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Lagerbremse Die vorliegende Erfindung betrifft Lager und insbesondere
eine Vorrichtung, durch welche die lZollbewegung in der Laufbüchse des Lagers verringert
werden kann.
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Es wurde gefunden, daß es bei zahlreichen Einrichtungen, bei denen
Antifriktionslager, wie z. B. lZollen- bzw. Kugellager, verwendet werden, höchst
vorteilhaft und in manchen Fällen sogar nötig ist, diese Lager so anzuordnen, <laß
sich die eine ihrer Lauflriichsen oder beide gegenüber ihren Trägern in axialer
Richtung frei bewegen können. Dieses geschieht aus mehreren Gründen, wie z. B. zur
Verhütung einer vorherigen Beanspruchung des Lagers durch die Ausdehnung oder "Zusammenziehung
zusaminenarbeitender Teile während des Laufes und zuin Ausgleichen von Herstellungstoleranzenod.
dgl. Hierdurch entsteht jedoch ,die Schwierigkeit, daß sich ein Lagerteil, der hinreichend
frei ist, um sich gegenüber seinem Träger in axialer Richtung zu bewegen, wä.hten.d
der Drehung der Welle auch drehen oder rollend verschieben kann, so daß er sich
rasch in einem solchen Maße erhitzt oder abnutzt, daß dasLager versagt oderunrichtig
arbeitet. Unter gewissen Bedingungen kann ein Lagerteil, der schwebend gehalten
werden soll, in bzw. an dein zugehörigen Träger festgeklemmt werden, was eine unerwünschte
oder verhängnisvolle Überbeanspruchung der Lager zur Folge haben kann.
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Die Erfindung bezweckt, die rollende Bewegung der Lagerbüchse in befriedigender
Weise zu
hemmen, ohne die" gegenseitige axiale Bewegung der Laufbüchse
und ihres Trägers in unerwünschter Weise zu verhindern. Erfindungsgemäß kennzeichnet
sich eine für ein Lager bestimmte Bremsvorrichtung durch eineh--Ring aus einem nachgiebigen
plastischen Stoff und durch einen federnden Ring, der mit dem erstgenannten arbeitsmäßig
in Eingriff kommt, um .diesen gegen die ringförmige Fläche der Lagerbüchse anzudrücken.
Der Ring aus plastischem Stoff weist vorzugsweise eine zylindrische Umfangsfläche
sowie eine wellenförmige Umfangsfläche auf, die vorteilhaft mit einer vorzugsweise
geschlitzten Blattfeder zusainmenarbeitet, die so gebogen ist, daß sie sich der
genannten wellenförmigen Fläche anpaßt. Durch diese Anordnung ist es möglich, einen
genügenden Spielraum vorzusehen, um die Gefahr auszuschließen, daß sich eine Lagerbüchse
während des Laufes klemmt.
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Der obenerwähnte Zweck sowie andere ergeben sich noch ausführlicher
aus der nachstehenden an Hand der Zeichnungen gegebenen Beschreibung. Es ist jedoch
ausdrücklich zu bemerken, daß die in :den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen
nur Beispiele sind, auf .die sich die Erfindung keineswegs beschränkt.
