, ist es aufgrund der Belastungsübertragung zwischen der Welle oder Achse und den Walzen notwendig, Endbearbei­ tungsprozesse an der Welle oder Achse auszuführen, so daß solche Endbearbeitungsprozesse, wie Härten und Polieren, erforderlich sind, was hohe Produktionskosten zur Folge hat. Weiter schließen Langzeitbetriebe auch das Problem des Ver­ schleißes der Welle oder Achse ein.

In dem Fall von Lagern kleinen Durchmessers sind Gleitlager, verglichen mit Wälzlagern, generell leichter im Gewicht. Wenn sie jedoch für Mittel- und Hochgeschwindigkeitsbetrieb ver­ wendet werden (bei einer Umfangsgeschwindigkeit im Bereich von 30 bis 100 m/min oder höher), erfordern die Gleitlager ein Schmiermittel (zum Beispiel Öl), welches sie aufgrund des Vorsehens des Schmiermittels, des Schmierverfahrens etc. ge­ wöhnlich ziemlich kostenaufwendig macht. Wenn ein Gleitlager ohne Schmierung verwendet wird, ist die erzeugte Reibung größer als in dem Fall eines Wälzlagers, so daß eine relativ große Antriebskraft für die betreffende Ausrüstung, Maschine­ rie etc. erforderlich ist. Es trifft zu, daß ein Gleitlager vom Nichtschmierungstyp, verglichen mit einem Nadelwalzenla­ ger, vorteilhaft hinsichtlich des Gewichts und der Dicke ist.

Jedoch ist es hinsichtlich des Reibungskoeffizienten viel schlechter als das letztere. Während der Reibungskoeffizient (µ) eines Nadelwalzenlagers im Bereich von 0,002 bis 0,010 liegt, liegt derjenige eines Gleitlagers vom Nichtschmie­ rungstyp (zum Beispiel eines solchen, das Polytetrafluorethy­ len als Füllmittelmaterial enthält) im Bereich von 0,10 bis 0,30. Demgemäß muß im Falle eines Gleitlagers vom Nicht­ schmierungstyp die betreffende Ausrüstung, Maschinerie etc. eine große Antriebskraft haben. Infolgedessen ist es bei Ein­ richtungen, bei denen beabsichtigt ist, daß sie in der Größe und im Gewicht kleiner sind, so, daß eine große Antriebs­ quelle und ein großes Anlagen- oder Einrichtungsgewicht Fak­ toren bilden, die sich verbieten. Weiter ist es konventionell schwierig gewesen, Gleitlager vom Nichtschmierungstyp für Mittelgeschwindigkeitsspezifikationen zu wählen (wo die Um­ fangsgeschwindigkeit im Bereich von 30 bis 100 m/min liegt). Außerdem bewirkt die relative Gleitbewegung zwischen der Welle oder Achse und dem Lager einen Verschleiß desselben, bei dem teilchenförmige Verschleißprodukte erzeugt werden. Wo ein Mechanismus zum Verhindern des Erzeugens solcher Ver­ schleißprodukte erforderlich ist, ist die Ausbildung und Ge­ staltung von Lagern oft schwierig.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben er­ wähnten Probleme gemacht. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es inbesondere, ein Lager zur Verfügung zu stellen, das sowohl als ein Wälz- als auch als ein Gleitlager dient und das einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat, sowie in seiner Größe und in seinem Gewicht klein ist.

Im Hinblick auf diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Gleit-/Wälzlager zur Verfügung gestellt, umfas­ send einen äußeren Zylinder aus Metall, einen inneren Zylin­ der aus Kunststoff, und eine Mehrzahl von Wälzelementen, die zwischen dem äußeren und dem inneren Zylinder vorgesehen sind und aus Stahldrähten bestehen, wobei der innere Zylinder aus Kunststoff auf seiner äußeren Umfangsoberfläche eine Mehrzahl von wälzelementfassenden Nuten hat, die sich parallel zur oder längs der Achse des Lagers erstrecken und die parallel zueinander sind, wobei die Wälzelemente in den Nuten in einer solchen Art und Weise positioniert sind, daß sie drehbar sind, während sie in Kontakt mit dem äußeren Zylinder gehal­ ten werden.

