DE4393663C1

DE4393663C1 - Spielfreies Radialkugellager

Info

Publication number: DE4393663C1
Application number: DE4393663A
Authority: DE
Inventors: Alexander Zernickel; Horst Scholian; Horst Doeppling
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1992-07-29
Filing date: 1993-07-15
Publication date: 1997-02-20
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: DE4224992A1; WO1994003737A1; US5458422A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein spielfreies Radialkugellager, mit zwei spanlos hergestellten äußeren Laufringteilen, von denen das erste Laufringteil einen das zweite Laufringteil in Umfangs- und Axialrichtung umgebenden Hülsenabschnitt aufweist und wobei die Laufringteile gemeinsam eine Außen laufbahn tragen, an der und an einer dazu konzentrischen Innenlaufbahn Kugeln mittels eines zwischen dem Hülsenabschnitt und dem zweiten Laufring teil wirkenden, die beiden Laufringteile gegeneinander drückenden Federele mentes unter Vorspannung abwälzen.

Ein derartiges Radialkugellager ist beispielsweise durch die EP 03 32 497 A1 bekanntgeworden. Bei dünnwandig ausgeführten Hülsenabschnitten ist eine unerwünschte Verformung unter der Einwirkung von hohen Radiallasten mög lich.

Aus der DE 23 32 196 A1 ist ein spielfreies Radialkugellager bekannt, daß zwei spanlos hergestellte äußere Laufringteile aufweist, die gemeinsam eine Außen laufbahn für die Kugeln bilden. Beide Laufringteile sind von einem Gehäusering umfaßt, dessen axiale Enden mit nach innen gerichteten Radialborden versehen sind. Zwischen dem einen Laufringteil und dem einen Radialbord ist ein Feder element eingespannt, daß das eine Laufringteil gegen das andere Laufringteil bzw. gegen die Kugeln drückt. Das andere Laufringteil weist an seinem Außen umfang einen axial gerichteten Stützflansch auf, dessen axial es Ende an dem anderen Radialbord axial gestützt und der mit seinem Umfang an dem umge benden Gehäusering abgestützt ist. Nachteilig bei diesem Radialkugellager ist die Teilevielzahl. Weiterhin müssen die Einzelteile zur Einhaltung von Toleran zen aufeinander abgestimmt werden. Wenn beispielsweise der Stützflansch des anderen Laufringteils nicht einwandfrei an dem Gehäusering anliegt, treten unter Umständen unerwünschte Verkippungen des anderen Laufringteils gegen über dem Gehäusering auf.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ohne zusätzliche Mittel und auf fertigungs technisch einfache Art und Weise ein derartiges spielfreies Radialkugellager, insbesondere den Hülsenabschnitt stabiler zu gestalten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß beide axiale Enden des Hülsenabschnitts die Kugeln in axialer Richtung überragen, wobei der Hülsenabschnitt an seinem vom freien Ende abgewandten Ende unter Bildung eines radial innenliegenden und zu dem Hülsenabschnitt konzentrisch angeord neten zylindrischen Versteifungsabschnitts gefal tet ist, der sich etwa bis zur Mitte der Kugel erstreckt und an den sich das erste Laufringteil anschließt.

Dadurch, daß der Hülsenabschnitt durch den gefalteten Versteifungs abschnitt verstärkt ist, werden unerwünschte Verformungen vermieden. Fertigungstechnisch läßt sich ein derartiges, aus dem ersten Laufring teil, dem Versteifungsabschnitt und dem Hülsenabschnitt einstückig zusammengesetztes Bauteil beispielsweise in einem Tiefziehverfahren auf einfache Art und Weise herstellen.

Dabei ist es auf einfache Art und Weise möglich, besondere Anforde rungen an die axiale Positionierung der Kugeln innerhalb des Hülsen abschnitts zu erfüllen. Die axiale Erstreckung des Versteifungsab schnitts kann derart variiert werden, daß gemäß Anspruch 2 eine den Mittelpunkt der Kugeln (1) schneidende Radialebene wenigstens annähernd in der axialen Mitte des Hülsenabschnitts 7 angeordnet ist.

