DE1525294A1 - Axial-Kugellager - Google Patents
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Description
- Axial - Ktgellager Die vorfielende Erfindung bezieht sich auf Axialwälzlager, die Axiallasten mittels Lagerkugeln übartragen. Im Nachfolgenden wird auf solche Lager mit dam Ausdruck "Axialkugellager« bezug genommen.
- Lager in dieser Ausführung finden vielfältige Anwendung in Maschingn und werd.en allgemein als Kupplungsfeeigabelager in KraftUhrzeugen benutzt. In vielen 2ä1-lene in denen solche Lager binutzt werden, erweist es sich als nahwer durc4£Uhrbar, ein golches Lager nachzuscbmierang nachdet es etz#mal eingebaut worden ist. Die Zebeandeuer von heribumlichen Axialkugellagern ist bisbir auf Grund der Tatsathe begrenzt gewesen, daß norma-1 erweise ia solche Lager beim Zusammenbau eingefüllte Pettmengen für eine ausreichende Schmierung der Lagerkugeln und der lagerlaufringe nur für begrenzte Zeiträume gesorgt haben.
- Als Olge davon St eine der am häufigsten auftretenden Ursachen für ein Ausschlagen von herkömmlichen Axialkugellagern im Betrieb eine nicht ausreichende Schmierung gewesen. Es ist nicht unGewöhnlich, da!.i ein konverttionelles Axialkugellazer im Betrieb we,ven schlechter Schmierung cLer Kugeln und der Laufringe ausfällt, auch wenn die ursprüngliche Fettmenge in dem Lager nur -.um Teil verbraucht worden ist.
- Es ist demnach eine Auf##,abe der vorliegenden ErlUnduitg, ein Axialkugellar-._er in einer neuen und verbesserten Konstruktion vorzusehen, die.die Lebensdauer. des Lagers entscheidend verlängert, indem der Zeitraum veri-ängert wird, innerhalb dessen eine wirksame Schmierung des Lagers durch das in das neue Lager eingrefüllte Yatt gewährleistet ist.
- Eine weitere Aufgabe der vor-liegenden Erfindung istp ein Axialkugellager zu liefern, das eine längere Lebensdauer hat, welche mittels einer neuen und verbesserten Anordnung des Pettraums in dem Lager in bezug auf den ringförmigen Verlauf der Lagerkugeln erreicht wird, Eine weitere Aufgabe ist es,- ein verbessertes Axialkugellager vorzusehen; in dem die wirksame Scimierung der Lagerkugeln und der Lau£rlnge über eine längere Lebensdauer des Lagers durch verbesserte mechanische Relationen der Lag.erkonstruktion verlängert wird, welche sowohl die Aufnahme einer optimalen Pettmenge in dem Lager als auch die im wesentlichen vollständige Ausnutzung der gesamton Pettmenge in dem Lager sicherstelleng um eine wirksame Schnierung des Lagers zu erreichen.
- Eine weitere Aufgabe ist es" ein Axialkugellager vorzusehen-, in dem die zur Verfügung stehende Pettmenge in dem Dager zur wirksamen Schmierung des Lagers durch neue und verbesserte mechanische AnoMnungen der Lagerkonstruktion erhöht wird, zu denen eine Verringerung des Volumens-des Fettraums innerhalb des La.--ers im Vergleich zu konventionellen Axialkugellagern gleicher Größe gehürt.
- Eine weitere Aufgabe ist es, ein Axialkugellager vorzusehen, in dem neue und verbesserte Anordnungen von Konstruktionsteil.en des Lagers die Lebensdauer des Lagers verlängern', indem "tote" Zonen des Fettriums innerhalb des Lagers praktisch ausgeschaltet werden, innerhalb derer die Pettmenge zur Scnmierun3 des Lap,--ers unwirksam werden könnte.
