DE2240287A1

DE2240287A1 - Kunststoff-rollenlager

Info

Publication number: DE2240287A1
Application number: DE2240287A
Authority: DE
Inventors: Yoshiharu Nagai
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-08-16
Filing date: 1972-08-16
Publication date: 1973-02-22
Also published as: JPS4828839A; US3806213A; GB1356729A

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL·. ING. V. fiITLFS- · BH. HER. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE D-8000 MÖNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087

Yoshiharu Nagai, Kanazawa / Japan

Kunststoff-Rollenlager

Die Erfindung betrifft ein Kunststoff-Rollenlager mit einem inneren Laufring, einem urn den inneren Laufring angeordneten äußeren Laufring, einer Vielzahl von Rollen zwischen beiden Laufringen und einem Käfig zum Halten der Rollen. Pur dieses Lager braucht kein Schmieröl angewendet zu werden, es wird niemals durch Chemikalien oder Wasser angegriffen und findet daher in kleinen Maschinen, oder mit Wasser arbeitenden Maschinen Verwendung.

Aus Kunststoff hergestellte Gleitlager in Buchsenform werden häufig verwendet, Wälzlager .in Form von Rollen - oder Kugellagern jedoch weniger.

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Zum Beispiel sollte, sich ein Rollenlager glatt und ohne Rattern drehen, wenn innerer Laufring, Rollen und äußerer Laufring kombiniert sind und ein bestimmtes extrem kleines Spiel zwischen sich aufweisen.

Werden die Teile aus Kunststoff hergestellt, ist es wegen diesen aufgrund der Herstellung in einer Metallform voneinander abweichende Größen aufweisenden Teilen nicht möglich, ein gutes Lager zu erhalten.

Auch bei Herstellung dieser Teile aus Lagermetall durch spanabhebende Bearbeitung muß viel Zeit und Geld aufgewendet werden.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, Nachteile wie die oben genannten zu beheben und eine kompakte Konstruktion für ein einwandfrei arbeitendes Kunststofflager unter Verwendung von Metallformen vorzusehen.

Das heißt, daß ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, durch Verwendung von in Formen hergestellten Teilen ein einwandfrei arbeitendes Kunststofflager vorzusehen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Kunststofflager vorzusehen, welches bei Durchmesserabweichungen der Welle hochgradig anpassbar ist und dabei die Welle einwandfrei zu drehen vermag.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß.der innere Laufring die Form einer Handtrommel mit einer Nut besitzt, die sich von beiden Kanten der Außenflächen zur Mittellinie zu neigt, daß die Rollen konvex und hohl mi^iner zentralen öffnung gestaltet sind, daß der Käfig aus zwei Elementen besteht» von denen das eine eine der Anzahl der Rollen

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gleiche Vielzahl von Säulen aufweist _s die in gleichen Abständen zueinander von einer Seite einer hohlen Scheibenplatte abstehen, und von denen das andere eine den Säulen entsprechende Vielzahl von Öffnungen zum Aufnehmen der Säulen aufweist, wobei die Öffnungen in gleichmäßigen Abständen in bezug auf die scheibenähnliche Platte angeordnet sind, und daß der äußere Laufring aus zwei Elementen besteht, die zum Regulieren des Zwischenraums zwischen den Elementen in axialer Richtung voneinander getrennt sind.

Das Merkmal dieses Lagers zum Erreichen des obigen Ziels ist, daß es die Rollen in Gegenkugel-Gestalt (as the counterball shape) aufnimmt und daß gleichzeitig der äußere Laufring in axialer Richtung getrennt gehalten ist, um den Zwischenraum zwischen den beiden äußeren Laufringelementen regulieren zu können. - ■

Dabei hat die Gegenkugel-Gestalt die Form einer konvexen Scheibe.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen ist.

Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lagers,

Fig. 2 1st ein seitlicher Schnitt durch das Lager von Fig.l,

Fig. 3 ißt eine teilweise geschnittene, aiAseinandergezogene Ansicht aller Teile des Lagers von Fig. 1,

Fip,. h irst eine teilweise gesobn.i.tieru-· Vorderansicht einer find or en AuuführunfifjiOriii der 1Or IU nüunr;, und

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Fig. 5 ist eine geschnittene Seitenansicht des Lagers von Fig. 4.

In Fig. 1 bis Fig. 3 der Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der der innere Laufring mit der Bezuc:szahl 4 und die Rollen mit der Bezugszahl 3 bezeichnet sind.

Der innere Laufring 4 ist aus thermoplastischem Material in Form einer Hand trommel geformt und weist eine sich von beiden Kanten der Außenflächen des Laufringes 4 zur Mittellinie zu neigende Nut 6 auf, auf der eine Vielzahl von Rollen 3 in Kontakt mit der Oberfläche der Nut 6 angeordnet sind.

