DE4231272A1 - Kugellager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugellager mit zwischen einem Innenring und einem Außenring angeordneten Kugeln, bei dem der Außenring in einer in einem Lagersitz zu positio­ nierenden Außenhülse angeordnet ist, insbesondere zur Verwendung als Lenkspindellager.

Kugellager der vorstehenden Art sind allgemein bekannt und gebräuchlich. Grundsätzlich besteht bei solchen La­ gern der Wunsch, daß diese sowohl radial als auch axial möglichst spielfrei sind. Deshalb wurden zur Lagerung der Lenkspindel bisher geschliffene Präzisionslager einge­ setzt, die jedoch verhältnismäßig teuer sind. Billiger herzustellende Kugellager mit einer Außenhülse aus Kunst­ stoff können vielfach wegen der Toleranzen der Lenkspin­ del und des Lenkgehäuses nicht eingesetzt werden, da diese Toleranzen bei solchen Lagern zu Lagerspiel führen. Ein weiteres Hindernis für den Einsatz von Kugellagern mit Kunststoffaußenhülse liegt in den oftmals auftreten­ den hohen Lagerkräften, die beispielsweise in Lenkspin­ dellagern beim Überfahren von Bordsteinkanten mit einge­ schlagenen Vorderrädern auftreten.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Kugellager der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es trotz eines sehr einfachen Aufbaus möglichst spielarm in axi­ aler und radialer Richtung ist und hohen Belastungen standzuhalten vermag.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Außenring aus zwei Lagerringen besteht, welche von gegenüberliegenden Seiten jeweils mit einer schräg ver­ laufenden Lauffläche gegen die Kugeln anliegen und ge­ ringen axialen Abstand zueinander haben und daß die La­ gerringe durch eine Spanneinrichtung axial zueinander verspannt sind.

Durch diese zweiteilige Ausbildung des Außenringes und die Spanneinrichtung erreicht man auch bei groben Tole­ ranzen zwangsläufig eine axiale und radiale Spielfrei­ heit, da durch die schrägen Laufflächen der Lagerringe die Kugeln radial nach innen bewegt werden, bis sie spielfrei gegen ihren Innenring anliegen. Das erfindungs­ gemäße Kugellager ist deshalb insbesondere zur Lagerung der Lenkspindel in einem Lenkgehäuse geeignet. Es vermag hohen Kräften standzuhalten und ist sehr kostengünstig herstellbar, da es teilweise aus Kunststoff gefertigt werden kann.

Die Spannvorrichtung kann sehr unterschiedlich ausgebil­ det sein. Besonders einfach ist sie gestaltet, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein La­ gerring gegen eine axiale Schulter der Außenhülse anliegt und die Spanneinrichtung durch einen Spannring gebildet ist, welcher an der gegenüberliegenden Seite in der Au­ ßenhülse eingesetzt ist und mit einer Federlippe mit axi­ aler Vorspannung gegen den anderen Lagerring anliegt.

Lenkspindeln müssen meist in einem Bereich gelagert wer­ den, der einen gegenüber der übrigen Lenkspindel redu­ zierten Durchmesser hat. Das ist auf sehr einfache Weise möglich, wenn der Innenring auf einem geschlitzten, von der Seite her über eine zu lagernde Welle oder Lenkspin­ del zu schiebendes Gegenlager aus elastischem Kunststoff angeordnet ist. Dieses Gegenlager setzt sich fest auf den Lagerbereich, sobald man den Innenring auf das Gegenlager aufschiebt und dieses dadurch sich im Durchmesser ver­ kleinert.

Der Spannring braucht lediglich in die Außenhülse von einer Seite her eingeschoben zu werden und verrastet dort in seiner richtigen Position, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Außenhülse in ihrer Man­ telfläche radiale Durchbrechungen aufweist und der Spann­ ring entsprechende, in diese Durchlässe einrastbare ra­ dial nach außen gerichtete Rastvorsprünge hat.

