DE89987C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES Λ

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 63: Sattlerei und Wagenbau.

ALPHONSE BICKEL in MÜLHAUSEN i. E. Kugellager für Fahrräder u. dgl.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 29. April 1896 ab.

Bei Kugellagern für Fahrräder und dergl. ist es bekannt, eine Trennung der Kugeln, um ihre Rollung behufs Reibungsverminderung von einander unabhängig zu machen, unter Zuhülfenahme von Führungskränzen herbeizuführen, die, während sie die rollenden Kugeln halten, an der Abwälzbewegung theilnehmen können. Vorliegende, auf der Anwendung solcher Führungskränze beruhende Kugellageranordnung ist durch die Eigentümlichkeit gekennzeichnet, dafs die Berührung des Führungskranzes mit jeder Kugel aussohliefslich nur an einem Punkte, und zwar dem durch die Eigendrehungsachse bezeichneten Pole derselben stattfindet. Hierdurch werden nicht nur die Reibungswiderstände, die aus der Berührung der Kugeln unter sich entspringen, vermieden, sondern auch zum gröfsten Theil diejenigen, welche sonst zufolge des Gleitens einer Halter- oder Trennungsvorrichtung am Umfang der Kugeln auftreten.

Die Hauptmerkmale dieser Erfindung sind im Unterschiede von den bekannten Kugellagerconstructionen folgende:

1. Die Lager- und Gegenlagerflächen berühren die Kugeln nur je an zwei gegenüberliegenden Punkten ihres Umfanges so, dafs sich jede derselben unter Ausschlufs sonstiger irgend einen Zwang ausübender Anlagepunkte um seine eigene Achse dreht, wobei die Pole als Endpunkte dieser Achse naturgemäfs in geringstem Grade an genannter Eigendrehung theilnehmen.

2. Der durch den Druck auf die Kugeln zwischen den Lagern sich ergebenden Abweichung der letzteren wird an beiden Enden der Achse' zugleich durch eine einzige, die Führungskränze verbindende frei rotirende Hülse Widerstand geleistet.

3. Die Kugeln sind zum Zwecke der Sonderung von ^einander an dem einen Polpunkte mit der Hülse nur in kleinen entsprechenden Einschnitten (Aushöhlungen) in Berührung, wodurch ihre freie Umdrehung auf keine Weise gehindert wird.

Hinsichtlich der Unterscheidung von dem Patent Nr. 70564 wird bemerkt, dafs die hier vorgeschlagene gehäuseähnliche Einschliefsung der Kugeln zwischen gelochten Halterkränzen nicht dem Zwecke geringster Reibung entspricht, weil die Kugeln sich in den Lochlagern zufolge ihrer Wälzungsdrehung erheblich reiben müssen, wodurch auch die freie Rollung beeinträchtigt und Rillenbildung an den Lagerflächen begünstigt wird. Die Nothwendigkeit zweier Gegenhaltkränze, wie sie bei dieser Kugellagervorrichtung behufs Einhaltung der Rollungsebene bedingt ist, wird gemäfs vorliegender Anordnung unter Benutzung des Ausweichdruckes umgangen, welchen die zwischen kegelförmigen, nicht parallelen Lagerflächen laufenden Kugeln unterliegen. Die kegelförmige Ausbildung der Lagerflächen (englische Patentschrift Nr. 22081 aus 1894) bildet an sich nicht den Gegenstand vorliegender Erfindung.

Auf beiliegender Zeichnung ist
• Fig. ι der Schnitt einer Ausführungsform eines Kugellagers gemäfs der Erfindung,

Fig. 2 die Stirnansicht des bei Fig. 1 angewendeten .Führungskranzes als des Endtheils

einer cylindrischen Büchse, welche den beiden Führungskränzen des Lagers gemeinsam ist.

Fig. 3. veranschaulicht in einer Gruridrifsskizze die Lagerung der Kugeln an den Ausbuchtungen oder Höhlungen des Führungskranzes.

Fig. 4 ist ein Schnitt eines Kugellagers der neuen Art, bei welchem abweichend von Fig. 1 der Konus auf der Achse einstellbar gemacht ist.