Gemäß Fig. 2 und 3 ist die Vielzahl von Rollen 3 als Gegenkugeln von konvexer Scheibengestalt.

Der Käfig besteht aus zwei Elementen 2, 2', von denen das Element 2^! kleine Säulen 7 von der Anzahl der Rollen 3 aufweist. Diese Säulen 7 sind auf der Oberfläche einer hohlen Scheibenplatte von Ananasscheibenform in gleichen Abständen angeordnet. Das andere Element 2 weist eine Vielzahl von Öffnungen 8 in der gleichen Anzahl wie die Säulen ', auf, um letztere an dem plattenühnlichen Element ?' aufzunehmen.

lic Rolle J) i:\\; i;ü.t einer zentralen ''JiTnIiM^ ¹J versehen, und ',renn 'i:i.o Sau] ο '{ In d;tn Loch 9 ein;;or,ei.;;t int, droht π ich d.i.'?]{o.]] c ;.) S(¹IiF ,';! ei. ohnä.G j r und \cA: .in jeder Zv; i :uⁱ:u n r3i,(^j11 ung auf der Ober IM ;iciie des inneren 3 ,auf ringes 4 r-ielie goInU ton.

Der KiM>r Ji-(H r ,"„"nli· V w.ird 'lurch Anv.-en.::!!^; \\>n IIit::o, et.r lcei t./'eiirüel; 1 .

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Auf diese V/eise sind die Rollen 3 auf der Oberfläche desinneren Laufrings ^ in gleichen Abständen angeordnet, und wenn sich die 'Rollen umdrehen., berühren sie einander nicht.

In dem oben erwähnten erfindungsgemäßen Käfig wird die Regulierung der Rollenstellung durchgeführt, indem die Säulen 7 in die Öffnungen 9 der Rollen J5 eingesetzt v/erden, daher verschieben sich die Rollen 3 nicht in Bezug auf den Käfig, wie in bekannten Lagern, und obwohl das Lager aus Kunststoff hergestellt wurde, sind Verschleiß und Rattern gering.

Im allgemeinen findet an der Kontaktfläche zwischen öffnung und Säule durch die Gleitbewegung ein Abrieb statt, jedoch ist im Falle dieser Erfindung die Gleitgeschwindigkeit niedrig und daher der Abrieb gering.

Aber auch bei auftretendem Verschleiß berühren die Rollen 3 einander nicht, aufgrund des zwischen den Rollen verstellbaren Zwischenraums, wodurch ein einwandfreies Arbeiten gewährleistet ist.

Der äußere Laufring besteht aus zwei in axialer Richtung voneinander getrennten Elementen, 1, 1', die beide eine in Übereinstimmung mit der konvexen Oberfläche 11, II¹ der Rolle j5 um diese angeordnete geneigte Oberfläche 10, 10'■ aufweisen.

Da;.: eine Element 1 des äußeren Laufringes weist in Nähe seines Kreisumfangs eine Anzahl von mit Gewinde versehenen öffnungen 12 auf, und das andere Element 1' besitzt ebenfalls eine Vielzahl von mit Gewinden versehenen öffnungen Ij5> welche den öffnungen 12,des äußeren Laufringes entsprechen«, Wenn der innere Laufring 4, die Rollen J5 und der Käfig als Lager kombiniert sind, bedecken die obigen Elemente diese kombinierten Stücke von beiden Seiten und werden

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gemäß Fig. 2 durch Schrauben 5 befestigt.

Durch die Befestigung durch Schrauben kann das Lager, obwohl der innere Laufring 4, die Rollen 3 und der äußere Laufring 1, I¹ Abweichungen unterliegen, frei reguliert werden, so daß es sich einwandfrei ohne Rattern zu drehen vermag.

Beim Zusammenbau eines Lagers kann durch Vorsehen eines Spielraumes zwischen den beiden äußeren Laufringelementen 1, 1' nach Inbetriebnahme beim Eintreten von Rattern durch weiteres Anziehen dieses vermieden werden.

Wenn sich außerdem der innere Laufring 4 deshalb ausdehnt, weil eine dickere Welle in die zentrale Öffnung des inne ren Laufrings 4 eingesetzt wird, oder wennsLch der äußere Laufring 1, I¹ verkleinert, weil er in das Gehäuse gedrückt wird, kann das Problem, daß sich die Rollen 3 nicht mehr einwandfrei drehen, leicht dadurch gelöst werden, daß man die Schrauben lockert, so daß die Rollen sich gleichmäßig drehen können.

