DE3443748C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lager für Längs- und/oder Rotationsbewegungen, das im Oberbegriff des An­ spruches 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 Aufnah­ me eines radial federnden Schnappringes aufweist (DE-PS 19 12 976). Dieses bekannte Lager hat den Nachteil, daß für jede Breite des Tragringes entweder Schnappringe mit geänderter Form oder Lagerkörper mit entsprechend geän­ dertem gegenseitigem Abstand der beiden Ringnuten herge­ stellt werden müssen. Wegen der vielen, für jeden Ein­ baufall mit bestimmter Tragringbreite gesondert herzu­ stellenden Lagerkörper und/oder Schnappringe läßt sich das bekannte Lager nicht in einer wirtschaftlichen Mas­ senfertigung mit großen Stückzahlen herstellen.

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

Mit der Anordnung nach der Erfindung wird erreicht, daß Tragringe verschiedener Breite auf ein und denselben La­ gerkörper mit einheitlich ausgebildeten Schnappringen axial festgesetzt werden können. Außerdem kann ein Trag­ ring 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 Kraft­ übertragungsflächen 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 sei­ tenverkehrt in die betreffende Vertiefung bzw. Vertiefun­ gen des Lagerkörpers eingeschnappt werden können, ohne daß sich die axiale Lage der die Stirnfläche des Trag­ ringes abstützenden Seitenfläche des Schnappringes än­ dert.

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 sei­ ner axial nach innen weisenden Seitenflächen erfolgt.

Beide Schnappringe eines Lagers können unsymmetrisch ausgebildet und in die betreffenden Vertiefungen des Lagerkörpers so eingesetzt sein, daß der bzw. die Vor­ sprünge des einen Schnappringes zu seiner äußeren Sei­ tenfläche 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 herausge­ nommen, um 180° gedreht und in ein und dieselbe Ver­ tiefung bzw. Vertiefungen eingeschnappt werden, ver­ ändert sich lediglich die axiale Stellung des Tragrin­ ges 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 Weiterbil­ dungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 4 bis 8 gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Lager für Längs- und/oder Rotations­ bewegungen wird in der nachfolgenden Beschreibung dreier Ausführungsbeispiele mit den Zeichnungen nä­ her erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Draufsicht in Richtung des Pfeiles A in Fig. 2 auf ein in Längsrichtung aufgeschnit­ tenes Lager für Längs- und Drehbewegungen,

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

Fig. 3 die Seitenansicht auf einen der beiden Schnapp­ ringe des in Fig. 1 und 2 dargestellten Lagers,

Fig. 4 die Schnittdarstellung entlang der Linie C-C aus Fig. 3,

Fig. 5 die Draufsicht auf ein zum Teil in Längsrich­ tung aufgeschnittenes Lager mit dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Lagerkörper, jedoch mit ei­ nem auf der Mantelfläche des Lagerkörpers fest­ gesetzten Tragring geringerer Breite und

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

Mit 1 ist in Fig. 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 8 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 5 als Innenring eines an sich bekann­ ten Nadellagers einer bestimmten Breitenklasse ausge­ bildet.

Am Umfang des Tragringes 4 sind in Reihe hintereinan­ der Nadeln angeordnet, welche zwischen der Innenlauf­ bahn des Tragringes 4 und der Außenlaufbahn eines Au­ ßenringes 5 in Umfangsrichtung abrollen (Fig. 1 und 2). Der Außenring 5 ist in der Bohrung eines Gehäuses (nicht gezeigt) eingebaut und axial und radial festge­ halten. Die Welle 1 kann somit in der Bohrung des Lager­ körpers 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 Stirnflä­ chen 7 seitlich anliegend ist jeweils ein radial nach innen federnder Schnappring 8 aus elastisch dehnbarem Kunststoff angeordnet. Beide Schnappringe 8 sind ein­ heitlich ausgebildet. Am zylindrischen Innenrand 9 ihres Ringabschnittes 10 besitzt jeder Schnappring 8 mehrere radial nach innen weisende Vorsprünge (11) (Fig. 3 und 4).