Eine weitere Möglichkeit, das erfindungsgemäße spielfreie Radialkugel lagerfertigungstechnisch auf einfache Art und Weise herzustellen, ist dadurch gegeben, daß gemäß Anspruch 3 die Außenlaufbahn an einander zugewandten ebenen Flächen konisch geformter Laufringteile gebildet ist. Die ebenen Flächen für die Außenlaufbahn können ebenfalls in einem Tiefziehverfahren einfach hergestellt werden.

Nach ersterem obengenannten Dokument ist auch bekannt, daß der Hülsenab schnitt an seinem freien Ende einen einstückig angeformten radialen Bord aufweist, zwischen dem und dem Federelement eine ringförmige Scheibe als Abstützung für das Federelement vorgesehen ist. Eine derartige ringförmige Scheibe kann gemäß Anspruch 4 dadurch versteift werden, daß sie wenigstens eine umlaufende axiale Versetzung um einen Teilbetrag ihrer Wanddicke aufweist.

Für Anwendungen eines erfindungsgemäßen spielfreien Radialkugellagers, bei denen die Innenlaufbahn an einem zylindrischen Innenring ausgebil det ist, wird in Anspruch 5 vorgeschlagen, die Innenlaufbahn durch eine umlaufende konkave Wölbung dieses Innenrings zu bilden, dessen axiale Enden unter Bildung von radial innenliegenden, zu dem Innenring konzentrisch angeordneten Versteifungsabschnitten gefaltet sind. In diesem Fall ist gemäß Anspruch 6 der lichte Innendurchmesser des Versteifungsabschnitts zweckmäßigerweise höchstens gleich groß wie der lichte Innendurchmesser des Innenrings im Bereich der konkaven Wöl bung. Wenn ein derartiger Innenring auf eine Welle montiert wird, liegen die Versteifungsabschnitte auf der Welle spielfrei an. Die durch die Versteifungsabschnitte bewirkte Wanddickenzunahme an den axialen Enden des Innenrings gewährleistet die sichere Aufnahme hoher Auf- und Abpreßkräfte.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines einzigen Ausführungsbei spiels näher erläutert:
Bei dem in der Figur dargestellten spielfreien Radialkugellager wälzen Kugeln 1 an einer Außenlaufbahn 2 und einer dazu konzentrischen Innen laufbahn 3 ab. Die Außenlaufbahn 2 wird gemeinsam getragen von einem ersten und einem zweiten äußeren Laufringteil 4, 5 an deren einander zugewandten ebenen und konischen Flächen 6.

An das erste äußere Laufringteil 4 ist ein Hülsenabschnitt 7 einstüc kig angeformt, der das zweite äußere Laufringteil 5 in Umfangs- und Axialrichtung umgibt, und der an seinem freien Ende einen einstückig angeformten radial einwärts gerichteten Bord 8 aufweist.

Zwischen dem Bord 8 und dem zweiten äußeren Laufringteil 5 ist ein als ringförmige elastomere Feder 9 ausgebildetes Federelement 10 angeord net, das über eine ringförmige Scheibe 11 an dem Bord 8 abgestützt ist. Die elastomere Feder 9 ist vorgespannt und drückt das zweite äußere Laufringteil 5 in Richtung auf das erste äußere Laufringteil 4, so daß die Kugeln 1 unter Vorspannung an der Außenlaufbahn 2 und der Innenlaufbahn 3 abwälzen. Zur Erhöhung der Steifigkeit weist die ringförmige Scheibe 11 eine umlaufende axiale Versetzung 12 um einen Teilbetrag ihrer Wanddicke auf.

Der Hülsenabschnitt 7 ist an seinem vom freien Ende abgewandten Ende unter Bildung eines radial innenliegenden und zu dem Hülsenabschnitt konzentrisch angeordneten zylindrischen Versteifungsabschnitts 13 gefaltet. Zur Erzielung einer guten Steifigkeit liegt der Verstei fungsabschnitt 13 eng an dem Hülsenabschnitt 7 an. Dieser Verstei fungsabschnitt 13 erstreckt sich in axialer Richtung etwa bis zur Mitte der Kugel 1 und schließt einstückig an das erste Laufringteil 4 an.

