DE69233166T2

DE69233166T2 - Zweireihiges Kugellager

Info

Publication number: DE69233166T2
Application number: DE1992633166
Authority: DE
Inventors: Rikuro Miyota-cho Obara; Katashi Miyota-cho Tatsuno
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 1992-10-06
Filing date: 1992-12-30
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2012-12-31
Also published as: DE69233166D1; EP0591587A3; EP0591587A2; EP0591587B1; DE69224905D1; DE69224905T2; EP0786604A3; EP0786604B1; EP0786604A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein doppelreihiges Kugellager, das insbesondere für den Einsatz in Büroautomationsgeräten geeignet ist.
Bei Kugellagern gibt es einen so genannten „direkten Kugellagertyp", bei dem ein Kugellaufring direkt in einer äußeren Umfangsfläche einer Achse ausgebildet ist.
Bei einem solchen direkten Kugellagertyp ist es in Fällen, in denen das Kugellager nur eine einzige Kugelreihe hat, sehr leicht, die Kugeln auf einen Achskugellaufring (der in einer äußeren Umfangsfläche der Achse ausgebildet ist) und einen äußeren Kugellaufring (der in einer inneren Umfangsfläche eines äußeren Rings ausgebildet ist) auszurichten. Im Gegensatz dazu ist es in Fällen, bei denen das Kugellager ein Paar Kugelreihen hat, d. h. wo das Kugellager vom doppelreihigen Typ ist, eine Ausrichtung von Kugeln und Laufringen auf die Laufringe sehr schwierig.
Dies wird mit Bezug auf 3 beschrieben, die ein herkömmliches doppelreihiges Kugellager zeigt, bei dem ein Paar Achskugellaufringe 101a, 101b so in einer äußeren Umfangsfläche einer Achse 100 ausgebildet sind, dass sie umfangsmäßig verlaufen; ein Paar äußerer Kugellaufringe 103a, 103b in einer Innenfläche eines äußeren Rings 102 ausgebildet sind; eine Mehrzahl von Kugeln 104a und 104b jeweils zwischen dem Achskugellaufring 101a und dem äußeren Kugellaufring 103a bzw. zwischen dem Achskugellaufring 101b und dem äußeren Kugellaufring 103b angeordnet sind.
In dem doppelreihigen Kugellager mit dem obigen Aufbau muss die folgende Gleichung erfüllt sein:
B > A
dabei gilt: „A" bedeutet einen Abstand zwischen Mittellinien der Achskugellaufringe 101a, 101b, und „B" bedeutet einen Abstand zwischen Mittellinien der äußeren Kugellaufringe 103a, 103b.
In Fällen, in denen „B" um einen zu großen Betrag größer ist als „A", wirken zu starke Belastungen auf die Kugeln und die Laufringe, die sich verformen, so dass das Kugellager beschädigt wird.
So muss beispielsweise bei Miniaturkugellagern eine Differenz zwischen „B" und „A", und insbesondere ein axialer Spielraum, der mit dem Bezugszeichen „C" bezeichnet ist, mit einer Größe von („B" – „A") × ½ im Submikronbereich liegen.
Im herkömmlichen doppelreihigen Kugellager wird das Paar äußerer Kugellaufringe 103a und 103b zuvor in der inneren Umfangsfläche des äußeren Rings 102 so ausgebildet, dass es jeweils dem Paar Achskugellaufringe 101a und 101b der Achse 1 entspricht.
Demzufolge müssen solche äußeren Kugellaufringe 103a, 103b so ausgebildet werden, dass sie genau den Achskugellaufringen 101a, 101b entsprechen. Ferner muss beim Zusammenbauen des äußeren Rings 102 und der Achse 100 für den axialen Spielraum C ein bestimmter Wert eingehalten werden, so dass der Zusammenbau auf äußerst präzise Weise erfolgen muss. Darüber hinaus kann das so zusammengesetzte Lager nach dem Zusammenbau nicht mehr verstellt werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein doppelreihiges Kugellager bereitzustellen, das: eine Vorspannung hat, mit der ein innerer Ring (der auf einer Achse montiert ist) oder ein äußerer Ring (der in einer Hülse montiert ist) leicht beaufschlagt werden können; eine präzise Einstellung des axialen Spielraums (der zwischen den Kugellaufringen definiert ist) ermöglicht; eine ausgezeichnete Steifigkeit hat; im Sinne des so genannten "seitlichen Auslaufens des Kugellaufrings" verbessert ist; ausgezeichnete Vibrationsbeständigkeit hat; sich leicht zusammenbauen lässt, was die Herstellungskosten der doppelreihigen Kugellager der vorliegenden Erfindung reduziert.
Ein doppelreihiges Kugellager für Büroautomationsgeräte, das die obigen Ziele nur zum Teil erfüllt, ist im US-Patent 4,713,704 beschrieben. Dieses doppelreihige Kugellager hat die im Oberbegriff von Anspruch 1 dargelegten Merkmale und hat eine Welle mit abgestuftem Durchmesser, was die Herstellung der Komponenten des Kugellagers verkompliziert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein doppelreihiges Kugellager vorgeschlagen, das Folgendes umfasst:
eine Achse;
eine die genannte Achse umgebende Hülse;
einen ersten und einen zweiten Satz Kugeln;
einen Innenring, in einer von dessen Oberflächen ein innerer Kugellaufring für den genannten zweiten Satz Kugeln ausgebildet ist;
wobei der genannte erste Satz Kugeln zwischen einem in einer Außenfläche der genannten Achse ausgebildeten Achskugellaufring und einem mit der genannten Hülse assoziierten äußeren Kugellaufring ausgebildet ist;
wobei der genannte Innenring mit einer Vorspannung beaufschlagt und dann so fixiert wird, dass sich der genannte erste und der genannte zweite Satz Kugeln in einer geeigneten axialen Position befinden,
wobei der genannte Achskugellaufring direkt in der Außenfläche der genannten Achse ausgebildet ist;
wobei der genannte vorgespannte Innenring auf der genannten Achse montiert ist und sein genannter innerer Kugellaufring für den genannten zweiten Satz Kugeln in seiner Außenfläche ausgebildet ist;
