DE3319142A1

DE3319142A1 - Kugellager und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3319142A1
Application number: DE19833319142
Authority: DE
Inventors: Angelo Lecco Como Bartesaghi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-05-28
Filing date: 1983-05-26
Publication date: 1983-12-15
Also published as: IT1152790B; IT8221537A0

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Kugellager, insbesondere ein Kugellager mit freiem Umlauf der Kugeln, d.h. ein sogenanntes Kugellager ohne Kugelkäfig, bei dem wenigstens ein Rollbahnring aus mindestens zwei bei der Montage miteinander kuppelbaren und aneinander befestigbaren Teilen besteht. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von derartigen Kugellagern.
Kuggellager mit Rollbahnringen aus Kunststoff, bei denen ein Rollbahnring, in der Regel der innere Rollbahnring, aus wenigstens zwei Teilen besteht, die bei der Montage zur Vervollständigung der zugehörigen Kugellaufrille und zur Lagerung der Kugeln aneinander befestigt werden, sind an sich bekannt. Die Teile der Rollbahnringe werden dann mit verschiedenen Mitteln, wie Stiften, Nieten usw.
miteinander verbunden. Diese Mittel ermöglichen nicht nur die Positionierung der verschiedenen Kugellagerteile, sondern sind auch in der Lage, die im Betrieb auftretenden Spannungen und Belastungen auszuhalten.
Derartige bekannte Kugellager besitzen jedoch einige Nachteile, weil die Herstellung des mehrteiligen Rollbahnringes, der die im Betrieb auftretenden Belastungen aushalten soll, sowie die Herstellung der Bauteile, welche die Teile der Rollbahnringe im zusammengebauten Zustand zusammenhalten, kompliziert und daher unwirtschaftlich sind.
Ausgehend von diesen Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Kugellager, insbesondere mit Rollbahnringen aus Kunststoff anzugeben, das frei von den genannten Nachteilen ist und dessen Montage nicht nur in einfacher, schneller -;snd wirtschaftlicher Weise erfolgen kann, sondern auch eine ausreichende Festigkeit und Belastbarkeit des zusammengebauten Kugellagers im Betrieb gewährleistet.
Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von derartigen Kugellagern anzugeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Kugellager, mit dem sich die eingangs geschilderten Nachteile ausräumen lassen, ist die Konstruktion so getroffen, daß z.B. die Teile des inneren Rollbahnringes Vorsprünge und Ausnehmungen aufweisen, die'so ausgebildet sind, daß sie eine einrastbare Kupplung bilden, die durch Relativbewegungen der Kupplungselemente kuppelbar oder entkuppelbar sind, wobei diese Relativbewegungen eine radiale Bewegungskomponente enthalten und daß der innere Rollbahnring in oder auf einem Element mit kreisförmigem Querschnitt angebracht ist, welches die genannten Radialbewegungen blockiert.
Insbesondere wird gemäß der Erfindung ein Kugellager angegeben, bei dem ein Rollbahnring, in der Regel der innere Rollbahnring, aus wenigstens zwei beim Zusammenbau kuppelbaren und aneinander befestigbaren Teilen besteht, wobei der Eingriff der Teile des Rollbahnringes durch Einrasten von Formelementen dieser Teile erfolgt.
Obwohl die einrastbare Kupplung nicht ausreichend ist, um eine entsprechende Festigkeit und Widerstandsfähigkeit des Lagers im Betrieb zu gewährleisten, ist eine derartige Kupplung bzw. ein damit gerüstetes Kugellager dennoch verwendbar und einsetzbar, weil die Kupplung im montierten Zustand durch die anschließende Anbringung in oder auf einem Element mit kreisförmigem Querschnitt in radialer Richtung blockiert wird. Bei diesem Element mit kreisförmigem Querschnitt kann es sich s.B. um einen Ring im Falle eines äußeren Rollbahnringes bzw. eine Welle oder einen Zapfen im Falle eines inneren Rollbahnringes handeln.