In dem Fall von Nadelwalzenlagern ist das Walzenhalteteil konventionellerweise hauptsächlich für den Zweck des Befesti­ gens der Nadelwalzen in der richtigen Lage verwendet worden. Indem die vorliegenden Erfinder ihre Aufmerksamkeit auf das Halteteil konzentrierten, haben sie eine Innenzylinderstruk­ tur konzipiert, welche sowohl als der Halter als auch als die innere Laufbahn dient, wobei sie Stahldrahtwalzen, die sehr zufriedenstellende Verschleißfestigkeit haben, in wälzele­ mentfassenden Nuten, welche auf dem aus Kunststoff herge­ stellten inneren Zylinder vorgesehen sind, in einer solchen Art und Weise untergebracht haben, daß sich die Wälzelemente, während sie belastungstragend sind, drehen können, so daß dadurch die Wälzelemente befähigt werden, eine Belastungs­ übertragung auszuführen, während sie in Kontakt mit dem äuße­ ren Zylinder gehalten werden.

Bei der Struktur der vorliegenden Erfindung bewirkt die Dre­ hung des inneren Kunststoffzylinders, der auf einer sich dre­ henden Welle angebracht ist, daß sich die Wälzelemente auf­ grund des Unterschieds zwischen der Reibungskraft der Halte­ nuten auf der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Zylinders und derjenigen des äußeren Zylinders aus Stahl (zum Beispiel aus rostfreiem Stahl vom austenitischen Typ) leicht oder etwas drehen, so daß dadurch eine signifikante Verbesserung hinsichtlich der Verschleißfestigkeit erzielt wird, ohne daß diese Struktur irgendeinen lokalen Verschleiß in sich schließt.

In der Struktur der vorliegenden Erfindung kommt die Welle oder Achse, die gehalten werden soll, nicht in direkten Kon­ takt mit den Wälzelementen, so daß keine Notwendigkeit für eine abgeschreckte oder gehärtete innere Laufbahn oder eine abgeschreckte oder gehärtete Welle bzw. Achse, welche in kon­ ventionellen Wälzlagern verwendet werden, besteht. Weiter hat es die kürzliche Entwicklung von Kunststoffen hoher Festig­ keit möglich gemacht, die Wanddicke des inneren Zylinders nur so groß zu machen, daß sie nahe derjenigen eines Gleitlagers ist.

In der vorliegenden Erfindung ist es im Hinblick auf das Ver­ hindern von Korrosion effektiv, den äußeren Zylinder aus einem rostfreien Stahl oder Edelstahl vom Austenittyp oder austenitischen Typ auszubilden. Der innere Kunststoffzylinder wird bevorzugt aus einem der folgenden Materialien ausgebil­ det: PEEK (Polyetheretherketon), PES (Polyethersulfon), PEN (Polyethernitril), PPS (Polyphenylensulfid), POM (Polyace­ tal), PEI (Polyetherimid) und PAI (Polyamidimid). Weiter kann ein Füllmittelmaterial zu dem obigen Grundmaterial hinzuge­ fügt sein. Beispiele des Füllmittelmaterials umfassen: feste Schmiermittel, Fluorharze, Fasermaterialien, Metalloxide, Metallfluoride und Keramiken. In dieser Hinsicht wird bevor­ zugt ein faserverstärktes Harz geeignet gewählt. Die Wälzele­ mente können aus Drähten aus austenitischem rostfreien Stahl, Lagerstahldrähten, Klavierdrähten oder dergleichen ausgebil­ det sein.

