DE19744280A1 - Axial-Radial-Kugellager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Axial-Radial-Kugellager entsprechend dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1. Solche Lager sind in der Praxis bekannt.

Solche Lager werden häufig für oszillierende Bewegungen eingesetzt, z. B. in Webmaschinen, wobei sich stets nur wenige Wälzkörper oder Lagerkugeln ständig in der Lastzone befinden. Nur diese wenigen Wälzkörper oder Lagerkugeln werden belastet, so daß hier eine große Gefahr der Brinellierung (Metallhärtung durch Druckkontakt) und/oder die Gefahr einer Tribokorrosion (Reibungskorrosion) besteht.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen.

Erfindungsgemäß wird ein Lager entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit den in dessen kennzeichnendem Teil aufgeführten Merkmalen geschaffen.

Da hiernach eine äußere Lagerhülse unter Vorspannung über nachgiebige Dichtungen auf die Lagerteile aufgeformt ist, entsteht ein sowohl axial als auch radial spielfreies Dreipunktlager. Jede Lagerkugel ist also an drei Punkten spielfrei abgestützt, nämlich an der Kugellaufbahn am Lagerinnenring und an den beiden Schrägflächen der beiden Lageraußenringe. Bei dieser Bauform können Fertigungstoleranzen durch das Aufformen der äußeren Lagerhülse über die anderen Lagerteile leicht ausgeglichen werden. Das Lager zentriert sich über die Kugel­ laufbahn am Lagerinnenring und über die an den beiden Außenringen angebrachten Schräg­ flächen selbst. Durch die nachgiebige Dichtung ist eine Sicherheit gegen eine zu hohe Vorspannung gegeben, die zu einem Blockieren der Lagerkugeln zwischen den Lagerlaufbah­ nen führen könnte. Die nachgiebige Dichtung wirkt hierbei als Ausgleichselement.

Durch die auf diese Weise auf die Lagerkugeln ausgeübte leichte Vorspannung wird die Last über alle Lagerkugeln gleichmäßig vom Lagerinnenring auf die beiden Lageraußenringe übertragen. Dadurch sinkt die Belastung auf die einzelnen Lagerkugeln, und die Gefahr von Brinellierung oder Tribokorrosion wird vermindert.

Das erfindungsgemaße Kugellager läßt sich kostengünstig fertigen. Die nachgiebige Dichtung wirkt, insbesondere bei hohen oder kritischen Frequenzen, zusätzlich als Dämpfer (Schwin­ gungsdämpfung).

Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.

Fig. 1 zeigt im Radialschnitt einen Teil einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 zeigt im Radialschnitt einen Teil einer zweiten Ausführungsform.

Gemäß Fig. 1 weist das Kugellager einen Lagerinnenring 1 aus gehärtetem Wälzlagerstahl auf, der eine spanabhebend gefertigte Kugellaufbahn 1a an seiner Außenseite hat. Das Kugellager weist ferner eine spanlos gefertigte äußere Lagerhülse 2 auf, die zwei Lager­ außenringe 4 übergreift, die insbesondere spanlos hergestellt sein können. Die Lageraußenrin­ ge 4 haben jeweils radial und axial nach innen weisende Schrägflächen, die als radial und axial äußere Laufbahnen für Lagerkugeln 6 dienen, die zwischen dem Lagerinnenring 1 und den beiden Lageraußenringen 4 angeordnet sind. Hierdurch ist ein Dreipunktlager gebildet.

Besonders vorteilhaft ist es, das Kugellager mit einem vollen Satz von Lagerkugeln 6 auszu­ statten, also als vollkugeliges Lager ohne einen Kugelkäfig auszubilden. Die Lagerkugeln 6 berühren hierbei einander in Umfangsrichtung.

