DE4108827C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein spielfreies Kugellager, bestehend aus einem in Axialrichtung zweiteiligen Außenlaufring, zwischen dem und einer Kugellaufrille in einem konzentrisch zum Außenlaufring angeordneten Innenteil Kugeln abrollen, wobei der eine Laufringteil den anderen Laufringteil konzentrisch umgibt und als Einbauelement ausgebildet ist, wobei eine Feder an jedem der beiden Teile des Außenlaufrings derart abgestützt ist, daß die beiden Außenlaufringteile federnd gegeneinander gedrückt werden.

Ein derartiges spielfreies Kugellager ist beispielsweise in dem Dokument EP-A 03 32 497 offenbart. Die innere Mantelfläche des Einbauelementes ist mit einem Schraubengewinde und einer damit zusammenwirkenden Einstellmutter bzw. mit axial benachbarten umlaufenden Nuten und einer in eine dieser Nuten eingreifende Rasterscheibe versehen, wobei zwischen dem einen Laufringteil und der Einstellmutter bzw. der Rasterscheibe die Feder abgestützt ist. Bei derartigen Ausführungen ist das Innenteil als Welle ausgebildet, die zunächst in den mit Kugeln versehenen zweiteiligen Außenlaufring eingeführt wird. Während des Einführens stoßen die Kugeln gegen die Mantelfläche der Welle, die die Kugeln radial nach außen bewegt. Dabei schieben die Kugeln die beiden Laufringteile entgegen der Federkraft auseinander. Bei weiterer Einwärtsbewegung der Welle liegt die an der Welle ausgebildete Kugellaufrille den Kugeln gegenüber, wobei die Kugeln unter dem wirkenden Federdruck in die Kugelrille einrasten. Im Anschluß daran wird die Einstellmutter bzw. die Rasterscheibe unter zunehmender Belastung der Feder axial einwärtsbewegt, bis die gewünschte Vorspannung zwischen den Kugeln und den Laufbahnen erreicht ist. Das so montierte Wälzlager kann dann mit seinem Einbauelement in einer Gehäusebohrung aufgenommen werden.

Die Montage derartiger Rillenkugellager ist deshalb aufwendig, weil die zunächst entlastete Feder nach Einführen der Welle in einem separaten Arbeitsschritt durch Betätigen der Stellmutter bzw. der Rasterscheibe gespannt werden muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Rillenkugellager dahingehend weiterzubilden, daß das Innenteil und der zweiteilige Außenlaufring in einem einzigen Arbeitsschritt montiert und in eine das Einbauelement aufnehmende Gehäusebohrung untergebracht werden können, wobei sich die Spielfreiheit des Radialkugellagers selbsttätig erst nach Abschluß des Arbeitsschrittes einstellt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der als Einbauelement ausgebildete Außenlaufring mit Durchbrüchen versehen ist und die Feder selbst oder ein wenigstens in radialer Richtung bewegbares Federspannmittel nach radial nach außen aus diesen Durchbrüchen herausragen, wenn die Feder entlastet wird.

Bei diesem erfindungsgemäßen Rillenkugellager werden zunächst das vorzugsweise als Welle ausgebildete Innenteil und der zweiteilige Außenlaufring mit den dazwischen liegenden Kugeln ebenso wie in der obengenannten EP-A 03 32 497 zusammengebracht, wobei die aus den Durchbrüchen herausragende Feder oder das Federspannmittel bei weiterer Axialbewegung gegen die das Einbauelement aufnehmende Gehäusebohrung stößt und dabei unter radialer Einwärtsbewegung die Feder spannt.

Dabei mag es zweckmäßig sein, daß die Feder ein mit hakenförmigen Zungen versehener Ring ist, der innenseitig des als Einbauelement ausgebildeten Außenlaufringes axial festgelegt ist. Die Federzungen liegen dabei etwa mit ihrem mittleren Bereich gegen das eine Laufringteil an. In diesem Fall überragen die freien Enden dieser Federzungen das Einbauelement, wobei durch eine radiale Einwärtsbewegung die Laufringteile gegeneinander gedrückt werden.

Derartige Federzungen können mit zusätzlichen kürzeren hakenförmigen Federzungen versehen werden, die im Inneren des Einbauelementes enden und deren Aufgabe darin besteht, die längeren Federzungen zusätzlich abzustützen, um eine höhere Lagersteifigkeit nach der Montage in das Gehäuse zu erreichen.