Weiter ist es in der vorliegenden Erfindung möglich, eine gegebene Menge an Fett auf die Umfangsoberfläche des inneren Kunststoffzylinders zum Halten der Wälzelemente aufzubringen und den äußeren Umfang des inneren Zylinders mit dem äußeren Zylinder abzudecken, so daß dadurch ein Reibungskoeffizient von 0,01 bis 0,05 erzielt wird. Das Fett kann dadurch wirksam in dem inneren und äußeren Zylinder abgeschlossen oder abge­ dichtet und gehalten werden, daß den Endteilen des inneren und äußeren Zylinders eine geeignete Konfiguration gegeben wird. Gleichzeitig trägt diese Struktur bei, das Eindringen von Fremdstoffe in von außen her zu verhindern. Wenn das Lager dieser Erfindung mit einem Schmiermittel verwendet wird, kann es auch als ein Gleitlager dienen. Wenn dieses der Fall ist, kann ein Reibungskoeffizient von 0,002 bis 0,010 erzielt wer­ den. Weiter werden bei der Lagerstruktur der vorliegenden Erfindung der innere Zylinder und die Wälzelemente innerhalb des aus Stahl hergestellten äußeren Zylinders gehalten, so daß das Lager als eine einheitliche Einheit, die eine kleine Größe oder kleine Abmessungen hat, zusammengebaut werden kann.

Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung seien nachfolgend anhand einiger besonders bevor­ zugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines Lagers gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß einem Schnitt längs der Linie II-II der Fig. l;

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils der Fig. 2;

Fig. 4 eine Darstellung, die zeigt, wie ein Lager gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;

Fig. 5 eine auseinandergezogene perspektivische An­ sicht einer Ausführungsform eines Lagers gemäß der vorliegen­ den Erfindung;

Fig. 6 eine Kurvendarstellung, welche den Reibungs­ koeffizienten eines Lagers gemäß der Erfindung im Vergleich mit den Reibungskoeffizienten von konventionellen Lagern zeigt;

Fig. 7 eine Kurvendarstellung, welche die Ergebnisse eines Vibrationstests zeigt, die an einem erfindungsgemäßen Lager und an einem konventionellen Nadelwalzenlager ausge­ führt worden sind;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines konventio­ nellen Kugellagers, wobei aus Darstellungsgründen Teile weg­ geschnitten sind;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines an sich bekannten Zylinderwalzenlagers, wobei aus Darstellungsgründen Teile weggeschnitten sind;

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines an sich bekannten Nadelwalzenlagers vom Manteltyp, wobei aus Darstel­ lungsgründen Teile weggeschnitten sind;

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines an sich bekannten Nadelwalzenlagers vom vollaufliegenden Typ, wobei aus Darstellungsgründen Teile weggeschnitten sind; und

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht der Buchse eines an sich bekannten Gleitlagers.

In der nun folgenden Beschreibung und Erläuterung von bevor­ zugten Ausführungsformen der Erfindung sei zunächst auf die Fig. 1, 2 und 3 Bezug genommen, die Schnittansichten eines Lagers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind (welches zum Beispiel einen Innendurchmesser von 10 mm, einen Außendurchmesser von 14 mm und eine axiale Länge, die gewöhnlich als Breite bezeichnet wird, von 10 mm hat), wobei die Fig. 1 einen in der Axialrichtung ausgeführten Schnitt durch dieses Lager zeigt. Das Lager besteht hauptsächlich aus einem äußeren Zylinder 1, der aus einem austenitischen rost­ freien Stahl hergestellt ist (zum Beispiel JIS SUS304 oder JIS SUS307), Wälzelementen 2, die aus einem austenitischen rostfreien Stahl hergestellt sind (zum Beispiel JIS SUS304 oder JIS SUS307), einem aus Kunststoff hergestellten inneren Zylinder 3, und einem Ring 4.

Der äußere Zylinder 1 ist aus einer dünnen Platte aus einem austenitischen rostfreien Tahl ausgebildet. Der eine Endteil des äußeren Zylinders 1 wird mittels einer Presse, beispiels­ weise einer Übertragungs- oder Transferpresse, geformt, wäh­ rend der andere Endteil desselben in dem Endstadium eines Lagerzusammenbauverfahrens gebogen wird.