Fig. 5 ist die Stirnansicht der zugehörigen Führungskranzbüchse.

Fig. 6 und 7 sind Darstellungen ähnlich wie Fig. 4 und 5, wodurch die Anwendung der Erfindung für Doppelkugellager (ohne durchgehende Führungskranzbüchse) veranschaulicht wird.

Auf der Achse α sind nach Fig. 1 die beiden Konusse uu fest angebracht, indem, wie ersichtlich, ihre Kegelspitzen nach aufsen gerichtet liegen. Auf diesen Konussen laufen die Kugeln r, die ihre Gegenlagerflächen andererseits an Hohlkegelringen ν ν erhalten, welche innerhalb der Enden der Nabe b verschraubt und durch geflantschte Stellringe e aufsen gesichert befestigt sind. Sofern die Kegelflächen an u und ν nicht einander parallel, sondern mit etwas verschiedener Konicität ausgeführt sind, ergiebt sich, dafs die Kugeln r je zwischen zwei gegenüberliegenden Punkten y ^ (zwar nicht des gröfsten, aber eines wenig kleineren Kreises) gefafst und -in einer bestimmten, von ihrem Durchmesser abhängigen Rbllungsebene zu laufen gezwungen werden, vorausgesetzt, dafs dem durch den Lagerdruck hervorgerufenen Abweichdruck Widerstand geleistet wird. Dieser bei geringer Neigung der Kegelflächen natürlich auch geringe Seitendruck wirkt nach innen in der Richtung der Wälzungs- oder Eigendrehungsachse x-x jeder Kugel, die sich als Winkelhalbirende des durch die Kegelseiten gebildeten Winkels ergiebt. An den auf der Ausweichseite gelegenen Polen ο sämmtlicher Kugeln r liegt, wie aus Fig. 1 ersichtlich, der mit entsprechenden Höhlungen p¹ (Fig. 2) versehene Führungskranz ρ an, der zur Sonderung der Kugeln behufs Ausschlusses gegenseitiger Berührung dient. Dadurch, dafs die beiden am rechten und linken Nabenende angeordneten, je einem Kugelkranz zugehörigen Führungskränze pp unter sich durch die rohrförmige Büchse q verbunden sind, wird an letzterer im Sinne einer Längsdruckbeanspruchung der von rechts und links wirksame Ausweichdruck aufgenommen, dem die Kugeln r unterliegen und den sie an den Führungskranz ρ übertragen. Wie ersichtlich, ist die Berührfiäche jedes Führungskranzes ρ an den Kugeln wesentlich senkrecht zur Achse x-x derselben angeordnet-, und die Höhlungen p^l der Führungskränze ρ haben nach Fig. 3 eine ausgebuchtete Form von einer Krümmung, deren Krümmungsradius gröfser als der Kugelradius ist. Demgemäfs liegen die Kugeln wesentlich nur mit ihren Polpunkten ο auf dem Grunde der Höhlungenρ^τ an und erleiden daher während ihrer Eigendrehung die geringste Reibung trotz des Widerlagsdruckes, mit dem sie gegen die Führungskränze ρ anliegen.

Die im Kreise fortschreitende Bewegung der Kugeln, die sich bei der Nabendrehung über der fest angenommenen Achse aus der Abwälzung der Kugeln zwischen den Kegelflächen an u und ν ergiebt, theilt sich vermöge des Eingriffes an den Höhlungen^¹ den Führungskränzen ρ mit, so dafs die Büchse q innerhalb der Nabe b frei rotirt, und zwar beiläufig mit der halben Geschwindigkeit der zur Abwälzung Anlafs gebendenNabendrehung. Da dieBüchse q aufser an den Kugelpunkten 0 keinerlei Stütz- oder Berührpunkte aufweist, so findet die Fortbewegung im Sinne der bezeichneten Mitdrehung nahezu ohne Reibung statt. Es ist ersichtlich, dafs die Bedingungen der möglichst reibungsfreien Kugelrollung erhalten bleiben, wenn man nach Mafsgabe etwaiger Abnutzung der kegelförmigen Flächen an u und ν diese durch Nachstellung einander nähert, um die Kugeln für Rollüng ohne Spielraum einzuschliefsen. Bei der Anordnung nach Fig. 1 geschieht dies durch Nachstellung des Hohlkegelringes ν nach innen mit Beihülfe der Festschraubmutter e. Diese Nachstellvorrichtung kann in der bei Fahrradlagern bekannten Einrichtung angewendet werden.

