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Mehrreihiges Wälzlager Es sind mehrreihige Wälzlager bekannt, in deren
Gehäuse die mit Rillen versehenen Laufringe zur Führung der Wälzkörper eingesetzt
sind. Die innere Wälzkörperreihe liegt hierbei an einer Schulter der Welle oder
einem sich gegen eine Wellenschulter legenden Laufring an, während die äußere Wälzkörperreihe
mit ihrem Laufring durch einen in einer Ringnut dar Welle eingesetzten Sprengring
gehalten ist. Es sind auch doppelreihige Kugellager bekannt, deren äußere Laufringe
in dem Lagergehäuse angeordnet sind, wobei die Kugeln entweder durch einen Wellenbund
oder eine in die Welle eingearbeitete Rille geführt sind. Bei derartigen Lagern
ist der Einbau schwierig, da die Laufringe mit den, Kugeln von beiden Seiten auf
die Welle geschoben werden müssen, so daß derartige Doppellager nur bei geringen
Wellenlängen verwendet werden können.
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Man hat auch bereits bei einem mehrreihigen Kugellager, dessen einzelne
Kugelreihen durch bewegliche Ringe voneinander getrennt sind, an der Stirnseite
der Welle eine federnde Scheibe angebracht, die die Kugelreihen zusammendrückt und
gleichzeitig eine axiale Lauffläche für die äußere Kugelreihe bildet. Axiale Kräfte
können nur an der der Feder zugekehrten Seite aufgenommen werden,
und
zwar nur nach Maßgabe der verfügbaren Federkraft, während in der entgegengesetzten.
Richtung die Laufbuchse der Kugeln gegen die innere Stirnseite des Lagergehäuses
gedrückt wird und damit die Drehmöglichkeit des Lagers verhindern würde.
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Aufgabe der Erfindung. ist es, ein für beliebig lange Wellen verwendbares
mehrreihiges- Wälzlager -zu schaffen, das sowdhl einseitig als auch wechsellgeltng
wirkende Radial- und Axialdrücke aufnehmen und in einfacher Weise bei geringstem
Arbeitsaufwand zusammengebaut werden kann. Bisher mußten für diesen Zweck mehrere
getrennte radiale und axiale Wälzlager verwendet werden. Außerdem sohl das Lager
so ausgebildet werden, daß die sonst bei Wälzlagern üblichen großen Herstellungsgenauigkeiten
und geringen Bearbeitungstoleranzen nicht innegehalten zu werden brauchen.
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Gemäß der Erfindung wird zur Lösung dieser Aufgaben die gleichzeitig
eine axiale Lauffläche für die äußere Wälzkörperreihe bildende Scheibe mit clem
Ende der Welle fest verbunden und bildet mit dem Lagergehäuse eine zusammenhängende
urilösbare Einheit. Diese Scheibe wird vorzugsweise durch Verschweißen an dem Wellenende
befestigt, so daß das mit mehreren Wälzkörperreihen versehene Lager eire zusammenhängendes
Element bildet. Hierdurch wird eine einfache Lagerung erhalten, für die die sonst
bei Wälzlagern üblichen Paßgenauigkeiten nicht notwendig sind.
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Der Zusammenbau eines solchen Lagers kann in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung in einfacher Weise durchgeführt werden, indem die Wälzkörper vorzugsweise
mit einem Schmiermittel in das senkrecht gestellte Lagergehäuse eingesetzt werden,
worauf die Welle. von." einer Seite in das Lagergehäuse eingeführt und: auf ihr
äußeres Ende die Scheibe geschoben wird, die nach spielfreiem Anliegen an der äußeren
Wälzkörperreihe mit der Wolle verschweißt wird. Der Zusammenbau des Lagers ist auf
diese Weise mit sehr geringem Arbeitsaufwand durchführbar: Die vorgeschlagene Ausbildung
des mehrreihigen Wälzlagers ist sowohl für die Lagerung umlaufender Wellen: in einer
stillstechenden Buchse als auch zur Lagerung einer uriilaufenden Buchse auf einer
feststehenden Achse in gleicher Weise verwendbar und ermöglicht eine bedeutende
Ersparnis, da an Stelle sonst erforderlicher doppelter oder mehrfacher Wälzlager
nur ein einziges mit zwei oder mehr Wälzkörperrehen versehenes Lager erforderlich
ist.
