DE7201997U - Wälzlager mit Klemmeinrichtung für eine Drehrichtung - Google Patents

Wälzlager mit Klemmeinrichtung für eine Drehrichtung

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DE7201997U
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Description

SKF KUGELLAGERFABRIKSN GMBH
872 Schweinfurt, Ik. 1. 1972 TP/Gl/toa
Wälzlager mit Klemmeinrichtung für eine Drehrichtung
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einem Käfig, der in axialer Richtung als Klemmeinrichtung für eine Drehrichtung wirkt.
Bekannt ist ein als Freilaufkupplung ausgebildetes einreihiges Rillenkugellager mit einem inneren und einem äußeren Laufring und dazwischen angeordneten Kugeln. Die Kugeln laufen in einem Käfig, der Klemmrampen aufweist, die beim Klemmvorgang mit den Laufringen in Klemmkontakt stehen. Nachteilig hierbei ist, daß der Käfig beim Klemmen immer einseitig belastet wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Wälzlager mit Klemmeinrichtung für eine Drehrichtung zu schaffen, das radiale und axiale Lasten aufnehmen kann und eine hohe Schaltgeschwindigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einem Wälzlager mit Klemmeinrichtung für eine Drehrichtung gelöst durch zwei in axialer Richtung benachbarte Wälzkörperreihen, zwischen denen sich ein Käfig mit Klemmrampen befindet. Die Wälzkörper sind in einem Käfig mit Taschen und Klemmrampen geführt. Das Lager mit Klemmeinrichtung baut sehr kompakt und ist unkompliziert zu fertigen. Die Klemmung zwischen Wälzkörper und Klemmeinrichtung findet erfindungsgemäß an mindestens einem Punkt statt, der sich im Abstand von der Drehachse des Wälzkörpers um sich selber befindet. Je nach Richtung und Größe des Geschwindigkeitsvektors in diesem Punkt relativ zum Geschwindigkeitsvektor des Klemmpunktes der Klemmrampe wird der Wälzkörper mehr oder weniger stark und schnell in die Klemmeinrichtung "hineingezogen". Von der Lage dieses Klemmpunktes bezüglich der Drehachse des Wälzkörpers ist die Sperrkraft des Wälzlagers bei
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SKF KUGELLAGERPABRIKBN GMBH - 2 -
Drehung in Klemmrichtung und die Schaltgeschwindigkeit abhängig.
Vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung, wenn das Wälzlager ein doppelreihiges Schrägkugellager ist. Hierbei können sioh die Kugeln beim Klemmen am Außenring, Innenring und an den Klemmrampen an drei Punkten abstützen. Die Abstützung ist statisch bestimmt.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Wälzkörper Zylinderrollen oder Kegelrollen oder dgl.. Hierdurch wird insbesondere die radiale Tragfähigkeit erheblich erhöht.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist die der Klemmrampe gegenüberliegende Seite der Rolle konvex gestaltet. Hierdurch ergibt sich eine gute Abstützung der Rolle beim Klemmen.
Die Abstützung gegenüber der Klemmrampe wird linienförmig, wenn die Seite der Rolle konvex und die Klemmrampe im axialen Schnitt entsprechend konkav gestaltet ist. Diese Ausgestaltung der Klemmrampe ist auch bei Kugeln vorteilhaft anwendbar, da die Fläehenpressung zwischen den Wälzkörpern und den Klemmrampen vermindert wird.
Zur Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit und zur Verwendung bei besonderen Betriebsverhältnissen kann es vorteilhaft sein, wenn gemäß der Erfindung der mit Klemmrampen versehene Käfig in radialer Richtung einen zwischen Käfig und Bohrung des Außenringes oder Mantel des Innenringes befindlichen Ring, der aus einem Material mit höherem Reibbeiwert besteht, trägt. Erfindungsgemäß kann die Passung zwischen dsm Käfig und den L-agerringen auch so gewählt werden, daß der Käfig etwas schleifend läuft.
Vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung ferner, wenn sich die Fenster des Käfigs mit Klemmrampen für die beiden Wälzkdperreihen axial gegenüberliegen. Hierdurch treten keine Biegekräfte im Käfig beim Klemmen auf. Bei besonderen Anwendungsfällen kann es vorteilhaft sein, wenn die Fenster des Käfigs mit Klemmrampen gegenüber
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SKF KUGELLAGERFABRIKEN QMBH - J -
einander versetzt angeordnet sind. Hierdurch ergeben sich hohe Sohaltgesehwindigkelten.