Fig. 4 stellt eine Abänderung des beschriebenen Kugellagers nur insofern dar, als die Lager u¹ auf den Achsen hier mit nach innen gerichteter Kegelspitze und verstellbar angeordnet sind, während die als Gegenlager wirkenden Hohlkegelflächen v^l sich als unmittelbar in der Nabenmündung ausgeführt darbieten. Die Richtung der Eigendrehungsachsen x-x der Kugeln weist daher schräg nach innen und entsprechend haben die mittelst der Büchse q verbundenen Führüngskränze ρ ρ eine solche Lage, dafs die Berührungsflächen mit den Kugeln sich wiederum senkrecht zu genannten Achsen befinden. Die Stirnansicht der innerhalb der Nabe b frei drehbaren Büchse q nebst Führungskranz ρ ist in Fig. 5 dargestellt. Zur verstellbaren Festlegung des Konus u¹, der mittelst Keils auf der Achse a gegen Drehung gesichert sein kann, wirkt mit demselben die Regulirmutter c in Eingriff mit Gewinde auf der Achse α selbst zusammen.

Die in Fig. 6 dargestellte, namentlich für stärkere Beanspruchung der Führungsachsen geeignete Ausführungsform, zu welcher Fig. 7 die Endansicht des Führungskranzes ist, kennzeichnet sich dadurch, dafs die Kugellageranordnung gemäfs Fig. 1 auf einem Ende der Nabe verdoppelt angewendet ist. Vermöge der Zusammenrückung der Kugelrollungsebenen

vereinigen sich die Führungskränze für die Kugeln an einem geflanschten Ringe Q. (an Stelle der Büchse q); ebenso sind die Kegel, auf denen die Kugeln rollen, in einem auf . der Achse α festgelegten Stück U verbunden. Von den die hohlkegelförmigen Gegenlagerflächen darbietenden Ringen F¹ F'² ist der eine F¹ unwandelbar fest an der Nabe b verschraubt, während der andere F² verstellbar vermöge einer Verschraubungsvorrichtung ist, wie sie bei Fig. ι angegeben wurde. Die Wirkung dieses Lagers, dessen anderes nicht dargestelltes Ende als mit einer gleichartigen Kugellagervorrichtung ausgerüstet anzunehmen ist, beruht natürlich auf denselben Grundsätzen, welche mit Bezug auf Fig. ι bis 3 erläutert sind, wobei als wesentlich gilt, dafs die Anlage der Führungskränze nur an den Polen der Kugeln stattzufinden hat, wo die Eigendrehung nicht reibungerzeugend wirksam ist, und dafs sich der Kugellagerarm zwischen den kegelförmigen Widerlags- bezw. Abrollungsflächen nach der Richtung hin erweitert, wo der vorgelagerte Führungskranz das Herausgleiten der Kugeln verhindert.

Die Erfindung ist sowohl auf Fahrrad- und Fuhrwerksachsen als auch auf die Kugellagerung von Transmissionswellen und Spindeln anwendbar, sofern .für dieselben eine möglichst leichte prä'cise Drehung Erfordernils ist.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Ein Kugellager für Fahrräder und dergl., bei welchem behufs Reibungsverminderung die zwischen kegelförmigen und annähernd parallelen Lagerlaufflä'chen rollenden und nach der Lagererweiterung hinstrebenden Kugeln einseitig durch eine kranzförmige, ■ die entsprechenden Berührlagerhöhlungen enthaltende Führung getrennt gehalten werden, welche mit den Kugeln nur bei deren Polen bezw. den Endpunkten der Eigendrehungsachsen derselben in Berührung ist, wobei zwei solche Führungskränze mit einander starr verbunden sind, um den von beiden Lagerenden her wirksamen Druck aufzunehmen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.