DE1282369C2

DE1282369C2 - Lagerung eines auf einer welle wahlweise umlaufenden oder mit dieser kuppelbaren bauteiles

Info

Publication number: DE1282369C2
Application number: DE1965J0029442
Authority: DE
Inventors: Anton 7400 Tübingen Teufel
Original assignee: Industriewerk Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1965-11-24
Filing date: 1965-11-24
Publication date: 1975-01-23
Also published as: DE1282369B; GB1158807A; US3429626A; FR1501374A; ES333463A1

Description

der Regel großer als die auf reten ^

gung eines einzelnen Walzkorpers. Die Vo wartsbewegung eines Walzkorpers kann somit.gar nicht auf den Käfig und auch nicht auf die anderen WaIzddß die-^Dreh

eine ^SS

über der Bohrung auszuführen Infolge dieser Bewegung der Welle erfahren die Wälzkörper, die gerade

₂₅ zwischen den beiden Laufbahnen fest eingespannt

sind, eine, wenn auch außerordentlich geringe Abwälzbewegung. Man hat nun versucht, diese außer-

Die Erfindung betrifft die Lagerung eines auf einer ordentlich geringe B·»^« ^tt^« ^^rio^kör^

Welle wahlweise umlaufenden oder mit dieser zur eingespannten Zustand kommenden Walzkorpers

übertragung von Drehmomenten kuppelbaren Bau- 30 unter Zuhilfenahme öes; Käfigs auch auf di anderen

teiles durch in den Taschen eines Käfigs aufgenom- nicht eingespannten Wälzkörper zu übertragen um so

mene Wälzkörper, dem gesamten Walzkorperkranz eine Drehbewegung

In modernen Schaltgetrieben, wie s., insbesondere aufzuzwingen. Nun ist aber jeder Wälzkörper mit

im Automobilbau vemendet werden, sind die die - in Umfangsnchtung gern«sen - Spg

einzelnen Getriebestufen bildenden Zahnräder in 35 Käfigtaschen aufgenommen Dieses:Spei ist aber m

dauerndem Eingriff. Je nach der gewählten Getriebe- der Regel großer als die auf retende Vorw^rtsbewe-

Stufe werden die dieser Stufe enfsprechenden Zahn- i zelnen Walzkorpers Die Vo wartsräder durch diesen zugeordnete Kupplungen mit der

Jeweiligen Welle iekuDDelt auf den Käg

^FBe! ¹TeS^rAnSdSgkönnen sich für Zahnrad <. körper übertragen werden,so.daß die

und Welle zwei unterschiedliche Bewegungszustände bewegung des gesamten ^l?^^

ergeben. Wenn Zahnrad und Welle nicht miteinander Es ist bere.ts ein Nadellagerkafig bekannt bei dem

gekuppelt sind, wird kein Drehmoment übertragen, mindestens eine der beiden Wände einer jeden Ta ehe

und das Zahnrad führt gegenüber der Welle eine mit Vorsprüngen versehen ist, die geneigt zu einer

relative Drehbewegung aus Die zwischen Zahnrad 45 Ebene verlaufen, d.e die Kangachse und die j,ewe.l.ge

und Welle angeordneten Wälzköφer rollen in Wlköh thalt Dieser bekannte Käfig bekannter Weise mit annähernd der halben Differenzdrehzahl zwischen Außen- und Innenlauf-

bahn ab, die beispielsweise durch die Bohrung im Außn g

Zahnrad bzw. die Oberfläche der Welle gebildet 50 krafteinwirkung ebenfalls in der Außenlaufbahn ansein können, liegenden Wälzkörper erfahren keine Relativbewe-

Bei dem anderen möglichen Bewegungszustand gung zueinander. Die Wälzkörper können daher nicht

sind das Zahnrad und die Welle zur Übertragung in der gewünschten Weise auf den Käfig einwirken,

von Drehmomenten miteinander gekuppelt. Hier tritt Bei einem ebenfalls bekannten Nadellagerkafig

nunmehr im Gegensatz zu dem ersten Bewegungs- 55 sind jeweils einander gegenüberliegende Teile der

zustand keine Relativbewegung des Zahnrades gegen- Taschenwände so geneigt, daß sie zum Kafigmantel

über der Welle auf; vielmehr führen beide zusammen und zum Käfiginneren hin aufeinander zulaufen.

eine einheitliche Drehbewegung aus. Bei der Über- Dieser bekannte Käfig könnte die Erfindungsaufgabe

tragung des Drehmomentes von einem Zahnrad zum selbst dann nicht lösen, wenn er nicht in der Außen-