Der innere Kunststoffzylinder 3, der vorzugsweise durch Spritzgießen ausgebildet ist, hat auf der äußeren Umfangs­ oberfläche desselben eine Mehrzahl (zum Beispiel 10 bis 24) Halte- oder Fassungsnuten 5 für Wälzelemente, welche sich längs der oder parallel zur Achse des Lagers erstrecken und parallel zueinander sind. Am einen Ende des inneren Zylinders 3 werden die Nuten 5 durch eine Wand 3a begrenzt, welche es verhindert, daß die Wälzelemente 2 axial heraustreten, wohin­ gegen keine solche Wand an dem anderen Ende vorgesehen ist, weil ein Ring 4 (Ring mit kreisförmigem Querschnitt) auf dem anderen Ende des inneren Zylinders 3 angebracht ist. Die Wälzelemente 2 sind in den Nuten 5 in einer solchen Art und Weise untergebracht, daß sie drehbar sind, während sie in Kontakt mit dem äußeren Zylinder 1 gehalten werden. Der innere Zylinder 3, auf welchem die Wälzelemente 2 angebracht sind und auf dessen äußerer Umfangsfläche, wenn nötig, Fett aufgebracht sein kann, ist in den äußeren Zylinder 1 einge­ baut. Wenn Fett aufgebracht wird, ist es ratsam und zweck­ mäßig, die Wände der oberen Hälfte jeder Nut 5 so abzuschrä­ gen, daß sie nach auswärts divergieren, und den resultieren­ den Randraum 6 als ein Fettreservoir zu nutzen. Dann wird der Ring 4, der als Wälzelementanschlag oder seitliche Bewegungs­ sperre für die Wälzelemente 2 dient, auf dem anderen Endteil des inneren Zylinders 3 angebracht. Wenn alle die Teile auf diese Weise in den äußeren Zylinder 1 eingebaut worden sind, wird ein Endteil des äußeren Zylinders 1 nach der Achse zu einwärts umgebogen. Das Umbiegen des äußeren Zylinders 1 trägt in Kombination mit dem Vorhandensein der Wand 3a und des Rings 4 dazu bei, eine Leckage von Fett nach dem Äußeren und gleichzeitig ein Eindringen von Fremdstoffen in das Lager wirksam zu verhindern.

Wenn der innere Zylinder 3 aus einem faserverstärkten Harz ausgebildet wird, wird vorzugsweise ein Material verwendet, das aus einem Kunststoff mit 5 bis 50 Gew.-% von dazu hin­ zugefügten Kohlenstoffasern besteht (zum Beispiel PEEK plus 20 Gew.-% Kohlenstoffasern und 5 Gew.-% Teflon, wobei Teflon ein Warenzeichen für ein Fluorharz ist).

Fig. 4 zeigt ein Beispiel der Art und Weise, wie das in der oben beschriebenen Art aufgebaute Lager verwendet werden kann. Das Lager wird in ein Gehäuse 7 eingebaut, und die zu halternde oder zu lagernde Welle 8 wird in das Lager einge­ fügt. Ein Paar lokalisierende Sprengringe (Sicherungsringe oder -bügel) werden an der Welle 8 angebracht, so daß dadurch verhindert wird, daß sich das Lager axial auf der Welle be­ wegt. Wenn das Lager der Erfindung als ein Wälzlager verwen­ det wird, wird die Welle 8 in den inneren Zylinder 3 mit einem Übermaß von (0,005 bis 0,02) × D (D repräsentiert den Durchmesser der Welle 8) unter einem leichten Druck gepreßt, wodurch bewirkt wird, daß sich die Welle zusammen mit dem inneren Zylinder dreht. Wenn das Lager der Erfindung als ein Gleitlager verwendet wird, wird der Wellendurchmesser D um (0,005 bis 0,02) × D kleiner als der Innendurchmesser des inneren Zylinders gemacht, bevor die Welle in den inneren Zylinder eingesetzt wird.

