DE60317C - Kugellager mit auf gesonderten Rollbahnen geführten Kugeln - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT^

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47: Maschinenelemente.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 18. November 1890 ab.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf solche Lager, in denen Kugeln zwischen den gegen einander arbeitenden Flächen angeordnet werden, um die gleitende Reibung in rollende zu verwandeln.

Die bisher angewendeten Kugeln wurden so angeordnet und in ihren Bewegungen gezwungen, dafs ihre Wirkungen auf die Tragflächen sich in kurzer Zeit durch eingearbeitete Furchen und Kanäle auf den Oberflächen bemerkbar machten.

Vorliegende _;Erfindung sucht diesen Uebelstand zu vermeiden dadurch, dafs der Einflufs der rollenden Reibung der Kugeln auf die ganze Tragfläche vertheilt wird.

Eine der ersten Schwierigkeiten, die sich bei dem Gebrauch von zwischen die Tragflächen eingebrachten Kugeln ergiebt, ist das Gegeneinanderwirken der Kugeln unter sich; um diesen Uebelstand zu heben, sind Ringe oder Scheiben vorgesehen, welche die Kugeln in Kreisen um das Lager sondern, wobei die Zwischenräume zwischen den einzelnen Ringen etwas gröfser sind als der Durchmesser der verwendeten Kugeln, um diesen freies Spiel zu gestatten. Zwar hob die Anordnung der Kugeln den schädlichen Einflufs des Gegeneinanderwirkens der Kugeln auf, erzeugte aber als anderen Uebelstand, dafs Rillen in den Tragflächen entstanden, da alle Kugeln ihre schädliche Wirkung auf einen Umfangskreis richten. Um dem abzuhelfen, werden die Kugeln an ihrem Platz durch lose aufliegende Schraubenführungen gehalten, welche von einem Ende des Lagers nahe bis an das andere reichen und unabhängig von den Lagerflächen rotiren können. Die Gänge derselben lassen zwischen sich Raum genug, um die Kugeln aufzunehmen, und sind noch um ein Geringes weiter als der Durchmesser der Kugeln, um diesen vollkommen freie Bewegung zu gestatten.

Fig. ι stellt einen Schnitt durch ein Lager dar und zeigt die Kugeln und ihre Lagerung in Ansicht, Fig. 2 die Lagerung und schraubenartige Führung im Schnitt, Fig. 3 vergleichsweise die erwähnte Art der Kugelführung durch parallele Ringe oder Scheiben, Fig. 4 eine Ansicht einer schraubenartigen Kugelführung, worin die verticalen Linien die verschiedenen, von den Kugeln auf der Lagerfläche beschriebenen Bahnen zeigen, Fig. 5 einen Querschnitt von Fig. 3, Fig. 6 die Ansicht auf eine schraubenförmige Kugelführung, welche die Kugeln enthält, von der Welle und Lagerung losgelöst, wie sie als Handelsartikel verschickt werden kann, Fig. 7 einen Längsschnitt durch dieselbe, Fig. 8 eine Seitenansicht derselben, Fig. 9 eine Ansicht auf einen Theil einer Welle und Lagerung, welche schief stehende Ringe oder Scheiben zwischen den Kugelreihen hat, welche krumme oder geneigte Führungen ■ für die Kugeln bilden, Fig. 10 eine perspectivische Ansicht eines der in Fig. 9 verwendeten Ringe dar.

In Fig. ι ist A die Achse oder Welle, D die Nabe oder das Lager, b die schraubenförmige Führung und e sind Kugeln. Die Breite der schraubenförmigen Führung b zwischen den Kugeln ist hier ein wenig gröfser als der Kugeldurchmesser. Der äufsere Durchmesser der schraubenartigen Führung b ist ein wenig kleiner als der Durchmesser des die

Kugeln umfassenden Kreises, und der innere Durchmesser der Gänge ist ein wenig gröfser als der der Achse A, so dafs die Kugeln e auf beiden Seiten der Führung hervorsehen und sowohl Welle als Lagerung berühren. Die schraubenförmige Führung b kann ebene, radial gerichtete Seitenflächen haben; aber um die Kugeln besser an ihrer Stelle zu halten, wenn die Nabe oder Legeschale weggenommen wird, wird die den äufseren Umfang bildende Fläche breiter als die Mitte der Führung gemacht und ihr Rand α über die Kugeln gezogen, Fig. 7, und auf diese Weise die äufsere Oeffnung der Führungsgä'nge ein wenig enger als der Kugeldurchmesser. Bei dieser Anwendung können die Kugeln nicht herausfallen, obgleich sie immer noch genügend aus den Gängen herausragen. Ebenso wird vortheilhaft auch die eine Oberfläche der Führung so gestaltet, dafs sie über die Kugel sich erstreckt, so dafs die Kugeln nicht aus der Führung herausfallen, wenn sie von der Achse abgenommen wird.

Die in Fig. 7 dargestellte Construction bildet einen hohlen Gang zwischen den Gängen der Führung und hält die Kugeln in der Führung, wenn diese von der Achse abgenommen wird; dadurch, dafs auch das eine Ende bei b¹, das andere bei V¹ umgebogen wird, hält jede Führung ihre zugehörige Kugelmenge, kann überall hinbefördert und als Handelsartikel in den Handel gebracht werden, Fig. 6. Das Ende bei b ist abgeschrägt, so dafs die Kugeln in die Gänge eingebracht werden können, indem man das Ende ein wenig aufzwängt und nach dem Einbringen der Kugel wieder schliefst und sie an dem Herausfallen aus der Metallfeder hindert.

