DE3211713A1

DE3211713A1 - Axial-radial-kugellager

Info

Publication number: DE3211713A1
Application number: DE19823211713
Authority: DE
Inventors: Michael J. 06791 Harwinton Conn. McGuffie
Original assignee: Torrington Co
Current assignee: Timken US LLC
Priority date: 1981-03-30
Filing date: 1982-03-30
Publication date: 1982-11-11
Also published as: GB2095770B; JPS57167513A; DE3211713C2; FR2502711A1; GB2095770A; CA1178998A; US4382639A; JPS5911043B2; AU523609B2; BR8201031A; FR2502711B1

Description

Beschreibun^r

Die Erfindung bezieht sich auf Lager und insbesondere auf ein kombiniertes Axial- und Radiallager, das in zwei axialen Richtungen belastbar ist.

Für viele Anwendungsfälle, beispielsweise um elektrische Motoren effizient halten zu können, müssen Lager verwendet werden, die in der Lage sind, sowohl radiale als auch axiale Belastungen aufzunehmen. Oft muß das Lager in der Lage sein, axiale Belastungen in zwei Richtungen zusätzlich 'zu den radialen Belastungen aufzunehmen. Das gewöhnliche Vorgehen, um Axialbelastungen in zwei Richtungen durch entsprechende Gestaltung von Lagerflächen aufzunehmen, besteht darin, daß verhältnismäßig teuere Kugellager mit bearbeiteten Laufflächen und mit abgestuften Gehäusen und Wellen verwendet werden.

Durch die Erfindung wird ein in zwei Richtungen beaufschlagbares kombiniertes Axial-Radial-Kugellager geschaffen, das wirtschaftlich herstellbar ist und durch das die Notwendigkeit ausgeschaltet werden kann, Stufen oder Absätze an einem Gehäuse und/oder an einer Welle anzubringen. Das neue in zwei Richtungen verwendbare Axial-Radial-Kugellager weist eine Kombination von gepreßten Metallteilen, Kugeln und Press-Sitzen auf, und die Lagerflächen sind so gestaltet, daß Axialbelastungen in zwei entgegengesetzten Richtungen und Radialbelastungen bei geringer Reibung aufgenommen werden können, und zwar mit beträchtlich geringeren Kosten der Gesamtanordnung als bei herkömmlichen Kugellagern mit bearbeiteten Laufflächen. Das erfindungsgemäße

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Lager eignet sich auch sehr gut für auf Lebensdauer geschmierte Anwendungen, und zwar wegen seiner exzellenten Schmierkapazität und Abschirmung, die das Schmiermittel im Lager hält und Verunreinigungen aus dem Lager fernhält.

Kurz gesagt weist das erfindungsgemäße, in zwei Richtungen beaufschlagbare Axial-Radial-Kugellager eine gepreßte Metallhülse mit Endflanschen auf. Ein Paar lose angeordneter, unter axialem Abstand angeordneter, gepreßter ringförmiger Axiallaufscheiben aus Metall ist in der Metallhülse durch die Endflansche der Hülse gehalten. Eine Vielzahl von Kugeln ist so eingebracht, daß die Kugeln durch die ringförmigen Axiallaufscheiben berührt werden. Der Durchmesser jeder Kugel und die Dicken der Axiallaufscheiben sind so bemessen, daß ein kleiner axialer Spielraum zwischen einem Endflansch und einer Axiallaufscheibe besteht, wenn die andere Axiallaufscheibe an dem anderen Endflansch anliegt oder diesen berührt und wenn die Kugeln in Berührung mit beiden Axiallaufscheiben stehen.

Die Erfindung ist in den Ansprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Lagers, das auf einer Welle in einem Gehäuse angeordnet ist.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Lagers, das auf einer Welle innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist.

Wie besonders Fig. 1 zeigt, ist das in zwei einander entgegengesetzten Richtungen beaufschlagbare kombinierte Axial-Radial-Kugellager auf einer Welle 10 angeordnet, die sich durch eine Bohrung 12 eines Gehäuses Ik erstreckt. Eine gepreßte Metallhülse 16 mit ringförmigen Endflanschen 18 und 20 ist mittels Press-Sitz in der

Bohrung 12 des Gehäuses 10 gehalten. Der Sitz der Hülse 16 ist fest genug, so daß, wenn die Hülse in die Bohrung 12 eingesetzt ist, sie unter normalen Betriebsbedingungen nicht beweglich ist.