■nderen entsteht infolge des Zahneingriffes eine radial 60 laufbahn geführt wäre. Die Wälzkörper wurden, selbst

gerichtete Kraftkomponente, die über die Wälzkörper wenn sie eine Bewegung relativ zum Käfig in radialer

auf die Welle einwirkt. Richtung ausführen könnten, gegen die beiden gegen-

Der zuletzt beschriebene Bewegungszustand kann überliegenden Wände einer jeden Tasche anstoßen,

zur einfacheren Betrachtungsweise auch als ein Zu- Die dadurch auf den Käfig ausgeübten Impulse wur-

itand angesehen werden, bei dem das Zahnrad und 65 den somit einander aufheben,

die Welle stillstehen, während die Kraft umläuft. Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt,

Die Kraftübertragung vom Zahnrad zur Welle er- die Vorwärtsbewegung eines einzelnen Walzkorpers folgt infolge des bei jeder Wälzlagerung vorhandenen in seiner Käfigtasche dazu auszunutzen, dem gesam-

Wälzkörperachse enthalt. Dieser bekannte Käfig kann jedoch die Erfindungsaufgabe nicht losen da ei in der Außenlaufbahn geführt ist. Der in der Außenlaufbahn geführte Käfig und die unter Fliehl d Aßlfbh

ten Wälzkörperkranz eine Drehbewegung aufzuzwingen, Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß der Käfig gegenüber der Bohrung des Bauteiles Spiel aufweist und wenigstens eine der achsparallelen Wände wenigstens einer Tasche zu der jeweils die Taschenmitte und die Käfigachse enthaltenden Ebene geneigt ist, wobei die Neigung aller zur genannten Ebene schräg verlaufenden achsparallelen Taschenwände gleichsinnig ist.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung kann dadurch erreicht werden, daß die beiden achsparallelen Taschenwände einer oder mehrerer Taschen parallel zueinander angeordnet sind und die durch die Taschenmitte gehende, zu den Taschenwänden parallele Ebene im Abstand von der Käfigachse verläuft.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Lager und

F i g. 2 einen Schnitt durch Käfige mit gemäß der Erfindung geneigten Taschenwänden.

In F i g. i ist das Bauteil 1 angedeutet, das z. B. ein Zahnrad sein kann, das unter Zwischenschaltung von in einem Käfig 2 enthaltenen Wälzkörpern 3 wahlweise auf einer Welle 4 umlaufen oder mit dieser gekuppelt sein kann. Mit 5 ist die Richtung einer Kraft bezeichnet, die beispielsweise aus der Übertragung von Drehmomenten von einem weiteren Bauteil auf das Bauteil 1 herrührt. Wenn nun das B?uteil 1 und die Welle 4 zur Übertragung von Drehmomenten miteinander gekuppelt sind, so kann man sich diesen Vorgang, wie bereits oben angeführt, auch so vorstellen, daß die Kraft 5 um das Zentrum 7 der Welle umläuft. Durch das vorhandene Lagerspiel fällt das Zentrum 7 der Welle nicht mit dem Zentrum 6 des Bauteils 1 zusammen. Durch die umlaufende Kraft bedingt,, führt das Bauteil 1 eine Bewegung um das Zentrum 7 aus, wobei die jeweils eingespannten Wälzkörper eine geringe Vorwärtsbewegung erfahren.

In F i g. 2 sind zwei Ausführungsformen von Käfigen dargestellt. Bei dem in der oberen Hälfte der F i g. 2 gezeigten Käfig verlaufen die beiden achsparallelen Taschenwände 9 einer Tasche parallel zueinander. Die zu diesen Taschenwänden parallele und durch die jeweilige Taschenmitte gehende Ebene 10 verläuft in einem Abstand zur Käfigachse. Durch diese Anordnung bedingt, sind die achsparallelen Taschenwände 9 gegenüber der die jeweilige Taschenmitte und die Käfigachse enthaltenden Ebene 11 um einen bestimmten Winkel geneigt. Bei dem in der unteren Hälfte der Fig. 2 dargestellten Käfig ist jeweils die eine Taschenwand zu der die jeweilige Taschenmitte und die Käfigachse enthaltenden Ebene so geneigt, daß die Taschenwand selbst radial verläuft. Die andere Taschenwand ist zu der die jeweilige Taschenmitte und die Käfigachse enthaltenden Ebene gleichsinnig geneigt.

Der Käfig selbst nimmt infolge seines Spieles gegenüber der Käfigbohrung und der Welle eine exzentrische Lage sowohl zur Bohrung als auch zur Welle ein. Da jedoch das ganze System sich in Wirklichkeit um das Zentrum 7 dreht, entsteht eine Fliehkraft, die die Wälzkörper nach außen an die Außen-

s laufbahn drückt. Auf Grund dieser exzentrischen Lage des Käfigs führen die Wälzkörper während eines Umlaufes der Kraft 5, wenn man wieder Bauteil 1 und Welle 4 stillstehend und die Last 5 umlaufend betrachtet, eine Relativbewegung gegenüber

