DE3443748A1

DE3443748A1 - Lager fuer laengs- und/oder rotationsbewegungen

Info

Publication number: DE3443748A1
Application number: DE19843443748
Authority: DE
Inventors: Uwe 8732 Münnerstadt Mayer; Lothar Walter; Otmar 8720 Schweinfurt Winkler
Original assignee: SKF GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1984-11-30
Filing date: 1984-11-30
Publication date: 1986-06-05
Also published as: FR2574138B1; DE3443748C2; FR2574138A1; GB2167815A; GB2167815B; GB8529462D0

Description

SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH "" Schweinfurt, 27. 11. 1984

DE 8 4 0 40 DE TPA-vh.ne

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lager für Längs- und/oder Rotationsbewegungen, das im Oberbegriff des Anspruches 1 angegeben ist.

Ein Lager der angegebenen Art ist bekannt, bei dem der Lagerkörper auf jeder seiner beiden Seiten jeweils eine in seine Mantelfläche eingearbeitete Ringnut zur Aufnahme eines radial federnden Schnappringes aufweist (DE-PS 1 912 976). Dieses bekannte Lager hat den Nachteil, daß für jede Breite des Tragringes entweder Schnappringe mit geänderter Form oder Lagerkörper mit entsprechend geändertem gegensei tigern Abstand der beiden Ringnuten hergestellt werden müssen. Wegen der vielen, für jeden Einbaufall mit bestimmter Tragringbreite gesondert herzustellenden Lagerkörper und/oder Schnappringe läßt sich das bekannte Lager nicht in einer wirtschaftlichen Massenfertigung mit großen Stückzahlen herstellen.

— & —

Der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein Lager für Längs- und/oder Rotationsbewegungen der genannten Art zu schaffen, bei dem trotz verschiedener axialer Lage der einen oder der beiden Stirnflächen des auf der Mantelfläche des Lagerkörpers sitzenden Tragringes einheitlich ausgebildete Lagerkörper und Schnappringe verwendet werden können.

Mit der Anordnung nach der Erfindung wird erreicht, daß Tragringe verschiedener Breite auf ein und denselben Lagerkörper mit einheitlich ausgebildeten Schnappringen axial festgesetzt werden können. Außerdem kann ein Tragring mit bestimmter Breite seitlich versetzt auf ein und denselben Lagerkörper derart festgehalten werden, daß die Wirkungslinien der vom Lagerkörper auf den Tragring übertragenen Lagerbelastung durch die Mitte der Kraftübertragungsflächen des Tragringes verlaufen. Auf-diese Weise werden schädliche außermittige Kippbelastungen am Tragring vermieden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Mit der Weiterbildung nach Anspruch 2 wird eine einfache Montage des Lagers erreicht, weil die Schnappringe seitenverkehrt in die betreffende Vertiefung bzw. Vertiefungen des Lagerkörpers eingeschnappt werden können, ohne daß sich die axiale Lage der die Stirnfläche des Tragringes abstützenden Seitenfläche des Schnappringes ändert .

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Die Weiterbildung der Schnappringe nach Anspruch 3 hat zur Folge, daß durch Drehen des Schnappringes um 180° und Einschnappen seines bzw. seiner Vorsprünge in ein und dieselben Vertiefungen eine axiale Verlagerung seiner axial nach innen weisenden Seitenfläche erfolgt.

Beide Schnappringe eines Lagers können unsymmetrisch ausgebildet und in die betreffenden Vertiefungen des Lagerkörpers so eingesetzt sein, daß der bzw. die Vorsprünge des einen Schnappringes zu seiner äußeren Seitenfläche hin und der bzw. die Vorsprünge des anderen Schnappringes zu seiner inneren Seitenfläche hin axial versetzt angeordnet sind. Wenn in diesem Fall beide Schnappringe aus der bzw. den Vertiefungen herausgenommen, um 180° gedreht und in ein und dieselbe Vertiefung bzw. Vertiefungen eingeschnappt werden, verändert sich lediglich die axiale Stellung des Tragringes auf der Mantelfläche des Lagerkörpers. Im anderen Fall, wenn nur einer der beiden Schnappringe aus der bzw. den Vertiefungen herausgenommen, um 180° gedreht und in die bzw. diese Vertiefungen wieder eingeschnappt wird, ergibt sich ein geänderter Abstand zwischen den axial nach innen weisenden Seitenflächen der beiden Schnappringe. Dementsprechend kann dann ein Tragring mit entsprechend geänderter Breite zwischen den beiden Schnappringen auf der Mantelfläche des Lagerkörpers festgesetzt werden.