Jeder Vorsprung 11 ist in jeweils einer in der Mantel­ fläche 3 des Lagerkörpers 2 eingearbeiteten, rechtecki­ gen Vertiefung 12 eingeschnappt. Mehrere Vertiefungen 12 sind auf der Mantelfläche 3 zu einer radialen Mitten­ ebene 13 des Lagerkörpers 2 seitensymmetrisch verteilt angeordnet, und zwar in unterschiedlich großen gegensei­ tigen axialen Abständen 14 voneinander (Fig. 1).

Der Vorsprung 11 hat jeweils eine axial nach außen wei­ sende Stützfläche 15, welche an der gegenüberliegenden Wandung 16 der betreffenden Vertiefung 12 fest anliegt, so daß der Schnappring 8 den Tragring 4 axial nach au­ ßen abstützt (Fig. 5). Dabei sitzt der über die Mantel­ fläche 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 ab­ stützt.

Der Lagerkörper 2 besteht im vorliegenden Fall aus ei­ nem hülsenförmigen Käfig 18 mit mehreren am Umfang an­ geordneten, radial durchgehenden, axial verlaufenden Führungsschlitzen 19 und jeweils einer den Führungs­ schlitz 19 von außen abdeckenden, mit einer Außenflä­ che in der Bohrung 6 des Tragringes 4 abgestützten Schiene 20. In jedem Führungsschlitz 19 sind kugelige Wälzkörper 21 hintereinander angeordnet, welche zwi­ schen 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 Spritz­ gießverfahren hergestellt. Sowohl die Vertiefungen 12 als auch die Führungsschlitze 19 sind beim Spritzgießen des Käfigs 18 in an sich bekannter Weise durch Radial­ schieber einer Gießform (nicht gezeigt) eingeformt. Die Vertiefungen 12 erstrecken sich lediglich im Bereich der Mantelfläche 3, der zwischen den einander am Umfang be­ nachbarten Schienen 20 liegt.

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

Der Tragring 4 des in Fig. 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 in bezug 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 Ab­ stand 26 der zugehörigen, nach innen weisenden Stütz­ fläche 17 gegenüber. Im Vergleich dazu haben die ande­ ren, nach außen weisenden Seitenflächen 25 der Schnapp­ ringe 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 Auf­ wand aus dem in Fig. 1 dargestellten Lager geschaffen werden. Beim Umrüsten zum in Fig. 5 dargestellten La­ ger werden zunächst die in Fig. 1 gezeigten Schnapp­ ringe aus ihren Vertiefungen herausgenommen und axial nach außen vom Lagerkörper 2 abgezogen. Dann wird der in Fig. 1 gezeigte Tragring 4 nach einer Seite axial heruntergeschoben. Anschließend wird der in Fig. 5 ge­ zeigte 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 (ge­ normten) Breite 22 axial nach innen versetzt angeord­ neten Vertiefungen 12 eingeschnappt.

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

Wenn beide Schnappringe 8 des in Fig. 5 eingezeichne­ ten Lagers aus ihren Vertiefungen 12 herausgenommen, um 180° gedreht und anschließend in dieselben Vertie­ fungen 12 wieder eingesetzt werden, ergibt sich zur Aufnahme eines entsprechend schmaleren Tragringes (nicht gezeigt) eine doppelt so große Verkleinerung der Breite 22.

Der um 180° gedrehte Schnappring 8 braucht übrigens nicht in ein und dieselben Vertiefungen 12 zurückge­ schnappt zu werden. Vielmehr ist es möglich, den ge­ drehten 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 er­ gibt. Ein Tragring (nicht gezeigt) mit zusätzlich geän­ derten Breiten kann somit zwischen den beiden Schnapp­ ringen 8 festgesetzt werden.

Auf beiden Seiten des Lagerkörpers 2 ist im vorliegen­ den 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 seit­ lich abgedichteten Dichtscheibe, eingeschnappt sein kann.

In Fig. 6 ist ein weiteres abgeändertes Lager für Längs- und Rotationsbewegungen gezeigt, das ebenfalls den in Fig. 1 dargestellten Lagerkörper 2 aufweist. Als Trag­ ring 4 dient hier der Innenring eines im Gehäuse (nicht gezeigt) festgesetzten Rillenkugellagers. Beide Schapp­ ringe 8 sind wiederum seitenunsymmetrisch ausgebildet.