Die Leistungsfähigkeitseigenschaften des Lagers gemäß der Erfindung, das in der oben beschriebenen Art und Weise aufge­ baut ist, wurden durch Ausführen von Tests bestätigt, die dazu dienten, den Reibungskoeffizienten und den Vibrationser­ zeugungszustand zu untersuchen. In diesen Tests wurde folgen­ des durchgeführt: 1) ein Vergleich zwischen dem Reibungskoef­ fizienten eines erfindungsgemäßen Lagers und jenem eines kon­ ventionellen Gleitlagers vom Nichtschmierungstyp, sowie jenem eines konventionellen Nadelwalzenlagers; und 2) ein Vergleich zwischen dem Vibrationserzeugungszustand in einem Lager nach der Erfindung und jenem in einem konventionellen Nadelwalzen­ lager. Die Messung der Reibungskoeffizienten (der Reibungs­ test) wurde unter den Bedingungen ausgeführt, die in der Tabelle 1 angegeben sind, und die Testergebnisse sind in Fig. 6 gezeigt. Der Vibrationstest wurde unter den Bedingungen ausgeführt, die in Tabelle 2 angegeben sind, und die Tester­ gebnisse sind in Fig. 7 dargestellt. Aus den Fig. 6 und 7 ist ersichtlich, daß der Reibungskoeffizient des Lagers nach der Erfindung kleiner als derjenige des konventionellen Gleitla­ gers vom Nichtschmierungstyp ist, und daß, was die Erzeugung von Vibrationen anbetrifft, durch die vorliegende Erfindung eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem konventionellen Nadelwalzenlager erzielt worden ist.

Reibungstest
Testmaschine:
Lagertesteinrichtung vom Federbelastungstyp
Lagerinnendurchmesser:|10 mm⌀
Lagerbreite:	10 mm
Geschwindigkeit:	318 UpM
Belastung:	5 kg
Testzeit:	1000 Stunden

Vibrationstest
Testmaschine:
Lagertesteinrichtung vom Federbelastungstyp
Lagerinnendurchmesser:|10 mm⌀
Lagerbreite:	10 mm
Geschwindigkeit:	318 UpM
Belastung:	0,5 kg
Testzeit:	1 Stunde

Mit einem Lager, das den Aufbau der oben beschriebenen Aus­ führungsform hat, können insbesondere die folgenden Vorteile erhalten werden: Da der innere Zylinder 3 aus Kunststoff her­ gestellt ist, sieht er eine Vibrationsabsorptionswirkung vor, so daß dadurch die Erzeugung von Geräuschen gehemmt wird. Demgemäß kann es als ein Lager verwendet werden, das im Ver­ gleich mit den gut bekannten Nadelwalzenlagern mit weniger Geräuschen und Vibrationen verbunden ist. In konventionellen Nadelwalzenlagern wird ein Halter zum Halten der Walzen zu­ sätzlich zu der inneren Laufbahn benutzt, wohingegen in dem Lager nach der vorliegenden Erfindung der innere Zylinder, der als die innere Laufbahn dient, die Funktion eines Halters hat, was bedeutet, daß die Anzahl der Teile reduziert ist, so daß dadurch die Lagerstruktur vereinfacht ist. Weiter ist, da die Wandoberflächen der oberen Hälfte von jeder Wälzelement­ halte- oder -aufnahmenut 5, die auf dem inneren Zylinder 3 ausgebildet ist, abgeschrägt sind, so daß sie nach auswärts divergieren, ein Randraum 6 begrenzt oder ausgebildet, wel­ cher als ein Fettreservoir verwendet werden kann. Demgemäß ist es möglich, das Fett in dem Lager während einer langen Zeitdauer zu halten. Die Wälzelemente 2, die in den Halte- oder Aufnahmenuten 5 untergebracht sind, werden durch das Vorhandensein der Wand 3a und des Anschlagrings 4 an jedem Ende des inneren Zylinders 3 daran gehindert, sich in der Axialrichtung zu bewegen. Da der äußere Zylinder 1 und die Wälzelemente 2 aus einem austenitischen rostfreien Stahl aus­ gebildet sind und der innere Zylinder 3 aus Kunststoff herge­ stellt ist, kann das Lager als Ganzes weiter so ausgebildet sein, daß es frei von Korrosion ist, indem der Ring 4 aus einem austenitischen rostfreien Stahl oder Kunststoff ausge­ bildet ist. Demgemäß kann das Lager nach der Erfindung selbst unter ungünstigen Bedingungen, wie bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit in einer einfachen Art und Weise verwendet werden, so daß es einen umfangreichen Anwendungsbereich um­ faßt.