Zweckmäßige, aber nicht selbstverständliche Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 4 bis 8 gekennzeichnet.

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Das er'findungsgemäße Lager für Längs- und/oder Rotationsbewegungen wird in der nachfolgenden Beschreibung dreier Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Figur 1 die Draufsicht in Richtung des Pfeiles A in

Figur 2 auf ein in Längsrichtung aufgeschnittenes Lager für Längs- und Drehbewegungen,

Figur 2 die Schnittdarstellung entlang der Linie B-B durch das in Figur 1 gezeigte Lager,

Figur 3 die Seitenansicht auf einen der beiden Schnappringe des in Figur 1 und 2 dargestellten Lagers,

Figur 4 die Schnittdarstellung entlang der Linie C-C aus Figur 3,

Figur 5 die Draufsicht auf ein zum Teil in Längsrichtung aufgeschnittenes Lager mit dem in Figur 1 und 2 dargestellten Lagerkörper, jedoch mit einem auf der Mantelfläche des Lagerkörpers festgesetzten Tragring geringerer Breite und

Figur 6 den vergrößerten teilweisen Längsschnitt durch ein weiteres abgeändertes Lager.

Mit 1 ist in Figur 1 eine zylindrische Welle (siehe strichpunktierte Darstellung) bezeichnet und mit 2 ein die Welle 1 umgebender, eine Längsbewegung der Welle 1 ' zulassender Lagerkörper. Die zylindrische Mantelfläche

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3 des Lagerkörpers 2 ist in der zylindrischen Bohrung eines Tragringes 4 zentrisch festgehalten und wird in dieser Bohrung radial abgestützt. Im vorliegenden Fall ist der Tragring 4 als Innenring eines an sich bekannten Nadellagers einer bestimmten Breitenklasse ausgebildet.

Am Umfang des Tragringes 4 sind in Reihe hintereinander Nadeln angeordnet, welche zwischen der Innenlaufbahn des Tragringes 4 und der Außenlaufbahn eines Außenringes 5 in Umfangsrichtung abrollen (Figur 1 und 2). Der Außenring 5 ist in der Bohrung eines Gehäuses (nicht gezeigt) eingebaut und axial und radial festgehalten. Die Welle 1 kann somit in der Bohrung des Lagerkörpers 2 in axialer Richtung und über die Nadeln um ihre Achse drehend bewegt werden.

Der Tragring 4 besitzt eine zylindrische Bohrung 6, auf dessen beiden Seiten sich je eine umlaufende, ebene Stirnfläche 7 anschließt. An jeder der beiden Stirnflächen 7 seitlich anliegend ist jeweils ein radial nach innen federnder Schnappring 8 aus elastisch dehnbarem Kunststoff angeordnet. Beide Schnappringe 8 sind einheitlich ausgebildet. Am zylindrischen Innenrand 9 ihres Ringabschnittes 10 besitzt jeder Schnappring 8 mehrere radial nach innen weisende Vorsprünge 11 (Figur 3 und 4).

Jeder Vorsprung 11 ist in jeweils einer in der Mantelfläche 3 des Lagerkörpers 2 eingearbeiteten, rechteckigen Vertiefung 12 eingeschnappt. Mehrere Vertiefungen 12 sind auf der Mantelfläche 3 zu einer radialen Mittenebene 13 des Lagerkörpers 2 seitensymmetrisch verteilt angeordnet, und zwar in unterschiedlich großen gegenseitigen axialen Abständen 14 voneinander (Figur 1).

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Der Vorsprung 11 hat jeweils eine axial nach außen weisende Stützfläche 15, welche an der gegenüberliegenden Wandung 16 der betreffenden Vertiefung 12 fest anliegt, so daß der Schnappring 8 den Tragring 4 axial nach außen abstützt (Figur 5). Dabei sitzt der über die Mantelfläche 3 vorragende Ringabschnitt 10 des Schnappringes 8 mit seinem Innenrand 9 radial nach innen spannend fest. Der Ringabschnitt 10 hat eine axial nach innen weisende ebene Seitenfläche 17, welche die Stirnfläche 7 des Tragringes 4 dicht berührt und diese seitlich abstützt.

Der Lagerkörper 2 besteht im vorliegenden Fall aus einem hülsenförmigen Käfig 18 mit mehreren am Umfang angeordneten, radial durchgehenden, axial verlaufenden Führungsschlitzen 19 und jeweils einer den Führungsschlitz 19 von außen abdeckenden, mit einer Außenfläche in der Bohrung 6 des Tragringes 4 abgestützten Schiene 20. In jedem Führungsschlitz 19 sind kugelige Wälzkörper 21 hintereinander angeordnet, welche zwisehen der Schiene 20 und der Welle 1 in Längsrichtung abrollen und dabei eine radiale Belastung von der Welle 1 über die Schiene 20 auf den Tragring 4 übertragen.