Bei Anwendungsfällen, die nur eine geringe Klemnkraft verlangen, brauchen nur einige Wälzkörperfenster Klemmranpen aufzuweisen. Die klemmenden Wälzkörper und die nur tragenden Wälzkörper können einen unterschiedlichen Durohmesser haben. Zur Vereinfachung der Montage und der Herstellung ist es ferner vorteilhaft, wenn der Innenring und/oder Außenring mehrteilig sind. Das Wälzlager mit Klemmeinrichtung kann so gestaltet sein, daß der Innenring und/oder Außenring zusammen mit dem Käfig und den Wälzkörperreihen ehe unverlierbare bauliche Einheit bildet. Abdichtungen des Lagers können vorgesehen sein.
Vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung ferner, wenn bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der ÄuSenaurchmeöBär des Käfigs se bemessen ist» da3 der Käfig gegenüber der Bohrung des Außenringes Spiel hat. Bei Stillstand oder bei niedrigen Drehzahlen nimmt der Käfig eine exzentrische Lage im Wälzlager ein. Hierdurch ergeben sich Klemmpunkte, die einen Abstand von der Drehachse der Wälzkörper um sich selber haben, auch dann, wenn der Käfig so gestaltet ist, daß bei rein zentrischer Lage eine Klemmung an den Drehpunkten der Wälzlager stattfinden wurde.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, die im nachfolgenden beschrieben sind.
Es zeigt:
Fig. 1 ei5fien axialen Schnitt durch ein neuerungsgemäßes Lager mit KLemmeinrichtung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Abwicklung eines Käfigs mit Taschen und Klemmrampen fUr Kugeln,
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ρ - μΐι>ι
SKP KUGELLAGERPABRIKEN GMBH - 4 -
Flg. 3 eine Seitenansicht des Lagers gemäß Figur 1,
Fig. 4 und 5 Ausfiihrungsbeispiele für Anordnungen der Taschen mit Klemmrampen im Käfig,
Fig. 6 uxid 7 weitere AusfUhrungsbeispiele der Erfindung, wobei mindestens eine Wälzkörperreihe Rollen aufweist,
Fig. 8 einen Wälzkörper mit eingezeichneten Geschwindigkeitsvektoren zur Verdeutlichung des Klemmvorgangs,
Fig. 9 ein doppelreihiges Schrägkugellager mit Klemmeinrichtung und
Fig. 10 und 11 ein Wälzlager mit Klemmeinrichtung, wobei der Käfig eine exzentrische Lage einnehmen kann.
Figur 1 zeigt ein doppelreihiges Schrägkugellager 1 mit einem Außenring 2 und einem Innenring 3· Kugeln 4 stützen sich an den Laufbahnen 5 und & des Innen- und Außenringes ab. Zwischen den Kugelreihen befindet sich eine als Käfig gestaltete Klemmeinrichtung 7· Beim Klemmen stützen sich die Kugeln statisch bestimmt an den Laufbahnen 5, 6 der Ringe und an den Klemmrampen 8 ab; die Abstutzpunkte sind durch Pfeile hervorgehoben. Im Außen- und Innenring können Einflillnuten 9 und 10 für die Kugeln vorgesehen sein. Die Klemmeinrichtung 7 kann in radialer Richtung zwischen die Mantelfläche des Innenringes 3 und die Bohrung des Außenringes 2 eingepaßt sein. Im Bedarfsfall kann ein Ring 7a» der sich in einer Nut 7b des Käfigs 7 befindet, an der Bohrung des Außenringes 2 streifen. Das Material dieses Ringes kann einen höheren Reibbeiwert haben. Die Drehachse 24 der Wälzkörper hat gegenüber dem durch einen Pfeil gekennzeichneten Klemmpunkt 19 den Abstand "H",
Figur 2 zeigt eine Abwicklung eines Käfigs 7 in Draufsioht. Im Käfig befinden sich Fenster 11. Jeden Fenster weist eine Klemm-
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rampe 8 auf, die gegenüber der Achse 7o des Käfigs um einen Winkeli schräg angestellt ist. Das Spiel der Wälzkörper im Fenster und der WinkelcC bestimmen die Schaltgeschwiixiigkeit der Klemmeinrichtung. In Figur 2 sind die Fenster 11 und die Klemmrampe θ für beide Kugelreihen einander gegenüberliegend angeordnet. In den Fenstern sind die Kugeln in Laufstellung V und in Klemmstellung 4'' angedeutet.
Figur 3 zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Lagers mit Klemmeinrichtung von Figur 1. Hierbei sind insbesondere die Stege 12 des Käfigs 7 zu erkennen. Die Seitenwände 13 der Stege 12 können sich zu einem Laufring hin verjüngen; sie können aber auch leicht gewölbt oder der Kontur der Kugel angepaßt sein. Ansonsten wurden in Figur 3 die Bezugszeichen der Figuren 1 und 2 verwandt.
