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DE2645958A1 - Spielfreies waelz- oder gleitlager - Google Patents

Spielfreies waelz- oder gleitlager

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Publication number
DE2645958A1
DE2645958A1 DE19762645958 DE2645958A DE2645958A1 DE 2645958 A1 DE2645958 A1 DE 2645958A1 DE 19762645958 DE19762645958 DE 19762645958 DE 2645958 A DE2645958 A DE 2645958A DE 2645958 A1 DE2645958 A1 DE 2645958A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bearing
ring
rolling
bearing ring
bore
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19762645958
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English (en)
Inventor
Joerg Zielfleisch
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IHO Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
Industriewerk Schaeffler OHG
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Filing date
Publication date
Application filed by Industriewerk Schaeffler OHG filed Critical Industriewerk Schaeffler OHG
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Priority to US05/838,498 priority patent/US4223962A/en
Priority to JP11989477A priority patent/JPS5348145A/ja
Priority to FR7730230A priority patent/FR2367937A1/fr
Priority to GB42527/77A priority patent/GB1545980A/en
Priority to IT28504/77A priority patent/IT1087001B/it
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16C27/066—Ball or roller bearings
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Description

Industriewerk Schaeffler 0HG1 Industriestraße 1-3 8522 Herzogenaurach
PG 1594
Spielfreies Wälz- oder Gleitlager
Die Erfindung betrifft ein spielfreies Wälz- oder Gleitlager, insbesondere für geringe Belastungen und niedrige Drehzahlen, bestehend aus zwei Bauteilen, die konzentrische Lagerflächen tragen, welche entweder unmittelbar gleitend zusammenwirken oder zwischen denen Wälzkörper eingeschaltet sind.
Derartige Lager sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Sie dienen dazu, eine Welle leichtgängig zu lagern, ohne daß z.B. unter Einwirkung von Erschütterungen ein Schlagen der Welle auftritt. Diese Aufgabe wurde bei den bekannten Ausführungen insbesondere dadurch gelöst, daß ein äußerer Lagerring unter Einwirkung eines elastischen Bauteiles entweder nur an einzelnen Umfangsstellen oder auch über den gesamten Umfang elastisch nach innen gedrückt wurde, wodurch ein spielfreies Anliegen an Wälzkörpern . erreicht wurde. Diese bekannten Ausführungen sind gut brauchbar. Sie haben jedoch den Nachteil, daß ihre äußeren Lagerringe entweder einer speziellen Verformung bedürfen, um nur an besonderen, gezielt ausgewählten ümfangsbereichen zu tragen, oder daß sie an einer Umfangssteile geschlitzt ausgebildet werden müssen, um im Durchmesser verringert werden zu können. Im ersteren Falle erfordert dies einen erhöhten Herstellungsaufwand, im zweiten Falle kann es an der Stoßstelle des Außenlaufringes leicht zu Unregelmäßigkeiten beim Abrollen der Wälzkörper kommen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile die an ein solches Lager gestellten Forderungen mit geringstem technischen und wirtschaftlichen Aufwand zu erfüllen und insbesondere ohne erhöhten Pertigungsaufwand die geforderte Spielfreiheit zu erzielen.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das die eine Lagerfläche tragende Bauteil so zu dem anderen geneigt ist, daß die Achsen der beiden konzentrischen Lagerflächen unter einem Winkel zueinander stehen. Bei herkömmlichen Lagern, bei denen zwei konzentrische Lagerflächen entweder direkt in Gleitkontakt oder unter Zwischenschaltung von Wälzkörpern in Rollkontakt miteinander stehen, besitzen diese stets ein gewisses Radialspiel. Wenn nun gemäß dem Vorschlag der Erfindung das die eine Lagerfläche tragende Bauteil so zu dem anderen geneigt wird, daß die Achsen der beiden konzentrischen Lagerflächen einen Winkel untereinander bilden, dann wird der Berührungskontakt (sei es der Lagerflächen untereinander oder der Lagerflächen zu zwischengeschalteten Wälzkörpern) auf gewisse Zonen beschränkt, die in den axialen Endbereichen der Lagerflächen an einander diametral gegenüberliegenden Stellen liegen. Wenn man die eine Lagerfläche nur wenig zur anderen neigt, wird sich zunächst eine Spielverringerung ergeben, die bei größerer Neigung bis zur Spielfreiheit und letztlich sogar zur Vorspannung führt. Es muß natürlich beachtet werden, daß durch diese Neigung einerseits zwar Spielfreiheit andererseits jedoch eine Verringerung der Lagerbelastbarkeit bewirkt wird. In vielen Fällen spielt diese Verringerung der Belastbarkeit jedoch keine Rolle, weil die tatsächliche Lagerbelastung oft äußerst gering ist.