ίο dem Käfig aus. Wenn die Wälzkörper den Bereich verlassen, in dem sie zwischen Innen- und Außenlaufbahn eingespannt sind, streben sie gegenüber dem Käfig relativ nach außen und stoßen dabei an die eine der geneigten Taschenwände 9. Der Käfig erhält

dadurch einen in Umfangsrichtung gerichteten Impuls. Dieser Impuls bewirkt, daß der Käfig mit einer achsparallelen Taschenwand an einen Wälzkörper anstöSt, der gerade zwischen Innen- und Außenlaufbahn eingespannt ist. Dieser Wälzkörper führt aber, wie bereits oben erläutert, eir: in Umfangsrichtung gerichtete geringe Vorwärtsbewegung aus, die auf den Käfig übertragen werden kann, da dieser jetzt mit einer Taschenwand an diesem Wälzköiper anliegt. Je nachdem, mit welcher Taschenwand der Käfig an derr, einen Wälzkörper anliegt, kann der durch die relativ zum Käfig nach außen strebenden Wälzkörper auf den Käfig ausgeübte Impulse der Richtung der Vorwärtsbewegung eines im eingespannten Zustand befindlichen Wälzkörpers gleichsinnig oder aber

gegensinnig gerichtet sein. Dies hängt davon ab, in weicher Richtung die achsparallelen Taschenwände geneigt sind. Mit dem von den relativ zum Käfig nach außen strebenden Wälzkörper erzeugten Impuls soll lediglich erreicht werden, daß der Käfig mit einer Taschenwand an die gerade im eingespannten Zustand befindlichen Wälzkörper anliegt. Es ist dabei an sich gleichgültig, ob bei einer bestimmten Drehrichtung die einen oder die anderen achsparallelen Taschenwände an den jeweils eingespannten Wälz-

körpern anliegen. Erforderlich ist lediglich, daß sich die Impulse einander nicht aufheben, die von den Wäizkörpem bei den Relativbewegungen zum Käfig radial nach innen und außen auf diesen ausgeübt werden. Die erstrebte Wirkung könnte daher bei den bekannten Käfigen selbst dann nicht eintreten, wenn diese nicht in der Außenlaufbahn geführt wären und eine derartige radiale Relativbewegung zuließen. Ebensowenig könnte die erstrebte Wirkung bei einem Käfig eintreten, bei dem wenigstens eine der Taschen-

so wände in ihrer gesamten radialen Erstreckung der Välzkörperform entsprechend ausgebildet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung wird erreicht, daß die Vorwärtsbewegung der im eingespannten Zustand befindlichen Wälzkörper dazu ausgenutzt wird, dem Käfig und somit dem Wälzkörperkranz eine Drehbewegung aufzuzwingen. Dadurch verändern die Wälzkörper ihre Lage gegenüber der Innen- und Außenlaufbahn. Die Laufbahnen werden jetzt nicht mehr dauernd an den gleichen Stellen be-

lastet, so daß Eindrückungen an den Laufbahnen vermieden werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lagerung eines auf einer Welle wahlweise umlaufenden oder mit dieser zur Übertragung von Drehmomenten kuppelbaren Bauteiles durch in den Taschen eines Käfigs aufgenommene Wälzkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der KMg gegenüber der Bohrung des Bauteiles Spiel aufweist und wenigstens eine der achsparallelen Wände wenigstens einer Tasche zu der jeweils die Taschenmitte und die Käfigachse enthaltenden Ebene geneigt ist, wobei die Neigung aller zur genannten Ebene schräg verlaufenden achsparallelen Taschenwände gleichsinnig ist.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden achsparallelen Taschenwände einer oder mehrerer Taschen parallel zu-

Radialspiels nur über wenige Walzkörper. Die außerordentlich kleine zur Verfügung stehende Übertragungsfläche zwischen Wä zkdrpe,-einerseits und Laufbahn andererseits, die je Wälzkörper mehr oder

wenieer nur durch eine Linie gebildet ist, bedingt schon bei geringen Kräften eine außerordentlich hohe Flächenpressung, die zu Eindrückungen rinnenförmiger Art führen kann. Diese Eindrückungen können schnell zur Zerstörung der Lagerlaufbahn fuhren,

ao zumal die Wälzkörper bei mit der Welle gekuppeltem Zahnrad während der ganzen Dauer dieser Verbindung ihre jeweilige Lage gegenüber den Laufbahnen nicht verändern. , ,

Es ist bekannt, daß infolge des bei jeder WaIz-

einander angeordnet sind und die durch die

Taschenmitte gehende, zu den Taschenwänden 20 spannt. Bei umlaufender
parallele Ebene im Abstand von der Käfigachse -'-- ^~·->—" ..m
verläuft.

oder eines Bauteiles eine exzentrische Lage einnimmt. Infolgedessen sind nun wenige Wälzkörper gewissermaßen zwischen Außen- und Innenlauibann einge-