Figur 4 ist eine Abwicklung eines Käfigs mit Wälzkörpern und zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit in axialer Richtung versetzt gegenüber einander angeordneten Fenstern 11 und Stegen 12. Zur Erhöhung der Schaltgenauigkeit können bei den in Figur 2 und 4 gezeigten Käfigen jeweils Federelemente (nicht gezeigt) vorgesehen sein, die die Kugeln 4 gegen die Klemmrampen 8 drücken.
Figur 5 zeigt einen Schnitt entlang des Teilkreises von Figur 3, wobei nur für eine Kugelreihe Klemmrampen 8 vorgesehen sind. Die andere Kugelreihe läuft in einem Käfig 14, vorzugsweise Sohnappkäfig, der einseitig offen ist. Der Käfig 7 weist eine ebene ringförmige Fläche 15a auf; die Kugeln 4 der rechten Kugelreihe stützen sich gegen diese Fläche ab.
Figuren 6 und 7 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung, wobei mindestens eine Wälzkörpjrreihe Rollen 15 aufweist. Die
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zwischen den Lagerringen statt. Wenn man eine Kugel oder Rolle in der Drehachse rein axial verspannt, so wirkt die Verspannung wie eine "Spitzenlagerung" und das Drehen der Kugel um ihre eigene Achse ist weiterhin möglioh. Die Angriffspunkte der Ge* sohwindigkeits- und Kraftvektoren 19 - 23 befinden sich deshalb erfindungsgemäfl im Abstand "H" von der Drehachse 24. Werden diese Funkte zu Klemmpunkten oder Punkten einer Klemmlinie, so findet eine Klemmung statt, die die Sperrwirkung verursaoht. Der Drehpunkt 24 kann natürlich Punkt einer Klemmlinie sein, wobei jedoch dann die im Abstand von diesem Punkt befindlichen Punkte auf der Linie die die Sperrwirkung auslösende Klemmung verursachen.
Figur 9 zeigt ein doppelreihiges Rillenkugellager 25 mit einer Klemmeinrichtung 7, die im axialen Schnitt zwei schräg aufeinander zulaufende Flanken 26 aufweist. Der Klommpunkt 19 befindet sich im Abstand "H" von der Drehachse 24.
Figuren 10 und 11 zeigen ebene Schnitte duroh ein doppelreihiges Rillenkugellager 1 unterhalb der Drehaohse des Lagers. Der Käfig 7 kann sich hier exzentrisch verlagern. In konzentrischer Lage des Käfigs 7 fällt der Klemmpunkt 19 mit der Drehaohse 24 zusammen (Fig. 10). In exzentrischer Lage des Käfigs 7 befindet sich der Klemmpunkt 19 im Abstand von der Drehaohse 24 (Fig. 11). Die exzentrische Verlagerung des Käfigs erfolgt durch Einwirkung der Schwerkraft.
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SKF KUQELLAQERPABRIKEN OMBH - 6 -
Rollen können Zylinderrollen, Kegelrollen« Nadeln oder dergleichen sein.
Figur 6 zeigt ein Wälzlager mit Klemmeinrichtung im axialen Schnitt, wobei eine Kugelreihe 4 mit einer Rollenreihe 15 zusammenwirkt. Die Seite 16 der Rolle kr konvex gestaltet sein« so daß sich beim Klemmen eine LlnlenberUhrung an der Klemmrampe θ ergibt, wenn diese konkav gestaltet ist. Zur besseren Verteilung der Klemmkraft ist diese Ausführung der Klemmrampe auoh beim AusfUhrungsbeispiel von Figur 1 anwendbar.
Figur 7 zeigt eine Draufsicht auf ein weiteres AusfUhrungsbeispiel der Erfindung in einer Abwicklung ähnlich Figur 2. Hier liegen sioh zwei Rollenreihen 15 gegenüber. Die Klemmeinrichtung 7 weist in einer Riohtung Klemmrampen 8 auf. An den Außenseiten werden die Rollen von Käfigteilen 17 geführt, die mit dem Käfig 7 einstückig sind; die Rollen befinden sioh in Fenstern 18.
Aus den gezeigten AusfUhrungsbelspielen ergeben sioh weitere Ausgestaltungsmögliohkeiten der Erfindung. Es können Kugel- oder Rollenreihen vorgesehen sein, die lediglioh zum Tragen der Last und nloht zum Klemmen herangezogen werden. Insbesondere kann der Käfig 7 in axialer Riohtung so breit gestaltet sein, dafi eine Kugelreihe in Ihm Platz hat» die nur zum Tragen radialer Laeten und nioht zum Klemmen herangezogen wird.
Figur 8 zeigt eine Seitenansicht eines Wälzkörpers 4, 15 mit eingezeichneten Oesohwindigkeitsvektoren 19 - 23« Die Geschwindigkeit in Jedem Punkt des Wälskörpers seist sieh aus e liter Drehung um den Lagermittelpunkt und einer Drehung des Wälzkörper* um sieh selber zusammen. Auf die Überlagerung dieser beiden Vektoren konnte hier verzichtet werden, da fUr die Klemmung zwisohen Wälzkörper und Klemmeinrichtung vor allem die Drehung des Wälzkörpers um seine eigen Achse von Bedeutung ist.
Wird dar Drehmittalpunkt 24 von der Klemmrampe 8 erfaßt, so findet nahezu keine durch die axiale Klemmung ausgelöste Spenrwirkung
7701997 η ML TS

