DE19902706C1 - Gelenklager zwischen zwei Bauelementen, vorzugsweise für Wirkmaschinen - Google Patents

Abstract

Ein Gelenklager (8) ist zwischen zwei Bauelementen angeordnet, von denen das eine mit einem Gelenkauge (17) und das andere mit einem Gelenkzapfen (20) verbunden ist. Es gibt einen in das Gelenkauge (17) eingepreßten Außenring (28), einen zwischen Gelenkzapfen (20) und Außenring (28) angeordneten Käfig (30) mit zylindrischen Wälzkörpern (31) sowie Anschlägen (34) zur axialen Führung des Käfigs (30). Der Außenring (28) ist so dünnwandig, daß nach dem Einpressen sein Innenumfang nachbearbeitet werden muß. Der Außenring (28) erstreckt sich nur etwa über die Länge der Wälzkörper (31). Die Anschläge (34) sind getrennt vom Außenring (28) am Gelenkauge (17) angebracht. Ferner kann der Gelenkzapfen (20) als Rohr (19) ausgebildet sein. Das zugehörige Bauelement (Hebel 9) liegt von außen am Rohr (19) an. Mittels mindestens einer aus dem Rohrinnenraum nach außen ragenden Schraube (21) ist das zugehörige Bauelement an der Rohrwand festgeklemmt. Auf diese Weise wird die bewegte Masse des Gelenklagers erheblich reduziert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gelenklager zwischen zwei Bauelementen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 9.

Für die Maschenbildung an Wirkmaschinen sind unter an­ derem Schwenkbewegungen von Wirkelementen notwendig. Diese Bewegungen werden z. B. von Koppelgetrieben im Ma­ schinenbett erzeugt und über Stößel an Wirkelemente tragende Hebel übertragen. Weil die Stößel in Zug- und Druckrichtung belastet werden, müssen sie über Gelenke mit den Hebeln verbunden werden. Diese Problematik tritt auch bei anderen Maschinen, beispielsweise Druck­ maschinen, auf.

Bei bekannten, auf dem Markt befindlichen Wirkmaschi­ nen, z. B. der Kettenwirkmaschine HKS-2 der Anmelderin (Werkstattzeichnung-Nr. HKS-2-2-605-POS-004), werden handelsübliche Nadel-Wälzlager in das Gelenkauge einge­ setzt. An sich sind diese Lager für eine Rotationsbewe­ gung ausgelegt. Bei Wirkmaschinen werden sie aber nur über einen kleinen Winkelbereich von rund 10° geschwenkt. Sie unterliegen einer hohen Wechselbela­ stung (Beschleunigung über 1.000 m/s²). Damit sie nicht zerstört werden, müssen sie spielfrei ausgelegt sein. Dies geschieht dadurch, daß der Außenring des Gelenkla­ gers in das Gelenkauge eingepreßt wird derart, daß im Ruhezustand eine Vorspannung vorhanden ist. Damit hier­ durch die Rundheit des Innenumfangs des Außenringes nicht beeinträchtigt wird, muß dieser eine verhältnis­ mäßig große Wandstärke haben. Im bekannten Fall hat der Außenring an beiden Enden einen nach innen ragenden An­ schlag, der die axiale Lage des Wälzlager-Käfigs si­ cherstellt. Der Hebel wird mit Hilfe eines Klemmdec­ kels, der außen am Gelenkzapfen anliegt, mit diesem Ge­ lenkzapfen verbunden. Wegen der hohen Beschleunigungen ist es auch wichtig, daß die bewegte Masse minimal ist. Dies hat man hauptsächlich durch die Verwendung von Leichtmetall zu erreichen versucht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Ge­ lenklager der eingangs beschriebenen Art die bewegte Masse möglichst gering zu halten.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die geringe Wandstärke und die verkürzte Länge des Außenringes wird seine Masse kleiner. Darüber hin­ aus können auch die Abmessungen des Gelenkauges und da­ mit dessen Masse kleiner gehalten werden.

Allerdings ist nicht mehr sichergestellt, daß der Au­ ßenring wegen der geringen Wandstärke nach dem Einpres­ sen noch absolut rund ist. Daher ist eine Nachbearbei­ tung erforderlich. Diese ist sehr leicht zu bewerkstel­ ligen, da lediglich eine durchgehende Zylinderfläche zu bearbeiten ist. Da der Außenring am Gelenkauge abge­ stützt ist und aus einem dauerhaften Material bestehen kann, weist das Gelenklager eine hohe Tragzahl auf und hat eine lange Lebensdauer.

Gemäß Anspruch 2 werden die Dichtringe einer häufig vorhandenen Schmiervorrichtung ausgenutzt, um die An­ schläge zu bilden. Diese Anschläge haben eine sehr viel geringere Masse als die bisher am Außenring ausgebilde­ ten Anschläge.

Bei der Weiterbildung nach Anspruch 3 werden die Dicht­ ringe und damit die Anschläge in ihrer Lage durch Schutzringe gesichert.

Die Schmiervorrichtung gemäß Anspruch 4 erlaubt es, daß das Gelenklager einen relativ großen Fettvorrat auf­ nimmt, so daß man mit langen Wartungsintervallen aus­ kommt. Der ringförmige Fettvorratsraum nutzt den durch die Verkürzung des Außenringes gewonnen Platz. Mit sei­ ner Hilfe wird das Fett gleichmäßig über alle Wälzkör­ per verteilt. Beim Nachschmieren kann das überschüssige Fett leicht abgewischt werden, da es bei gefüllten Ringnuten aus dem Fettausgang austritt.

Mit den Ringnuten gemäß Anspruch 5 kann der Aufnahme­ raum für den Fettvorrat noch vergrößert werden.

Das in Anspruch 6 erwähnte Ventil sorgt dafür, daß die Fettvorratsräume vollständig gefüllt sind, ehe der Fettausgang öffnet.

Anspruch 7 zeigt, daß ein sehr einfach aufgebautes Ven­ til für diesen Zweck geeignet ist.

Die Austauschbarkeit der Bauteile für den Fetteingang und für den Fettausgang gemäß Anspruch 8 trägt zur Re­ duzierung der Typenvielfalt bei.

Die Merkmale des Anspruchs 9 lösen ebenfalls die ge­ stellte Aufgabe. Sie sind besonders vorteilhaft in Ver­ bindung mit den Gelenklagern der vorangehenden Ansprü­ che, führen aber auch selbständig zu einer erheblichen Verbesserung.

Denn das Rohr hat eine wesentlich geringere Masse als ein Gelenkzapfen aus vollem Material. Und die im Innern des Rohres angeordnete Schraube hat eine sehr viel ge­ ringere Masse als ein außen am Gelenkzapfen anliegender Klemmdeckel.

Die Weiterbildung nach Anspruch 10 zeigt, daß sehr ein­ fache Maßnahmen genügen, um das Rohr mit dem zugehöri­ gen Bauelement zu verbinden.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 11 macht es sehr ein­ fach, den Gelenkzapfen an anderer Stelle des zugehöri­ gen Bauelements zu positionieren. Hierbei kann die zweite Position sehr nahe an der ersten Position lie­ gen, sogar in einem Abstand, der kleiner ist als der Durchmesser des Gelenkzapfens.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbei­ spiels näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt ei­ nes Teils einer Kettenwirkmaschine,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Gelenklager ge­ mäß der Erfindung,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Gelenklager der Fig. 2 und

Fig. 4 eine Vergrößerung der Einzelheit Z in Fig. 1.

Die veranschaulichte Kettenwirkmaschine 1 weist ein Ma­ schinenbett 2 auf, aus dem Stößel 3, 4, 5 und 6 hervor­ treten, die durch ein im Maschinenbett 2 angeordnetes Koppelgetriebe hin und her bewegt werden, wie dies durch den Pfeil 7 angedeutet ist. Der Stößel 3 treibt über ein Gelenklager 8 einen Hebel 9 an, der um eine feste Achse 10 schwenkt und zwei Legebarren 11 und 12 im Arbeitsbereich 13 der Kettenwirkmaschine hin und her schwenkt. In ähnlicher Weise treibt der Stößel 4 einen Hebel 14 für einen Stechkamm, der Stößel 5 einen Hebel 15 für die Wirknadeln und der Stößel 6 einen Hebel 16 für die Schieber der Wirknadeln an.

Das Gelenklager 8 weist ein Gelenkauge 17, das über ein Schraubgewinde 18 mit dem Stößel 3 verbunden werden kann, sowie einen als Rohr 19 ausgebildeten Gelenkzap­ fen 20, der über Schrauben 21 mit dem Hebel 9 verbunden ist, auf. Das Rohr 19 besitzt an beiden Enden je eine kleinere Querbohrung 22 für den Durchtritt des Schrau­ benschaftes 23 und - in Verlängerung davon - eine grö­ ßere Querbohrung 24 für den Durchtritt des mit In­ nensechskant versehenen Schraubenkopfes 25. Zwecks An­ passung an den Außendurchmesser des Rohres 19 besitzt der Hebel 9 eine etwa halbkreisförmige Aussparung 26. Zwecks Anpassung an den inneren Umfang des Rohres 19 sind Profilstücke 27 vorgesehen, die vom Schrauben­ schaft 23 durchsetzt werden.

Eine zweite etwa halbkreisförmige Aussparung 26' ist neben der Aussparung 26 am Hebel 9 vorgesehen. Der He­ bel 9 kann daher in einer gegenüber Fig. 4 versetzten Position am Gelenkauge 8 befestigt werden. Hierzu brau­ chen lediglich zwei Schrauben 21 gelöst und nach Umset­ zen des Gelenkzapfens 20 in der zugehörigen Gewindeboh­ rung wieder fest gezogen zu werden. Die Schrauben 21 verhindern es nicht - im Gegensatz zu den bekannten, außerhalb des Gelenkzapfens verlaufenden, den Klemmdec­ kel festhaltenden Schrauben - die Position soweit anzu­ nähern, daß der Zwischenraum zwischen zwei Aussparungen 26, 26' kleiner als der Durchmesser des Gelenkzapfens 20 ist.

Das Gelenklager 8 besitzt einen Außenring 28, der in die Bohrung 29 des Gelenkauges 17 eingepreßt ist. Er hat eine so geringe Wandstärke, daß beim Einpressen die genaue Rundheit verloren geht, so daß eine Nachbearbei­ tung erforderlich ist. Typische Wandstärken betragen 1,5 bis 3,5 mm, bevorzugt 2 bis 3 mm.

Zwischen dem Gelenkzapfen 20 und dem Außenring 28 be­ finden sich in einem Käfig 30 gehaltene zylindrische Wälzkörper 31 (Nadeln). Dichtringe 32 aus reibungsarmem Kunststoff, z. B. aus Polytetrafluoräthylen, sind durch metallische Schutzringe 33 im Gelenkauge 17 gehalten und bilden Anschläge 34 zur axialen Führung des Käfigs 30. Der dünnwandige Außenring 28 erstreckt sich ledig­ lich über die Länge der Wälzkörper 31. Die durch die Dichtringe 32 gebildeten Anschläge 34 haben eine viel geringere Masse als die bekannten, am Außenring ausge­ bildeten Anschläge.

An beiden Enden des Käfigs 30 gibt es je einen Ringraum 35 und 36 zur Aufnahme eines Fettvorrats. Die Ringräume werden durch die Dichtringe 32 und den Außenring 28 be­ grenzt und sind durch eine Ringnut 37 im Gelenkauge 17 vergrößert. Der Ringraum 35 steht mit einem Fetteingang im Schmiernippel 38 in Verbindung. Der Ringraum 36 steht über einen Ausgangskanal 39 mit einem bei Über­ druck im Schmiersystem öffnenden Ventil 40 in Verbin­ dung. Dieses Ventil 40 weist einen in einer Ringnut 41 angeordneten O-Ring 42 auf, der sich vom Nutengrund ab­ hebt, wenn über den Ausgangskanal 39 Fett unter Druck austritt.

Wenn demnach Fett über den Schmiernippel 38 zugeführt wird, füllt sich zunächst der Ringraum 35. Das Fett verteilt sich gleichmäßig über den Bereich der Wälzkör­ per 31, füllt anschließend den Ringraum 36 und gelangt dann über den Ausgangskanal 39 zum Ventil 40. Sobald sich dieses Ventil öffnet und etwas Fett austritt, wird der Füllvorgang beendet und das ausgetretene Fett kann bequem abgewischt werden.

Die Dichtringe 32 können beliebige Form haben, bei­ spielsweise Labyrinthdichtungen, Simmerringe o. dgl. darstellen. Besonders ist eine Lippendichtung geeignet.

Fig. 3 zeigt die tatsächliche Anordnung von Schmiernip­ pel 38 und ausgangsseitigem Ventil 40, während in Fig. 2 diese Teile nebeneinander veranschaulicht sind.

Aufgrund der geringen Wandstärke des Außenringes 28 verringert sich nicht nur dessen Masse im Vergleich zu den bekannten Gelenklagern, sondern auch dessen Außen­ durchmesser. Infolgedessen kann auch der Außendurchmes­ ser des Gelenkauges 17 geringer werden und dessen Masse entsprechend reduziert werden. Eine weitere Verringe­ rung der Masse ergibt sich durch die Verkürzung des Au­ ßenringes und durch die Ausbildung des Gelenkzapfens als Rohr 19 und durch den Fortfall eines außen am Ge­ lenkzapfen 20 anliegenden Klemmdeckels, wie er bisher üblich war. Es läßt sich eine Gewichtsersparnis von 20% und mehr erreichen.

Insgesamt ergibt sich daher ein Gelenklager mit gerin­ ger Masse, kleiner Baugröße, geringem Preis und beson­ derer Montagefreundlichkeit.

Claims (11)

1. Gelenklager zwischen zwei Bauelementen, von denen das eine mit einem Gelenkauge und das andere mit einem Gelenkzapfen verbunden ist, vorzugsweise für Wirkmaschinen, mit einem in das Gelenkauge einge­ preßten Außenring, einem zwischen Gelenkzapfen und Außenring angeordneten Käfig mit zylindrischen Wälzkörpern und Anschlägen zur axialen Führung des Käfigs, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (28) eine Wandstärke von 1,5 bis 3,5 mm hat und sein Innenumfang nach dem Einpressen nachbearbei­ tet worden ist, und daß der Außenring (28) sich nur etwa über die Länge der Wälzkörper (31) er­ streckt und die Anschläge (34) getrennt vom Außen­ ring am Gelenkauge (17) angebracht sind.

2. Gelenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Schmiervorrichtung vorgesehen ist, deren zu beiden Enden des Käfigs (30) angeordneten Dichtringe (32) die Anschläge (34) bilden.

3. Gelenklager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dichtringe (32) an ihren Außenseiten durch am Gelenkauge (17) gehaltene Schutzringe (33) abgestützt sind.

4. Gelenklager nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schmiervorrichtung an beiden Enden des Käfigs (30) einen Ringraum (35, 36) zur Aufnahme eines Fettvorrats aufweist, von denen der eine mit einem Fetteingang und der andere mit ei­ nem Fettausgang verbunden ist.

5. Gelenklager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ringräume (35, 36) durch Ringnuten (37) am Innenumfang des Gelenkauges (17) vergrö­ ßert sind.

6. Gelenklager nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Fetteingang durch einen Schmiernippel (38) gebildet ist und der Fettaus­ gang ein bei Überdruck in der Schmiervorrichtung öffnendes Ventil (40) aufweist.

7. Gelenklager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das Ventil (40) einen O-Ring (42) auf­ weist, der in einer Ringnut (41) angeordnet ist, in die ein Fettausgangskanal (39) mündet.

8. Gelenklager nach einem der Ansprüche 4 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die den Fetteingang und die den Fettausgang aufweisenden Bauteile gegen­ einander austauschbar sind.

9. Gelenklager zwischen zwei Bauelementen, von denen das eine mit einem Gelenkauge und das andere mit einem Gelenkzapfen verbunden ist, für Wirkmaschinen, insbesondere nach einem der Ansprü­ che 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ge­ lenkzapfen (20) als Rohr (19) ausgebildet ist und daß das zugehörige Bauelement (Hebel 9) mit einer Aussparung (26) von außen am Rohr anliegt und mit­ tels mindestens einer aus dem Rohrinnenraum nach außen ragenden Schraube (21) an der Rohrwand fest­ geklemmt ist.

10. Gelenklager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß das Rohr (19) zu beiden Seiten des Ge­ lenkauges (17) je eine kleinere Querbohrung (22) zum Durchtritt des Schraubenschaftes (23) und - in Verlängerung hiervon - eine größer Querbohrung (24) zum Durchtritt des Schraubenkopfes (25) auf­ weist und daß ein der Innenfläche des Rohres (19) angepaßte Profilstück (27) ein Widerlager für die jeweilige Schraube (21) bildet.

11. Gelenklager nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Bauelement (Hebel 9) minde­ stens zwei Aussparungen (26, 26') nebeneinander aufweist.