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In derZeichnung sind verschiedeneAusführungsbeispiele der Erfindung
im Längsschnitt dargestellt. Fig. i zeigt ein mit zwei Kugelreihen verseJhenes Lager,
Fig. 2 ein dreireihiges Kugellager, Fig.3 ein zweireihiges Kugellager in einer anderen
Ausführung, .
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Fig.4 ein dreireihiges Kugellager in einer anderen Ausführung, .
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Fig: 5 ein Lager mit zwei Kugellagerreihen und einer mittleren Reihe
von Laufwalzen und Fig.6 ein dreireihiges Kugellager in einer weiteren Ausführungsform.
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Gemäß Fig. i ist eine Welle i i in einer zylindrischen Gehäusebuchse
12 mittelß der beiden Kugelreihen 13, 13' gelagert, die in Rillen 14 der Buchse
12 geführt sind. Die Rillen 14 umfassen die Laufkugeln 13 etwa zu einem Viertel
ihrer Ober-Räche. Die linke Kugelreihe 13 liegt an einer Hohlkehle 15 der Welle
i i an, von der die Kugeln bis zu etwa einem Viertel ihres Umfanges umfaßt sind.
Die andere, dem Ende der Welle ii .zugewandte Reihe ,der Kugeln 13' ist von einer
Flanschbuchse 16 gehalten, die an der den Kugeln zugewandten Seite mit einer Laufrille
17 versehen ist. Die Flanschbuchse 16 umschließt das aus der Lagerbuchse 12 hinausragende
Ende der Welle i i und ist an der Stirnseite mit dieser durch eine umlaufende Schweißnaht
18 fest verbunden. Das Wellenende kann auch mit der Lagerbuchse bündig sein oder
in. diese hineinragen. .
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Bei dem in Fig.2 beispielsweise dargestellten Lager ist die Welle
2i in der Gehäusebuchse 22 mittels dreier Reihen von Kugeln 23, 23' und 23" gelagert,
die in Rillen 24 der Buchse 22 geführt sind. Die linke Kugelreihe.23 ist von einer
Hohlkehle 25 der Welle 2i und die mittlere Kugelreihe 23' durch eine entsprechende
Hohlkehle 26 geführt, wobei die Welle 2i in ihrem Durchmesser entsprechend abgesetzt
ist. Die dem Ende der Welle zugewandte Kugelreihe 23" ist durch eine Scheibe 27
gehalten, die an der den Kugeln 23" zugewandten Seite mit einer Laufrille 28 versehen
und durch eine Buchse 29 gesichert ist, die das aus der Gehäus-ebuchs,e 22 hinausragende
Ende der Welle 21 umschließt und an der Stirnseite mit dieser durch eine Schweißnaht
30 fest verbunden ist. Die Buchse 22 ist zwischen den Kugelreihen 23 und
23' kegelförmig und zwischen den Kugelreihen 23' und 23" zylindrisch ausgedreht.
Die Kugelreihe.23 ist gegenüber 23' und 23" im Durchmesser größer gehalten und dadurch
in der Lage, vergrößerte Radfiallasten aufzunehmen.
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Bei der Ausführungsform der Fig.3 ist die Welle 31 in der Gehäusebuchse
3.2 durch die beiden Kugelreihen 33 und 33' gelagert. Die linke Kugelreihe 33 ist
zwischen einer in der Buchse 32 angebrachten Anlaufschulter 34, die dem Radius der
Kugeln 23 angepaßt ist und die Kugeln auf etwa ein Viertel ihres Umfanges umfaßt,
und einer Hohlkehle 35 der Welle 31 geführt. Die dem Ende der Welle zugewandte Kugelreihe
33' liegt ebenfalls an einer Schulter 34 der Buchse 32 an und ist durch eine Scheibe
36 gehalten, die beiderseitig eben ausgebildet und mittels einer Buchse 37 auf der
Welle gehalten ist. Die Buchse 37 umschließt das Ende der Welle 31 und ist- mit
dieses an der Stirnseite durch eine umlaufende Schweißnaht 38 verbunden.