- Weitere Aufgaben und Vorteile aus der folgenden Beschreibung der beispielhafter, Ausgestaltunge-n der in den Zeichnungen dargestellten Erfindung liervor, von dener3: Fig.# 1-eine teilweise geschnittene Seitenansicht ist,- in der ein die Erfindung beinhaltendes Axialkugellager geZeigt ist; hierbei ist das Lager so eingebaut, u.ra die T'unktion eines Kupplungsfreigabelagers zu übernahiaen; FiL,:".. 2 ein Schnitt in Querricht-ung an der Linie 2-2 der Fig. 1 isti Eir im Vera .3 ein axialer Teilschnitt des Lagers größerten Maßstab ist2 der dem geschnittenen Teil des Lagers entspricht, wie,es in Fig. 1 zu sehen ist; Fig. 4 ein Teilschnitt des Lagers im vergrößerten Maßstab-an der Linie 4-4 der Fig. 3 ist und Fig. 5 ein ax.Jaler Teilschnitt in (Zuerrichtung ä-hnlich dem Schnitt ggemäß Pig. 3 ist , in dem jedoch ein innerhalb der Lagerkonstruktion eingesetztes geändertes Kugeldistanzhalterelement -ezeigt -ist.
- Bezugne.hmend im einzelnen auf die Zeichnungen, iist das Axialkugellager 20, das die erste dargestellte Ausführung der Erfindung semäß den '1-4 bildet, beispielhaft zur-Verwendung als Kupplungsfreigabelager in Kraftfahrzeugen vorgesehen. Eine-typische Anordnung des Lagers 20 ist in Pig. 1 dargestelltg,die das Lager 20 in'seiner Anordnung auf einer nicht-drehbaren Hülse 22 zeigt; diege Hülse 22' ist axial vorschiebbar Und umfaßt .eine feststehende Buchse 24, die eine Antriebswelle 26 führt.
- In der Darstellung wirkt ein gabelförmiger Kupplungsfreigabehebel 28 mit der Hülse 2-2 zusammen, um diese Hülse gemäß Fig. 1 axial nach links zu versobieben, wodurch das Axiallager 20 auf der Hülse an eine Anzahl von.Kupplungsfreigebearmen 30 angreift (von denen in Fig. 1 nur einer gez eigt ist); diese Ame rotieren um eine konzentriech zu dem Lager 20 liegende Achse. Das Axiallager 20 überträgt den X:upplungsfreigabedruck in axialer Richtungvon der nicht-rotierenden Hülse 22 auf die rotierenden Kupplungsfreigabearme 30, um die Arme 30 in eine Kuppe lungsfreiSaberichtung zu bewegen.
- Konstruktiv besteht das Axiallaser 20 aus zwei ring-_ förmigen Druckelementen 32, 349 die axial einander gegenüberliegend konzentrisch zueinander angeordnet sind. Wie gezeigtg sind die-beiden ringförmigen Druckelbmente 32p 34 durch im wesentlichen flache Ringe gebildet, auf die mit-dem #;leichen Bezugszeichen 34 bezug genomen wird.
- »as ringförmige Druckelement 32 I#iIdet'eine kreinförmige Kugellaufbahn 36, die axial auf eine entsprechen-
de Mzsollau:tbabn- 38 seriohtet ist welche in gegenüber- 1. p liegender T4ge zu der Laufbahn 36 In das Druckelement. -.34 eingetormt ist. Die Ajciallasteä werden zwischen den beiden Druckele- menten 32,-34 übertragen, die relativ'zueinander duheh- eine ringförmig angeordnete Anzahl von Lagerkugeln 40 drehbar#sind; diese Zag.e-rkugeln 4,0 sind zwischen den Druckelementen in rollender Anlage an-den beiden Lauf- bahnen 3-5j, 38 e;ingelegt. Die Lagerkugeln 40.worden in.auf dem Umfang verteil- ter Anordnung'relativ zueinander-durch ein ringfermiges Kugeldistanzelement gehalten, auf das allgemein mit dem iezugszeichen 44 bezug genommen xtrd:. Die beiden Druckelemente 32e 34.worden axial von e:Laem i =tren r4ig£öxmigen Haltoelement 46 gnd einem äuße- ren ringförmigen Milteelement 48 übergriffent die zusam- man mit den beiden bruckelementen einen' ringförmigen Raum 50 bilden. Auf ditsen geschlowenen ring:törmigen Raum 50 