DE625461C - Kugellager - Google Patents

Description

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AUSGEGEBEN AM 10. FEBRUAR 1936

Die handelsüblichen Kugellager bestehen in der Regel aus zwei gehärteten Stahlringen, an denen umlaufende Eindrehungen vorgesehen sind, welche als Laufbahnen für-eine Anzahl Kugeln dienen, die man in der Regel durch einen Kugelkäfig im gewünschten Abstande voneinander hält. Die Querschnitts-' flächen der Stahlringe sind dabei im allgemeinen wesentlich größer gewählt, als der zulässigen Beanspruchung des Stahls durch die Lagerdrücke entsprechen würde, und zwar um zu verhüten, daß sich infolge von Spannungen, die während des Bearbeitens und Härtens im Stahl auftreten, Schlagfehler im Lauf der fertigen Lager einstellen. Die Gefahr des Auftretens solcher Fehler ist um so größer, je größer der Lagerdurchmesser ist. Da die Körper,,, welche durch ein Kugellager aufeinandergestützt werden sollen-, in der Regel auch aus einem anderen Stoffe als die Ringe selbst bestehen, machen sich die Unterschiede der Ausdehnungskoeffizienten der Baustoffe um so mehr bemerkbar, je größer der Lagerdurchmesser ist. Ebenso steigen die Schwierigkeiten und demzufolge die Kosten für das Einpassen der Kugellager in die zu stützenden Körper mit wachsendem Lagerdurchmesser. Raummaugel und die angeführten Gründe zwingen den Konstrukteur daher oft, von der Verwendung eines handelsüblichen Kugellagers abzusehen und zur kostspieligen Einzelanfertigung eines Kugellagers mit geringeren Ringquerschnitten überzugehen. Der Verkleinerung der Ringquer- - schnitte sind jedoch Grenzen gezogen, die um so enger sind, je größer die von dem Kugellager geforderte Genauigkeit des Laufs ist.

Der Gegenstand der Erfindung ist ein Kugellager mit besonders geringem Raumbedarf, mit welchem sich ohne Schwierigkeit . die höchsten Anforderungen an Genauigkeit des Laufs eines Körpers auf einem andern erfüllen lassen. Das Kugellager ist zur Stützung sowohl in axialer wie in radialer Richtung gleich gut geeignet. Die Herstellungskosten wachsen mit der Vergrößerung " des Lagerdurchmessers in sehr viel geringerem Maße als bei den üblichen Kugellagern, so daß die Kosten für die Herstellung eines Kugellagers mit verhältnismäßig großem go Lagerdurchmesser nur einen kleinen Bruchteil der Kosten eines der üblichen Kugellager gleichen Lagerdurchmessers ausmachen. Der geringe Raumbedarf des Lagers wirkt sich meist auch im Sinne einer Kostenersparnis bei der Herstellung der gestützten Körper aus.

Die genannten Vorteile hat ein Kugellager, bei welchem nach der Erfindung die Laufbahnen der Kugeln aus vier offenen Ringen aus Stahldraht bestehen, welche unmittelbar in Eindrehungen der beiden durch das Lager aufeinandergestützten Körper eingebettet sind. Als Ausgangsmaterial für die Ringe kann beispielsweise der handelsübliche Federdraht dienen, der in bezug auf Flächengleichheit aller seiner Querschnitte und gleichmäßige Härte hohen Anforderungen

entspricht. Es steht jedoch nichts entgegen, einen für den Verwendungszweck als besonders geeignet gehaltenen Spezialstahldraht oder Fassonstahldraht zu benutzen. Der Raumbedarf eines Kugellagers ist der eines Ringes mit' rechteckigem, vorzugsweise quadratischem Querschnitt, wobei die Seitenlängen dieses Querschnittes so zu wählen sind, daß die Querschnitte einer Kugel und

ίο zweier Drähte in diagonaler Anordnung gerade darin Platz finden. Die Größe und Anzahl der Kugeln und der Durchmesser des Drahtes kann der jeweiligen Belastung entsprechend gewählt werden, so daß die bei den bekannten Kugellagern vorhandene Abhängigkeit dieser Größen vom Lagerdurchmesser" - nicht mehr besteht und demzufolge nicht mehr wie bisher Lager verwendet werden müssen, deren Abmessungen die infolge der vorliegenden Belastung erforderlichen Abmessungen wesentlich überschreiten. Die Teile des Kugellagers sind leicht auswechselbar; Beschädigungen der Ringe können, ohne Ersatzteile beschaffen zu müssen, durch Wenden der Ringe beseitigt werden. Ausdehnungsunterschiede infolge von Erwärmung können sich nicht schädlich bemerkbar machen, da die offenen Ringe sich frei ausdehnen können. Ebenso spielt die Härte der zu stützenden Körper keine Rolle; da die Ringe auf ihrem ganzen Umfange von diesen Körpern gestützt sind, können verhältnismäßig weiche Stoffe, z. B. Leichtmetalle, verwendet werden. Es ist ersichtlich, daß die Anwendung des neuen Kugellagers neben der Raumersparnis. auch, eine wesentliche ,Gewichtsersparnis zur Folge hat.