Die Herstellung eines Kugellagers dieser Art geschieht so, daß man einen einteiligen und einen zwei- oder mehrteiligen Rollbahnring ausbildet, wobei wenigstens zwei Teile komplementäre Vorsprünge und Ausnehmungen besitzen, die zur Bildung einer einrastbaren Kupplung zusammenwirken, was durch mindestens ein bewegliches Teil mit radialer Bewegungskomponente erfolgt, daß man die Kugeln in dem einteiligen Rollbahnring anordnet, daß man den anderen Rollbahnring durch Einrasten seiner Bestandteile und gleichzeitige Positionierung und Unterstützung der Kugeln zusammenbaut, und daß man schließlich das so zusammengebaute Lager durch Anbringung des mehrteiligen Rollbahnringes in oder auf einem die radiale Bewegungskomponente blockierenden Element anbringt.
Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 einen Axialschnitt durch die verschiedenen Teile des erfindungsgemäßen Kugellagers, wobei zu seiner Montage eine Welle oder ein Zapfen vorgesehen ist; Fig. 2 einen Teilschnitt, der die Anbringung der Teile des inneren Rollbahnringes sowie des Lagers an einer Welle oder einem Zapfen zeigt; und Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kugellagers.
Wie sich aus der Zeichnung und insbesondere aus Fig. 1 ergibt, umfaßt das gezeigte Kugellager einen üblichen äußeren Rollbahnring 10, z.B. aus Kunststoff, der eine Kugellaufrille 11 besitzt. Innerhalb der vom Rollbahnring 10 definierten Öffnung ist für die Kugeln 12 ein innerer Rollbahnring vorgesehen, der aus zwei Teilen 13 und 14 besteht, die bei der Montage durch gegenseitige Axialbewegung miteinander verbunden oder gekuppelt werden können, und zwar dann, wenn die Kugeln 12 in der Kugellaufrille 11 des inneren Rollbahnringes 10 angeordnet sind. Das Kugellager ist, wie oben erwähnt, ein Kugellager mit freiem Umlauf der Kugeln, d.h. ein Kugellager ohne Kugelkäfig.
Beide Teile 13 und 14 des inneren Rollbahnringes besitzen jeweils ein Teil 15 bzw. 16 der inneren Kugellaufrille der Kugeln 12 sowie jeweils eine Bohrung 17 bzw.
18, in die eine Welle oder ein Zapfen. 20 eingesetzt werden kann, wenn das Kugellager zusammengebaut ist. Das eine Teil, in diesem Falle das Teil 13, ist auf seiner dem anderen Teil 14 zugewandten Seite mit axialen Vorsprüngen 21 versehen, die getrennt bzw. im Abstand voneinander angeordnet sind, so daß diese Vorsprünge 21 aufgrund der Qualität und Eigenschaften des die beiden Teile 13 und 14 bildenden Materials, z.B. Kunststoff, in radialer Richtung beweglich bzw. verschiebbar sind.
Jeder Vorsprung 21 läuft an seinem freien Ende in einen radial verlaufenden Zahn oder Rastzahn 22 aus, der eine radial verlaufende Anlagefläche 23 sowie eine zur Lagerachse geneigte schräge Auflauffläche hat.
Das andere Teil 14 des inneren Rollbahnringes weist an seinem den Zähnen 22 zugewandten Teil eine axiale Bohrung 26 auf, deren Durchmesser größer als der der Bohrung 18 ist. Diese axiale Bohrung 26 hat einen Durchmesser, der im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Grundflächen der Vorsprünge 21 ist. Die Bohrung 26 besitzt eine stirnseitige Auflauffläche 27 (vgl. auch Fig. 2) sowie eine radial nach innen verlaufende Wand 28, welche die eine Wand einer Nut 29 bildet, in welche die Zähne 22 der Vorsprünge 21 einrasten können, Bei der Montage des Kugellagers werden zunächst die Kugeln 12 in der Kugellaufrille 11 angeordnet und dann die beiden Teile 13 und 14 des inneren Rollbahnringes axial gegeneinander verschoben. Dabei wird eine radiale Bewegung aller Vorsprünge 21 bewirkt, so daß die Zähne 22 soweit in die Bohrung 26 eingesetzt werden können, bis sie in die Nut 29 gelangen, in der sie durch Rückfederung der Vorsprünge 21 einrasten, wobei die Wände 23 und 28 einander übergreifen.