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

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 Unter­ schied der beiden axialen Abstände 26, 28 seitlich - in der Zeichnung in Fig. 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 Fig. 1 dargestell­ ten Lagers an seiner Außenfläche kugelig konvex ausge­ bildet sein und mit seiner Außenfläche in einer kugelig konkav geformten Bohrungsfläche eines Gehäuses oder dgl. gleitend eingreifen. Auf diese Weise ist ein Lager ge­ schaffen, bei dem die Welle 1 im Gehäuse gleitend kipp­ beweglich und innerhalb des Lagerkörpers in Längsrich­ tung rollend beweglich gelagert ist.

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

Anstelle von mehreren Vertiefungen, die am Umfang hin­ tereinander auf der Mantelfläche des Lagerkörpers ein­ gearbeitet sind, können auch einzelne ringnutförmige Vertiefungen in gegenseitigen axialen Abständen von­ einander auf dieser Mantelfläche eingeformt sein. Die Drehstellung der Schnappringe auf der Mantelfläche des Lagerkörpers ist dann nicht fixiert. Diese ringnutför­ migen Vertiefungen erstrecken sich dementsprechend beim Lager der beiden oben beschriebenen Ausführungsbeispie­ le sowohl in den hülsenförmigen Käfig als auch in den Schienen des Lagerkörpers (siehe Ringnut 29 in Fig. 5).

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

Die Schnappringe brauchen nicht unbedingt seitlich ver­ setzt angeordnete Vorsprünge an ihrem Innenrand aufzu­ weisen, sondern diese können auch seitensymmetrisch aus­ gebildet sein, so daß die Vorsprünge mittig zwischen de­ ren beiden Seitenflächen angeordnet sind. In diesem Fall wird die axiale Stellung des Tragringes bzw. der Seiten­ flächen des Tragringes auf der Mantelfläche des Lagerkör­ pers lediglich von den gegenseitigen axialen Abständen der Vertiefungen auf der Mantelfläche des Lagerkörpers bestimmt.

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

Claims (8)

1. Lager für Längs- und/oder Rotationsbewegungen mit einem eine Welle umgebenden Lagerkörper, dessen Man­ telfläche in der Bohrung eines Tragringes radial ab­ gestützt ist, und einem auf jeder Seite des Tragrin­ ges angeordneten Schnappring, welcher jeweils einen oder mehrere, in eine bzw. mehrere Vertiefungen auf der Mantelfläche des Lagerkörpers einfedernde Vor­ sprünge 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 Tragrin­ ges axial nach innen abstützenden Seitenfläche auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vertie­ fungen (12) in bestimmten gegenseitigen axialen Ab­ ständen (14) voneinander auf mindestens einer Sei­ te 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 je­ weiligen Breite (22) des Tragringes (4) entsprechen­ de(n) Vertiefung(en) (12) des Lagerkörpers (2) axial versetzt einschnappbar ist (sind).

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 Sei­ tenflächen (17, 25) zur gegenüberliegenden Stütz­ fläche (15, 27) unterschiedlich groß sind.

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

5. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die gegenseitigen axialen Abstände (14) der Vertiefungen (12) des Lagerkör­ pers (2) entsprechend den unterschiedlichen Brei­ ten (22) des Tragringes (4) verschieden groß sind.

6. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Lagerkörper, bestehend aus einem hülsenför­ migen Käfig mit mindestens einem radial durchgehen­ den Führungsschlitz, einer den bzw. die Führungs­ schlitze von außen abdeckenden, mit seiner Außen­ fläche in der Bohrung des Tragringes abgestützten Schiene und in dem bzw. den Führungsschlitzen zwi­ schen 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 ange­ ordneten, jeweils einen Führungsschlitz des Käfigs von außen abdeckenden Schienen, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vertiefungen lediglich im Bereich zwi­ schen den einander am Umfang benachbarten Schienen (20) in der Mantelfläche (3) des Käfigs (18) einge­ arbeitet sind.

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