Obwohl die obige Ausführungsform mit Bezug auf ein einfaches zylindrisches Lager beschrieben worden ist, kann die Struktur der vorliegenden Erfindung auch auf ein Lager angewandt wer­ den, das einen Flansch an einem Ende desselben hat (d. h. auf ein solches Lager, dessen innerer und äußerer Zylinder beide an einem Ende zu einer Flanschform ausgebildet sind).

Aus den obigen Ausführungen ist ersichtlich, daß das Lager der vorliegenden Erfindung insbesondere die folgenden Vor­ teile zur Verfügung stellt:

• 1) Das konventionelle Nadelwalzenlager umfaßt zusätz­ lich zu der inneren Laufbahn einen Halter zum Halten der Wal­ zen, wohingegen in dem Lager nach der vorliegenden Erfindung der innere Zylinder, welcher als die innere Laufbahn dient, die Funktion eines Halters hat, was bedeutet, daß die Anzahl der Teile vermindert ist, so daß dadurch die Lagerstruktur vereinfacht ist.
• 2) Bei der Verwendung eines konventionellen Nadelwal­ zenlagers vom Manteltyp oder eines Gleitlagers ist es notwen­ dig, die Oberflächenrauhigkeit und die Härte der zu haltenden oder zu lagernden Welle streng und genau zu spezifizieren, was eine Menge an Zeit und Arbeit zur Folge hat, die zur Be­ arbeitung, insbesondere zur materialabtragenden Bearbeitung, und zum Polieren erforderlich sind. Im Gegensatz hierzu wer­ den, wenn das Lager nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird, solche Prozesse nicht benötigt, denn das Material, die Oberflächenrauhigkeit (Oberflächenendbearbeitungspräzision), etc. sind nicht so wichtig bei dem erfindungsgemäßen Lager. Demgemäß kann das Lager nach der Erfindung beispielsweise bei einer Aluminiumlegierungswelle angewandt werden, welche leicht und kostengünstig ist. Weiter wurde, wenn ein konven­ tionelles Nadelwalzenlager verwendet worden ist, ein Ab­ schrecken oder Härten auf der inneren Lauffläche und der zu­ gehörigen Welle ausgeführt, um die erforderliche Dauerhaftig­ keit und Gebrauchstüchtigkeit sicherzustellen. In dem erfin­ dungsgemäßen Lager kommen die Wälzelemente nicht in direkten Kontakt mit der zugehörigen Welle, so daß keine Notwendigkeit besteht, ein Abschrecken oder Härten durchzuführen. Infolge­ dessen sind die Herstellungskosten auch für die Welle herab­ gesetzt, was die Teile um das Lager weniger kostenaufwendig macht.
• 3) Das konventionelle Nadelwalzenlager ist für die Ver­ wendung in einem kleinen oder engen Raum ungeeignet, wohinge­ gen bei dem Lager nach der Erfindung die Wanddicke so klein gemacht werden kann, daß sie sehr nahe derjenigen eines Gleitlagers ist, so daß das erfindungsgemäße Lager in einen sehr kleinen oder engen Raum eingebaut werden kann. Demgemäß kann das Gewicht der mit dem Lager nach der Erfindung auszu­ rüstenden Einrichtung vermindert werden (aufgrund dessen, daß das Lagergewicht auf angenähert 1/3 bis 1/5 desjenigen eines konventionellen Nadelwalzenlagers reduziert ist), und gleich­ zeitig wird eine Verminderung in den Geräuschen erzielt, was das Lager nach der Erfindung für die Verwendung in tragbarer Ausrüstung oder dergleichen geeignet macht.
• 4) Da der innere Zylinder aus Kunststoff hergestellt ist, kann das Problem der Korrosion dadurch überwunden wer­ den, daß der äußere Zylinder und die Wälzelemente aus einem rostfreien Stahl vom Austenittyp oder austenitischen Typ aus­ gebildet werden.
• 5) Wenn das Lager nach der Erfindung als ein Wälzlager verwendet wird, wird die Belastung der in den inneren Zylin­ der eingesetzten Welle in der folgenden Reihenfolge übertra­ gen: vom inneren Zylinder zu den Wälzelementen, und von den Wälzelementen weiter zu dem äußeren Zylinder. Der innere Zylinder ist auf der Welle angebracht und dreht sich mit der­ selben, wobei die Wälzelemente mit dem inneren Zylinder um­ laufen, während sie sich drehen. Die Wälzelemente führen eine Gleitbewegung in den Halte- oder Aufnahmenuten aus, die auf dem inneren Zylinder vorgesehen sind, sowie eine relative Wälzbewegung mit Bezug auf den äußeren Zylinder. Aufgrund dieser beiden Arten von Bewegung, die gleichzeitig bewirkt werden, wird eine signifikante Verminderung im Reibungskoef­ fizienten im Vergleich mit konventionellen Lagern vom Nicht­ schmierungstyp erzielt.
• 6) Das Lager nach der vorliegenden Erfindung hat einen kleineren Reibungskoeffizienten im Vergleich mit jenen von konventionellen Nadelwalzenlagern. Weiter wird aufgrund der Vibrationsabsorptionswirkung des inneren Kunststoffzylinders eine wesentliche Verminderung in den Geräuschen erzielt. Bei diesen Merkmalen, kombiniert mit der Möglichkeit einer be­ achtlichen Verminderung in der Wanddicke, weist das Lager nach der Erfindung die Eigenschaften von sowohl einem Wälz­ als auch einem Gleitlager auf.