Ein Innenring 14 weist eine die Innenlaufbahn 3 bildende konkave Wölbung 15 auf, und ist an seinen axialen Enden unter Bildung von radial innenliegenden, zu dem Innenring 14 konzentrisch angeordneten Versteifungsabschnitten 16 gefaltet. Der lichte Innendurchmesser des Versteifungsabschnitts 16 ist dabei höchstens gleich groß wie der lichte Innendurchmesser des Innenrings 14 im Bereich der konkaven Wölbung 15.

Das hier dargestellte spielfreie Radialkugellager ist für Anwendungen vorgesehen, bei denen die Einbauumgebung eine axiale Positionierung der Kugeln 1 in der Mitte des Hülsenabschnitts 7 erfordert.

Erfindungsgemäße Radialkugellager können beispielsweise als Lenksäu lenlager in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, wobei der Hülsenab schnitt beispielsweise in eine Gehäusebohrung eingefügt ist.

Bezugszeichenliste

1 Kugel
2 Außenlaufbahn
3 Innenlaufbahn
4 erstes äußeres Laufringteil
5 zweites äußeres Laufringteil
6 ebene Fläche
7 Hülsenabschnitt
8 Bord
9 elastomere Feder
10 Federelement
11 ringförmige Scheibe
12 axiale Versetzung
13 Versteifungsabschnitt
14 Innenring
15 konkave Wölbung
16 Versteifungsabschnitte

Claims

1. Spielfreies Radialkugellager mit zwei spanlos hergestellten äußeren Lauf ringteilen (4, 5), von denen das erste Laufringteil (4) einen das zweite Laufring teil (5) in Umfangs- und Axialrichtung umgebenden Hülsenabschnitt (7) auf weist, und wobei die äußeren Laufringteile (4, 5) gemeinsam eine Außenlauf bahn (2) bilden, an der und einer dazu konzentrischen Innenlaufbahn (3) Kugeln (1) mittels eines zwischen dem Hülsenabschnitt (7) und dem zweiten Laufringteil (5) wirkenden, die beiden äußeren Laufringteil (4, 5) gegeneinander drückenden Federelementes (10) unter Vorspannung abwälzen, dadurch ge kennzeichnet, daß beide axiale Enden des Hülsenabschnitts (7) die Kugeln (1) in axialer Richtung überragen, wobei der Hülsenabschnitt (7) an seinem vom freien Ende abgewandten Ende unter Bildung eines radial innenliegenden und zu dem Hülsenabschnitt (7) konzentrisch angeordneten zylindrischen Verstei fungsabschnitts (13) gefaltet ist, der sich etwa bis zur Kugelmitte erstreckt und an den sich das erste Laufringteil (4) anschließt.

2. Spielfreies Radialkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Mittelpunkt der Kugeln (1) schneidende Radialebene wenigstens annähernd in der axialen Mitte des Hülsenabschnitts (7) angeordnet ist.

3. Spielfreies Radialkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenlaufbahn (2) an einander zugewandten ebenen Flächen (6) konisch geformter Laufringteile (4, 5) gebildet ist.

4. Spielfreies Radialkugellager nach Anspruch 1, bei dem der Hülsenabschnitt (7) an seinem freien Ende einen einstückig angeformten radialen Bord (8) aufweist, zwischen dem und dem Federelement (10) eine ringförmige Scheibe (11) als Abstützung für das Federelement (10) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (11) wenigst ens eine umlaufende axiale Versetzung (12) um einen Teilbetrag ihrer Wanddicke aufweist.

5. Spielfreies Radialkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Innenlaufbahn (3) an einem zylindrischen Innenring (14) durch eine umlaufende konkave Wölbung (15) dieses Innenringes (14) gebildet ist, dessen axiale Enden unter Bildung von radial innenlie genden, zu dem Innenring (14) konzentrisch angeordneten Versteifungs abschnitten (16) gefaltet sind.

6. Spielfreies Radialkugellager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß der lichte Innendurchmesser des Versteifungsabschnitts (16) höchstens gleich groß wie der lichte Innendurchmesser des Innenrings (14) im Bereich der konkaven Wölbung (15) ist.