Es ist notwendig, eine Einrichtung vorzusehen, die das Lockerwerden der Schrauben verhindert. Z.B. wurde Verschmelzung durch Wärme und Adhäsion vorgeschlagen.

Dafür ist ein Umbördeln der Kontaktflächen des Schraubenkopfes und der kreisförmigen Öffnung 15 zum Einsetzen des Kopfes die beste Einrichtung.

Das erfindungsgemäße Lager ist stark, da es den Axialdruck durch Rollenkontakt aufnimmt, und zwar mit einem größeren PV-Wert, verglichen mit dem normalen Gleitlager.

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So ist bei Verwendung eines Polyacetalharzes als Ma terial zum Herstellen des inneren und äußeren Laufringes und bei Verwendung von Phenolharz als Rollenmaterial auch bei einem PV-Wert von ungefähr 20 kgm/cm s dieses Lager funktionsfähig. . ■

In Fig. 4 und 5 ist eine andere Ausführungsform dieser Erfindung gezeigt, in der wenigstens ein Element des äußeren Laufrings 1 und"ein Lagerfuß zu einem Körper kombiniert sind, was den Herstellungsprozess vereinfacht, und das Lager kompakter gestaltet.

Außerdem ist auch die Gegenkugel-Gestalt der Rolle.geeignet für die Herstellung aus Kunststoff, da eine solche Gestalt gut dafür geeignet ist, aus einer auseinandergeklappten Metallform herausgenommen zu werden.

Auch die Gestaltung mit einer zentralen Öffnung 9 trägt dazu bei, eine gleichmäßig laufende Rolle ohne Gußansatz zu erzielen.

Was diese Rollengestalt mit Rollenkontakt und axialem Druck auf beide Seiten anbetrifft, wird eine Kugel-, Tonnen- oder Gegenkugel-Gestalt als geeignet angesehen, jedoch ist in der Praxis bei einer verstellbaren Form^ in der der äußere Laufring trennbar ist, die Gegenkugel-Gentalt f3o]ir geeignet.

0L:ii5^jr: K>.nu;t.r:toff lager rostet iiiernn] π bei Verwendung j Ti Fl nur j; ) ei 1. oder flür,i;j £;keltr,r,e rs trübend er Atmosphäre, auch wird kein'¹ Flüssigkeit, durch ,'JoliiuierbM verunreinigt, sondern dr:u Lager wird durelt i·¹] ii::ijj <;koj t eher gekühlt, und an"!j bei langem Gebrauch ir;t dir Abnutzung ßerin/.'jfü^i

lilizo i.'i djo;;eo La/,or f--ohr dai'ür .··<;';ij'not bei Lubensiiiittei n>ar,(}\ii n< i, Vi.-.^chifirittiililnon und I\]i\;")r,r.i rajil ;<|·οη verwendet

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zu werden.

Außerdem kann das Lager mit frei kombinierten synthetischen Harzen mit geringer Abnutzung, z.B. Nylonharz oder Fluorkarbonharz vorteilhaft mit Stahllagern verglichen werden.

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Claims

Patentansprüche

f l.J Kunststoff-Rollenlager mit einem inneren Laufring, einem um den inneren Laufring angeordneten äußeren Laufring, einer Vielzahl von Rollen zwischen beiden Laufringen und einem Käfig zum Halten der Rollen, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Laufring·(4J die Form einer Handtrommel mit einer Nut (6) besitzt, die sich von beiden Kanten der Außenflächen zur Mittellinie zu neigt, daß die Rollen (3) konvex (11) und hohl mit einer zentralen Öffnung (9) gestaltet sind, daß der Käfig aus zwei Elementen (2,2') besteht, von denen das eine eine der Anzahl der Rollen gleiche· Vielzahl von Säulen (7) aufweist, die in gleichen Abständen zueinander von einer Seite einer hohlen Scheibenplatte abstehen, und von denen das andere eine den Säulen entsprechende Vielzahl von Öffnungen (8) zum Aufnehmen der Säulen aufweist, wobei die Öffnungen in gleichmäßigen Abständen in bezug auf die·scheibenähnliche Platte angeordnet sind, und daß der äußere Laufring aus zwei Elementen (1,1') besteht, die zum Regulieren des Zwischenraums zwischen den Elementen in axialer Richtung voneinander getrennt sind..
2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regulieren des Zwischenraums zwischen beiden Elementen (1,1') durch Einsetzen von Schrauben(5) in die mit Gewinde versehenen Bohrungen (12,13) geschieht, welche aufeinander ausgerichtet in Nähe des Kreisumfangs der Elemente hergestellt wurden.
3. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der beiden voneinander getrennten äußeren Laufringhälften (1,1') mit dem Fuß des Lagers kombiniert ist.

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L e e r s e i t e