Claims (1)

  1. III
    SKP KUOELLAOERPABRIKEN QMBH 872 Schwelnfurt, 14.1.1972
    iwtiiHifcinsprUohe
    1. Wälzlager mit einem Käfig, der in axialer Richtung als Klemmeinrichtung für eine Drehrichtung wirkt, gekennzeichnet durch zwei in axialer Richtung benachbarte Wälzkörperreihen (4; 15)* zwischen denen sich ein Käfig (7) R*J-b Klemmrampen (8) befindet.
    2. Wälzlager mit Klemmeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß der Abstlitzpunkt zwischen Wälzkörper (4, 15) und Klemmrampe (8) beim Klemmen im axialen Schnitt duroh das Wälzlager (1) sich im Abstand (H) von der Drehachse (24) des Wälzkörpers (4, 15) um sich selber befindet.
    3. Wälzlager mit Klemmeinrichtung nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, 'laß das Wälzlager (1) ein doppelreihiges Schrägkugellager ist.
    4. Wälzlager mit Klemmeinrichtung naoh Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dia Kugeln (4) beim Klemmen an der Laufbahn (5) des Außenringes (2), an der Laufbahn (6) des Innenringes (5) und an der Klemmrampe (8) an drei Funkten abgestützt sind.
    5. Wälzlager mit Klemmeinrichtung naoh Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper Zylinderrollen (15) oder Kegelrollen sind.
    6. Wälzlager mit Klemmeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Klemmrampe (8) gegenüberliegende Seite der Rolle (l6) konvex gestaltet ist.
    3KF KUOELLAOERFABRIKEN OMBH - 2 -
    7· Wälzlager mit Klemmeinriohtung naoh AnsprUohen 1 bis 6, daduroh gekennzeichnet, daß die Seiten der Klemmrampen (8) im axialen Schnitt konkav gestaltet sind.
    Θ. Wälzlager mit Klemmeinriohtung naoh AnsprUohen 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Ring (7a)> der sich in einer Nut (7b) der Klemmeinrichtung (7) befindet und aus Material mit höherem Reibbeiwert besteht.
    9· Wälzlager mit Klemmeinrichtung naoh Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet« daß sioh die Fenster (10) des Käfigs (7) mit Klemmrampen (8) für beide Wälzkörperreihen axial gegenüberliegen.
    10. Wälzlager mit Klemmeinrichtung nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fenster (11) mit Klemmrampen (8) für die Wälzkörperreihen axial versetzt angeordnet sind.
    11. Wälzlager mit Klemmeinrichtung nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß nur einige Fenster (11) Klemmrampen (8) aufweisen.
    12. Wälzlager mit Klemmeinrichtung nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (3) und/oder der Außenring (2) mehrteilig sind.
    13. Wälzlager mit Kiemmainrichtung nach Ansprüchen 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Käfigs (7) gegsn-Uber der Bohrung des Außenringes (2) radiales Spiel hat und sich der Käfig (7) exzentrisch verlagern kann.
    7201997 2z.0s.75
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0884496A1 (de) * 1996-03-01 1998-12-16 Kenji Mimura Reibungswiderstanderzeuger

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0884496A1 (de) * 1996-03-01 1998-12-16 Kenji Mimura Reibungswiderstanderzeuger
EP0884496A4 (de) * 1996-03-01 1998-12-16

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