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In den Zeichnungen, in denen gleiche Teile in allen Figuren mit gleichen
Bezugsnummern bezeichnet sind, zeigt Fig. i eine Ausführungsform einer Vorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung in einem lotrechten Seitenschnitt im wesentlichen
nach der Linie 1-i der Fig. 2, Fig. 2 einen .lotrechten Endschnitt durch die Vorrichtung
nach :der Fig. i im wesentlichen nach der Linie 2-2 der Fig. i, Fig. 3 eine andere
Ausführungsform der Erfindung in einer ähnlichen Ansicht wie Fig. @i im Schnitt
nach der Linie 3-3-der Fig. 4;-Fig. 4 einen lotrechten Endschnitt durch die Vorrichtung
nach der Fig. 3 im wesentlichen nach der Linie 4-4 und Fig. 5 ein zur Anbringung
des Lagers nach der Fig. i geeignetes Werkzeug in einer Seitenansicht und in kleinerem
;Maßstab.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise in ihrer Anwendung
bei einem Kugellager mit dem zugehörigen ,äußeren Träger zur Lagerung einer Welle
oder eines sonstigen umlaufenden Teils dargestellt. Die neuartigen,Merkmale der
Erfindung eignen sich jedoch auch für sämtliche Arten von Rollen- und auch' von
Gleitlagern. Die besondere beschriebene Ausführungsform der Erfindung ist in ihrer
Anwendung am inneren und am äußeren Ring eines Lagers getrennt dargestellt, jedoch
kann sie auch am inneren sowie am äußeren Laufring eines und desselben Lagers angebracht
werden.
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In den Fig. i und 2 ist der Träger io des Lagers, wie z. B. das Gestell
einer Maschine, mit einer kreisförmigen Öffnung 9 und einer ringförmigen inneren
Nut i i innerhalb dieser Öffnung schematisch dargestellt. Eine Packung i2 kann in
der Öffnung 9 und in der Nut i i vorgesehen sein. Dieser Belag bzw. diese Packung
kann auf Wunsch angebracht werden; in diesem Fall ist aber darin eine ringförmige
Nut 14 vorgesehen, die vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise im Querschnitt
hechtwinklig ausgebildet ist.
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Das eigentliche Lager kann von der üblichen Ausführung sein und besitzt,
wie dargestellt, einen äußeren Laufring 15, einen inneren Laufring 16 .und mehrere
Kugeln oder Rollen 17, die zwischen den beiden Laufringen angeordnet sind. Diese
Kugeln oder Rollen laufen in geeigneten Nuten, die auf der inneren bzw. äußeren
Fläche des äußeren, bzw. inneren Laufringes vorgesehen sind. Der dargestellte .
innere Laufring sitzt auf einem um-_laufenden Teil oder einer umlaufenden Welle
18 und stößt gegen eine an der Welle. 18 vorgesehene Schulter. Geeignete Mittel,
wie z. B. eine nicht dargestellte Mutter, können an der Welle vorgesehen sein, um
eine gegenseitige axiale Bewegung zwischen dem Laufring 16 und der Welle zu verhindern,
wenngleich dieses nicht nötig ist. Der äußere Laufring 15 ;gleitet mit sanfter Reibung
in der Packung 12 bzw. in Ermangelung einer solchen in der Öffnung 9 und kann sich
mit dem übrigen Teil des Lagers gegenüber dem Träger io, 12 axial bewegen. Es versteht
sich natürlich von selbst, -daß der innere Teil 18 als feststehender Träger für
einen äußeren umlaufenden Teil io diehen kann.
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Neuartige Mittel sind vorgesehen, um zu verhindern, daß der Laufring
15 während der Drehung der Welle 18 eine unerwünschte rollende oder umlaufende Bewegung
im Träger 10, 12 ausführt, ohne die axiale Bewegung dieses Laufringes innerhalb
des Trägers in unerwünschter Weise zu verhindern. Wenn sich die Welle z. B. während
der Drehung in der Längsrichtung ausdehnt und den inneren Laufring 16 hierdurch
nach rechts bewegt, wenn man die Zeichnung betrachtet; so ist es höchst wünschenswert,
daß sich der äußere Laufring 15 in derselben Richtung frei bewegen kann, um ein
Klemmen bzw. eine Vorbeanspruchung der Kugeln 17 zwischen den beiden Laufringen
zu vermeiden. Bei der dargestellten Ausführungsform wird zu diesem Zweck eine wellenförmige
bandartige Feder ig vorgesehen, die so gebogen oder ausgebildet ist, daß sie eine
im allgemeinen zylindrische Form aufweist, und die sich in der Weise ausdehnen kann,
daß sie gegen die Innen- bzw. Bodenwand der Nut 14 stoßen kann; falls die Packung
nicht vorgesehen ist, tritt die Nut i i an die Stelle der Nut 14. Bei dieser Anordnung
sind .die Enden,der Feder durch einen kurzen Abstand, wie z. B. bei o1, voneinander
getrennt; um eine Ausdehnung der Feder in der Längsrichtung zu ermöglichen, wenn
gegen die innere Fläche der Feder ein radialer Druck ausgeübt wird, der bestrebt
ist, die Wellen, Buckel oder sonstigen Ungleichmäßigkeiten abzuflachen.