wird# im Nachfolgenden allgemein -unter dem Bisriff *Pett- raum11 bezug geno=eh. Dieser 117,ettraum" 50 innerhalb des Lagers umfaßt im einzelnen den Raum, der von den Drückelementen 329 34 und den inne ren und äußeren Halteelementen 46, 48 begrenzt istt wobei dessen Volumen durch die Lagarkugeln 40 und das rlng£örmige Xuseldistanzelement 44 verringert wird. Bei Drohung der »wuakelem-ente 32e 34 relativ zueinander nebäep die Lager,kugeln 40 einen ring'förmigen Verlaufg de:r durob den rettraum 50 führt-& Wie schon durch die Wahl der Begriffe angedeutet wir4) wir(# der fettragg 50 zur *u4g4e von Pett, inner- halb deß'Lago;r.4 bepgtztp das zur Sphmierun der Lagerk-u- geln und der baufbahnen, dient.- Beide Halteelement 46 48 - innen gnd außen - s ind in eng sitzender Lage an 54 angeordnet so daß au die- beiden 40kele!40nten 3? so Weise der Austritt von Fett aus dem-Pettraum an dem jeweiligen Halteelement vorbei verhindert wird. Daa-4uße.r.e Halteelement 48 wirkt mit-den beiden Druckelemente*n 3.2, 34 zusammen, um eine Bewegung der .D=ckele#ment-o in Rie4tu- -ng voneinander weg zu verhindern, so daß die beiden Laufbahnen 36, 38- in einer Ibwälzan- lage an den XÜgeln 4-0 gehalten werden. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist das linke Ende 54 des äußeren-Hglteelementos 48 dichtend an der äWieren ParipheLrie 56 des Druckelementes 32 befastigtg das um einen gewissen Abstand in radialer Richtung über die um- laufende Bahn der Kugeln 40 und außerdem in radialer Richtung über das andere Druckelement, 34 hinausgeführt Ist. In der'Vorzugsweisen Konstruktion gemäß der Dar- etellün'& weiat.das äußere Halteelement 48 einen im Wo- sentlizhen zylindrieehen Hauptelement 58 auf, der das DruckeleMent 34 umschließt und zum Dinickelement 32 führt; dabei umschließt der Teil die ringförmig angeordnete Rei- he von Kugeln 40. An der Stelle; wo sein zylindrischer Abschnitt 1;8 an das Druckelement _32 stößt, biegt das Halteelement 48 radial nach außen und führt um die äuße-, r's Peripherie 56 des Druckeleenentes 342 'herumj wo das En-- de 54.des Haltealementes um das Druckelement herumge bördelt ist-"um das äußere Halteeleir.ent fest und dich- tend am Ilruckelemient 32 zu befestigenp wie das bereits erwähnt w6rden Ist. Das gegenüberliegende Ende des Halteelementes, 48 - Ihs innere Halteelement 46 ist in einfacher zylindrisr.her Yorm ausgebildet. Die beiden gegenÜberliegenden Enden des inneren Halteelementes 46 lie,cen in zwei einar-der gegenüberliegenden ringförmigen Nuten oder Aussparun.en 64, 66_, die in den Druckelementen 32 bzw. 34 eingearbeitet sind. Das innere Halteelement 46 weist einen engen Gleit- -oder Laufsitz an dem jeweiligen Druckelement 329 _54 auf, der bestrebt ist, eine wirksame Ab- dichtung gegen den Austritt von aus dem Fettraum 50 zu bilden.-Die in die Vettkammer 50 eingefüllte PettmenSe ist allgemein dÜrch das Bezugszeichen 70 gekennzeichnet. Wie bereits angedeutet worden ist, werden Axialkugellager der Art) mit denen sich diese Erfindung befaßt, norimalerweise füic solche Aufgaben eingesezt,- bei denen es sich als schwer durchführbar erweist, ein Lager im Betrieb nachzuschmieren. Infolgedessen verläßt man sich darauf,-da.12 die'uroprünglich in ein Lager diezer irt bei der Herstellung eingefüllte 7ettmange eine gute Schmierung der Lagerkugeln und der Laufbahnen überdie gesamte Lebensdauer des Lagers sicherstellt.