Der hülsenförmige Käfig 18 ist aus Kunststoff im Spritzgießverfahren hergestellt. Sowohl die Vertiefungen 12 als auch die Führungsschlitze 19 sind beim Spritzgießen des Käfigs 18 in an sich bekannter Weise durch Radialschieber einer Gießform (nicht gezeigt) eingeformt. Die Vertiefungen 12 erstrecken sich lediglich im Bereich der Mantelfläche 3, der zwischen den einander am Umfang benachbarten Schienen 20 liegt.

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In Figur 5 ist ein abgeändertes Lager für Längs- und/ oder Rotationsbewegungen dargestellt, welches den in Figur 1 gezeigten Lagerkörper 2 aufweist. Bei diesem Lager ist ein Tragring 4 mit relativ kleiner Breite auf der Mantelfläche 3 des Lagerkörpers 2 festgesetzt. Dabei sind ein und dieselbe Schnappringe 8 in Vertiefungen 12 der Mantelfläche 3 eingebaut, die entsprechend der kleinen Breite 22 im Vergleich zum in Figur 1 dargestellten Lager in einem bestimmten Abstand axial nach innen versetzt angeordnet sind.

Der Tragring 4 des in Figur 5 dargestellten Lagers ist als Innenring eines an sich bekannten Pendelkugellagers ausgebildet. Die Kugeln 23 rollen in Umfangsrichtung zwischen dem Tragring 4 und dem zugehörigen Außenring 24. Der Außenring 24 ist in einem Gehäuse oder dgl.

(nicht gezeigt) eingebaut. Das Lager läßt also wiederum eine Bewegung der Welle 1 sowohl in Längsrichtung als auch eine drehende Bewegung der Welle 1 um ihre Achse zu.

Beide Schnappringe 8 haben inbezug auf ihre Mittenebene unsymmetrisch angeordnete Vorsprünge 11. Dabei liegen die nach außen weisenden, in den Vertiefungen 12 sich abstützenden Stützflächen 15 der Vorsprünge 11 jedes Schnappringes 8 in einem relativ kleinen axialen Abstand 26 der zugehörigen, nach innen weisenden Stützfläche 17 gegenüber. Im Vergleich dazu haben die anderen, nach außen weisenden Seitenflächen 25 der Schnappringe 8 einen größeren axialen Abstand 28 von den nach innen weisenden Stützflächen 27 der Vorsprünge 11.

Das in Fig. 5 dargestellte Lager kann ohne großen Aufwand aus dem in Fig. 1 dargestellten Lager geschaffen werden. Beim Umrüsten zum in Figur 5 dargestellten Lager werden zunächst die in Figur 1 gezeigten Schnappringe aus ihren Vertiefungen herausgenommen und axial nach außen vom Lagerkörper 2 abgezogen. Dann wird der in Figur 1 gezeigte Tragring 4 nach einer Seite axial heruntergeschoben. Anschließend wird der in Figur 5 gezeigte Tragring 4 mit der kleineren Breite 22 auf die Mantelfläche 3 des Lagerkörpers 2 mittig aufgeschoben. Zum Schluß werden die beiden Schnappringe 8, ohne daß diese um 180° gedreht zu werden brauchen, beidseitig
aufgesetzt und in die entsprechend der kleineren (genormten) Breite 22 axial nach innen versetzt angeordneten Vertiefungen 12 eingeschnappt.

Falls beim in Figur 5 dargestellten Lager einer der
beiden in der Zeichnung dargestellten Schnappringe 8
aus den Vertiefungen 12 herausgenommen, um 180° gedreht und dann in dieselben Vertiefungen 12 wieder
eingeschnappt wird, ergibt sich eine Breite zwischen
den beiden Schnappringen 8, die etwas kleiner als die in Figur 5 dargestellte Breite 22 ist. Die Größe dieser Verkleinerung der Breite 22 entspricht der Differenz der Abstände 26 und 28.

5 Wenn beide Schnappringe 8 des in Figur 5 eingezeichneten Lagers aus ihren Vertiefungen 12 herausgenommen, ' um 180° gedreht und anschließend in dieselben Vertiefungen 12 wieder eingesetzt werden, ergibt sich zur
Aufnahme eines entsprechend schmaleren Tragringes

(nicht gezeigt) eine doppelt so große Verkleinerung
der Brei te 22.