Mit der Erfindung wird ein kleines Lager zur Verfügung ge­ stellt, welches die Eigenschaften eines Gleitlagers hat, das einen kleinen Reibungskoeffizienten aufweist, sowie diejeni­ gen eines Wälzlagers. Das Lager nach der Erfindung umfaßt einen äußeren, metallischen Zylinder, einen inneren Kunst­ stoffzylinder, Wälzelemente, und einen Ring, wobei eine Mehr­ zahl von Wälzelementhalte- oder -aufnahmenuten auf der äuße­ ren Umfangsoberfläche des inneren Zylinders vorgesehen ist. Die Nuten sind parallel zu der Achse des Lagers ausgebildet, und die darin positionierten Wälzelemente sind drehbar. Auf die äußere Umfangsoberfläche des inneren Zylinders kann Fett aufgebracht werden, welches die Wälzelemente hält, und der gesamte innere Zylinder ist mit dem äußeren Zylinder umman­ telt, wobei die Endteile des äußeren Zylinders nach der Achse zu umgebogen sind. Durch Ausbilden der Metallkomponenten aus einem rostfreien Stahl vom Austenittyp oder austenitischen Typ wird das Problem der Korrosion überwunden.

Claims (4)

1. Gleit-/Wälzlager, umfassend einen aus Metall hergestell­ ten äußeren Zylinder (1), einen aus Kunststoff hergestellten inneren Zylinder (3), und eine Mehrzahl von Wälzelementen (2), die zwischen dem äußeren und inneren Zylinder (1, 3) vorgesehen sind und aus Stahldrähten bestehen, wobei der aus Kunststoff hergestellte innere Zylinder (3) auf einer oder der äußeren Umfangsoberfläche desselben eine Mehrzahl von Wälzelementehalte- oder -fassungsnuten (5) hat, welche sich parallel zur oder entlang der Achse des Lagers erstrecken und welche parallel zueinander sind, wobei die Wälzelemente (2) in den Nuten (5) in einer solchen Art und Weise positioniert sind, daß sie drehbar sind, während sie in Kontakt mit dem äußeren Zylinder (1) gehalten werden.

2. Gleit-/Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der äußere Zylinder (1) aus einem rostfreien Stahl vom Austenittyp oder austenitischen Typ ausgebildet ist.

3. Gleit-/Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Zylinder aus einem der folgenden Kunststoffmaterialien ausgebildet ist: Polyetheretherketon, Polyethersulfon, Polyethernitril, Poly­ phenylensulfid, Polyacetal, Polyetherimid und Polyamidimid.

4. Gleit-/Wälzlager nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Zylinder (3) aus faserverstärktem Kunststoffmaterial hergestellt ist.