wobei der genannte zweite Satz Kugeln zwischen dem genannten inneren Kugellaufring des genannten Innenrings und einem direkt in einer Innenfläche der genannten Hülse ausgebildeten äußeren Kugellaufring läuft; und
der genannte Achskugellaufring und der genannte innere Kugellaufring von einem Typ mit tiefer Rille sind,
dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Achse, außer dem Achskugellaufring (3) darin, einen gleichförmigen Durchmesser hat, und
jeder genannte äußere Kugellaufring von einem Typ mit tiefer Rille ist, der kein Laufring für ein Schrägkugellager ist.
Der Innenring (der auf der Achse montiert ist) wird mit einer Vorspannung beaufschlagt, so dass ein axialer Spielraum auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird, und der Innenring wird an der Achse in einem Zustand befestigt, in dem der axiale Spielraum auf den vorbestimmten Wert eingestellt wird.
Der mit der Hülse assoziierte äußere Kugellaufring kann in der inneren Umfangsfläche der Hülse so ausgebildet sein, dass der erste Satz Kugeln zwischen dem Achskugellaufring und dem Hülsenkugellaufring angeordnet ist.
Der Innenring kann verschieblich auf der Achse montiert sein, der mit der Hülse assoziierte äußere Kugellaufring kann in einer inneren Umfangsfläche eines Außenrings ausgebildet sein, der verschiebbar oder nicht verschiebbar in der Hülse montiert ist, so dass sich eine Mehrzahl von Kugeln zwischen dem Achskugellaufring und dem äußeren Kugellaufring befindet, auf den Innenring und/oder den Außenring wird eine Vorspannung axial beaufschlagt, so dass ein axialer Spielraum auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird, und in einem Zustand, in dem der axiale Spielraum auf den vorbestimmten Wert eingestellt wird, wird der Innenring auf der Achse und/oder der Außenring auf der Hülse fixiert.
In den Begleitzeichnungen zeigt:
1 eine Längsschnittansicht einer ersten Ausgestaltung des doppelreihigen Kugellagers der vorliegenden Erfindung;
2 eine Längsschnittansicht einer zweiten Ausgestaltung des doppelreihigen Kugellagers der vorliegenden Erfindung; und
3 eine Längsschnittansicht des herkömmlichen doppelreihigen Kugellagers.
Beide Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind doppelreihige Kugellager, die jeweils mit einer Achse und einer Hülse ausgestattet sind, die einen Außenring bildet, der der Achse entspricht.
In einer ersten, in 1 dargestellten Ausgestaltung eines doppelreihigen Kugellagers der vorliegenden Erfindung sind ein Achskugellaufring 3 und ein äußerer Kugellaufring 4 jeweils in einer äußeren Umfangsfläche der Achse 1 und einer inneren Umfangsfläche der Hülse 2 ausgebildet. Zwischen diesen Kugellaufringen 3 und 4 befindet sich eine Mehrzahl von Kugeln 5. Ein Innenring 6 ist fest auf der Achse 1 montiert. Ein innerer Kugellaufring 7 und ein anderer äußerer Kugellaufring 8 sind jeweils in einer äußeren Umfangsfläche des Innenrings 6 bzw. der inneren Umfangsfläche der Hülse 6 ausgebildet. Zwischen diesen Kugellaufringen 7 und 8 befindet sich eine Mehrzahl von Kugeln 9.
Bei der Herstellung des doppelreihigen Kugellagers mit dem obigen Aufbau wird der Innenring 6 verschieblich auf der Achse 1 montiert, so dass er axial entlang der Achse 1 beweglich ist. Dann wird der so montierte Innenring 6 mit einer auf die rechte Fläche des Innenrings 6 mit Blick auf 1 aufgebrachten Vorspannung beaufschlagt, so dass der Innenring 6 geringfügig so bewegt wird, dass der axiale Spielraum C (der bereits oben beschrieben wurde) einen vorbestimmten Wert erreicht. Nachdem der axiale Spielraum einen solchen vorbestimmten Wert erreicht hat, wird der Innenring 6 mit einem geeigneten Klebstoff und dergleichen auf der Achse 1 befestigt.
Als Methoden zum Aufbringen der Vorspannung auf den Innenring 6 des doppelreihigen Kugellagers der vorliegenden Erfindung stehen die Folgenden zur Auswahl: mit Hilfe eines Gewichts oder einer Feder, mit Hilfe von Beilageblechen, Abstandshaltern oder Schrauben.
2 zeigt eine zweite Ausgestaltung des doppelreihigen Kugellagers der vorliegenden Erfindung. In der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung befindet sich der Außenring 13 auf einer der gegenüberliegenden Seiten, und der Innenring 6 befindet sich auf der jeweils anderen Seite. In dem in 2 gezeigten doppelreihigen Kugellager sind die Hülse 2 und die Achse 1 vom geraden Typ.
Bei der Herstellung des in 2 gezeigten Kugellagers werden der Innenring 6 und der Außenring 13 jeweils verschieblich in der Achse 1 bzw. der Hülse 2 montiert; dann werden der so montierte Innenring 6 und der Außenring 13 jeweils mit einer Vorspannung beaufschlagt; danach werden der Innenring 6 und der Außenring 13 mit einem geeigneten Klebstoff jeweils auf der Achse 1 und der Hülse 2 befestigt.
Bei der Herstellung des doppelreihigen Kugellagers der vorliegenden Erfindung kann der Innenring (der auf der Achse montiert ist), da er axial verschieblich ist, einfach so mit einer Vorspannung beaufschlagt werden, dass der axiale Spielraum einen vorbestimmten Wert erreicht. Somit können doppelreihige Kugellager bereitgestellt werden, die jeweils die folgenden Eigenschaften besitzen:
ausgezeichnete Steifigkeit; Verbesserung im Sinne des so genannten "seitlichen Auslaufens des Kugellaufrings"; und ausgezeichnete Erschütterungsbeständigkeit. Darüber hinaus lässt sich jedes der doppelreihigen Kugellager der vorliegenden Erfindung leicht zusammensetzen, was die Herstellungskosten der doppelreihigen Kugellager der vorliegenden Erfindung reduziert.