Eine besonders einfache und zweckmäßige Ausführung eines solchen Lagers ist dadurch gegeben, daß ein äußerer Lagerring gegenüber einer ihn aufnehmenden Gehäusebohrung ge-
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kippt ist. Das die innere Lagerfläche tragende Bauteil kann dabei entweder die Welle selbst oder auch ein auf diese aufgezogener innerer Lagerring sein.
Das Kippen des äußeren Lagerringes kann z.B. dadurch bewirkt werden, daß dieser in einer Muffe aus elastsichem
Werkstoff, wie z.B. Gummi, Kunststoff oder dgl. aufgenommen ist, deren Bohrung gegenüber ihrer Außenmantelflache geneigt ist. Je nach Größe des Neigungswinkels dieser Bohrung gegenüber der Außenmantelfläche kann eine mehr oder minder große Spielverringerung oder Vorspannung erzielt werden.
Zum Erzielen des Kippens des äußeren Lagerringes kann auch zwischen diesem und der ihn aufnehmenden Bohrung an wenigstens einem axialen Ende an einer Stelle des Umfanges ein elastisches Druckmittel eingeschaltet sein. Zweckmäßiger ist es, an beiden Enden des Lagerringes und zwar an einander diametral gegenüberliegenden Umfangsstellen elastische Druckmittel einzuschalten. Diese elastischen Druckmittel können z.B. durch Gummi- oder Kunststoffteile gebildet sein, die in Nuten des Lagerringes und/oder der Gehäusebohrung untergebracht sind.
Als ein solches elastisches Druckmittel bietet sich beispielsweise ein O-Ring an, der in einer exzentrischen Nut der Gehäusebohrung oder des Lagerringes untergebracht ist, die so dimensioniert ist, daß der O-Ring die Nut nur auf einem geringen Teil des Umfanges überragt.
In allen diesen Fällen wirken diese elastischen Druckmittel in einander diametral gegenüberliegenden Endbereichen des äußeren Lagerringes auf diesen ein und kippen ihn dadurch gegenüber der Achse der ihn aufnehmenden Bohrung.
Während bei den bisher beschriebenen Möglichkeiten stets zusätzliche Teile zum Kippen des Lagerringes verwendet
wurden, bietet sich jedoch auch eine Möglichkeit an, den
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Lagerring selbst so auszubilden, daß er das Kippen bewirkt. Dies ist z.B. dadurch möglich, daß der Lagerring als dünnwandiger Blechring ausgebildet ist, der sich an beiden Enden mit einstückig angeformten Blechzungen in der Gehäusebohrung abstützt, die so dimensioniert und/oder geformt sind, daß sie dem Lagerring eine gegenüber der Gehäusebohrung geneigte Lage geben.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Lagerring ebenfalls als dünnwandigen Blechring auszubilden, dessen Lagerfläche derart konvex geformt ist, daß ihr Scheitelpunkt an einer Umfangsstelle zum einen Ende und an einer diametral gegenüberliegenden Umfangsstelle zum anderen Ende des Lagerringes hin versetzt ist. Bei dieser Ausführung liegt der äußere Lagerring zwar im ganzen gesehen satt in seiner Aufnahmebohrung an, während jedoch die konvex ausgeformten tragenden Bereiche so versetzt zueinander angeordnet sind, daß sich eine Quasi-Neigung des äußeren Ringes ergibt.
Schließlich ist es auch möglich, den Lagerring an seinem einen axialen Ende mittels eines starren, einstellbaren Elementes, z.B. einer Stellschraube in der Gehäusebohrung abzustützen. Dies bietet die Möglichkeit, durch die feinfühlige Einstellung der Stellschraube ein genau definiertes positives oder negatives Lagerspiel zu erzeugen.