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Ein nachgiebiger Ring 2o aus reinem oder sy.nthetischemGummi oder
sonstigem geeignetem nachgiebigem oder federndem Stoff ist in der Feder 1g angeordnet
und besitzt ungefähr .die gleiche axiale Breite wie diese. Der äußere Umfang des
Ringes2o
ist vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise so ausgebildet,
()aß er sich im wesentlichen der Innenfläche der Feder i9 anpaßt, wenn diese in
der Nut i I liegt. Der innere Umfang des genannten Ringes ist vorzugsweise kreisförmig
ausgebildet und besitzt einen Durchmesser, der etwas geringer ist als der Außendurchmesser
des äußeren Laufringes 15. Nach der Anbringung des Lagers dehnt sich somit der Ring
20 in die Nut 14 hinein und übt einen radialen Druck nach außen gegen die Feder
icg. Da (las Material des Ringes 2o im wesentlichen tinzusainmendrirckbar ist, so
wirkt der durch die Ausdehnung dieses Ringes geschaffene Druck gegen die Feder und
ist bestrebt, diese abzuflachen, wodurch die Feder ihrerseits einen ständigen radialen
Druck nach innen gegen den nachgiebigen Ring ausübt, der diesen Druck auf den äußeren
Lauf ring 15 überträgt. Der auf diese Weise auf den Laufring 15 ausgeübte
Druck ist auf dem ganzen Unifang dieses Ringes deshalb im wesentlichen gleichmäßig,
weil das Material des Ringes, 2o unter dem Druck fließen kann, so daß es diesen
Druck ständig über die nachgiebige Fläche verteilt. Der Ring 20 ist somit bestrebt,
das Lager in einer mittleren Stellung zu halten, um ein Rollen des Laufringes 15
ähnlich einer Innenverzahnung zu verhindern. Außerdem wird durch den Reibungseingriff
zwischen dem Ring und dem Laufring verhindert, dal3 letzterer umläuft oder abrollt,
ohne dessen axiale Bewegung in unerwünschter Weise zu hemmen.
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Obgleich die gegenseitigen Abmessungen der Teile entsprechend den
verschiedenen Materialien auch verschieden sein werden, um denbestenErfolg zu gewährleisten,
wird es nicht schwer sein, diese Abmessungen zu bestimmen. Bei einer praktischen
Ausführungsform mit einem Durchmesser von i'/2 Zoll für den äußerenLaufring wird
der anfängliche oder normale Innendurchmesser des Ringes 20, wenn dieser aus svatlietischem
Gummi besteht, o,o6o Zoll weniger betragen. Die überschüssige Stoffmenge des lZinges
2o, die beim Einsetzen des Laufringes 1,5 verschoben wird, soll natürlich geringer
sein als (las freie Volumen bzw. -der freie Raum hinter der Feder ig. Die Drehbewegung
des Ringes 2o und der Feder i9 in der Nut 14 wird durch den Reibungseingritt der
Feder mit dem Boden der Nut und des Ringes 2o mit den Seitenwänden der Nut verhindert,
wenn die genannte Feder und der genannte Ring bei der Anbringung des Lagers unter
Druck gesetzt werden. Auf Wunsch könnte die Feder an einer beliebigen Stelle innerhalb
der Nut befestigt sein.