Claims

Doppelreihiges Kugellager, das Folgendes umfasst: eine Achse (1); eine die genannte Achse (1) umgebende Hülse (2); einen ersten (5) und einen zweiten (9) Satz Kugeln; einen Innenring (6), in einer von dessen Oberflächen ein innerer Kugellaufring (7) für den genannten zweiten Satz Kugeln (9) ausgebildet ist; wobei der genannte erste Satz Kugeln (5) zwischen einem in einer Außenfläche der genannten Achse ausgebildeten Achsenkugellaufring (3) und einem mit der genannten Hülse (2) assoziierten äußeren Kugellaufring (4, 11) läuft; wobei der genannte Innenring (6) mit einer Vorspannung beaufschlagt und dann so fixiert wird, dass sich der genannte erste und der genannte zweite Satz Kugeln in einer geeigneten axialen Position befinden, wobei der genannte Achsenkugellaufring (3) direkt in der Außenfläche der genannten Achse (1) ausgebildet ist; wobei der genannte vorgespannte Innenring (6) auf der genannten Achse (1) montiert ist und der genannte innere Kugellaufring (7) für den genannten zweiten Satz Kugeln (9) in seiner Außenfläche ausgebildet ist; wobei der genannte zweite Satz Kugeln (9) zwischen dem genannten inneren Kugellaufring (7) des genannten Innenrings (6) und einem direkt in einer Innenfläche der genannten Hülse ausgebildeten äußeren Kugellaufring (8) läuft; und der genannte Achsenkugellaufring (3) und der genannte innere Kugellaufring (7) von einem Typ mit tiefer Rille sind, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Achse, außer dem Achsenkugellaufring (3) darin, einen gleichförmigen Durchmesser hat, und jeder genannte äußere Kugellaufring (4 oder 11, 8) von einem Typ mit tiefer Rille ist, der kein Laufring für ein Schrägkugellager ist.
Doppelreihiges Kugellager nach Anspruch 1, bei dem der genannte äußere Kugellaufring (4) für den genannten ersten Satz Kugeln (5) direkt in der Innenfläche der genannten Hülse (2) ausgebildet ist und der genannte erste Satz Kugeln (5) einen größeren Durchmesser hat als der genannte zweite Satz Kugeln (9).
Doppelreihiges Kugellager nach Anspruch 1, bei dem der genannte äußere Kugellaufring (11) für den genannten ersten Satz Kugeln (5) in einer Innenfläche eines in der genannten Hülse (2) montierten Außenrings (13) ausgebildet ist.