- Eine der häufie,--#Gen Ursachen für einen Ausfall von konventionellen Axialkugella'gern im Betrieb ist bisher die fortschreitende Plind.erung der Schmierung gewesen, die die Zugeln...und.-die Laufbahnen von lagern im Betrieb erhalten;# das ging bisher so weit, daß eine wirksame - Schmierung übe;rhaupt nicht mehr gegeben war und damit die Lage'r-zerstört wurden.
- Da ein Ausfall von Axialkugellagern auf Grund von nicht ausreichender- Schmierung ein bekannter Mangel dieser Lager ist, besteht eine natürliche Tendenz dazu, solche Mager von vornherein mit einer recht großen Fettmenge zu füllen und die Lager mit relativ großen Fetträ men vorzusehen, um das Fett aufzunehmen. Die Wirksamkeit dieser Maßnahmen zur Verlängerung der Lebensdauer von Axialkugellagern ist auf Grund der Tatsache begrenzt .gewesen, daß es bei konventionellen Axialkugellagern nicht ungevbhnlich'ist.' daß sie im Betrieb wegen schlechter Schmie#rung aus£gllon,.auch wenn relativ große Fettmengen In'den Lagern verbleiben.
- Die Lebensdaüer äes Lagers 201, das gemäß der IW£lndung ausgebildet ist, wird durch eine Anordnung der Kon-. struktionselemente des Lagers verlängert, die im Endeffekt die Größa-des Pottraums 50 in einer Weise verringart, welche-tatsächlich die effektive Lebensdauer verlängert" während der, die ursprüngliche Pettfüllung ?0 für eine ausreichende Schmierung der Lagerkugeln und der Laufbahnen sorgt,. Die Konstruktionselemente des Lagers sind insbesondere so ausgebildet und relativ zueinander angeordnotg um den Teil des Pettraums 50 drastisch zu verkleinern, der in radia-ler Richtung außerhalb der umlaufenden Bahn der-Lagerkugeln 40 liegt. Zur Erleichterung- dee Beschreibung wird die radiale äußere Begrenzung Umlaufbahn der Lagerkugeln 40 durch die strich-punktierten Linien 72 in den Pig. e-_- und 4. gekennzeichnet. Um den Teil des Volumehs des Fettraums 50 zu verkleinern, der radial außerhalb der Umlaufbahnbegrenzung 72 der Liagerkugeln liegt, ist das äußere.galteelement 48 (das in der Lagertechnik häutig als Mantel bezeichnet wird), so'ausgebildet und relativ zu den Lagerlaufbahnen 36 2 28 angeordnet, daß der radiale Abstand zwischen der äußeren Begrenzung r72 der Umlaufbahn der Kugeln 40 und der angrenzenden inneren Fläche ?4- am äußeren Halteelement 48, das die Bahn der Kugeln umschliellit, im wesentlichen aut das kleinste mögliche Maß verrin3ett wird, 48. gerade noch Ausreicht, um eine ausreichende Tolernaz M-% den Bewegungeablauf der Kus-eln sicberzustellen.- Der ra-'diale Abstandzwischen den-Kugeln 40 und cler angrenzenden Pläche 74 clos-Halteeelekentes 4 6 ist in den Fig. 3 und 4 dürch--dtie Bezugszeichen 76-Sekennzeichnet. Vorzuge#VOtige wird deir radiale AbßtäM*76 der Yläehe 74- des Haltselönloutes 48 zu den Kugeln 40 nicht gr89er .gewählt, als erfor"rlich$ um ein gutes Laufspiel für die Nügelt eu schaffen.
- Insbesondere soll.der radiale Abstand 76 zwJschen dert LagerkuSeln 40 und der-umlaufenden Yläche '74 dee Haltoolegenten48, im optimale Irgebnisee zu erzielen, ni4bt weei-Ser.'als 0,02--,5 mm oder nicht mehr als ein halb den liadiua der Kugeln 40 betragen.