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Der um 180° gedrehte Schnappring 8 braucht übrigens nicht in ein und dieselben Vertiefungen 12 zurückgeschnappt zu werden. Vielmehr ist es möglich, den gedrehten Schnappring 8 in eine der axial weiter innen oder außen liegenden Vertiefungen 12 einzuschnappen, so daß sich dementsprechend eine Verkleinerung bzw. Vergrößerung des Abstandes zwischen der Seitenfläche 25 des gedrehten Schnappringes 8 und der Seitenfläche 17 des nicht-gedrehten oder gedrehten Schnappringes ergibt. Ein Tragring (nicht gezeigt) mit zusätzlich geänderten Breiten kann somit zwischen den beiden Schnappringen 8 festgesetzt werden.

Auf beiden Seiten des Lagerkörpers 2 ist im vorliegenden Fall eine Ringnut 29 eingearbeitet, in die einer der beiden Schnappringe 8 oder ein herkömmlicher Sprengring (nicht gezeigt) zum axialen Befestigen eines auf die Man telfläche 3 zusätzlich gesetzten Ringelementes, z. B. einer herkömmlichen, den Lagerraum der Kugeln 23 seitlich abdichtenden Dichtscheibe, eingeschnappt sein kann.

In Figur 6 ist ein weiteres abgeändertes Lager für Längsund Rotationsbewegungen gezeigt, das ebenfalls den in Figur 1 dargestellten Lagerkörper 2 aufweist. Als Tragring 4 dient hier der Innenring eines im Gehäuse (nicht gezeigt) festgesetzten Rillenkugellagers. Beide Schnappringe 8 sind wiederum seitenunsymmetrisch ausgebildet.

Im vorliegenden Fall hat der Vorsprung 11 des in Figur 6 eingezeichneten oberen Schnappringes 8 von der gegenüberliegenden Stirnfläche 7, des Tragringes 4 einen größeren axialen Abstand als der Vorsprung 11 des unteren Schnappringes 8 von seiner gegenüberliegenden Stirnfläche 7.

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-A-

Falls bei diesem Lager die beiden Schnappringe 8 aus den Vertiefungen 12 herausgenommen, um 180° gedreht und dann in dieselben Vertiefungen 12 wieder eingeschnappt werden, ergibt sich beim Einbau desselben Tragringes 4 oder eines anderen Tragringes derselben Breite eine unterschiedliche axiale Stellung des Tragringes auf der Mantelfläche 3 des Lagerkörpers 2, Der Tragring ist dann um den Unterschied der beiden axialen Abstände 26, 28 seitlich - in der Zeichnung in Figur 6 nach oben - verschoben auf der Mantelfläche 3 festgehalten.

Im Rahmen der Erfindung können die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele konstruktiv abgeändert werden.

So kann z.B. der Tragring 4 des in Figur 1 dargestellten Lagers an seiner Außenfläche kugelig konvex ausgebildet sein und mit seiner Außenfläche in einer kugelig konkav geformten Bohrungsfläche eines Gehäuses oder dgl. gleitend eingreifen. Auf diese Weise ist ein Lager geschaffen, bei dem die Welle 1 im Gehäuse gleitend kippbeweglich und innerhalb des Lagerkörpers in Längsrichtung rollend beweglich gelagert ist.

Der Lagerkörper kann auch als Außenring eines umlaufenden Wälzlagers oder als Gleitlager ausgebildet sein, so daß dieser die Welle axial festhält und ausschließlich eine drehende Rotationsbewegung oder sowohl eine Rotations- als auch eine Längsbewegung der Welle zuläßt.

Anstelle von mehreren Vertiefungen, die am Umfang hintereinander auf der Mantelfläche des Lagerkörpers eingearbeitet sind, können auch einzelne ringnutförmige Vertiefungen in gegenseitigen axialen Abständen von-

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einander auf dieser Mantelfläche eingeformt sein. Die Drehstellung der Schnappringe auf der Mantelfläche des Lagerkörpers ist dann nicht·fixiert. Diese ringnutförmigen Vertiefungen erstrecken sich dementsprechend beim Lager der beiden, oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sowohl in den hülsenförmigen Käfig als auch in den Schienen des Lagerkörpers (siehe Ringnut 29 in Figur 5).

Zwecks Erhöhung der Federwirkung der Schnappringe können diese an einer Stelle ihres Umfanges durchgehend geschlitzt sein. Die Schnappringe werden dann vorteilhafterweise aus hartem Federstahl gefertigt, der eine hohe Belastbarkeit besitzt.