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Gemäß Fig. 4 ist die Welle 41 in der Gehäusebuchse- 42 mittels der
,drei Kugelreinen 43., 43' und 43" gelagert. Die linke äußere Kugelreihe 43 ist
in gleicher Weise wie gemäß- Fig. 3 von einer Anlaufschulter 44 der Lagerbuchse
42 sowie einer
Hohlkehle 45 der Welle 4I gehalten, während die dem
Wellenende zugewandte äußere Kugelreihe 43" durch die Anlaufschulter 44 der Lagerbuchse
42 und eine Scheibe 47 gehalten ist, die mittels der Buchse 48 durch eine Schweißnaht
49 mit der Welle 4I fest verbunden ist. Die mittlere Kugelreihe 43' ist in einer
Rille 46 der Lagerbuchse 42 geführt. Diese Rille 46 ist dem Radius der Kugeln 43
angepaßt und kann statt in der Lagerbuchse 42 auch auf der Welle 4I angeordnet sein.
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Nach Fig. 5 ist an Stelle der mittleren Kugelreihe 43' eine Reine
von Laufwalzen 53 vorgesehen, die in einer ihrer Form angepaßten Laufrille 54 der
Gehäusebuchse 42 geführt sind. Die übrige Ausbildung dieses Lagers entspricht derjenigen
gemäß Fig. 4.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist die Welle 6I in der Gelhäusebuchse
62 mittels dreier Kugelreihen 63, 63' und 63" gelagert. Die linke Kugelreihe 63
ist ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 zwischen einer Anlaufschulter
64 der Lagerbuchse und einer Hohlkehle 65 der Welle 6I geführt, während die mittlere
Kugellagerreihe 63' zwischen einer Anlaufschulter 64' der Lagerbuchse und einer
Hohlkehle 66 der Welle 6I geführt ist. Die dem Wellenende zugewendete Kugelreihe
63" ist zwischen einer Anlaufschulter 64" der Lagerbuchse 62 und einer Scheibe 67
geführt, die durch eine an ihrem Ende mit der Welle durch eine Schweißnaht 69 fest
verbundene Buchse 68 gesichert ist. Bei dieser Ausführungsform sind somit zur Führung
der einzelnen Kugelreihen nur Anlaufschultern verwendet, die neben der radialen
Begrenzung auch zusätzlich zur axialen Begrenzung herangezogen werden können.
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Die dargestellten Ausführungsformen der mehrreihigen Wälzlager werden
vorteilhaft in der Weise zusammengesetzt, daß z. B. bei der Ausführungsform gemäß
Fig. I zuerst die Buchse I2 in eine senkrecht gestellte Hülse eingesetzt wird, die
einen etwas kleineren Durchmesser als das Ende der Welle II hat. Hierauf werden
die Kugeln I3 mit einem geeigneten Schmiermittel in den Ringraum zwischen Buchse
I2 und der Hülse eingesetzt, worauf die Welle mit ihrem Ende von oben in die Buchse
eingeführt wird, wobei die Hülse durch das Wellenende nach unten geschoben wird.
Nachdem die Welle bis zum Anliegen ihrer Schulter an den Kugeln I3 in die Lagerbuchse
I2 eingefügt worden ist, wird die Lagerbuchse um I8o° geschwenkt, worauf die Kugeln
I3' ebenfalls mit Schmierfett eingesetzt werden. Es wird dann auf das aus der Buchse
I2 herausragende Wellenende die Flanschbuchse I6 geschoben, bis sie mit ihrem Ende
spielfrei an der Kugellagerrei.he 13' anliegt. Die Flanschbuchse I6 wird dann an
ihrem äußeren Ende mit der Stirnseite der Welle durch die Schweißnaht I8 fest verbunden.