- Auch wenn der Pettraum 50 in radialer Richtur43 be-Erenzt ist, so daß er in radialer Riohtung nicht ne=enswert über die umlaufende Begrenzungislinie 72 der Lager-' kugelZ-];inau,sgeht,.i.gt er gldichteitig ausgebildete eine optimale I?ettmenge 70 aufnehmen zu können. Das zuvor schön genannte LaGerdistanzelement 44 ist ausgebildet, um der engen radialen Anordnune, der.Begrenzun#7,s£läehe 74 deä Fettraums gegenüber den Lagerkugeln 40 Rech-ZD nu#g zu-tragen und um-gleichzeitig die Aufnahme einer optimalen Fettmengeinnerhalb des Lagers zu gestatten. Das Lagerdistanzelement 44 ist so ausgebildet, daß es in radialer Richtung nicht über die radiale äußere Begranzungslinie 72 der umlaufenden. Bahn der Lagerkugeln hinausragt, Wie in yig, 3 und 4 dargestellt ist, besteht das Distanzelement 44 aus einem umlau:renden Bodenring 80" der zwischen dem inneren Halteelement 46 und den La3erkugeln liegt,und.au.s einer Anzahl von Nugeldistanzelementen 82t, die radia-1 von dem Bodenr'in3 80 nach außen ragen und zwischen aufeinanderfolgende Kugeln ltü gemäß den Darstellun"2#en eingreifen, um die Kugeln gleichn,-äL'i-cj auf dem Umfan# vertei.1-b zu halten. Die Distanzelernente 32 enden in radialer Richtung kurz v-o-r der äußeren Br-""reiizur"-slinie 72 der Zagerkugelbahn und hauen vorzugsweise eine Dickeg die eeringer ist als der axiale Abstand zkschen angrenzendeng einander geSenüberliegenden Abschnitten der beiden Druckelemente. Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, beträgt-die Dieke der einzelnen Distanzelemente 82-beim
Messen in axialer Richtung In Unsicht au£ die Druckele- mente 32e 34 nur einen kleinen Bruchteil des Durcbmeaser-a Juen guge 49 j in dem verliegen4en Pall-- -bo der einze #lu isie; sich lngbe'öoütI'är*' ein lunftel ^des -»Uxl%Chme"#ro: der Kugelnd Wie außerdem aus den Zeichnungeü hervorSeht, sind d;Le radialen Abstände der radialen Vorsprünge der Distanzelemente 82 gegenüber der äußeren Begrenzungslinie ?2 der Umlaufbahi#i der Lagerkugeln 40 größere Bruchteil»- der Radien der einzelnen Kuseln - im -verliesenden Pall be, lalizen sie- sich juObesondere in der Größenordnung- von zwei Drittel des Nadius der zugeln. Diegie Konstruktion sel#,%#afft einen auhreichend größen Raum zwischen den KuKeln 40 zur iLufnahme von#Fett. - Auch wenn- die räumliche des Fettrautas 50 in radialer Richtung auf im wesentlichen die au!#ere Begrenzung der Umlaufbahn der Lagerkugeln 40 das Gesratvolumen des Fettraums im Vor-Gleich zu konventionellen Axialkugel.-'Lagern verringert, wird die effektive Dauer, wälirend der das Lager 20 in ausreichendem Maße geschmiert wird, auf Grund der Tatsache verlängert, daß im wesentlichen keine "tote* Zone innerhalb des Attraumes vorhan4enlist-, die in radialer Richtung außerhalb der Lagerkugeln liegt und in die Fett gelangen könnte, das nicht zur Schmierung beiträgt. Während konventionelle Axialkugellager mitunter auf Grund fehlender Schmierung zerstört worden sind, auch wenn noch erhebliche Pettmengen in den Lag, ern-vorhanden waren, verbraucht das Lager 20 auf Grund der beschriebenen konstruktiven Anordnun-Sen effektiv däs gesamte Fett'in dem Lai!-er, was zur 2o1-So hat, daß die Laufdauer, w-*--*,=end der das Lager wirksam geschmiert wiräg entscheidend verl,*,-i.#.iSert und die Le--bensdauet des Lagers wirksam ausgredehrit wird.