Die Schnappringe brauchen nicht unbedingt seitlich versetzt angeordnete Vorsprünge an ihrem Innenrand aufzuweisen, sondern diese können auch seitensymmetrisch ausgebildet sein, so daß die Vorsprünge mittig zwischen deren beiden Seitenflächen angeordnet sind. In diesem Fall wird die axiale Stellung des Tragringes bzw. der Seitenflächen des Tragringes auf der Mantelfläche des Lagerkör pers lediglich von den gegenseitigen axialen Abständen der Vertiefungen auf der Mantelfläche des Lagerkörpers best immt.

Schließlich braucht der Querschnitt der Bohrung des Tragringes nicht zylindrisch ausgebildet zu sein, der Querschnitt kann jede beliebige Form aufweisen, also z. B. auch elliptisch oder polygonförmig sein.

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Claims

SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH " ""Schweinfürt, 27. 11. 1984 DE 84 040 DE TPA-vh.ne Lager für Längs- und/oder Rotationsbewegungen Pat ent ansprüche

1. Lager für Längs- und/oder Rotationsbewegungen mit einem eine Welle umgebenden Lagerkörper, dessen Mantelfläche in der Bohrung eines Tragringes radial abgestützt ist, und einem auf jeder Seite des Tragringes angeordneten Schnappring, welcher jeweils einen oder mehrere, in eine bzw. mehrere Vertiefungen auf der Mantelfläche des Lagerkörpers einfedernde Vorsprünge mit jeweils einer in der Vertiefung axial nach außen abstützenden Stützfläche und einen über die Mantelfläche vorragenden Ringabschnitt mit einer an einer gegenüberliegenden Stirnfläche des Tragringes axial nach innen abstützenden Seitenfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vertiefungen (12) in bestimmten gegenseitigen axialen Abständen (14) voneinander auf mindestens einer Seite des Lagerkörpers (2) in der Mantelfläche (3) des Lagerkörpers (2) derart eingearbeitet sind, daß der bzw. die Vorsprünge (11) des Schnappringes (8) in die der jeweiligen axialen Stellung und/oder der jeweiligen Breite (22) des Tragringes (4) entsprechendein) Vertiefung(en) (12) des Lagerkörpers (2) axial versetzt einschnappbar ist (sind).

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2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnappring (8) seitensymmetrisch ausgebildet ist.

3. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringabschnitt (10) mindestens eines der beiden " Schnappringe (8) eine der nach innen abstützenden Seitenfläche (17 bzw. 25) axial gegenüberliegende äußere Seitenfläche (25 bzw. 17) und der bzw. die Vorsprünge (11) eine der nach außen abstützenden Stützfläche (15 bzw. 27) axial gegenüberliegende innere Stützfläche (27 bzw. 15) aufweisen, wobei die beiden axialen Abstände (26, 28) der zwei Seitenflächen (17, 25) zur gegenüberliegenden Stützfläche (15, 27) unterschiedlich groß sind.

4. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (12) auf der Mantelfläche (3) des Lagerkörpers (2) zu einer radialen Mittenebene (13) des Lagerkörpers (2) seitensymmetrisch verteilt angeordnet sind.

5. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitigen axialen Abstände (14) der Vertiefungen (12) des Lagerkörpers (2) entsprechend den unterschiedlichen Breiten (22) des Tragringes (4) verschieden groß sind.

6. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Lagerkörper, bestehend aus einem hülsenförmigen Käfig mit mindestens einem radial durchgehenden Führungsschlitz, einer den bzw. die Führungsschlitze von außen abdeckenden, mit seiner Außen-

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fläche in der Bohrung des Tragringes abgestützten Schiene und in dem bzw. den Führungsschlitzen zwischen der Schiene und der Welle in Längsrichtung laufenden, lastübertragenden Wälzkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (12) in der Mantelfläche (3) des Käfigs (18) und/oder in der Außenfläche der Schiene(n) (20) eingearbeitet sind.

7. Lager nach Anspruch 6 mit mehreren, am Umfang des Käfigs im gegenseitigen Abstand voneinander angeordneten, jeweils einen Führungsschiitz des Käfigs von außen abdeckenden Schienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen lediglich im Bereich zwischen den einander am Umfang benachbarten Schienen (20) in der Mantelfläche (3) des Käfigs (18) eingearbeitet sind.

8. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper (2) im Gießverfahren in einer Gießform mit die Vertiefungen (12) einformenden Radialschiebern hergestellt ist.