Die Vortheile der schraubenförmigen Anordnung der Kugeln werden am besten in ihren Wirkungen durch die Fig. 3, 4 und 5 klar, in der die alte und die neue Methode gegen einander gehalten sind. Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch eine Achse mit einem Kreis von 19 Kugeln um sich, Fig. 3 eine Seitenansicht der Achse mit jenen Kugeln e, welche zwischen den geraden Hülsen d in bisheriger Weise gehalten werden. Es ist augenscheinlich, dafs alle 19 Kugeln bei ihrem Rollen auf dem Lager bei e¹ aufliegen und an diesem Punkt eine Rille einarbeiten werden. In Fig. 4,-wo dieselbe Anzahl der Rollen mit Schraubenführungen b angeordnet sind, wird jede der 19 Kugeln eine besondere Bahn in dem Lager beschreiben, welche durch eine verticale Linie durch den Mittelpunkt jeder Kugel, welche die untere Lagerlinie bei e² schneidet, angedeutet wird, so dafs die rollende Reibung der 19 Kugeln über eine 19 mal so grofse Lageroberfläche vertheilt wird als bei den geraden Hülsen der Fig. 3, und wenn¹ letzteres drei Monate lang in bester Ordnung laufen würde, so mufs dasselbe Lager mit der schraubenförmigen Kugelanordnung 19 mal so lange, d. h. ungefähr 5 Jahre lang ohne Betriebsstörung arbeiten.

In Fig. 9 ist eine Anordnung von Scheiben b gezeigt, welche auf der Achse in geeigneter Stellung angebracht werden, wodurch eine kurze schraubenförmige Führung von der einen Seite nach der anderen und von dieser wieder nach 'der ersten hin- und hergehend erzeugt wird, und in seiner Wirkung der neuen, ununterbrochenen schraubenförmigen Führung nahe kommt, aber nicht so vortheilhaft wie diese erscheint.

Die Führung kann in ihrer ganzen Länge nach einer Richtung hin gewunden werden, doch ist es vortheilhafter, die eine Hälfte nach der einen, die andere Hälfte nach der entgegengesetzten zu winden, d. h. der Führung rechts und links Drall zu geben, damit das Bestreben der Kugeln, die Führung gegen ein Ende des Lagers zu schieben, vertheilt wird und das Bestreben der rechten Hälfte das der linken aufhebt.

Um noch mehr den Zwischenraum zwischen den Gängen der Kugeln, wie Fig. 4 zeigt, zu bedecken, kann der Führung b an den Enden des Lagers ein wenig Bewegung gegeben werden, so dafs die Gänge in' einander laufen müssen und die Kugeln sogar über die ganze Fläche der Welle und der Lagerung laufen. Durch die polirende Wirkung der auf ihr laufenden Kugeln. wird die Fläche geglättet und ihr eine längere Haltbarkeit gesichert.

Die kleine Hin- und Herbewegung der Führung b wird durch die Rille / hervorgerufen, welche sich auf dem Umfang der Führung am besten in der Mitte der Längsrichtung noch befindet.

Diese Rille/ ist kein richtiger Kreis um die Führung, sondern läuft ein wenig gegen das eine Ende hinauf und gegen das andere hinab zu dem Ausgangspunkt wieder zurück. Die Tiefe der Rille / ist ein wenig gröfser als die Hälfte des Durchmessers der Kugel, welche in ihr läuft und in einer Oeffnung des Lagers durch einen Schraubenpfropfen a^l gehalten wird, welcher durch eine Schraube geschlossen wird. Das untere Ende dieses Pfropfens ist concav, um die obere Hälfte der Kugel aufzunehmen, wobei die Rille/ und die Aushöhlung des Pfropfens grofs genug sind, der Kugel freie Bewegung zu gestatten, und da die Führung b sich in dem Lager dreht, wird die Kugel c, welche in der Rille/ läuft, der Führung eine seitlich hin- und hergehende Bewegung mittheilen, die so grofs ist wie die Steigung der Rille / auf der Führungsoberfläche. Da die Führung b vollkommen frei ist und die Kugeln sich frei nach jeder Rieh-

tung um ihren Mittelpunkt drehen können, so ist nur ein schwacher Anstofs nöthig, der Führung die hin- und hergehende Bewegung zu ertheilen. Ein in dem Lager befestigter Bolzen, welcher in die RiIIe_-/ eingreift, würde, wenn auch nicht so leicht, ebenfalls die seitlichen Bewegungen hervorrufen.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. An Kugellagern mit cylindrischen Tragflächen die Anordnung von Führungen für die Kugeln entweder in Form von gegen die Achse "geneigt liegenden Ringen oder schraubenförmig gewundenen Bändern, zum Zwecke, jeder Kugel auf den Tragflächen ihre eigene Rollbahn vorzuschreiben und dadurch den Uebelstand des Einarbeitens von Rillen zu vermeiden. ■ · .
2. 2. Bei der in Patent - Anspruch ι. gekennzeichneten Kugelführung mittelst schraubenförmig gewundener Bänder:

   a) die Anordnung einer in sich zurücklaufenden schrägen Rille f, in welche entweder eine mit der anderen Hälfte in der Lagerschale laufende Kugel

   . oder ein im Lager oder der Welle befestigter Bolzen greift, zum Zwecke, der Kugelführung eine in der Achsenrichtung hin- und hergehende Bewegung zu ertheilen und dadurch die unter i. genannte Wirkung zu verstärken;

   b) die Gestaltung des Querschnittes der Kugelführung in der Weise, dafs sie die Kugeln auch bei der Abnahme von der Welle noch frei in sich festhält.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.