- Die in Fig. Bauelemente des Lagers 20at die eine andere Ausgestaltung der &,#findung bilden und den Bäuelementen des zuvor beschriebenen Lagers 20 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeiahen gekennzeichnet, an.die jeweils der-Buchstabe *all angehängt ist. Das In-Vigt 5 dargestellte Lager 20a unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen tag.er-20 in der Konstruktion des Lagerdistanzelementes 44a.
- Das Lagerdistanzelement 44a des Lagers 20a ist aus Blech hergestellt$ das so ausgeformt ist, um einen dUnnen umlaufenden-Grundring 80a und radial vorspringendt Distanzelemente 82a zu bilden. Die Bänder der Distanzelemente 44a"die auf die aufeinanderfolgenden Kugeln 40a in der umlaufenden Reihe der Kugeln gerichtet sind, sind in axialer Richtung jeweils entgegengesetzt umgebogen, um für.Jede Nugel.eine gekrümmte Lippe 90 zu bilden, die so auf die Kugel einwirkt, um die Kugeln in ihrer richtigen Lage auf dem Umfang relativ zu den anderem jKugeln zu halten und um das Distanzelement 44a in
einer vorf;ageb«nen gxialen Lage zwischen den Druckelemen- ten 32ap 344 seMäßTig. 5 zu halten. Das auf diese Weise gebildete Kugeldistanzelement 44,a wirkt mit den angrenzenden Konstruktionselementen so zusammen-, um ein opt-4,malos-Volumen-innerhalb des Pott- raums50a Me d:L**Aufnahmt von Fett zu liefern. äs versteht sich, daß die,vorliegende'_Xriindung sich nicht nötvondigorweise auf die Verwendung der dargestell- ten besondei#*n Konstruktion beschränkti vondern auch-die Benutzung von Alternativen und Äquivaleuten-l=brhalb des trfin4ungsumfangs umfaßt, der durch die Außprache u=Itl-- Sen ist.,
Claims (1)
- Patentansprüche 1. Ein-Ax.ialkugelwälzlager, gekennzeichnet durch zwei konzentrisch angeordnete, ringförmig =laufende Druckelemente (j2, #4)p# die zwei gegenüberliegende kreiefö rmis iA#auiende Zaufbahnen (36, 38) aufweisen, eine ringförmig Umlaufs n'de Anzahl von Lagerkugeln (40), die an den b-,biden.Laufbahnen (36, 38) angreifen, um zwischen ihnen,Axiallanten zu übertragen, und die in einer vorgegeb«nen ringföemigen Bahn umlaufen, ein inneres ringförmi& umlaufendes Halteelement (46) und e;#n äußeres ringförmiges Halteelement (48), welche jeweils an der radial --innenliegenden Seite bzw. an der radial außenliegenden Seite der Kugeln (40) angeordnet alüd und einzeln .von dem-einen Druckelement-Jeweils zum anderen führen, wAei-die Haltealemeäte (46, 48) und die Druckielemente (32g #4) zusammen einen geschlossenen ringförmigen Raum (50) bilden" d92r die Kugeln (40) enthUt und so ausgebildet iatt #m Pett (70) aufzunehmen, wobei die Halteele, mente (46> 48) zu den »ruckelementen (32, 34) eine Anordnung aufweisen, welche eine Drehung der Druckelemente (32, 34)-relativ'zueinander gestattet und gleichzeitig für eine wirksame und ununterbrochene Abdichtung zwischen
dem jeweiligen Halteelement und - dem jeweiligen Druckele-* ment. nprgt, um den Austritt von ?ett (70) aus dem Raum '(50) zu Verhindernt wobel das au£ d;Lede Voise gebildete- iffle,..mit-Seinem äußeren Haltealement Qffl) in enger lege relativ#su den Kugeln (40) angeordnet ist" um auf dieße Weiße den teil Raum (.W)s der sich ra-: klal. außerha.1..b dar äußeren Begrenzungslinie (72) der golb»a,bt£ivAotv. au! einen eehr 24 J# des $Wjgohlossenen ringrernig#= aaum (50) - 2. Blu Wälzlager nach Anspruch 19 dadUrch gekonn394ehh4b
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