Ein Paar von mit axialem Abstand angeordneten ringförmigen gepreßten Axiallaufscheiben 22 und 24 aus Metall ist lose innerhalb der Hülse 16 angeordnet. Die HüLsenf!ansehe 18 und 20 halten die gepreßten Axiallaufscheiben 22 und 24 innerhalb der Hülse 16. Eine Vielzahl von Kugeln c'6 ist zwischen die Metalllaufscheiben 22 ur.d 24 eingesetzt und wird durch diese gepreßten Metallaufscheiben berührt.

Die drehbare Welle 10 ist mit ringförmigen Nuten 28 und 30 versehen, die mit axialem Abstand voneinander angeordnet sind und in denen Schnappringe 32 und 34 angeordnet sind. Aufeinanderjzu gerichtete innere ringförmige Plansche 36 und 38 an den gepreßten Metallaufscheiben 22 und 24 tragen dazu bei, die Kugeln 26 in der richtigen Radialstellung zu halten.

Ein wichtiges Merkmal des in zwei Richtungen beaufschlagbaren Axial-Radial-Kugellagers besteht darin, daß die Dicken der Axiallaufscheiben 22 und 24 und der Durchmesser der Kugeln 26 so bemessen sind, daß ein axialer Spielraum -40 zwischen dem Plansch l8 und der Axiallaufscheibe 22 besteht, wenn die Axiallaufscheibe in Berührung mit dem Plansch 20 steht und die Kugeln 26 beide Axiallaufscheiben 24 und 26 berühren. Wenn somit bei Betrachtung der Pig. 1 eine Axialkraft nach links ausgeübt wird, wird die gepreßte Axiallaufscheibe 22 aus Metall durch" den Schnappring 32 berührt, um die Kugeln 26 gegen die gepreßte Axiallaufscheibe 24 zu drücken, die ihrerseits gegen den Plansch 20 gedrückt wird. Wegen des Spielraums 40 rotiert die Axiallaufscheibe 22 in bezug auf die Axiallaufscheibe 24. Die sich drehende Welle 10 dreht den Schnappring 32 mit hoher Geschwindigkeit, der seinerseits die Axiallaufscheibe 22 dreht. Die Hülse l6 in dem Gehäuse 14 ist gegen Drehung festgelegt. Während somit un';er normalen Bedingungen die

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Welle 10 und die Axiallaufscheibe 22 mit hoher Geschwindigkeit rotieren, wird die Axiallaufscheibe 24 stillgehalten, weil sie gegen die stationäre Hülse 16 gedrückt wird.

Wenn bei Betrachtung der Fig, 1 eine Kraft längs der Welle 10 in Richtung nach rechts ausgeübt wird, berührt der Schnappring 3^ die Axiallaufscheibe 24, die gegen die Kugeln 26 gedrückt wird, und die Kugeln drücken die Axiallaufscheibe 22 gegen den Plansch Hierdurch wird ein Spielriium zwischen dem Flansch 20 und der Axiallaufscheibe 24 geschaffen. In diesem Fall rotiert die Axiallaufscheibe 24, während die Axiallaufscheibe 22 stillsteht. Auf diese Weise ist ein gutes, wirtschaftlich herstellbares und einsetzbares Lager geschaffen, das radiale Belastungen aufnimmt und das zusätzlich Axialbelastungen in zwei entgegengesetzten Richtungenaufnehmen kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist anstelle der Schnappringe eine gepreßte Metallhülse.50, die radiale, sich nach außen erstreckende Endflansche 52 und 54 aufweist, unter Press-Sitz auf der Welle 10 gehalten. Die ringförmigen Laufscheiben 56 und 58 aus gepreßtem Metall sind innerhalb des Lagers durch die Endflansche l8 und 20 der Hülse l6 gehalten, die unter Press-Sitz in der Bohrung 12 des Gehäuses 14 gehalten ist. Die Kugeln werden durch die ringförmigen Axiallaufscheiben 56 und 58 aus gepreßtem Metall berührt. Der Durchmesser der Kugeln 26 und die Dicken der Axiallaufscheiben 56 und 58 sind so gewählt, daß ein axialer Spielraum 60 zwischen dem ringförmigen Flansch 18 und der Axiallaufscheibe 56 besteht, wenn eine Kraft längs der Welle ausgeübt wird, die den Flansch 52 an der Hülse 50 gegen die Axiallaufscheibe 56 drückt, die die Kugeln 26 gegen die Axiallaufscheibe 58 drückt, die ihrerseits gegen den ringförmigen Flansch 20 an der Hülse 16 gedrückt wird. Wenn die Welle 10 rotiert, dreht sich somit die Axiallaufscheibe 56 mit.