In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung in Längsschnitten dargestellt.
Das in Figur 1 gezeigte Lager besteht aus dem Außenlaufring 1, in dem zylindrische Wälzkörper 2 abrollen. Die innere Lagerlaufbahn wird durch die Welle 3 selbst gebildet. Der Außenlaufring 1 ist in einer Muffe 4 aus elastischem Werkstoff, wie z.B. Gummi, Kunststoff oder dgl. aufgenommen, die ihrerseits in der Bohrung 5 des Gehäuses 6 sitzt. Die Bohrung dieser Muffe 4, die den Außenlaufring 1 aufnimmt, ist gegenüber ihrer Außenmantelfläche geneigt, wodurch der
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Außenlaufring 1 gegenüber der Bohrung 5 gekippt wird. Wie die Figur 1 in übertriebener Darstellung zeigt, berühren dadurch die zylindrischen Wälzkörper 2 die Oberfläche der Welle 3 nur noch an einander entgegengesetzten Enden. Auf diese Weise wird Spielfreiheit zwischen Außenlaufring 1, Wälzkörpern 2 und Welle 3 erzielt.
Gemäß Figur 2 wird der Außenlaufring 7 durch eine dünnwandige Blechhülse gebildet. In dieser rollen Lagernadeln 8 ab, die in einem Käfig 9 untergebracht sind. Der Außenlaufring 7 stützt sich in der Bohrung 10 des Gehäuses 11 über O-Ringe 12 ab, die derart in exzentrischen Nuten 13 des Gehäuses 11 untergebracht sind, daß sie nur an diametral gegenüberliegenden Stellen aus diesen Nuten vorstehen und damit den Außenlaufring 7 kippen.
In Figur 3 ist eine Variante gezeigt, bei der der Außenlaufring 14 dickwandig ausgebildet ist und eine umlaufende exzentrische Nut 15 besitzt, in der wiederum ein O-Ring angeordnet ist, mit dem sich der Außenlaufring 14 in der Bohrung 17 des Gehäuses 18 abstützt.
Gemäß den Figuren 4 und 5 (Figur 5 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeiles V der Figur 4) ist der Außenlaufring 19 wiederum als Blech teil ausgebildet. In seinen Endbereichen ist dieser abwechselnd mit radial nach innen gerichteten Lappen 20 und mit Zungen 21 versehen, welche zunächst radial nach außen und anschließend noch über einen gewissen Bereich axial verlaufen. Mit diesen Zungen 21 stützt sich der Außenlaufring 19 in der Bohrung 22 des Gehäuses 23 ab. Die Zungen 21 sind dabei in ihrer radialen Höhe so unterschiedlich dimensioniert, daß sich der Außen— laufring 19 gegenüber der Bohrung 22 schräg stellt.
In Figur 6 ist eine Variante dargestellt, bei der der Außenlaufring 24, der aus Blech gebildet ist, im Laufbahnbereich für die Lagernadeln 25 konvex ausgebildet ist. Die Scheitel—
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punkte 26 und 27 der konvexen Laufbahn sind an diametral gegenüberliegenden ümfangsstellen derart zu entgegengesetzten Enden des Laufringes 24 hin versetzt, daß sich dadurch die gleichen Verhältnisse ergeben, als wenn der gesamte Außenlaufring 24 gekippt wäre.
Die Figur 7 zeigt schließlich eine Ausführung mit einem Kugellager, dessen Außenlaufring 28 in der einen axialen Richtung eine Verlängerung 29 besitzt, in dessen Bereich eine radiale Stellschraube 30 angeordnet ist. Durch mehr oder weniger starkes Hineindrehen der Stellschraube 30 ist es möglich, dem Außenlaufring 28 jede gewünschte und erforderliche Neigung gegenüber der Bohrung 31 des Gehäuses 32 zu geben.