Lenkgehäuse sind oftmals nicht genau zylindrisch. Das er­ findungsgemäße Kugellager kann sich einer toleranzbeding­ ten Ovalität gut anpassen, wenn auf der Außenmantelfläche der Außenhülse radial vorspringende, den Preßsitz der Au­ ßenhülse bewirkende Rippen vorgesehen sind.

Die axiale Positionierung des Kugellagers im Lenkgehäuse ist durch einfaches Verrasten möglich, wenn die Außen­ hülse zwei aus ihrer Außenmantelfläche heraus radial nach außen federnde Rastzungen aufweist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfol­ gend beschrieben. In ihr zeigen die

Fig. 1 eine halbseitig geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemäßen Kugellagers,

Fig. 2 eine halbseitig geschnittene Seitenan­ sicht eines Gegenlagers für das Kugel­ lager,

Fig. 3 einen Blick von der Stirnseite auf das Gegenlager,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Außenhülse des Kugellagers,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Außenhülse,

Fig. 6 eine Ansicht eines Spannringes des Kugel­ lagers,

Fig. 7 einen Schnitt durch den Spannring entlang der Linie VII-VII in Fig. 6 im vergrö­ ßerten Maßstab.

Wie die Fig. 1 zeigt, hat das erfindungsgemäße Kugella­ ger eine Außenhülse 1 aus Kunststoff, die an einer Stirn­ seite einen nach innen gerichteten Bund 2 mit einer in­ nenseitigen Schulter 3 hat. Gegen diese Schulter 3 liegt ein Lagerring 4 an, der eine schräge Lauffläche 5 für Ku­ geln 6 hat. Seitenvertauscht zu dem Lagerring 4 ist ein zweiter Lagerring 7 mit einer schrägen Lauffläche 8 in der Außenhülse 1 angeordnet. Die Laufflächen 5, 8 di­ vergieren zu den Kugeln 6 hin. Eine als Spannring 9 aus­ gebildete Spanneinrichtung stützt sich axial gegen die Außenhülse 1 ab und spannt den Lagerring 7 in Richtung der Kugel 6 und des Lagerringes 4, der dadurch spielfrei gegen die Schulter 3 gehalten wird. Auf Grund der schrä­ gen Laufflächen 5, 8, welche vorzugsweise unter einem Winkel von 45° verlaufen, ergibt sich durch diese axiale Vorspannung eine Kraftzerlegung in Radialrichtung. Da­ durch werden die Kugeln 6 radial nach innen vorgespannt, so daß sie spielfrei gegen eine rillenförmige Laufbahn 10 eines Innenringes 11 anliegen.

Die Fig. 2 und 3 zeigen ein Gegenlager 12, welches an einer Seite einen Schlitz 13 aufweist. Dadurch kann das Gegenlager 12 von der Seite her über eine zu lagernde Welle oder Lenkspindel geschoben und dann axial in die richtige Position bewegt werden. Ist das geschehen, dann schiebt man, in Fig. 2 gesehen von links her, die in Fig. 1 gezeigte Baueinheit über außenseitige Noppen 14. Dabei wird das Gegenlager 12 fest auf die Lagerstelle gespannt. Im montierten Zustand sitzt der Innenring 11 zwischen den Noppen 14 und einen umlaufenden Bund 15 nahe der den Noppen 14 gegenüberliegenden Stirnseite des Ge­ genlagers 12.

Die Seitenansicht gemäß Fig. 4 und die Schnittdarstel­ lung gemäß Fig. 5 der Außenhülse 1 lassen in ihrer Man­ telfläche unmittelbar hinter einem Flansch 16 Durchbre­ chungen 17 erkennen. In diese Durchbrechungen 17 vermögen radial nach außen gerichtete, in den Fig. 6 und 7 ge­ zeigte Rastvorsprünge 18 des Spannringes 9 zu rasten, um diesen in der richtigen Position in der Außenhülse 1 zu fixieren.