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Ein geeignetes abgeschrägtes Werkzeug z2 kann zum Zusaniniendrrrcken
des Ringes 20 und der Feder ig innerhalb der Nut 14 verwendet werden, uni (las Anbringen
des Lagers im Träger io, 12 zti erleichtern.
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1n den Fig. 3 und 4 ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt,
bei welcher der innere Laufring 16 des Lagers so angeordnet ist, daß er gegenüber
der inneren tinilatifenden Welle bzw. demTräger 25 axial sdi@@ elft. l )er Triiger
=5 1S1 mit einer ringförmigen Nut oder Umfangsnut zur Aufnahme einer wellenförmigen
Blattfeder 27 und eines nachgiebigen Ringes 28 versehen, die der Feder i9 bzw. (lern
Ring 2o entsprechen. Diese Teile werden beim Anbringen desLagers unterDruck gesetzt,
wodurch dieses gegenüber der Welle zentriert und dessen unilaufende Bewegung gegenüber
der Welle durch Reibungseingriff verhindert wird, ohne dessen gegenseitige axiale
Bewegung in unerwünschter Weise zu hemmen. Bei der Ausführungsform nach der Fig.
3 ist der äußere Laufring 15 durch eine Schulter 3o und . einen Schnappring 3J1
oder in sonstiger geeigneter, bekannter Weise in einem Träger 2c9 fest angeordnet.
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In der Fig. 3 ist ein verhältnismäßig wesentlicher Spielraute zwischen
der Welle 25 und dem Laufring iC') dargestellt. Hierdurch soll deutlicher gezeigt
werden, wie die Vorrichtung mach der vorliegenden Erfindung Herstellungstoleranzen
durch solche Spielräume ausgleicht. Axiale Toleranzen werden durch eine axiale schwebende
Bewegung des einen Laufringes oder der beiden Laufringe des Lagers ausgeglichen.
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Uin das Lager auf .die Welle 25 anzubringen, kann ein geeignetes Werkzeug
verwendet werden, um die Feder 27 und den Ring 28 zunächst in der Nut 26) zusammenzudrücken.
Dieses Werkzeug ist demjenigen ähnlich, das in der Fig. 5 gezeigt ist, jedoch besitzt
es eine nach innen abgeschrägte Fläche, um das Zusammendrücken zu bewirken, wenn
es auf der Welle axial bewegt wird.
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Wenn auch nur eine beschränkte Anzahl von Ausführungsformen der Erfindung
in den Zeichnungen dargestellt und oben beschrieben worden sind, so ist die Erfindung
nicht auf die beschriebenen und dargestellten Einzelheiten beschränkt. Die auf den
nachgiebigen Ring wirkende Feder könnte z. B. anders ausgebildet sein; sie könnte
beisliielsweise in der Querrichtung gebogen sein, um eine Abflachung in der Querrichtung
zu bewirken, wenn ein Druck ausgeübt wird; sie könnte sogar auch rohrförmig ausgebildet
werden. Desgleichen könnte die -besondere Ausbildung der im Träger oder im umlaufenden
Teil vorgesehenen Nut eine andere sein. In gewissen Anlagen könnte es vorteilhaft
sein, die eine der miteinander in Eingriff kommenden Flächen des Lagers und des
nachgiebigen Ringes oder beide rauh zu machen oder mit Rippen zu versehen. Auf Wunsch
können die Feder und der nachgiebige Ring in Nuten in den Laufringen angeordnet
sein, um mit dem Träger oder (lern umlaufenden Teil in Reibungseingriff zu kommen.
An der Ausführung und an der Anordnung der dargestellten Teile sowie an den vorgeschlagenen
Materialien können verschiedene, dem Fachmann naheliegende Änderungen im Rahmen
der Erfindung vorgenommen werden.