Die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen sämtlich Wälzlagerungen. Es ist jedoch, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen, möglich, diese dadurch als Gleitlager auszubilden, daß die Wälzkörper weggelassen werden und die inneren und äußeren Lagerflächen in unmittelbaren Gleitkontakt miteinander treten. Ebenso ist es möglich, die dargestellten und beschriebenen Lager für Drehbewegungen durch Lager für Längsbewegungen, z.B. durch Kugelhülsen zu ersetzen.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, den äußeren Lagerring satt in einer Bohrung anliegen zu lassen, wenn die Achse dieser Bohrung zur Achse der Welle geneigt ist. Bei der Lagerung einer Welle in zwei im Abstand voneinander angeordneten Lagern können beispielsweise die beiden, die äußeren Lagerringe aufnehmenden Bohrungsabschnitte um einen gewissen Betrag parallel zueinander versetzt angeordnet sein. Diese Bohrungsabschnitte können aber auch so angeordnet sein, daß ihre Achsen unter einem Winkel zueinander geneigt sind. Der letztere Fall läßt sich leicht dadurch realisieren, daß die äußeren Lagerringe in einem Rohr angeordnet werden, dessen Längsachse gekrümmt ist.
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Claims (10)

  1. Ansprüche
    1·) Spielfreies Wälz- oder Gleitlager, insbesondere für geringe Belastungen und niedrige Drehzahlen, bestehend aus zwei Bauteilen, die konzentrische Lagerfläche tragen, welche entweder unmittelbar gleitend zusammenwirken oder zwischen denen Wälzkörper eingeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das die eine Lagerfläche tragende Bauteil (1, 7, 14, 19, 24, 28) so zu dem anderen (3) geneigt ist, daß die Achsen der beiden konzentrischen Lagerflächen unter einem Winkel zueinander stehen.
  2. 2. Wälz- oder Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußerer Lagerring (1, 7, 14, 19, 28) gegenüber einer ihn aufnehmenden Gehäusebohrung (5, 10, 17, 22, 31) gekippt ist.
  3. 3. Wälz- oder Gleitlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Lagerring (1) in einer Muffe (4) aus elastischem Werkstoff, wie z.B. Gummi, Kunststoff oder dgl. aufgenommen ist, deren Bohrung gegenüber ihrer Außenmantelfläche geneigt ist.
  4. 4. Wälz- oder Gleitlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Lagerring (7, 14) und der ihn aufnehmenden Bohrung (10, 17) an wenigstens einem axialen Ende an einer Stelle des Umfanges elastische Druckmittel (12, 16) eingeschaltet sind.
  5. 5. Wälz- oder Gleitlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden des Lagerringes (7) und zwar an einander diametral gegenüberliegenden Umfangsstellen elastische Druckmittel (12) eingeschaltet sind.
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    ORlGiNAL INSPECTED
  6. 6. Wälz- oder Gleitlager nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Druckmittel durch Gummi- oder Kunststoffteile (12, 16) gebildet sind, die in Nuten (13, 15) des Lagerringes (14) und/oder der Gehäusebohrung (10) untergebracht sind.
  7. 7. Wälz- oder Gleitlager nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein O-Ring (12, 16) in einer exzentrischen Nut (13, 15) der Gehäusebohrung (10, 17) oder des Lagerringes (14) untergebracht ist, die so dimensioniert ist, daß der O-Ring die Nut nur auf einem geringen Teil des Umfanges überragt.
  8. 8. Wälz- oder Gleitlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerring (19) als dünnwandiger Blechring ausgebildet ist, der sich an beiden Enden mit einstückig angeformten Blechzungen (21) in der Gehäusebohrung (22) abstützt, die so dimensioniert und/oder geformt sind, daß sie dem Lagerring eine gegenüber der Gehäusebohrung geneigte Lage geben.
  9. 9. Wälz- oder Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerring (24) als dünnwandiger Blechring ausgebildet ist, dessen Lagerfläche derart konvex geformt ist, daß ihr Scheitelpunkt an einer Umfangsstelle zum einen Ende und an einer diametral gegenüberliegenden Umfangsstelle zum anderen Ende des Lagerringes hin versetzt ist.
  10. 10. Wälz- oder Gleitlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerring (28) an seinem einen axialen Ende mittels eines starren, einstellbaren Elementes (30), z.B. einer Stellschraube in der Gehäusebohrung (31) abgestützt ist.
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DE19762645958 1976-10-12 1976-10-12 Spielfreies waelz- oder gleitlager Withdrawn DE2645958A1 (de)

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