Erfindungsgemäße Rillenkugellager eignen sich auch für die Ausbildung der Feder als Schraubenfeder, die gegen eine axial bewegbare Scheibe abgestützt ist, an deren anderen Seite das radial einwärts bewegbare Element als Federspannmittel anliegt. Dieses bewegbare Element ist weiterhin an einer axial festgelegten zweiten Scheibe abgestützt, die innenseitig am Einbauelement ausgebildet ist, wobei der Abstand zwischen den einander zugewandten Flächen der beiden Scheiben radial einwärts gerichtet verjüngt ist. Wenn bei derartigen Rillenkugellagern als Federspannmittel drei in Umfangsrichtung benachbarte Kugeln vorgesehen sind, drücken diese bei radialer Einwärtsbewegung die axial bewegbare Scheibe infolge der Keilwirkung weg von der axial feststehenden Scheibe, so daß die Feder und damit die beiden Laufringteile gegeneinander vorgespannt werden. Vor Einbau in eine Gehäusebohrung überragen die in Durchbrüchen des Einbauelementes angeordneten Kugeln mit einem Teil ihrer Fläche das Einbauelement unter Entlastung der Feder.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch spielfreie Kugellager, die aus einem in Axialrichtung zweiteiligen Außenlaufring bestehen, zwischen dem und einer Kugellaufrille in einem konzentrisch zum Außenlaufring angeordneten Innenteil Kugeln abrollen, welche Kugellager weiter bestehen aus einem den Außenlaufring konzentrisch umgebenden zylindrischen Einbauelement, wobei eine Feder einerseits an dem Einbauelement und andererseits an wenigstens einem der beiden Teile des Außenlaufrings derart abgestützt ist, daß die beiden Außenlaufringteile federnd gegeneinander gedrückt werden.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben; in den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 bis 3 eine erste Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Kugellagers während des Aufschiebens auf eine Welle, nach dem Einrasten der Kugeln in der Kugelrille der Welle und nach dem Einbau in eine La­ gerungsbohrung,

Fig. 4 eine Abwandlung der ersten Ausführungsform in analoger Darstellung zu Fig. 3,

Fig. 5 einen Teil der Feder der Abwandlungsform der Fig. 4 in abgewickelter Darstellung,

Fig. 6 bis 8 drei weitere Ausführungsformen in ana­ loger Darstellung zu Fig. 3 und

Fig. 9 einen Teil des bei der Ausführungsform der Fig. 8 verwendeten Einbauelements in abgewickelter Darstellung.

Das Lager der Fig. 1 bis 3 besteht aus zwei äußeren Laufringteilen 1 und 2, einem Satz Kugeln 3, aufgenom­ men in einem Kugelkäfig 4, einem Einbauelement 5 und einem Federspannmittel 6.

Das Einbauelement 5 ist zusammen mit dem Laufringteil 1 einstückig ausgebildet und besitzt an seinem freien Ende einen äußeren und einen inneren Anschlag 7 bzw. 8; letzterer dient als Anschlag zur axialen Fixierung des Federspannmittels 6, während der Anschlag 7 zur axialen Fixierung eines eine Lagerungsbohrung 9 aufweisenden Bauteils 10 dient.

Die Feder besteht aus einem Ring 11 mit hakenförmigen Federzungen 12, wobei letztere durch Durchbrüche 13 im Einbauelement 5 im Vormontage- und Montagezustand ra­ dial nach außen über den durch den Durchmesser der La­ gerungsbohrung 9 bestimmten Einbaudurchmesser radial nach außen vorstehen und deren freie Enden 14 das ei­ gentliche Federspannmittel 6 bilden.

Durch Einschieben des zuvor auf eine Welle 15 bzw. einen Innenlaufring unter Einrasten der Kugeln 3 in ei­ ner dort vorgesehenen Kugelrille 16 aufgesetzten Lagers in das Bauteil 10 drückt dieses mit seiner schrägen An­ lauffläche 17 der freien Enden 14 der Federzungen 12 radial nach innen, so daß die freien Enden 14 in der für die Einstellung der korrekten Lagertoleranz erfor­ derlichen Weise gegen das Laufringteil 2 drücken.

Bei der Variante der Fig. 4 weist die Feder neben den vorstehend beschriebenen Federzungen 12 weitere, kürzer gestaltete Federzungen 18 auf, die nicht durch die Durchbrüche 13 im Einbauelement 5 radial nach außen vorstehen und die bei entsprechender äußerer Flächenge­ staltung des Laufringteils 2 zur Begrenzung der axialen Verschiebbarkeit desselben im Montagezustand dienen.