Die Fig. 4 läßt weiterhin aus der Mantelfläche der Au­ ßenhülse 1 geringfügig vorspringende Rippen 19 erkennen, welche bei Einbau des Kugellagers beispielsweise im Lenk­ spindelgehäuse mit Preßsitz gegen die Innenmantelfläche der Lagerstelle des Lenkspindelgehäuses anliegen. Weiter­ hin zeigt Fig. 4 eine Rastzunge 20, die von der dem Flansch 16 gegenüberliegenden Seite her ebenfalls aus der Mantelfläche der Außenhülse 1 ragt.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 5 wurde die Außenhülse gegenüber Fig. 4 um 90° um ihre Längsachse verdreht. Deshalb ist zu erkennen, daß insgesamt zwei Rastzungen 20, 20a vorgesehen sind. Diese vermögen in nicht gezeigte Ausnehmungen im Bereich der Lagerstelle zu rasten, um die Außenhülse 1 axial zu positionieren.

Die Schnittdarstellung gemäß Fig. 7 läßt die Gestaltung eines Rastvorsprunges 18 des Spannringes 9 erkennen. Wei­ terhin ist zu sehen, daß der Spannring 9 eine Federlippe 21 hat, mit der er, wie in Fig. 1 zu erkennen, gegen den Lagerring 7 mit axialer Vorspannung anliegt.

Bezugszeichenliste

 1 Außenhülse
 2 Bund
 3 Schulter
 4 Lagerring
 5 Lauffläche
 6 Kugel
 7 Lagerring
 8 Lauffläche
 9 Spannring
10 Laufbahn
11 Innenring
12 Gegenlager
13 Schlitz
14 Noppen
15 Bund
16 Flansch
17 Durchbrechung
18 Rastvorsprung
19 Rippe
20 Rastzunge
21 Federlippe

Claims (6)

1. Kugellager mit zwischen einem Innenring und einem Au­ ßenring angeordneten Kugeln, bei dem der Außenring in einer in einem Lagersitz zu positionierenden Außenhülse angeordnet ist, insbesondere zur Verwendung als Lenkspin­ dellager, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring aus zwei Lagerringen (4, 7) besteht, welche von gegenüberlie­ genden Seiten jeweils mit einer schräg verlaufenden Lauf­ fläche (5, 8) gegen die Kugeln (6) anliegen und geringen axialen Abstand zueinander haben, und daß die Lagerringe (4, 7) durch eine Spanneinrichtung (Spannring 9) axial zueinander verspannt sind.

2. Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lagerring (4) gegen eine axiale Schulter (3) der Außenhülse (1) anliegt und die Spanneinrichtung durch einen Spannring (9) gebildet ist, welcher an der gegen­ überliegenden Seite in der Außenhülse (1) eingesetzt ist und mit einer Federlippe (21) mit axialer Vorspannung ge­ gen den anderen Lagerring (7) anliegt.

3. Kugellager nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Innenring (11) auf einem geschlitz­ ten, von der Seite her über eine zu lagernde Welle oder Lenkspindel zu schiebendes Gegenlager (12) aus elasti­ schem Kunststoff angeordnet ist.

4. Kugellager nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülse (1) in ihrer Mantelfläche radiale Durchbrechungen (17) auf­ weist und der Spannring (9) entsprechende, in diese Durchbrechungen (17) einrastbare, radial nach außen ge­ richtete Rastvorsprünge (18) hat.

5. Kugellager nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenmantel­ fläche der Außenhülse (1) radial vorspringende, den Preß­ sitz der Außenhülse (1) bewirkende Rippen (19) vorgesehen sind.

6. Kugellager nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülse (1) zwei aus ihrer Außenmantelfläche heraus radial nach außen federnde Rastzungen (20) aufweist.