In diesem Zustand ist das Kugellager zusammengebaut und kann gelagert und versandtwerden. Das Kugellager ist in diesem Zustand zwar nicht in der Lage, die im Betrieb auftretenden Spannungen und Belastungen auszuhalten, weil die Einrastung der beiden Teile des inneren Rollbahnringes wieder gelöst werden kann. Es ist auch nicht in der Lage, die beiden Teile der Kugellaufrille der Kugeln 12 in den idealen gegenseitigen Stellungen zu halten. Da jedoch das Kugellager an einem Maschinenelement angeordnet wird, in diesem Falle an der Welle 20, wird dadurch die Möglichkeit der Lösung oder Ausrastung der Einrastkupplung ausgeschlossen, weil jede radiale Bewegung der Vorsprünge 21 zur Achse 25 verhindert wird. Dabei sind die beiden Teile 13 und 14 des inneren Rollbahnringes unter den üblichen im Betr b auftretenden Spannungen und Belastungen des Kugellagers genau in ihren Stellungen gehalten.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist ein dreiteiliger innerer Rollbahnring vorgesehen, der mit einem Steg 30 ausgebildet ist, der mit seinen Zähnen 31 an den nach innen vorstehenden Teilen 32 der beiden Teile 13 und 14 angreift und sie miteiander verbindet. Auch hier ist das zusammengebaute Kugellager durch seine Anordnung auf einer Welle oder einem Zapfen 20 so blockiert, daß ein Lösen durch eine Bewegung in radialer Richtung nach innen verhindert wird.
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Claims

Kugellager und Verfahren zu seiner Herstellung PATENTANSPRUCHE: Kugellager, insbesondere mit freiem Umlauf der Kugeln d.h. ohne Kugelkäfig, bei dem wenigstens ein Rollbahnring aus mindestens zwei bei der Montage miteinander kuppelbaren und befestigbaren Teilen besteht, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens zwei Teile (13, 14) dieses Rollbahnringes Vorsprünge (21, 22) und Ausnehmungen (28, 29) aufweisen, die so geformt sind, daß sie eine einrastbare Kupplung bilden, die durch Relativbewegungen oder Kupplungselemente (21, 29) kuppelbarundentkuppelbarsind, wobei diese Relativ- wegungen eine radiale Komponente aufweisen, und daß der Rollbahnring innerhalb oder außerhalb eines Elementes (20) mit kreisförmigem Querschnitt angebracht ist, das die genannten Radialbewegungen blockiert.
2. Kugellager nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Teil (13) des Rollbahnringes (13, 14) mindestens einen axialen Vorsprung (21) aufweist, der in radialer Richtung elastisch verformbar und mit radial verlaufenden Rastzähnen (22) versehen ist, während das andere Teil (14) dieses Rollbahnringes mit einer oder mehreren, die Rastzähne (22) aufnehmenden Ausnehmungen (29) versehen ist, wobei die radialen Relativbewegungen zwischen den Zähnen (22) und Ausnehmungen (29) durch das Element (20) mit kreisförmigem Querschnitt nach seiner Anbringung auf oder in dem Rollbahnring blockiert sind.
3. Kugellager nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die axialen Vorsprünge (21) am Umfang des Rollbahnringes (13, 14) angebracht und unmittelbar gegen das Element (20) mit kreisförmigem Querschnitt anlegbar sind.
4. Kugellager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens der mehrteilige Rollbahnring (13, 14) aus Kunststoff besteht.
5. Kugellager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der mehrteilige Rollbahnring (13, 14) den inneren Rollbahnring bildet und daß das Element (20) mit kreisförmigem Querschnitt eine Welle oder ein Zapfen ist.
6. Verfahren zur Herstellung von Kugellagern nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein einteiliger und ein zwei- oder mehrteiliger Rollbahnring gebildet werden, wobei wenigstens zwei Teile komplementäre Vorsprünge und Ausnehmungen besitzen, die zur Bildung einer einrastbaren Kupplung zusammenwirken, die durch mindestens ein bewegliches Teil mit radialer Bewegungskomponente erfolgt, daß die Kugeln in den einteiligen Rollbahnring eingesetzt werden, daß der andere Rollbahnring durch Einrasten seiner Bestandteile und gleichzeitige Positionierung und Unterstützung der Kugeln zusammengebaut wird, und daß schließlich das so zusammengebaute Lager durch Anbringung des mehrteiligen Rollbahnringes innerhalb oder außerhalb eines die radiale Bewegungskomponente blockierenden Elementes fertiggestellt -wird.