Bei der Ausführungsform der Fig. 6 dienen als Feder­ spannmittel 6 mindestens drei Kugeln 19, die durch die Durchbrüche 13 des Einbauelements 5 radial nach außen vorstehen und radial einwärts zwischen zwei Scheiben 20 und 21 drückbar sind. Der Abstand zwischen den einander zugewandten Flächen der beiden Scheiben 20, 21 nimmt radial einwärts gerichtet fortlaufend ab, so daß durch das Eindrücken der Kugeln 19 über die Scheibe 20 eine vor dieser gelegene Schraubenfeder 22 zusammengedrückt wird.

Bei der Ausführungsform der Fig. 7 ist das Einbauele­ ment 5 ein eigenständiges Bauteil, daß die beiden Lauf­ ringteile 1 und 2 außenseitig umgibt. Eine hier vorge­ sehene Wellfeder 23 liegt einerseits am Laufringteil 1 und andererseits an einem einwärts gerichteten Flansch 24 des Einbauelements 5 an. Zur Einstellung der Druck­ kraft der Wellfeder 23 dient hier eine zur Ausführungs­ form der Fig. 6 analoge Ausbildung, wobei allerdings anstelle der Scheibe 20 die den Kugeln 19 zugewandte Fläche 25 des Laufringteils 2 Verwendung findet.

Bei der Ausführungsform der Fig. 8 sind beide Laufring­ teile 1 und 2 über elastische Einlageringe 26, 27 gegen das Einbauelement 5 abgestützt. Bei dieser Ausführungs­ form bildet das Einbauelement 5 zugleich das Feder­ spannmittel, und zwar aufgrund seiner besonderen Ge­ staltung, die aus der abgewickelten Darstellung der Fig. 9 deutlich erkennbar ist. Das Einbauelement 5 be­ steht aus zwei axial hintereinander liegenden, ineinan­ der eingreifenden Teilen 28 und 29 je mit sehr schlank ausgebildeten Randbereichen 30, die eine Durchmesser­ vergrößerung bzw. -verkleinerung durch Entfalten bzw. stärkere Faltenbildung zulassen. Aussparungen 31 in den beiden Teilen 28 und 29 und jeweils zugehörige Vor­ sprünge 32 im jeweils anderen Teil lassen bei entspre­ chend schräger Ausbildung der Randflächen 33 bzw. 34 der Aussparungen 31 und der Vorsprünge 32 eine axiale Verschiebbarkeit der Teile 28 und 29 relativ zueinander zu. Zum Aufsetzen des Lagers auf eine Welle 15 bzw. einen Innenlaufring können daher die Laufringteile 1 und 2 in der notwendigen Weise axial und zugleich in gewissem Maße auch radial auseinander geschoben werden, bis die Lagerkugeln 3 in der Kugelrille 16 einrasten. Beim späteren Einschieben des Lagers in die Lagerungs­ bohrung 9 des Bauteils 10 wird das Einbauelement 5 in seinem Außendurchmesser dem Durchmesser der Lagerungs­ bohrung 9 wieder angepaßt, wobei die Einlageringe 26 und 27 federnd auf die Laufringteile 1 und 2 einwirken und entsprechend der notwendigen Lagertoleranz zusam­ mendrücken. Die schräge Gestaltung der Randflächen 33 und 34 führt bei der Durchmesserverkleinerung zu einer Bewegung der Teile 28 und 29 axial aufeinanderzu und damit zur Einstellung der notwendigen Lagertoleranz. Das solchermaßen ausgebildete Einbauelement 5 besteht in Hinblick auf seine Deformierbarkeit durch Faltenbil­ dung und Entfaltung seiner Randbereiche 30 aus hierfür geeignetem Kunststoff.

Claims (9)

1. Spielfreies Kugellager bestehend aus einem in Axialrichtung zwei­ teiligen Außenlaufring, zwischen dem und einer Kugellaufrille in einem konzentrisch zum Außenlaufring angeordneten Innenteil Kugeln abrollen, wobei der eine Laufringteil den anderen Laufringteil konzentrisch umgibt und als Einbauelement ausgebildet ist, wobei eine Feder an jedem der beiden Teile des Außenlaufrings derart abgestützt ist, daß die beiden Außenlaufringteile federnd gegeneinander gedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der als Einbauelement ausgebildete Außenlaufring (1) mit Durchbrüchen (13) versehen ist und die Feder selbst oder ein wenigstens in radialer Richtung bewegbares Federspannmittel (6) nach radial außen aus diesen Durchbrüchen (13) herausragen, wenn die Feder (11, 12) entlastet wird.