In ähnlicher Weise lassen sich auch die mehrreihigen Wälzlager der übrigen Ausführungsformen
zusammenbauen. Der Zusammenbau des Lagers ist also sehr einfach durchführbar, und
die Kugeln bzw. Wälzkörper erhalten eine spielfreie Führung, ohne daß bei der Herstellung
des Lagers die sonst bei Wälzlagern notwendige hohe Genauigkeit erforderlich ist.
Dadurch wird die Herstellung der Lager bedeutend verbilligt.
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Die bei der Ausführungsform des dreireihigen Wälzlagers gemäß Fig.
4 und 5 zur Führung der mittleren Wälzkörperreihe vorgesehene Rille kann statt in
der Lagerbuchse auch auf der Welle angebracht werden, in welchem Falle die Lagerbuchse
hier eine glatte, zylindrische Innenwandung erhält.
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Die Ausbildung des mehrreihigen Wälzlagers gemäß der Erfindung ermöglicht
es weiterhin, beim Zusammenbau die Radial- und Axialbegrenzung unter einem vorher
bestimmbaren, den Erfordernissen angepaßten Druck durchzuführen. So können die Lager
in der Massenanfertigung unter einem bestimmten einstellbaren Druck zusammengebaut
werden, der durch Federn, hydraulisch, pneumatisch, elektromagnetisch oder auf andere
Weise erzeugt werden kann. Man kann hierbei z. B. in der Weise vorgehen, daß die
Scheibe bzw. die sie haltende Buchse oder die Flanschbuchse mittels einer entsprechenden,
durch Federn hydraulisch, pneumatisch od. dgl. gesteuerten Vorrichtung stets mit
dem gleichen Druck auf das Wellenende geschoben wird, so daß beim Zusammenbau der
Lager keine Passungen einzuhalten sind, die durch den entsprechend eingestellten
Druck zwangläufig erreicht werden. Damit ist bei geringstem Arbeitsaufwand eine
fortlaufende Fertigung von stets gleichbleibender Präzision gewährleistet.
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Die vorgeschlagene Ausbildung des Lagers hat den weiteren Vorteil,
daß die Lagerbuchse beliebig lang und mit beliebig vielen Laufreihen ausgeführt
werden kann. Es ist daher, besonders auch bei langen und dünnen Wellen, in einfacher
Weise eine mehrfache Abstützung der Welle möglich.
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Die Austrittsstellen der Welle können hierbei in einfacher Weise abgedichtet
werden, so daß das Lager vollständig gekapselt und mit einem Dauerschmiermittel
gefüllt werden kann.
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Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die den Zusammenhalt
des Lagers sichernde Scheibe unlösbar durch Verschweißen mit der Welle verbunden,
da ein Ausbau der einzelnen Lagerteile nicht beabsichtigt ist. Soll dies jedoch
ermöglicht werden, so kann die Scheibe auch lösbar, z. B. durch Verschrauben mit
der Welle, verbunden werden. Die erfindungsgemäße Ausbildung des mehrreihigen Wälzlagers
hat neben der einfachen und billigen Herstellung den weiteren Vorteil, daß einseitige
und wechselseitige Radial- und Axialdrücke infolge der von den Wälzkörperreihen
gebildeten großen Abstützflächen in vollkommener Weise aufgenommen werden können,
wobei die auftretenden Reibungswiderstände besonders klein gehalten werden.
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Die vorgeschlagene Lagerbauart ist besonders für kleinere und mittlere
Abmessungen geeignet, vorzugsweise für den Kraftfahrzeugbau, z. B. für Kühlwasserpumpen
oder ähnliche Zwecke. Sie kann mit gleichem Vorteil aber auch in anderen Fällen
Anwendung finden, z. B. bei langen Lagerwellen, die zur Vermeidung von unerwünschten
Durchbiegungen
bei größeren Abständen zwischen den Lagerreihen
durch mehrfache Wälzkörperreihen abgestützt werden können. Für Schleif- und Frässpindelsätze
ist die Erfindung auch vorteilhaft geeignet.