In der Zeichnung sind drei zur Erfüllung der gleichen Aufgabe bestimmte Kugellager zur Erläuterung der Erfindung dargestellt. Die Aufgabe besteht darin, ein Rohr mit • einem verhältnismäßig großen Innendurchmesser D in einem zweiten rohrförmigen Körper auf Kugeln drehbar so zu lagern, daß Schlagfehler mit besonders großer ,Vollkommenheit vermieden sind und sowohl radiale als auch axiale Lagerdrücke aufgenommen werden können. Die beiden aufeinaiiderzustützenden Körper sind aus Leichtmetall:

die Lagerdrücke rühren im wesentlichen aus dem Gewicht des drehbaren Rohres her, sind also verhältnismäßig gering. Abb. ι zeigt den Querschnitt der Lagerung unter Benutzung eines handelsüblichen Kugellagers.

Abb. 2 zeigt, gleichfalls im Querschnitt, eine andere Ausführungsform der Lagerung, bei der von einem in Einzelherstellung zu erzeugenden, den geringen Lagerdrücken besser angepaßten Kugellager Gebrauch gemacht ist.

in Abb. 3 ist der Querschnitt durch die Lagerung bei Verwendung· eines der Erfindung entsprechenden Kugellagers angegeben. Abb. 4 gibt einen Schnitt nach der Linie A-A der -Abb. 3 wieder.

Das drehbar zu lagernde Rohr mit dem Innendurchmesser Ό ist mit a, der zweite rohrförmige Körper mit b bezeichnet. Das dem Durchmesser D entsprechende handelsübliche ' Kugellager (Abb. 1) hat einen äußeren Stahlring- c und einen zweiteiligen inneren Stahlring rf¹, d². Die Stahlringe sind gehärtet und mit Eindrehungen von keilförmigem Querschnitt versehen. Die Seitenflächen e¹, e- und f¹, f² dienen als Laufflächen einer Anzahl Kugeln g, die durch einen Kugelkäfig /;· gleichmäßig über den Umfang des Lagers verteilt gehalten werden. Zur Sicherung des Lagers am Körper b dient ein vorgeschraubter Ring i, zur Sicherung am Körper o- ein das Rohr abschließender Decke/ k. Die Stahlringe c und α¹, d² sind in Eindrehungen der Körper α und b genau eingepaßt.

: Bei dem in Einzelanfertigung hergestellten Kugellager (Abb. 2) sind die entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Teile c, d^l und d² haben jedoch wesentlich kleinere Querschnitte als die entsprechenden Teile des handelsüblichen Kugellagers nach Abb. 1; auch die Kugeln g sind kleiner, go und zwar betragen die linearen Maße der Teile des Lagerquerschnitts nur etwa die Hälfte der Maße des handelsüblichen Lagers. Die Herstellung des Spezialkugellagers ist verhältnismäßig schwierig und teuer, weil die Stahlringe c. d¹ und d² während der Bearbeitung und Härtung eine ganz besonders sorgfältige Behandlung erfordern, damit sie sich nicht verziehen.

Bei der der Erfindung entsprechenden Lagerung (Abb. 3 und 4) ist in den äußeren Körper b eine Nut / mit rechteckigem Querschnitt eingedreht. Eine entsprechende Nut m ist in dem mit einem Deckel η verbundenen, drehbar zu lagernden Rohr α angebracht. In die Winkel dieser Nuten / und m sind vier offene, aus Federstahl gebogene Ringe ο, ρ, q und r eingelegt, die als Laufflächen für Kugeln if dienen, welche in einem Kugelkäfig .9 zusammengefaßt sind und bezüglich ihrer Größe und Anzahl den Kugeln g des Spezialkugel-■lagers nach Abb. 2 gleichen. An den Stoßstelleu der Drahtringe, z. B. den Stoßstellen o^l. p^l der Drähte 0 und p, ist ein gewisses Spiel für die Längenausdelimingen der Drähte unter dem Einfluß von Erwärmungen vorgesehen. Zur Herstellung des Kugellagers sind, nachdem die X'uten / und m zur Achse des Rohres <7 konzentrisch eingedreht wurden, die Drähte 0. p, q und /■ kreisförmig zu biegen und das Rohr α in den Körper b einzuführen. Nachdem man den Deckel η abgenommen hat,

sind die gebogenen Drähte o, p, q und r in die entsprechenden Winkel der Nuten I und m einzulegen. Alsdann wird der Kugelkäfig j in seine Lage zwischen den Körpern a- und b gebracht und die Kugeln g in den Kugelkäfig j eingesetzt. Man hat nunmehr nur noch den Deckel η mit dem Drahtring p auf das Rohr b aufzusetzen und zu befestigen, damit das Kugellager gebrauchsfähig ist.

to Die Gegenüberstellung der drei Kugellager in der Zeichnung läßt ohne weiteres erkennen, wie groß die Raumersparnis bei Benutzung des der Erfindung entsprechenden Kugellagers nach den Abb. 3 und 4 gegenüber bekannten Kugellagern ist. Die Genauigkeit des Laufs ist größer als bei den bekannten Lagern, obwohl die HerstpUf'ngskosten für die Lagerung, wie Λ-'^τάαΐέ ergeben haben, bei Zugrundelegung " eines Rohrdurchmessers D = 400 mm nur ungefähr den fünfzigsten Teil der bei Benutzung eines bekannten Lagers entstehenden "Kosten betragen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kugellager, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbahnen der Kugeln aus vier offenen Ringen auö Stahldraht bestehen, welche unmittelbar in Eindrehungen der beiden durch das Lager aufeinandergestützten Körper eingebettet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen