DE20305295U1 - Bearing with tilt facility has a segmented inner race - Google Patents
Bearing with tilt facility has a segmented inner raceInfo
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Abstract
Description
Igus Spritzgußteile für die Industrie GmbH 51147 KölnIgus injection molded parts for industry GmbH 51147 Cologne
Lagercamp
Die Erfindung betrifft ein Lager mit wenigstens einem Lagergehäuse und einer von dem Gehäuse mittelbar oder unmittelbar gehalterten Lagereinrichtung mit einer Aufnahme zur Lagerung eines Körpers, wobei die Lagereinrichtung den gelagerten Körper zumindest teilumfänglich umgibt und zumindest eine Schwenkbewegung des Körpers in dem Lager gegen eine Gehäuselängsachse in zumindest einer Raumrichtung und/oder eine sphärische Bewegung des gelagerten Körpers zulässt. Derartige Lager sind für verschiedene Anwendungsbereiche bekannt, insbesondere als Gelenklager oder Wellenlager in unterschiedlichen Ausführungsformen der Befestigungsbereiche des Lagers. Der Lagerkörper ist hierbei zumeist in Form einer Kugelkalotte ausgeführt, in welcher eine Aufnahme zur Lagerung eines Körpers wie einer Welle, eines Gelenkarmes oder dergleichen vorgesehen ist. Durch den kalottenförmigen Lagerkörper, der von einer sphärisch gekrümmten Lagerpfanne aufgenommen wird, sind Schwenkbewegungen unter Änderung des Winkels zwischen Gelenkachse und Körperachse, d.h. Wellen- oder Gelenkarmachse o.dgl., und/oder sphärische Bewegungen des gelagerten Körpers oder radiale Bewegungen um die Gehäuselängsachse, z.B. auf Kreisbahnen, möglich.The invention relates to a bearing with at least one bearing housing and a bearing device which is directly or indirectly held by the housing and has a receptacle for supporting a body, wherein the bearing device surrounds the supported body at least partially and allows at least one pivoting movement of the body in the bearing against a housing longitudinal axis in at least one spatial direction and/or a spherical movement of the supported body. Such bearings are known for various areas of application, in particular as spherical bearings or shaft bearings in different embodiments of the fastening areas of the bearing. The bearing body is usually designed in the form of a spherical cap in which a receptacle for supporting a body such as a shaft, an articulated arm or the like is provided. Due to the dome-shaped bearing body, which is accommodated by a spherically curved bearing cup, pivoting movements with a change in the angle between the joint axis and the body axis, i.e. shaft or joint arm axis or similar, and/or spherical movements of the mounted body or radial movements around the housing longitudinal axis, e.g. on circular paths, are possible.
Es hat sich jedoch als nachteilig herausgestellt, dass die Herstellung des kalottenförmigen Lagerkörpers und die Herstellung des Gehäuses mit einem sphärisch gekrümmten Aufnahme- und Fun-However, it has proven to be disadvantageous that the manufacture of the dome-shaped bearing body and the manufacture of the housing with a spherically curved receiving and functional
rungsbereich zur Halterung des kalottenförmigen Lagerkörpers vergleichsweise aufwändig sind, wobei die Lagereigenschaften wie die Bereitstellung einer sehr gleichmäßigen Gleitreibung über den gesamten Verschwenkbereich oder sphärischen Bewegungsbereich empfindlich von der Herstellungsgenauigkeit sowohl des Lagerkörpers als auch des Gehäuses abhängen. Die genannten Probleme können auch die genannten Bewegungen des gelagerten Körpers nachteilig beeinflussen.The mounting area for holding the dome-shaped bearing body is comparatively complex, with the bearing properties such as the provision of a very uniform sliding friction over the entire pivoting range or spherical movement range being sensitively dependent on the manufacturing accuracy of both the bearing body and the housing. The problems mentioned can also have a detrimental effect on the movements of the mounted body.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Lager zu schaffen, welches eine Lagerung des jeweiligen Körpers mit hoher Genauigkeit ermöglicht und welches einfach und kostengünstig herstellbar ist.The invention is therefore based on the object of creating a generic bearing which enables the respective body to be supported with high precision and which can be produced simply and inexpensively.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Lager gelöst, bei welchem die Lagereinrichtung mindestens zwei Segmente aufweist, die über den Umfang des Lagerbereichs verteilt angeordnet sind und die jeweils eine Lagerfläche für den zu lagernden Körper aufweisen, wobei die Segmente jeweils zumindest unter Einwirkung des gelagerten Körpers zur Gehäuselängsachse verschwenkbar sind. Die sphärisch gekrümmte, kalottenartige Lagereinrichtung herkömmlicher Lager wird somit erfindungsgemäß in verschiedene getrennt gelagerte, gegebenenfalls völlig getrennte, Segmente aufgeteilt, die jeweils durch Einwirkung des gelagerten Körpers unter bestimmungsgemäßen Bedingungen zur Gehäuselängsachse verschwenkbar sind. Die vergleichsweise aufwändige Herstellung eines kalottenförmigen Körpers mit sehr engen Maßtoleranzen wird hierdurch entbehrlich. Ferner wirken sich Fertigungsungenauigkeiten des Gehäuses und/oder der Lagereinrichtung in wesentlich geringerem Ausmaß auf die Führung des gelagerten Körpers aus, da die Segmente jeweils im wesentlichen unabhängig voneinander durch den gelagerten Körper verschwenkbar sind.This object is achieved according to the invention by a bearing in which the bearing device has at least two segments which are distributed over the circumference of the bearing area and which each have a bearing surface for the body to be supported, wherein the segments can each be pivoted to the longitudinal axis of the housing at least under the influence of the supported body. The spherically curved, dome-like bearing device of conventional bearings is thus divided according to the invention into various separately supported, possibly completely separate, segments, each of which can be pivoted to the longitudinal axis of the housing under the intended conditions by the influence of the supported body. The comparatively complex manufacture of a dome-shaped body with very narrow dimensional tolerances is thus dispensed with. Furthermore, manufacturing inaccuracies in the housing and/or the bearing device have a much smaller effect on the guidance of the supported body, since the segments can each be pivoted essentially independently of one another by the supported body.
Die einzelnen Segmente sind vorzugsweise getrennt voneinander hergestellt und getrennt voneinander in dem Gehäuse angeordnet, es versteht sich jedoch, dass die Segmente beispielsweise durchThe individual segments are preferably manufactured separately from one another and arranged separately from one another in the housing, but it is understood that the segments can be connected, for example, by
Verbindungsbereiche geringer Materialstärke wie Verbindungsstege, Filmscharniere oder dergleichen miteinander verbunden sein können, um mehrere zusammenhängende Segmente oder eine zusammenhängende Lagereinrichtung bereitzustellen, sofern gewährleistet ist, dass die Segmente zumindest in bestimmtem Ausmaß, vorzugsweise weitestgehend oder vollständig, voneinander bewegungsentkoppelt sind. Eine zwangsweise Bewegung eines Segmentes durch Krafteinwirkung auf ein anderes Segment wird hierdurch abgeschwächt oder aufgehoben.Connecting areas of low material thickness such as connecting webs, film hinges or the like can be connected to one another in order to provide several connected segments or a connected bearing device, provided that it is ensured that the segments are at least to a certain extent, preferably largely or completely, decoupled from one another in terms of movement. A forced movement of a segment due to the action of force on another segment is thereby weakened or eliminated.
Durch das erfindungsgemäße Lager können somit Ungenauigkeiten sowohl bei der Herstellung der einzelnen Lagerbestandteile als auch Ungenauigkeiten in dem Fluchtungsspiel des gelagerten Körpers zu der Lagereinrichtung besonders einfach und effektiv ausgeglichen werden.By means of the bearing according to the invention, inaccuracies both in the manufacture of the individual bearing components and inaccuracies in the alignment clearance of the mounted body to the bearing device can be compensated particularly easily and effectively.
Vorzugsweise sind mehrere, d. h. zumindest zwei oder mehr, Segmente derart an dem Gehäuse mittelbar oder unmittelbar befestigt, dass diese bei einer Schwenkbewegung und/oder sphärischen 0 Bewegung des gelagerten Körpers relativ zu dem Gehäuse bzw. der Gehäuselängsachse oder relativ zu einer in der Neutralstellung der Lagereinrichtung senkrecht zu der Aufnahme für den gelagerten Körper stehenden Achse verschwenkbar und/oder - zumindest in ihrer Zusammenwirkung - in einer sphärischen Bewegung bewegbar sind, wobei die Segmente gleichzeitig hiermit eine translatorische Bewegung relativ zu dem Gehäuse und/oder parallel zu den oben definierten Achsen durchführen können. Eine derartige mit einer Verschwenkbewegung gekoppelten translatorischen Bewegung ist insbesondere unter Bewegung eines gelagerten Körpers möglich. Durch diese gekoppelte Bewegung können die gelagerten Körper komplexe Bewegungen unter währender Anlage und Führung durch die einzelnen Segmente durchführen.Preferably, several, i.e. at least two or more, segments are attached to the housing directly or indirectly in such a way that they can be pivoted and/or - at least in their interaction - moved in a spherical movement during a pivoting movement and/or spherical movement of the mounted body relative to the housing or the housing longitudinal axis or relative to an axis that is perpendicular to the receptacle for the mounted body in the neutral position of the bearing device, whereby the segments can simultaneously carry out a translational movement relative to the housing and/or parallel to the axes defined above. Such a translational movement coupled with a pivoting movement is possible in particular when a mounted body is moving. This coupled movement enables the mounted bodies to carry out complex movements while being supported and guided by the individual segments.
Vorzugsweise sind an dem Gehäuse 4 bis 12, vorzugsweise 6-8, Segmente vorgesehen, ohne hierauf beschränkt zu sein, so dass beispielsweise auch nur drei Segmente vorliegen können. INsbe-Preferably, 4 to 12, preferably 6-8, segments are provided on the housing, without being limited to this, so that, for example, only three segments can be present.
sondere wenn nur Verschwenkbewegungen des Körpers in einer Ebene gegeben sind, so können auch 2 Segmente ausreichend sein.Especially if only pivoting movements of the body in one plane are given, 2 segments can be sufficient.
Vorzugsweise sind die einzelnen Segmente jeweils auf einem Bogen, insbesondere auf einem Kreisbogen, unter axialer Bewegung zur Gehäuselängsachse verschwenkbar. Ein Krümmungsmittelpunkt des Bogens kann im Bereich oder auf der Gehäuselängsachse und/oder auf einer vorzugsweise die Gehäuselängsachse enthaltenden Ebene, die vorzugsweise einen Gehäuselängsschnitt darstellt oder parallel zur Gehäuselängsachse verläuft, liegen. Die Krümmungsmittelpunkte zweier, mehrerer oder sämtlicher Segmente können unabhängig hiervon oder gleichzeitig hiermit in einem Punkt zusammenfallen oder auf einer Geraden oder einer Schnittebene des Gehäuses, insbesondere einem Gehäuselängsschnitt, angeordnet sein. Die Krümmungsmittelpunkte können insbesondere in dem Gehäusemittelpunkt bzw. dem Mittelpunkt der Aufnahme, die durch die Neutralstellung der Segmente definiert wird, liegen. Die axiale Bewegung mehrerer oder sämtlicher Segmente kann hierbei beidseitig einer Gehäusemittelebene oder Mittelebene der Aufnahme für den zu lagernden Körper erfolgen, so dass die Segmente in beiden Gehäuselängsrichtungen verschiebbar sind. Die Verschwenkung der Segmente kann jeweils in beiden Richtungen zur Gehäuselängsachse erfolgen. Vorzugsweise ist eine symmetrische Verschwenk- und/oder translatorische Bewegung der Segmente zu der Mittelebene des Gehäuses bzw. der Aufnahme möglich. Vorzugsweise sind die Führungen der Segmente spiegelsymmetrisch zu der Gehäusemittelebene ausgebildet.Preferably, the individual segments can each be pivoted on an arc, in particular on a circular arc, with axial movement to the longitudinal axis of the housing. A center of curvature of the arc can lie in the area of or on the longitudinal axis of the housing and/or on a plane that preferably contains the longitudinal axis of the housing, which preferably represents a longitudinal section of the housing or runs parallel to the longitudinal axis of the housing. The centers of curvature of two, several or all segments can coincide at one point independently of this or simultaneously with this or be arranged on a straight line or a cutting plane of the housing, in particular a longitudinal section of the housing. The centers of curvature can lie in particular in the center of the housing or the center of the receptacle, which is defined by the neutral position of the segments. The axial movement of several or all segments can take place on both sides of a center plane of the housing or the center plane of the receptacle for the body to be supported, so that the segments can be moved in both longitudinal directions of the housing. The segments can be pivoted in both directions relative to the longitudinal axis of the housing. Preferably, a symmetrical pivoting and/or translational movement of the segments relative to the center plane of the housing or the receptacle is possible. Preferably, the guides of the segments are designed to be mirror-symmetrical to the center plane of the housing.
Vorzugsweise werden die Segmente bei der bogenförmigen Führung jeweils in einer Ebene bewegt. Die Ebene enthält vorzugsweise die Gehäuselängsachse oder verläuft parallel zu dieser.Preferably, the segments of the curved guide are each moved in a plane. The plane preferably contains the longitudinal axis of the housing or runs parallel to it.
Es versteht sich, dass das Zusammenfallen der Krümmungsmittelpunkte der bogenförmigen Bewegung der Segmente sich jeweils nur auf einen Teilbereich der Segmentführungsflächen beziehen kann, beispielsweise bei linienförmiger Anlage des gelagerten KörpersIt is understood that the coincidence of the centers of curvature of the arcuate movement of the segments can only refer to a partial area of the segment guide surfaces, for example in the case of a linear arrangement of the supported body
5
auf den jeweiligen Anlagebereich an der Segmentführungsfläche.5
on the respective contact area on the segment guide surface.
Vorzugsweise bilden die bogenförmigen Führungen der Segmente und/oder des Gehäuses, entlang derer die Segmente geführt werden, auf einer Kugelkalotte liegende Kreisabschnitte, die beidseitig des Gehäuses vorstehen.Preferably, the arcuate guides of the segments and/or the housing, along which the segments are guided, form circular sections lying on a spherical cap, which protrude on both sides of the housing.
Es versteht sich, dass gegebenenfalls einer bogenförmigen Führung auch mehrere in Gehäuselängsrichtung hintereinander angeordnete Segmente vorgesehen sein können.It is understood that, if necessary, a curved guide may also be provided with several segments arranged one behind the other in the longitudinal direction of the housing.
Die Segmente weisen vorzugsweise Führungselemente zur bogenförmigen Bewegung Segmente auf, die mit Führungselementen eines Gehäuseteils, wie z. B. einem im wesentlichen starren Gehäuseteil oder einem Auskleidungsteil, zusammenwirken, wobei die Führungselemente seitlich und/oder auf der der Lagerfläche gegenüberliegenden Seite an den Segmenten angreifen, ohne hierauf beschränkt zu sein.The segments preferably have guide elements for arcuate movement of segments which interact with guide elements of a housing part, such as a substantially rigid housing part or a lining part, wherein the guide elements engage the segments laterally and/or on the side opposite the bearing surface, without being limited thereto.
0 Zur Führung der Segmente können diese an ihrer Unterseite, vorzugsweise der Lagerfläche gegenüberliegend, zumindest teilweise oder über ihre gesamte Längserstreckung in Richtung der Gehäuselängsachse bogenförmig gekrümmt sein. Gegebenenfalls können auch bogenförmig gekrümmte Bereiche vorgesehen sei, die seitlieh von den Lagerflächen vorstehen und an geeigneten Führungsflächen des Gehäuses anliegen. Zur bogenförmigen Führung der Segmente können jeweils an diesen zumindest ein oder mehrere bogenförmige Stege vorgesehen sein, die lateral voneinander beabstandet sein können und vorzugsweise an den oder benachbart den Segmentseitenflächen angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich können auch an dem Gehäuse bogenförmige Führungsflächen vorgesehen sein und die Segmente entsprechend ausgebildete Anlageflächen aufweisen, so dass die Segmente unter Einwirkung des gelagerten Körpers an den Führungsflächen des Gehäuses anliegend bogenförmig bewegbar sind.0 To guide the segments, they can be curved in an arc shape on their underside, preferably opposite the bearing surface, at least partially or over their entire length in the direction of the longitudinal axis of the housing. If necessary, curved areas can also be provided which protrude laterally from the bearing surfaces and rest against suitable guide surfaces of the housing. To guide the segments in an arc shape, at least one or more arcuate webs can be provided on each of them, which can be laterally spaced from one another and are preferably arranged on or adjacent to the segment side surfaces. Alternatively or additionally, arcuate guide surfaces can also be provided on the housing and the segments can have correspondingly designed contact surfaces so that the segments can be moved in an arc shape against the guide surfaces of the housing under the influence of the mounted body.
Vorzugsweise ist ein Gehäuseteil, wie ein starres Außengehäuse oder ein Auskleidungsteil vorgesehen, welches während zumindest eines Teils oder der gesamten bogenförmigen Bewegung der Segmente mehrere oder sämtliche Segmente an Führungsflächen unterstützen, wobei die Führungsflächen des Gehäuseteils eben ausgeführt sind. Die Senkrechten zu den jeweiligen ebenen Führungsflächen des Gehäuseteils schneiden sich vorzugsweise in einem Punkt auf der Gehäuselängsachse, beispielsweise im Gehäusezentrum. Hierdurch ist eine konstruktiv besonders einfach und maßgenau herstellbare Gehäusegeometrie geschaffen. Gegebenenfalls können jedoch auch die Führungsflächen an dem Gehäuseteil bogenförmig gekrümmt ausgeführt sein und hierzu gegebenenfalls den gleichen Krümmungsradius aufweisen wie an den Segmenten vorgesehene bogenförmige Führungen.Preferably, a housing part, such as a rigid outer housing or a lining part, is provided which supports several or all of the segments on guide surfaces during at least part or the entire arcuate movement of the segments, the guide surfaces of the housing part being flat. The perpendiculars to the respective flat guide surfaces of the housing part preferably intersect at a point on the longitudinal axis of the housing, for example in the center of the housing. This creates a housing geometry that is particularly simple in construction and can be manufactured with great precision. If necessary, however, the guide surfaces on the housing part can also be curved in an arc and, if necessary, have the same radius of curvature as the arcuate guides provided on the segments.
Zur verliersicheren Halterung der Segmente an dem Gehäuse können entsprechende Sicherungsmittel vorgesehen sein. Vorzugsweise sind die Segmente mittels Formschlussmitteln, insbesondere Rastmitteln, verliersicher an dem Gehäuse gehaltert, wobei die Formschlussmittel jeweils zugleich eine bogenförmige Führung für die Segmente bereitstellen können. Die Formschlussmittel können jeweils in eine bogenförmige Führung der Segmente eingreifen und/oder selber bogenförmig ausgestaltet sein. Vorzugsweise weist die bogenförmige Führung der Formschlusselemente 5 die gleiche Krümmung bzw. den gleichen Krümmungsradius auf, wie die Fläche, entlang welcher die Segmente bogenförmig geführt werden. Die bogenförmigen Führungen der Formschlussmittel können an einer oder beiden Seitenflächen und/oder der Unterseite der Segmente, welcher der Lagerfläche gegenüberliegt oder an anderer geeigneter Stelle angeordnet sein.Appropriate securing means can be provided to hold the segments securely on the housing. The segments are preferably held securely on the housing by means of form-locking means, in particular locking means, whereby the form-locking means can also provide an arcuate guide for the segments. The form-locking means can each engage in an arcuate guide of the segments and/or can themselves be designed in an arcuate manner. The arcuate guide of the form-locking elements 5 preferably has the same curvature or the same radius of curvature as the surface along which the segments are guided in an arcuate manner. The arcuate guides of the form-locking means can be arranged on one or both side surfaces and/or the underside of the segments, which is opposite the bearing surface, or at another suitable location.
Vorzugsweise ist eine bogenförmige Führung der Segmente in einer oder in beiden Richtungen entlang der Gehäuselängsachse möglich, so dass zumindest benachbarte Segmente in einer oder in beiden Anschlagstellungen mit Teilbereichen aneinander stoßen oder nahezu aneinander stoßen. Der Abstand der jeweiligenPreferably, an arcuate guidance of the segments in one or both directions along the longitudinal axis of the housing is possible, so that at least adjacent segments in one or both stop positions abut one another or almost abut one another with partial areas. The distance between the respective
Segmenten in den Anschlagstellungen kann hierbei > 1 mm, > 0,5 mm oder > 0,1 mm sein. Hierdurch ist über einen maximalen Winkelbereich eine Verschwenkung oder sphärische Bewegung des jeweils gelagerten Körpers möglich, bei welcher der Körper an den Segmenten unter Anlage an die Lagerflächen gelagert ist.Segments in the stop positions can be > 1 mm, > 0.5 mm or > 0.1 mm. This allows a pivoting or spherical movement of the supported body over a maximum angular range, in which the body is supported on the segments while resting on the bearing surfaces.
Zur verliersicheren Halterung und/oder Führung der Segmente an einem Gehäuseteil, wie z. B. einem Außengehäuse oder einem Auskleidungsteil, sind an dem Gehäuse Führungselemente angeordnet, die die Segmente über zumindest einen Teil der Höhe ein- oder beidseitig umgreifen, wobei zumindest ein Teil oder sämtliche Führungselemente mehrerer oder sämtliche Segmente ein- oder beidseitig zumindest in einem Teil der Höhe umgreifen. Die Führungselemente können zumindest zu einer oder beiden Aufnahme-Öffnungen der Lagereinrichtung zur Einführung des zu lagernden Körpers hin in der Höhe abfallen. Hierdurch können die Führungselemente die Segmente in einem Teilbereich über eine vergleichsweise große Höhe umgreifen und eine Führung für diese bereitstellen und sich ferner über einen größeren Teilbereich der Segmente oder des Gehäuses bzw. über die gesamte Gehäuselänge erstrecken, ohne bei einer Schwenkbewegung oder einer sphärischen Bewegung des gelagerten Körpers mit diesem zu kollidieren. In order to securely hold and/or guide the segments on a housing part, such as an outer housing or a lining part, guide elements are arranged on the housing, which encompass the segments on one or both sides over at least part of the height, with at least some or all of the guide elements encompassing several or all of the segments on one or both sides at least over part of the height. The guide elements can decrease in height towards at least one or both receiving openings of the bearing device for introducing the body to be stored. This allows the guide elements to encompass the segments in a partial area over a comparatively large height and provide guidance for them, and also extend over a larger partial area of the segments or the housing or over the entire length of the housing without colliding with the stored body during a pivoting movement or a spherical movement.
Die Segmente können in Teilbereichen, vorzugsweise unterhalb der Lagerflächen und/oder unterhalb von Führungs- und/oder Haltebereichen Hohlräume aufweisen, wobei die Hohlräume geschlossen oder einseitig oder mehrseitig geöffnet ausgeführt sein können. Die Hohlräume können insbesondere zu der der Lagerfläehe gegenüberliegenden Unterseite der Segmente hin offen ausgeführt sein. Zur Stabilisierung der Segmente können die seitlichen und stirnseitigen Begrenzungsflächen der Segmente im wesentlichen geschlossen ausgeführt sein. Durch die Hohlräume können die elastischen Eigenschaften der Segmente an die jeweiligen Anforderungen des Lagers, insbesondere an dessen Dämpfungseigenschaften bezüglich aufzufangender Kräfte durch denThe segments can have cavities in some areas, preferably below the bearing surfaces and/or below guide and/or holding areas, whereby the cavities can be closed or open on one or more sides. The cavities can be open in particular towards the underside of the segments opposite the bearing surface. To stabilize the segments, the lateral and frontal boundary surfaces of the segments can be essentially closed. The cavities allow the elastic properties of the segments to be adapted to the respective requirements of the bearing, in particular to its damping properties with regard to forces to be absorbed by the
geführten Körper angepasst werden.guided body.
Vorzugsweise sind die Lagerflächen der Segmente im wesentlichen
eben ausgeführt, wodurch diese leicht herstellbar sind
aber auch Fluchtungsfehler des gelagerten Körpers leicht und
ohne Verkantung oder ungünstige Pressung ausgegelichen werden
können. Die Lagerflächen können gegebenenfalls aber auch
gekrümmt ausgeführt sein, beispielsweise zumindest teilweise
der Krümmung des gelagerten Bauteils angepasst sein.
10Preferably, the bearing surfaces of the segments are essentially
flat, which makes them easy to manufacture
but also misalignment of the stored body easily and
without tilting or unfavourable pressure
The storage areas can also be
be curved, for example at least partially
be adapted to the curvature of the supported component.
10
Nach einer ersten Ausführungsform kann das Gehäuse einstückig ausgeführt sein.According to a first embodiment, the housing can be made in one piece.
Nach einer alternativen Ausführungsform kann das Gehäuse aus zwei oder mehreren aufeinanderfolgenden Teilen zusammengesetzt sein, wobei die Segmente jeweils durch eines oder mehrere oder sämtliche der axial aufeinanderfolgenden Teile unterstützt und/oder bei einer Schwenkbewegung oder axialen Bewegung geführt werden. Die Führungsflächen und/oder die Formschlussmittel zur verliersicheren Halterung und/oder Führung der Segmente an dem Gehäuse können somit an einem oder bezogen auf ein jeweiliges Segment zusammenwirkend an mehreren axial aufeinander folgenden Teilen vorgesehen sein.According to an alternative embodiment, the housing can be composed of two or more consecutive parts, the segments being supported by one or more or all of the axially consecutive parts and/or guided during a pivoting movement or axial movement. The guide surfaces and/or the form-fitting means for captively holding and/or guiding the segments on the housing can thus be provided on one or, with respect to a respective segment, on several axially consecutive parts.
Besonders bevorzugt weist das Gehäuse ein Auskleidungsteil auf, welches außenseitig von einem weiteren Gehäuseteil wie z. B. einem starren Außengehäuse unterstützt wird, wobei das Auskleidungsteil zumindest teilweise oder sämtliche Mittel zur Führungen und/oder Halterung, insbesondere zur verliersicheren Halterung, der Segmente aufweist. Das Auskleidungsteil kann hierbei vergleichsweise dünnwandig ausgebildet sein, beispielsweise im Bereich der die segmentunterstützten Führungen mit einer Materialstärke von 1 bis 2 mm oder weniger. Durch das Auskleidungsteil werden hierdurch beispielsweise Führungsflächen für zumindest eines oder mehrere Segmente bereitgestellt, wobei die von dem zu lagernden Körper auf das Gehäuse übertragendenParticularly preferably, the housing has a lining part which is supported on the outside by another housing part such as a rigid outer housing, wherein the lining part has at least some or all of the means for guiding and/or holding, in particular for holding the segments in a way that prevents them from being lost. The lining part can be designed to be comparatively thin-walled, for example in the area of the segment-supported guides with a material thickness of 1 to 2 mm or less. The lining part thus provides, for example, guide surfaces for at least one or more segments, wherein the forces transmitted from the body to be supported to the housing
Kräfte im wesentlichen von dem das Auskleidungsteil umgebenden Gehäuseteil aufgefangen werden. Das Auskleidungsteil kann somit gegebenenfalls aus einem Kunststoff bestehen, der verglichen mit dem umgebenden Gehäuseteil eine höhere Elastizität aufweist. Durch die dünnwandige Ausgestaltung des Auskleidungsteils kann dieses insbesondere besonders maßgenau hergestellt werden, so dass eine sehr exakte Führung des gelagerten Körpers möglich ist.Forces are essentially absorbed by the housing part surrounding the lining part. The lining part can therefore optionally be made of a plastic that has a higher elasticity than the surrounding housing part. Due to the thin-walled design of the lining part, it can be manufactured with particular precision, so that very precise guidance of the supported body is possible.
Das Auskleidungsteil kann hierbei einstückig ausgeführt sein, wobei das dieses radial außen umgebende Gehäuseteil einstückig oder mehrteilig ausgeführt sein kann, beispielsweise in Form von zwei axial aufeinanderfolgenden Teilen. Das Auskleidungsteil kann gegebenenfalls auch mehrteilig ausgeführt sein, beispielsweise in Form von zwei oder mehreren axial aufeinanderfolgenden Teilen oder in Form mehrerer sich jeweils nur um einen Teilumfang der Lagereinrichtung bzw. der Aufnahme für den zu lagernden Körper erstreckenden Bauteile. Die Auskleidungsteile können im montierten Lager stirnseitig und/oder in Umfangsrichtung aneinander stoßen oder voneinander beabstandet sein, wobei zwischen verschiedenen Auskleidungsteilen Teilbereiche des Gehäuseteils angeordnet sein können, welches das Auskleidungsteil außenseitig umgibt.The lining part can be designed as a single piece, whereby the housing part surrounding it radially on the outside can be designed as a single piece or in multiple parts, for example in the form of two axially consecutive parts. The lining part can also be designed as multiple parts, for example in the form of two or more axially consecutive parts or in the form of several components each extending around only a partial circumference of the bearing device or the holder for the body to be supported. In the assembled bearing, the lining parts can abut one another at the end and/or in the circumferential direction or be spaced apart from one another, whereby partial areas of the housing part which surrounds the lining part on the outside can be arranged between different lining parts.
Das Auskleidungsteil ist vorzugsweise bewegungssicher an dem Außengehäuse festgelegt, so dass das Auskleidungsteil sowohl rotatorisch und/oder axial verschiebungssicher in dem Gehäuse angeordnet ist. Zur Festlegung des Auskleidungsteils können Formschlussmittel oder Rastmittel vorgesehen sein, das Auskleidungsteil kann auch einstückig mit dem äußeren Gehäuseteil verbunden sein, insbesondere durch Anspritzen in einem Spritzgussverfahren. The lining part is preferably secured to the outer housing in a movement-proof manner, so that the lining part is arranged in the housing in a rotationally and/or axially displacement-proof manner. Form-locking means or locking means can be provided to secure the lining part, and the lining part can also be connected in one piece to the outer housing part, in particular by injection molding.
Das Auskleidungsteil besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff, insbesondere einem thermoplastischen Kunststoff. Das Auskleidungsteil kann im Spritzgussverfahren hergestellt sein.The lining part preferably consists of a plastic, in particular a thermoplastic. The lining part can be manufactured using an injection molding process.
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Das erfindungsgemäße Lager lässt sich insbesondere als Wellenlager, Gelenklager und/oder Axiallager einsetzen, um jeweils entsprechende Bewegungen des gelagerten Körpers zu ermöglichen 5 oder eine Lagerung bereitzustellen, welche ein jeweiliges Fluchtungsspiel des gelagerten Körpers oder Montagetoleranzen ausgleicht.The bearing according to the invention can be used in particular as a shaft bearing, spherical bearing and/or axial bearing in order to enable corresponding movements of the supported body 5 or to provide a bearing which compensates for a respective alignment play of the supported body or assembly tolerances.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft beschrieben und anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention is described below by way of example and explained with reference to the drawings.
Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung (Fig. la), Frontansicht (Fig. Ib) und perspektivische Darstellung (Fig. Ic) eines erfindungsgemäßen Lagers,
15Fig. 1 is a cross-sectional view (Fig. la), front view (Fig. lb) and perspective view (Fig. ic) of a bearing according to the invention,
15
Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung (Fig. 2a), Frontansicht (Fig. 2b) und Teilschnittansicht (Fig. 2c) des Lagergehäuses nach Fig. 1,Fig. 2 a cross-sectional view (Fig. 2a), front view (Fig. 2b) and partial sectional view (Fig. 2c) of the bearing housing according to Fig. 1,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht (Fig. 3a), Frontansicht (Fig. 3b), Seitenansicht (Fig. 3c) und unterseitige Ansicht (Fig. 3d) eines Segmentes eines Lagers nach Fig. 1,Fig. 3 is a perspective view (Fig. 3a), front view (Fig. 3b), side view (Fig. 3c) and underside view (Fig. 3d) of a segment of a bearing according to Fig. 1,
Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung (Fig. 4a), Frontansicht (Fig. 4b), Teilschnittansicht (Fig. 4c) und perspektivische Ansicht (Fig. 4d) einer Lagerhalbschale eines erfindungsgemäßen Lagers,Fig. 4 a cross-sectional view (Fig. 4a), front view (Fig. 4b), partial sectional view (Fig. 4c) and perspective view (Fig. 4d) of a bearing half shell of a bearing according to the invention,
Fig. 5 eine Frontansicht (Fig. 5a), eine Querschnittsansicht (Fig. 5b) und eine perspektivische Darstellung (Fig. 5c) eines erfindungsgemäßen Lagers nach einer weiteren Ausführungsform,Fig. 5 shows a front view (Fig. 5a), a cross-sectional view (Fig. 5b) and a perspective view (Fig. 5c) of a bearing according to the invention according to a further embodiment,
Fig. 6 eine Querschnittsansicht (Fig. 6a), eine Frontansicht (Fig. 6b), eine Teilschnittansicht (Fig. 6c)Fig. 6 a cross-sectional view (Fig. 6a), a front view (Fig. 6b), a partial sectional view (Fig. 6c)
und eine perspektivische Ansicht (6d) eines Auskleidungsteils eines Lagers nach Fig. 5.and a perspective view (6d) of a lining part of a bearing according to Fig. 5.
Das in den Fig. 1-3 gezeigte Lager 1 nach einer ersten Ausführungsform weist ein im wesentlichen starres und kräfteaufnehmendes Gehäuse 2 aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere aus einem thermoplastischen bzw. im Spritzgussverfahren verarbeitbaren Kunststoff auf, das eine Vielzahl von Segmenten 3 aufnimmt, die gleichmäßig über die inneren Umfangsflache des Gehäuses 2 verteilt angeordnet sind und eine Aufnahme 4 zur Lagerung eines Körpers (nicht dargestellt) innerhalb des Lagergehäuses definieren. Das Gehäuse ist hierbei einstückig hergestellt. Der zu lagernde Körper, beispielsweise eine Welle oder ein Gelenkarm, liegt innerhalb der Aufnahme 4 angeordnet an den radial nach innen gerichteten Lagerflächen 5 der Segmente 3 an. Die Lagerflächen 5 sind zur Lagerung eines Körpers mit einem kreisrundem Querschnitt derart angeordnet, dass sämtliche Lagerflächen mit zumindest einem Teilbereich an dem zu lagernden Körper anliegen können und die Anlagebereiche der verschiedenen Segmente in der gezeigten Anordnung auf einer Zylinderfläche liegen. Die Anlagebereiche bzw. Lagerflächen 5 sind hier die mittleren Bereiche 6 der Segmente, die jeweils linienförmig an dem zu lagernden Körper anliegen. Die gezeigte Anordnung entspricht der Neutralstellung der Segmente, in welcher diese mittig zu ihren beiden maximalen Auslenkstellungen und/oder ihren translatorischen Endpositionen, die hier durch Anschläge an den Segmenten definiert werden, angeordnet sind.The bearing 1 shown in Fig. 1-3 according to a first embodiment has a substantially rigid and force-absorbing housing 2 made of a plastic material, in particular a thermoplastic or injection-moldable plastic, which accommodates a plurality of segments 3 that are evenly distributed over the inner circumferential surface of the housing 2 and define a receptacle 4 for supporting a body (not shown) within the bearing housing. The housing is manufactured in one piece. The body to be supported, for example a shaft or an articulated arm, is arranged within the receptacle 4 and rests on the radially inwardly directed bearing surfaces 5 of the segments 3. The bearing surfaces 5 are arranged to support a body with a circular cross-section in such a way that all of the bearing surfaces can rest with at least a partial area on the body to be supported and the contact areas of the various segments lie on a cylindrical surface in the arrangement shown. The contact areas or bearing surfaces 5 here are the middle areas 6 of the segments, which each lie linearly against the body to be supported. The arrangement shown corresponds to the neutral position of the segments, in which they are arranged centrally to their two maximum deflection positions and/or their translational end positions, which are defined here by stops on the segments.
Wie aus dem weiter unten beschrieben verständlich wird, können die mittleren Bereiche 6 der Segmente als Anlagebereiche an dem gelagerten Körper auch bei einer Verschwenkung desselben zu der Gehäuselängsachse 7 und/oder bei einer sphärischen Bewegung der Körperachse um die Gehäuselängsachse aufgrund der Relativbewegung der Segmente zu dem Gehäuse auf einer Umfangsflache des gelagerten Körpers, z.B. bei einem Körper mit rundem Querschnitt auf einer Zylinderfläche, liegen und so der BewegungAs will be understood from the description below, the middle areas 6 of the segments can be located as contact areas on the mounted body even when the body is pivoted to the housing longitudinal axis 7 and/or when the body axis moves spherically about the housing longitudinal axis due to the relative movement of the segments to the housing on a peripheral surface of the mounted body, e.g. on a cylindrical surface in the case of a body with a round cross-section, and thus allow the movement
des Körpers folgen, die hier nur durch die Anschlagstellungen der Segmente bei maximaler Verschwenkung und/oder Verschiebung der Segmente zur Gehäuseachse begrenzt wird. Der gelagerte Körper kann hierbei nahezu oder direkt mit einer Gehäusebegrenzung, z.B. dem Innenrand der Gehäuseöffnung, in Berührung kommen .of the body, which is only limited by the stop positions of the segments at maximum pivoting and/or displacement of the segments to the housing axis. The supported body can come into direct or almost direct contact with a housing boundary, e.g. the inner edge of the housing opening.
Die Gehäuselängsachse 7 steht hierbei senkrecht auf der Aufnahme 4 bei in ihrer Neutralstellung angeordneten Segmenten bzw. senkrecht der Hauptmittelebene des ring- oder zylinderförmigen Gehäusebereichs 2 und liegt in der Einschubrichtung des zu lagernden Körpers in das Gehäuse bei Anordnung der Segmente in ihrer Neutralstellung. Dies gilt auch bei unregelmässiger Ausbildung des Gehäuses.The housing longitudinal axis 7 is perpendicular to the holder 4 when the segments are arranged in their neutral position or perpendicular to the main center plane of the ring- or cylinder-shaped housing area 2 and lies in the direction of insertion of the body to be supported into the housing when the segments are arranged in their neutral position. This also applies when the housing is irregularly designed.
Die Segmente vollführen jeweils bei der Schwenkbewegung und/oder sphärischen, insbesondere auch kugelsphärischen, Bewegung des gelagerten Körpers gleichzeitig zu der Schwenkbewegung der Lagerflächen 5 eine translatorische Bewegung in einer Rich-0 tung der Gehäuselängsachse, sofern eine Richtungskomponente der Körperbewegung in Richtung der translatorischen Segmentbewegung fällt. Die translatorische und die Schwenkbewegung des jeweiligen Segmentes sind hierbei miteinander gekoppelt, insbesondere zwangsgekoppelt, so dass eine vorgegebene Schwenkbewegung eine bestimmte Verschiebung des jeweiligen Segmentes zwangsläufig bewirkt und umgekehrt. Dies gilt nach dem Ausführungsbeispiel aufgrund der gegebenen Führung der Segmente auch bei einer Bewegung der Segmente ohne Zusammenwirken mit dem gelagerten Körper aufgrund deren Führung an dem Gehäuse. Die Segmente sind unabhängig voneinander gelagert, wozu den Segmenten jeweils verschiedene seitliche Führungen zugeordnet sind, wobei die Führungselemente Führungen für mehrere Segmente bereitstellen können, z.B. für jeweils zwei benachbarte Segmente. Ferner sind die Segmente - bei nicht mit diesen zusammenwirkendem gelagertem Körper - unabhängig voneinander relativ zueinander als auch relativ zu dem Gehäuse bewegbar.During the pivoting movement and/or spherical, in particular spherical, movement of the mounted body, the segments perform a translational movement in a direction of the longitudinal axis of the housing at the same time as the pivoting movement of the bearing surfaces 5, provided that a directional component of the body movement falls in the direction of the translational segment movement. The translational and pivoting movements of the respective segment are coupled to one another, in particular forcedly coupled, so that a predetermined pivoting movement inevitably causes a certain displacement of the respective segment and vice versa. According to the exemplary embodiment, this also applies to a movement of the segments without interaction with the mounted body due to their guidance on the housing due to the given guidance of the segments. The segments are mounted independently of one another, for which purpose different lateral guides are assigned to the segments, whereby the guide elements can provide guides for several segments, e.g. for two adjacent segments each. Furthermore, the segments - when the mounted body does not interact with them - can be moved independently of one another and relative to the housing.
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Die Segmente werden jeweils entlang in einer Ebene liegenden bogenförmigen, z.B. kreisbogenförmigen, Führungen, geführt. Die Führung der Segment erfolgt hierbei, bezogen auf die Gehäuselängsachse oder einer senkrecht zur Aufnahme stehenden Achse, in linearen Führungen, so dass die Segmente, jedes für sich, bei ihrer Verschwenkung jeweils eine lineare Verschiebung parallel zur Gehäuselängsachse ausführen. Richtung und Ausmaß der Verschiebung der Segmente in den jeweiligen Führungen ist unterschiedlich und hängt von der Bewegung des Körpers und der Stellung der Segmente zu diesem ab. Ferner werden die Segmente jeweils - gedanklich - mit ihren Führungsflächen, hier mit ihren Unterseiten 8, auf der Innenseite einer Kugel bzw. eines Kugelsphärenabschnittes entlanggeführt, wobei die Gehäuselängsachse durch den Kugelmittelpunkt verläuft, so dass eine sphärische Bewegung des gelagerten Körpers möglich ist.The segments are each guided along arcuate guides, e.g. circular arcs, lying in a plane. The segments are guided in linear guides relative to the housing's longitudinal axis or an axis perpendicular to the mount, so that the segments, each of them, perform a linear displacement parallel to the housing's longitudinal axis when pivoted. The direction and extent of the displacement of the segments in the respective guides differs and depends on the movement of the body and the position of the segments in relation to it. Furthermore, the segments are each - conceptually - guided with their guide surfaces, here with their undersides 8, along the inside of a sphere or a spherical section, with the housing's longitudinal axis running through the center of the sphere, so that a spherical movement of the mounted body is possible.
Insgesamt gesehen bilden somit die bogenförmigen Führungen der Segmente, nach dem Ausführungsbeispiel die Unterseiten der Segmente, Oberflächenabschnitte einer Kugelkalotte und ermöglichen so eine sphärische Bewegung des gelagerten Körpers in sämtlichen Raumrichtungen. Die Einhüllende der Unterseiten 8 sämtlicher Segmente in ihrer Neutralstellung bildet hierbei eine symmetrisch zum Kugelmittelpunkt angeordnete Kugelscheibe. Es wird somit gedanklich durch die Vielzahl der Segmente eine Kugelkalotte nachgebildet, so dass die aus der Vielzahl von Segmenten gebildete Lagereinrichtung in Art einer Kugelkalotte eines herkömmlichen Lagers wie z.B. eines Gelenklagers fungiert. Durch die im wesentlichen unabhängige Bewegbarkeit der Segmente, auch wenn diese gegebenenfalls miteinander verbunden sein können, beispielsweise um die Lagereinrichtung einfacher herstellen oder montieren zu können, können die Segmente sich der jeweiligen Bewegung des gelagerten Körpers im wesentlichen unabhängig voneinander anpassen, so dass Fertigungstoleranzen der Lagereinrichtung, des Gehäuses und/oder des Körpers durch die unabhängige Bewegung der Segmente ausgeglichen werden können. EsOverall, the arcuate guides of the segments, according to the embodiment the undersides of the segments, form surface sections of a spherical cap and thus enable a spherical movement of the supported body in all spatial directions. The envelope of the undersides 8 of all segments in their neutral position forms a spherical disk arranged symmetrically to the center of the sphere. A spherical cap is thus conceptually simulated by the large number of segments, so that the bearing device formed from the large number of segments functions in the manner of a spherical cap of a conventional bearing such as a joint bearing. Due to the essentially independent mobility of the segments, even if they can be connected to one another, for example in order to be able to manufacture or assemble the bearing device more easily, the segments can adapt to the respective movement of the supported body essentially independently of one another, so that manufacturing tolerances of the bearing device, the housing and/or the body can be compensated by the independent movement of the segments.
versteht sich, dass bei nichtkreisförmigen bogenförmigen Führungen die Sphäre eine entsprechende Form hat, vorzugsweise die Form eines Rotationsköpers mit Gehäuselängsachse als Symmetrieachse. Die bogenförmigen Führungen sind hierbei jeweils vorzugsweise konkav radial nach aussen gekrümmt, die bogenförmigen Führungen sind jeweils vorzugsweise spiegelsymmetrisch zur Gehäusemittelebene 18 bzw. zur Mittelebene der Aufnahme ausgebildet. It is understood that in the case of non-circular curved guides, the sphere has a corresponding shape, preferably the shape of a rotating body with the longitudinal axis of the housing as the axis of symmetry. The curved guides are preferably concave and curved radially outwards, and the curved guides are preferably mirror-symmetrical to the housing center plane 18 or to the center plane of the receptacle.
Zur Führung der Segmente und zur Kraftaufnahme der von dem gelagerten Körper auf das Gehäuse übertragenden Kräfte, insbesondere von Radialkräften, liegen die Segmentunterseiten an Führungsflächen 10 des Gehäuses oder eines entsprechenden Gehäuseteils, welches wie ein weiter unten beschriebenes Auskleidungsteil die Kräfte aufnimmt, wobei die Führungsflächen 10 die Segmente radial außenseitig unterstützen. Gemäß Fig. la können die Führungsflächen ebenfalls bogenförmig ausgebildet sein und hierbei an die bogenförmigen Anlagebereiche der Segmente angepasst sein (Führungsflächen 10a) oder alternativ, was fertigungstechnisch als auch zur Erzielung einer hohen Maßgenauigkeit vorteilhaft ist, eben ausgeführt sein (Führungsflächen 10b). Es versteht sich, dass die Führungsflächen 10 des Gehäuses gegebenenfalls auch eine zwischen den beiden gezeigten Ausführungsbeispielen bemessene Krümmung aufweisen kann.To guide the segments and to absorb the forces transmitted from the mounted body to the housing, in particular radial forces, the undersides of the segments lie on guide surfaces 10 of the housing or a corresponding housing part, which absorbs the forces like a lining part described below, with the guide surfaces 10 supporting the segments radially on the outside. According to Fig. 1a, the guide surfaces can also be curved and adapted to the curved contact areas of the segments (guide surfaces 10a) or alternatively, which is advantageous in terms of manufacturing technology and for achieving high dimensional accuracy, can be designed to be flat (guide surfaces 10b). It is understood that the guide surfaces 10 of the housing can also have a curvature that is between the two embodiments shown.
Zur seitlichen Führung der Segmente 3 parallel zur Gehäuselängsachse umgeben die sich von dem Gehäuse bzw. den Führungsflächen 10 radial einwärts erstreckenden Führungselemente 9 die Segmente beidseitig mit einem zur reibungsarmen Bewegung der Segmente notwendigem Spiel. Die Führungselemente 9 erstrecken sich hierbei nur über einen Teil der Höhe der Segmente, wobei sie vorzugsweise zumindest bis zur halben Höhe der Segmente, jedoch gegebenenfalls auch bis zu den Lagerflächen 5 vorstehen können. Die Scheitel der Führungselemente sind mittig an den Segmenten in deren Neutralstellung angeordnet. Die Führungselemente fallen ausgehend von der Hauptmittelebene des Gehäuses 2For lateral guidance of the segments 3 parallel to the longitudinal axis of the housing, the guide elements 9 extending radially inwards from the housing or the guide surfaces 10 surround the segments on both sides with a clearance necessary for low-friction movement of the segments. The guide elements 9 extend only over part of the height of the segments, whereby they can preferably protrude at least to half the height of the segments, but can also protrude to the bearing surfaces 5 if necessary. The vertices of the guide elements are arranged centrally on the segments in their neutral position. The guide elements fall from the main center plane of the housing 2
mit Flanken 11 (siehe Fig. 2) zu den beiden stirnseitigen Gehäuseöffnungen 12 hin ab. An den Führungselementen 9, nach dem Ausführungsbeispiel an deren Oberseiten, sind in Richtung auf die Segmente 3 vorstehende Vorsprünge 13 vorgesehen, die zur Erhöhung der Stabilität durch stegartige Bereiche 14, die auf den Scheiteln der Führungselemente 9 aufsitzen können, paarweise miteinander verbunden sind.with flanks 11 (see Fig. 2) towards the two front housing openings 12. On the guide elements 9, according to the embodiment on their upper sides, projections 13 are provided which protrude in the direction of the segments 3 and which are connected to one another in pairs by web-like areas 14 which can sit on the vertices of the guide elements 9 in order to increase stability.
Die Segmente 3 weisen hierbei bogenförmige Führungsnuten 15 auf, deren Krümmung der der Führungsflächen der Segmente an dem Gehäuse 2, nach dem Ausführungsbeispiel der Krümmung der kreisbogenförmigen Unterseiten 8, entspricht. Durch die beiden Enden der Führungsnut 15 werden gegenüberliegende Anschlagstellungen der Segmente bei deren Bewegung relativ zu dem Gehäuse 2 definiert. Zur verliersicheren Befestigung der Segmente 3 an dem Gehäuse 2 sind diese rastend an dem Gehäuse 2 oder einem entsprechenden Gehäuseteil wie einem unten beschriebenen Auskleidungsteil, befestigbar. Hierzu weisen die Segmente 3 Nuten 16 auf, in die die Vorsprünge 13 zur rastenden Festlegung in der Führungsnut 15 einführbar sind. Die Nuten 16 enden hierbei an der Unterseite der Segmente, so dass die Segmente besonders einfach an dem Gehäuse 2 unter radial auswärts gerichteter Druckausübung formschlüssig befestigbar sind, die Nuten 16 können jedoch auch eine andere Orientierung oder Ausgestaltung aufweisen. Es versteht sich, dass die Führungsnuten 15 in Zusammenwirkung mit den Vorsprüngen 13 im wesentlichen der verliersichern Halterung der Segmente dienen, wobei radiale Kräfte im wesentlichen von den Führungsflächen 10 des Gehäuses aufgenommen werden, die Vorsprünge können bei geeigneter Ausführung jedoch auch beträchtliche oder die gesamten radialen Kräfte der Körpers auf die Lagereinrichtung aufnehmen. Die Vorsprünge können hierzu auch eine größere axiale Erstreckung aufweisen, als die stiftförmigen Vorsprünge 13.The segments 3 have arcuate guide grooves 15, the curvature of which corresponds to that of the guide surfaces of the segments on the housing 2, according to the embodiment of the curvature of the circular-arc-shaped undersides 8. The two ends of the guide groove 15 define opposing stop positions of the segments when they move relative to the housing 2. To secure the segments 3 to the housing 2 in a captive manner, they can be fastened to the housing 2 or a corresponding housing part such as a lining part described below. For this purpose, the segments 3 have grooves 16 into which the projections 13 can be inserted for locking in the guide groove 15. The grooves 16 end on the underside of the segments, so that the segments can be particularly easily fastened to the housing 2 in a form-fitting manner by exerting radially outward pressure, but the grooves 16 can also have a different orientation or design. It is understood that the guide grooves 15 in conjunction with the projections 13 essentially serve to hold the segments in a captive manner, with radial forces being absorbed essentially by the guide surfaces 10 of the housing, but the projections can, with a suitable design, also absorb considerable or all of the radial forces of the body on the bearing device. For this purpose, the projections can also have a greater axial extension than the pin-shaped projections 13.
Die im wesentlichen kastenartigen Segmente 3 weisen jeweils einen Hohlraum 17 auf, der zur Unterseite der Segmente hin offenThe essentially box-like segments 3 each have a cavity 17 which is open towards the underside of the segments
ist und unterhalb der Lagerfläche 5 angeordnet ist, es versteht sich, dass der Hohlraum auch zusätzlich oder alternativ zu einer anderen Fläche einschließlich der Lagerfläche hin offen sein kann. Durch die Ausbildung des Hohlraumes ist das Segment 3 als Kunststoffformteil, insbesondere Spritzgussformteil maßgenau herstellbar, ferner sind hierdurch die elastischen Eigenschaften des Segmentes und damit die Dämpfungseigenschaften des Lagers bei radialer Krafteinwirkung des gelagerten Körpers veränderbar .and is arranged below the bearing surface 5, it is understood that the cavity can also be open to another surface including the bearing surface in addition or as an alternative. By forming the cavity, the segment 3 can be manufactured as a plastic molded part, in particular an injection molded part, with precise dimensions, and the elastic properties of the segment and thus the damping properties of the bearing can be changed when the body being supported is subjected to radial force.
Die Fig. 4-6 zeigen alternative Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Lagers bzw. von Komponenten desselben, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind, wie in den Fig. 1-3.Fig. 4-6 show alternative embodiments of a bearing according to the invention or of components thereof, wherein the same components are provided with the same reference numerals as in Fig. 1-3.
Fig. 4 zeigt einen Teilbereich eines erfindungsgemäßen Lagers in Form einer Lagerhalbschale 40, welche mit einer korrespondierenden Lagerhalbschale an den Stirnseiten anstoßend axial zusammengesetzt ein Gehäuse eines Lagers nach den Fig. 1-3 bildet. Es versteht sich, dass entsprechend der ersten Ausführungsform ausgebildete Segmente 3 an dem aus der Lagerschale 40 gemäß Fig. 4 gebildeten Lagergehäuse befestigbar sind.Fig. 4 shows a portion of a bearing according to the invention in the form of a bearing half-shell 40, which, when assembled axially with a corresponding bearing half-shell at the end faces, forms a housing of a bearing according to Figs. 1-3. It is understood that segments 3 designed according to the first embodiment can be fastened to the bearing housing formed from the bearing shell 40 according to Fig. 4.
Die Lagerhalbschale 40 weist hierbei axial vorstehende Befestigungsmittel zur Festlegung derselben an einer korrespondierenden Lagerhalbschale auf. Die Befestigungsmittel sind hierbei als axial vorstehende Vorsprünge 41 und Ausnehmungen 42 ausgebildet, die in korrespondierende Ausnehmungen bzw. Vorsprünge der korrespondierenden Lagerhalbschale eingreifen können, um die Lagerhalbschalen verdrehsicher und vorzugsweise axial verschiebungssicher aneinander festzulegen. Die Vorsprünge können hierbei im Presssitz oder gegebenenfalls rastend in die korrespondierenden Ausnehmungen eingreifen. Die Befestigungsmittel sind jeweils auf Höhe der Führungselemente 9 des Lagers angeordnet. Hierdurch ist das Lagergehäuse einfacher herstellbar und für verschiedene Anwendungsfälle einfacher montierbar. DieThe bearing half shell 40 has axially protruding fastening means for securing it to a corresponding bearing half shell. The fastening means are designed as axially protruding projections 41 and recesses 42, which can engage in corresponding recesses or projections of the corresponding bearing half shell in order to secure the bearing half shells to one another in a way that prevents them from twisting and preferably axially displacing. The projections can engage in the corresponding recesses in a press fit or, if necessary, in a locking manner. The fastening means are each arranged at the level of the guide elements 9 of the bearing. This makes the bearing housing easier to manufacture and easier to assemble for different applications. The
Lagerhalbschale 40 entspricht somit einer auf einer Seite der Hauptebene 18 angeordneten Hälfte des Gehäuses nach Fig. 1. Die Segmente werden somit zusammenwirkend durch die an den jeweiligen Lagerhalbschalen angeordneten Führungsflächen 10 und Halte- und/oder Führungselemente 9, 13 geführt und/oder gehaltert. Es versteht sich, dass auch bei den Lagerhalbschalen gemäß Fig. 4 die Führungsflächen 10 für die Segmente 3 eine von den korrespondierenden Führungsflächen der Segmente unterschiedliche Krümmung aufweisen oder eben ausgeführt sein können.Bearing half-shell 40 thus corresponds to a half of the housing according to Fig. 1 arranged on one side of the main plane 18. The segments are thus guided and/or held in cooperation by the guide surfaces 10 and holding and/or guide elements 9, 13 arranged on the respective bearing half-shells. It is understood that in the bearing half-shells according to Fig. 4, the guide surfaces 10 for the segments 3 can have a different curvature than the corresponding guide surfaces of the segments or can be designed to be flat.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform, bei welcher gleiche Bauteile wie in den Fig. 1 bis 3 mit gleichen Bezugsziffern versehen sind. Das Lagergehäuse besteht hierbei aus einem starren und Kräfte aufnehmenden Außengehäuse 50 und einem Auskleidungsteil 51, welches Führungsflächen und/oder Haltemittel zur Führung und/oder verliersicheren Halterung der Segmente 3 aufweist, die entsprechend den Segmenten gemäß Fig. 3 ausgeführt sein können. Diese Elemente sind einstückig an dem Auskleidungsteil angeordnet. Der Außenring bzw. Außenzylinder 52 des Auskleidungsteils 51 ist dünnwandig ausgeführt, so dass dieses Bauteil aus einem Kunststoff, beispielsweise im Spritzgussverfahren, mit hoher Maßgenauigkeit herstellbar oder nachbearbeitbar ist. Die Wandstärke des Außenringes in dem Bereich geringster Krümmung der Führungsflächen 10 kann im Bereich von 1 bis 2 mm oder weniger liegen. Es versteht sich, dass auch hier die Führungsflächen eine andere Krümmung als die Segmentführungen aufweisen oder eben ausgebildet sein können. Der Außenring 52 ist auch hier als Halbring ausgebildet, der mittels Befestigungsmitteln an einem korrespondierenden Halbring (nicht dargestellt) befestigbar ist, wozu die beiden Halbringe im Presssitz rastend oder auf andere Weise verdrehsicher und/oder verschiebungssicher aneinander festlegbar sind, es kann jedoch auch alternativ ein einteiliges Auskleidungsteil vorgesehen sein. Die beiden Auskleidungsteilhälften können auch zu einem Bauteil vormontiert werden. Der Außenring 52 ist hier, wie auch die Gehäusehalbschalen gemäß Fig. 4, mit den jeweiligen Befes-5 and 6 show a further embodiment in which the same components as in Figs. 1 to 3 are provided with the same reference numbers. The bearing housing consists of a rigid and force-absorbing outer housing 50 and a lining part 51, which has guide surfaces and/or holding means for guiding and/or captively holding the segments 3, which can be designed in accordance with the segments according to Fig. 3. These elements are arranged in one piece on the lining part. The outer ring or outer cylinder 52 of the lining part 51 is thin-walled, so that this component can be manufactured or reworked from a plastic, for example by injection molding, with high dimensional accuracy. The wall thickness of the outer ring in the area of the smallest curvature of the guide surfaces 10 can be in the range of 1 to 2 mm or less. It goes without saying that here too the guide surfaces can have a different curvature than the segment guides or can be flat. The outer ring 52 is also designed here as a half ring, which can be fastened to a corresponding half ring (not shown) by means of fastening means, for which purpose the two half rings can be secured to one another in a press fit or in another way that prevents rotation and/or displacement, but alternatively a one-piece lining part can also be provided. The two lining part halves can also be pre-assembled to form a component. The outer ring 52 is here, as are the housing half shells according to Fig. 4, with the respective fastening
tigungsmitteln einstückig hergestellt. Der Außenring 52 ist jeweils auf Höhe der als Vorsprünge 53 ausgebildeten Haltemittel zur verliersicheren Halterung der Segmente 3 geteilt, so dass die Vorsprünge 53 in Form von Halbzylindern ausgeführt sind, die mit den Vorsprungbereichen des korrespondierenden Außenringes stirnseitig aneinanderlegbar sind.The outer ring 52 is divided at the level of the holding means designed as projections 53 for the captive holding of the segments 3, so that the projections 53 are designed in the form of half cylinders which can be placed against one another at the end with the projection areas of the corresponding outer ring.
Gemäß Fig. 5 kann das Auskleidungsteil zumindest einseitig gegebenenfalls auch beidseitig von einem radial nach innen vorstehenden, vorzugsweise umlaufenden, Rand 54 verschiebungssicher in dem Gehäuse gehalten werden.According to Fig. 5, the lining part can be held securely against displacement in the housing at least on one side, if necessary also on both sides, by a radially inwardly projecting, preferably circumferential, edge 54.
Es versteht sich, dass das Auskleidungsteil 51, das aus mehreren Elementen bestehen kann, die radial und/oder axial zu einem Auskleidungsteil zusammensetzbar sind, auch in einem mehrteiligen Außengehäuse angeordnet sein kann, beispielsweise einem Gehäuse aus zwei axial zusammensetzbaren Halbschalen oder zwei U-förmigen Halbschalen.It is understood that the lining part 51, which can consist of several elements that can be assembled radially and/or axially to form a lining part, can also be arranged in a multi-part outer housing, for example a housing made up of two axially assembleable half-shells or two U-shaped half-shells.
Ein besonderer Vorteil der Anordnung eines ringförmigen Auskleidungsteils, insbesondere wenn dieses als zusammenhängender Ring ausgeführt ist, besteht darin, dass dieser Ring auf einen Dorn aufgezogen und nahe bis zum Plastifizierungspunkt erwärmt werden kann, um das Auskleidungsteil maßgenau herstellen zu können. Das Auskleidungsteil kann dann auf dem Dorn maßhaltig abgekühlt und nach ausreichender Abkühlung abgezogen werden. Das erfindungsgemäße Lager ist so mit hoher Präzision herstellbar .A particular advantage of the arrangement of an annular lining part, especially if it is designed as a continuous ring, is that this ring can be pulled onto a mandrel and heated up to almost the plasticizing point in order to be able to produce the lining part with exact dimensions. The lining part can then be cooled to the correct dimensions on the mandrel and removed after sufficient cooling. The bearing according to the invention can thus be produced with high precision.
Zur rastenden Festlegung des Auskleidungsteils an dem Gehäuse kann es ausreichen, das Auskleidungsteil stirnseitig in das Gehäuse einzuführen, so dass das Auskleidungsteil den radial nach innen gerichteten Rand 54 des Gehäuses hintergreift. Gegebenenfalls können auch andere Rastmittel vorgesehen sein.In order to fix the lining part to the housing in a locking manner, it may be sufficient to insert the lining part into the housing at the front so that the lining part engages behind the radially inward-facing edge 54 of the housing. If necessary, other locking means can also be provided.
P.O. Box 30 02 08 , D-51412 Bergisch Cladbach Telefon +49 (0) 22 04.92 33-0 Telefax +49 (0) 22 04.6 26P.O. Box 30 02 08 , D-51412 Bergisch Cladbach Telephone +49 (0) 22 04.92 33-0 Fax +49 (0) 22 04.6 26
Gu/ha 31. März 2003Gu/ha March 31, 2003
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