DE7214308U

DE7214308U - Präzisions-Kugellager

Info

Publication number: DE7214308U
Application number: DE7214308U
Authority: DE
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Publication date: 1974-03-14

Description

LICENTIA PATENT-VERWALTliNGS-GMBH. 6 Frankfurt/Main 70, Theodor-Stern-Kai 1

G 72 I^ 303.9

20. Dezember 1973

"Präzisions-Kugellager"

Bei dar Fertigung von Kugellagern mit Präzisionslaufeigenschaften war bisher nur die Verwendung von Stahl-Werkstoffen bekaimt. Derartige, aus Stahl hergestellte Lager müssen aber, um eine einwandfreie Funktion gewährleisten zu können, geschmiert werden. Aus dem Erfordernis der Schmierung resultiert andererseits die Notwendigkeit, die Lager mit ausreichend Spiel (Lagerluft) zu versehen. Als Konsequenz ergibt sich damit bei den aus Stahl ausgeführten Lagern, daß ihre Rundlaufgenauigkeit und damit ihr Präzisionsverhalten weitgehend durch das infolge ihres technologischen Aufbaus aus Stahlwerkstoffen bedingte Lagerspiel begrenzt ist.

Die der Neuerung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, ein Präzisions-Kugellager zu schaffen, das hinsichtlich seiner Rundlaufgenauigkeit den bekannten Stahlkugellagern mindestens ebenbürtig ist und das andererseits gegenüber Stahlkugellagern ein geringeres Gewicht und eine höhere Geräuscharmst aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Präzisionskugellager aus Kunststoff vorgeschlagen, das sich durch die Verwendung eines teilkristallinen Polyathylenterephthalats als Werkstoff für Kugeln und Lagerringe und durch eine spiel- und schmierfreie Schmiegeführung der Kugeln in den Lpgerringen auszeichnet.

Das als Werkstoff für die Kugeln und Lagerringe des Kugellagers vorgeschlagene, an sich bekannte Polyäthylenterephthalat weist ein visko-elastisches Verhalten auf und ermöglicht durch seinen technologischen Aufbau eine Reduzierung der Reibwerte auf etwa 1/3 der Reibwerte für normale Stahllager. Da bei diesem Lagermaterial auf eine Schmierung des Lagers verzichtet werden kann, ergibt sich weiterhin die Möglichkeit, das Lager spielfrei, d.h. ohne Spiel zwischen den zugeordneten Abmessungen von Kugeln und Lagerringen auszuführen. Diese Spielfreiheit führt nun aber zu einer erheblichen Verbesserung der Rundlaufgenauigkeit des Lagers, die nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung durch eine Vorspannung der Lager in achsialer Richtung noch erhöht werden kann.

Insgesamt gesehen ergibt sich also durch den Vorschlag ein Lager, das sich wegen seiner hohen Rundlaufgenauigkeit besonders gut für Präzisionslagerzwecke eignet und das sich darüberhinaus durch geräuscharmen Lauf und durch geringes Gewicht auszeichnet. Auch empfiehlt sich die Anwendung eines derartigen Lagers für Meßgeräte, die ein a-magnetisches Lager, also ein Lager mit metallisch-reinem Aufbau fordern. Schließlich bestehen auch hinsichtlich des Herstel-

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lungsverfahren des vorgeschlagenen Lagers keine Schwierigkeiten, da sowohl spanende, als auch spanfreie Formgebung jederzeit möglich ist.

Die Zeichnung zeigt ein als Traglager ausgebildetes Kugellager, bei dem mit 1 und 2 Lagerringe, mit 3 die Kugeln und mit 4 ein Kugelkäfig bezeichnet sind. Als Werkstoff für die Lagerringe 1 und 2 und für die Kugeln 3 wurde gemäß der Neuerung ein te&kristallines Polyäthylenterephthalat verwendet.

Als Beispiel kann das unter der Bezeichnung KVP 4022 von der Firma Farbwerke Hoechst vertriebene Material genannt werden,

das eine Dichte von 1,37 g/cm^, an der Streckgrenze nach

DIN 53455 eine Festigkeit von 74o kp/cm² und eine Dehnung

von 5% sowie eine Reißfestigkeit von 450 kp/cm aufweist.

Die Dehnspannung dieses Materials bei der Dehngrenze von 0,1 96

nach DIN 53455 und der Prüfgeschwindigkeit 1 liegt bei 440 kp/ cm². Weitere Festigkeitswerte des verwendeten Werkstoffes sind:

Biegekriechmodul (l-Minutenwert) β 35*000 kp/cm J Dehnung bei einer Dauerzu gbelastung von 200 kp/cm nach einer Stunde » 0,6# und nach 10.000 Stunden » 0,8tff Druckschwellfestigkeit (angelehnt an DIN 50100) bei 10⁷ Last-

wechselna 26o - 26o kp/cm²{

Längenausdehnungs-Koeffizient « 70 χ 10 grd ~ . Für die Wahl dieses Werkstoffes war entscheidend, daß dieser Kunststoff aufgrund seines teilkristallinen Gefüges nur sehr

geringe Schwindung mit guten Streckgrenzen- und Dehnungswerten aufweist.

Durch die Verwendung eines derartigen Werkstoffes für die Lagerringe und Kugeln eines Kugellagers wurde bei einem Trag-

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lager mit einem Lagerdurchmesser von 800 mm eine Rundlaufgenauigkeit von ±0,05 bei einer Belastung von 100 bis 600 kp und bei einem Planlauf von ± 0,1 erreicht.

Auch der Kugelkäfig kann aus Kunststoff bestehen, was an sich schon bekannt ist. Auf diese Weise steht nun ein Lager zur Verfügung, das neben den schon erwähnten besonders guten Rundlaufgenauigkeitswerten auch Vorteile hinsichtlich seines geringen Gewichtes, seiner magnetischen Eigenschaften und schließlich auch seiner gegenüber Stahl wesent lich besseren Korrosionsfestigkeit bietet. Die Rundlaufgenauigkeit kann, wie Versuche ergeben haben, durch eine an dem Lager ausgeübte Vorspannung, bei der die Lagerringe 1 und 2 in achsialer Richtung gegeneinander verspannt werden, noch erhöht werden.

Erwähnenswert ist auch die Tatsache, daß solche Lager Rüttel- und Schockbeanspruchungen infolge guter Schockdämpfung

wesentlich elastischer reagieren als Stahllager.

Claims

HH 71Λ1 Schutzansprüche

1. Präzisions-Kunststoffkugellager, gekennzeichnet durch die Verwendung eines teilkristallinen Polyäthylenterephthalats als Werkstoff für Kugeln (3) und Lagerringe (l, 2) und durch eine Spiel- und schmierfreie Schmiegeführung der Kugeln in den Lagarringen.

2. Präzisions-Kunststoffkugellager nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an dem Lager ausgeübte Vorspannung.

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