Zwischen der äußeren Lagerhülse 2 und den beiden Lageraußenringen 4 ist jeweils eine Dichtung 3 aufgenommen, die an der Innenseite gegenüber dem inneren Lagerring 1 zwei Dichtlippen 3a und 3b aufweist. Die äußere Dichtlippe 3a verhindert den Eintritt von Schmutz von außen in das Lager, und die innere Dichtlippe 3b verhindert den Austritt von Schmierfett aus dem Lager nach außen. Bei der Montage wird das Kugellager mit Schmierfett für die gesamte Lebensdauer gefüllt.

Die Dichtung 3 weist einen Dichtungsträger 3c aus Metall auf sowie eine, insbesondere an dessen axialer Außenseite aufgebrachte, nachgiebige Schicht 3d aus einem dämpfenden Werkstoff (Elastomer).

Bei der Montage des Kugellagers wird die äußere Lagerhülse 2 über die Dichtungen 3 und damit über die Lageraußenringe 4 geformt, insbesondere unter Druck umgebördelt. Durch diese Bauform entsteht somit bin Dreipunktlager, in dem jede Lagerkugel 6 an drei Punkten trägt, nämlich an der radial inneren Kugellaufbahn 1a und an den beiden Schrägflächen der beiden äußeren Lagerringe 4. Dieses Lager ist aufgrund der unter Druck stehenden nachgiebi­ gen Dämpfungsschichten 3d der Dichtungen 3 axial und radial spielfrei und selbst zen­ trierend, wobei Fertigungstoleranzen leicht ausgeglichen werden können. Die elastomere Dämpfungsschicht 3d auf den Dichtungsträgern 3c wirkt als Ausgleichselement und bietet Sicherheit gegen zu hohe Vorspannungen infolge des Aufbördelns der äußeren Lagerhülse 2 und verhindert damit ein Blockieren der Lagerkugeln 6.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 tragen gleiche Teile gleiche Bezugsziffern. Der innere Lagerring 1 ist ersetzt durch eine, insbesondere spanlos hergestellte und einsatz­ gehärtete, innere Lagerhülse 5 mit einer äußeren Kugellaufbahn 5a. Diese innere Lagerhülse 5 ist mit einem Kunststoff 7 (Thermoplast oder Elastomer) ausgefüllt, der als innerer Lag­ erträger dient. Daraus ergeben sich insbesondere radiale Dämpfungseigenschaften des Lagers, wodurch stoßartige (radiale) Belastungen, wie sie u.a bei Webmaschinen auftreten, in vorteil­ hafter Weise abgeschwächt und abgefangen werden können.

Claims (7)

1. Axial-Radial-Kugellager mit einem Lagerinnenring (1; 5, 7) und zwei Lageraußenringen (4) mit schrägen Kugellaufbahnen und mit zwischen diesen drei Teilen angeordneten Lagerkugeln (6), dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lageraußenringe (4) durch eine Hülse (2) umgeben sind, daß zwischen der Hülse (2) und den beiden Lageraußen­ ringen (4) je eine nachgiebige Dichtung (3) angeordnet ist, die das Lager gegenüber dem Lagerinnenring (1; 5, 7) abdichtet, und daß die Hülse (2) unter Vorspannung über die Dichtungen (3) geformt ist.

2. Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (3) je einen Dichtungsträger (3c) haben, auf den eine nachgiebige Dämpfungsschicht (Elasto­ mer 3d) aufgebracht ist.

3. Kugellager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (3) gegenüber dem Lagerinnenring (1; 5, 7) jeweils zwei, axial hintereinanderliegende Dichtlippen (3a, 3b) haben.

4. Kugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (2) unter Druck über die Lageraußenringe (4) umgebördelt ist.

5. Kugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerinnenring (1) aus gehärtetem Wälzlagerstahl besteht.

6. Kugellager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerinnenring (5, 7) eine, insbesondere einsatzgehärtete Hülse (5) aufweist, die mit einem Kunststoff (Thermoplast oder Elastomer 7) ausgefüllt ist.

7. Kugellager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager ein vollkugeliges (käfigloses) Kugellager ist.