Wenn eine Axialkraft in der entgegengesetzten Richtung ausgeübt wird, wird die Hülse 50 in Längsrichtung mit der Welle 10 bewegt, so daß der Planseh 54 die AxLallaufscheibe 58 berührt, die die Kugeln 26 gegen die Axiallaufscheibe 56 drückt, die ihrerseits den Plansch 18 berührt. Auf diese Weise dreht sich die
Axiallaufscheibe 58. Wie bei dem Ausführungsbeispiel von Pig. I nimmt das Lager somit Axialkräfte in zwei Richtungen zusätzlich zu Radialkräften auf.

Leerseite

Claims

HELMUT SCHSfOETER "* KXAUS-'LEHMANN 3211713

DIPL.-PHYS. DIPL.-ING.

PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

The Torrington Company ir-tor-57

26. März 1982 L/Be

Axial-Radial-Kugellager

Patentansprüche

Axial-Radial-Kugellager, gekennzeichnet durch eine gepreßte Metallhülse (16) mit Endflanschen (18,20), ein Paar lose angeordnete, mit axialem Abstand angeordnete ringförmige Axiallaufscheiben (22, 24; 56, 58) aus gepreßtem Metall, die in der Metallhülse (16) durch die Endflansche (18, 20) gehalten sind, sowie eine Vielzahl von Kugeln (26), die durch die Axiallaufscheiben (22, 24; 56, 58) berührt werden, wobei der Durchmesser jeder Kugel (26) und die Dicken der Axiallaufscheiben so gewählt sind, daß ein axialer Spielraum (40; 60) zwischen einem Endflansch (18) und einer Axiallaufscheibe (22; 56) besteht, wenn der andere Endflansch (20) von der anderen Axiallaufscheibe (24; 58) berührt wird und die Kugeln (26) in Berührung mit beiden Axiallaufscheiben stehen.
2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Axiallaufscheibe (22, 24) einen sich in axialer Richtung erstreckenden, inneren ringförmigen Flanscht36, 38) aufweist, der sich in entgegengesetzter Richtung gegenüber dem ringförmigen Plansch der anderen Axiallaufscheibe erstreckt, wobei die inneren ringförmigen Plansche (36, 38) so ausgebildet sind, daß sie die Kugeln (26) halten.

D-7070 SCHWABISCH CMOND KONTEN: D-βΟΟΟ MÖNCHEN

H. SCHROETER Telefon: (0717J) 5690 Deutsehe Bjnk AG München 70/37369 (BLZ 700 70010) K. LEHMANN Telefon: (089) 7252071

Bocksgasse 49 Telex: 7248 868 pigdd Posuchcckkonto München 1679 41-804 (BLZ 700100 80) Lipowskystraße 10 Telex: 5212248 pawe d

Axial-Radial-Kugellager, gekennzeichnet durch eine gepreßte Metallhülse (16) mit sich radial nach innen erstreckenden Planschen (18, 20), eine gepreßte Metallhülse (50) mit sich radial nach außen erstreckenden Endflanschen (52, 54), ein Paar lose mit axialem Abstand angeordnete ringförmige Axiallaufscheiben (56, 58) aus gepreßtem Metall, die innerhalb der Metallhülsen (16, 50) durch die Endflansche (18, 2o, 52, 54) gehalten sind, und eine Vielzahl von Kugeln (26), die durch die ringförmigen Axiallaufscheiben (56, 58) berührt werden, wobei der Durchmesser jeder Kugel (26) und die Dicken der Axiallaufscheiben (56, 58) so gewählt sind, daß ein axialer Spielraum (60) zwischen einem Hülsenendflansch (l8) und einer Axiallaufscheibe (56) besteht, wenn der andere Hülsenendflansch (20) von der anderen Axiallaufscheibe (58) berührt wird und die Kugeln (26) in Berührung mit beiden Axiallaufscheiben (56, 58) stehen.