2. Spielfreies Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (11, 12) als innenseitig des als Einbauelement ausgebildeten Auslaufringes (1) axial festgelegter Ring (11) mit hakenförmigen Federzungen (12) ausgebildet ist, die mit ihrem etwa mittleren Bereich gegen das eine Laufringteil (2) anliegen.

3. Spielfreies Kugellager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (11, 12) gegenüber den mit freien Enden (14) ausgebildeten Federzungen (12) noch mit kürzeren hakenförmigen Federzungen (18) versehen ist.

4. Spielfreies Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Schraubenfeder (22) ist, die gegen eine axial bewegbare Scheibe (20) abgestützt ist, an deren anderen Seite ein radial einwärts bewegbares Element (19) als Federspannmittel (6) anliegt, das andererseits gegen eine innenseitig des als Einbauelement ausgebildeten Laufringteiles (1) axial festgelegte zweite Scheibe (21) abgestützt ist, wobei der Abstand zwischen den einander zugewandten Flächen der beiden Scheiben (20, 21) radial einwärts gerichtet verjüngt ist.

5. Spielfreies Kugellager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Federspannmittel (6) mindestens drei Kugeln (19) vorgesehen sind.

6. Spielfreies Kugellager, bestehend aus einem in Axialrichtung zweiteiligen Außenlaufring, zwischen dem und einer Kugellaufrille in einem konzentrisch zum Außenlaufring angeordneten Innenteil Kugeln abrollen, weiter bestehend aus einem den Außenlaufring konzentrisch umgebenden zylindrischen Einbauelement, wobei eine Feder einerseits an dem Einbauelement und andererseits an wenigstens einem der beiden Teile des Außenlaufringes derart abgestützt ist, daß die beiden Außenlaufringteile federnd gegeneinander gedrückt werden, gekennzeichnet durch ein gegenüber dem Einbauelement (5) bewegliches Federspannmittel (6), das mittel- oder unmittelbar gegen die Feder (23) abgestützt ist, wobei nur das Federspannmittel (6) unter Entlastung der Feder (23) das Einbauelement radial außen überragt und zur Abstützung gegen eine für die Aufnahme dieses Kugellagers vorgesehene Gehäusebohrung unter Belastung der Feder (23) wenigstens in radialer Richtung beweglich angeordnet ist.

7. Spielfreies Kugellager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Wellfeder (23) ist, die gegen einen radial einwärts gerichteten Flansch (24) des Einbauelements (5) abgestützt ist, und ein radial einwärts bewegbares Element (19) als Federspannmittel (6) zwischen eine innenseitig des Einbauelements (5) axial festgelegte Scheibe (21) und die gegenüberliegende Fläche des einen Laufringteils (2) eingesetzt ist, wobei der Abstand zwischen den einander zugewandten Flächen der Scheibe (21) und des Laufringteils (2) radial einwärts gerichtet verjüngt ist.

8. Spielfreies Kugellager nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Federspannmittel (6) mindestens drei Kugeln (19) vorgesehen sind.

9. Spielfreies Kugellager, bestehend aus einem in axialer Richtung in zwei Teile (1, 2) geteilten Außenlaufring und einem dazu konzentrischen, eine Kugellaufrille tragenden Innenteil (15), und Kugeln (3), die zwischen der Kugelaufrille (16) und dem Außenlaufring angeordnet sind, und weiter bestehend aus einem den Außenlaufring umgebenden Einbauelement (5), wobei zwischen dem Einbauelement (5) und dem Außenlaufring elastische Einlageringe (26, 27) vorgesehen sind, die die beiden Teilen (1, 2) des Außenlaufringes aufeinanderdrücken, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbauelement (5) aus zwei axial hintereinander liegenden Teile (28, 29) besteht, die sehr schlanke, eine Faltenbildung zulassende axiale Randbereiche (39) aufweisen, und welche Teile (28, 29) mit Vorsprüngen (32) und Ausnehmungen (31) versehen sind, wobei je ein Vorsprung (32) des einen Teils (28, 29) in die entsprechende Ausnehmung (31) des anderen Teils (28, 29) mit Spiel in den Axial- und Umfangsrichtungen eingreift.