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Dokumentenidentifikation DE4107830C2 15.07.1993
Titel Kugellager
Anmelder FAG Kugelfischer Georg Schäfer KGaA, 8720 Schweinfurt, DE
Erfinder Weissgerber, Alois, 8720 Schweinfurt, DE;
Hock, Reinhard, 8721 Dittelbrunn, DE;
Wessel, Stefan, 8721 Geldersheim, DE
DE-Anmeldedatum 12.03.1991
DE-Aktenzeichen 4107830
Offenlegungstag 17.09.1992
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 15.07.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.07.1993
IPC-Hauptklasse F16C 35/067
IPC-Nebenklasse F16C 33/60   G11B 5/48   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kugellager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Vierpunktkugellager der angegebenen Art sind aus der DE-PS 9 05 561 bereits bekannt. Hierin wird vorgeschlagen, die Laufflächen der Lagerringe in Form von erhabenen Zonen von Kugeln, deren Mittelpunkt auf der Lagerachse liegt zu bilden. Bei den gezeigten Ausführungen handelt es sich um Kugelzonen, die beidseitig Abflachungen besitzen. Die als Innenringe verwendeten Zonen sind weiterhin mit einer Bohrung zur Aufnahme einer Welle versehen. Diese Umstände machen zusätzliche Befestigungsflächen und Teile, z. B. in Form der Welle, erforderlich. Da all diese Flächen und Teile mit Fertigungstoleranzen versehen sind, ergeben sich zusätzliche Ungenauigkeiten, die bei Benutzung in Schwenkpositionierern von Plattenspeichern nicht akzeptiert werden können. Da diese Lager sehr klein sind (Manteldurchmesser des Außenrings 2 cm) werden diese Verhältnisse noch ungünstiger. Es ist zwar möglich durch sehr genaue Fertigung auch hochgenaue kleine Wälzlager herzustellen, dies erfordert aber einen unverhältnismäßig hohen Aufwand. Im übrigen ist wegen der geringen Größe doch keine Sicherheit gegeben, denn oft treffen mehrere Toleranzabweichungen aufeinander. Wenn diese sich in dieselben Richtungen addieren, ist das Lager auch dann oft nicht brauchbar.

Aus der DE-PS 8 13 225 ist weiterhin ein als Dreipunktlager ausgebildetes Präzisionskugellager bekannt, bei dem drei die Kugeln einschließende Laufflächen, die spezielle Oberflächen haben, vorgesehen sind, wobei mindestens eine als sphärische Fläche ausgebildet ist. Dabei sitzen die Kalottenringe auf einer zusätzlichen Welle. Auch dies erfordert einen hohen Aufwand.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Lager aufzuzeigen, das die oben genannten Nachteile nicht aufweist und das bei einfachster Herstellung trotz der geringen Größe mit höchster Genauigkeit im Laufbahn- und Befestigungsbereich herstellbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe wird im Anspruch 1 angegeben. Der Anspruch 2 enthält eine weitere Ausgestaltung.

Wenn man die Laufringe, wie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben ist, aus Kugelsegmenten herstellt, die z. B. aus zwei "Dreiviertelkugeln" bestehen, ergibt sich zunächst einmal eine hochgenaue Laufbahn für die Laufkugeln am Innenring, denn die Kugeln können mit sehr hoher Genauigkeit hergestellt werden, wobei sie, da sie aus der Serienfertigung von Kugellagern entnommen werden können und nur zusätzlich abgeflacht werden müssen, selbst als Großserienprodukt einfach herstellbar sind. Von besonderem Vorteil ist hier noch, daß die Fortsetzung der Kugelflächen als Wellenersatz dient und in Gehäusevertiefungen mit vorzugsweise Kegelflächen aufgenommen wird. So ergibt sich über die hochgenaue Kugelflächen eine exakte Aufnahme im Gehäuse, wobei, wegen des Wegfalls von zusätzlich zu bearbeitenden Flächen und Teilen wie z. B. die Welle, die oben genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere bei kleinen Lagern ist diese Möglichkeit sehr günstig, denn auch kleine Kugeln können mit sehr hoher Genauigkeit hergestellt werden.

Die Erfindung kann natürlich auch bei zweireihigen Dreipunktlagern Verwendung finden. Hier muß nur zwischen die zwei "Dreiviertelkugeln" eine beidseitig abgeflachte Kugelzone eingeschoben werden. Die Verbindung der Teile erfolgt jeweils vorzugsweise durch Kleben.

Da die Laufkugeln auch im Außenringbereich einfach und genau geführt werden müssen, bestehen die Außenringe aus zwei ineinander verschiebbaren, abgestuften Ringteilen mit kegeligen bzw. konkav gekrümmten Laufbahnabschnitten. Nach dem Ineinanderschieben der Ringe bis zur spielfreien bzw. vorgespannten Anlage der Laufkugeln an den Laufbahnen werden die Ringe, miteinander verklebt. Das Lager ist dann auch in diesem Bereich einfach aber trotzdem genau her- und einstellbar.

Die Erfindung wird anhand von zwei Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein einreihiges Vierpunktkugellager,

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein zweireihiges Dreipunktkugellager.

Gemäß Fig. 1 besteht das Vierpunktlager aus einem im Gehäuse 1 angeordneten, zweiteiligen Außenring 2, den Laufkugeln 3 und zwei Kugelsegmenten 4, die in Gehäusevertiefungen 5 gelagert sind. Die üblicherweise zylindrische Achse oder Welle wird hier durch zwei Kugelsegmente 4 ersetzt. Diese besitzen abgeflachte Stellen 6. Diese sind hier durch Kleben miteinander verbunden. Durch die Krümmung der Kugelsegmente 4 ergeben sich im Bereich der Verbindungsstelle 6 zwei Berührstellen der Laufkugeln 3 am Innenring, der hier aus zwei Kugelsegmenten 4 mit der Kugeloberfläche 7 besteht. Diese Kugeloberfläche 7 setzen sich fort und bilden daher in diesem Bereich ebenfalls kugelige Befestigungsabschnitte 7&min;. Letztere stehen Vertiefungen 5 am Gehäuse gegenüber, wobei das Gehäuse hier aus einer Platte 8 und einem in einer weiteren festen Platte 9 einschraubbaren Gewindebolzen 10 besteht. Die Platte 8 und der Gewindebolzen 10 besitzen von Kegelflächen 11 gebildete Vertiefungen 5, in denen eine genaue Fixierung der Kugelsegmente 4 über die Kugeloberfläche 7&min; möglich ist.

Die Genauigkeit des Lagers wird im Bereich des Außenrings 2 dadurch erreicht, daß dieser aus zwei Ringteilen 12, 13 besteht, auf deren kegelig geformten Laufbahnabschnitten 12&min;, 13&min; die Laufkugeln 3 abrollen.

Die z. B. spielfreie Einstellung des Vierpunktlagers wird dadurch ermöglicht, daß der eine Ringteil 13 eine Stufe 14 besitzt, die den anderen Ringteil 12 umgreift, wobei die axialen Stirnflächen einander mit Spalt 15 gegenüberstehen. Dieser Spalt 15 ermöglicht es, die Ringe 12, 13 axial so lange gegeneinander zu verschieben, bis die spielfreie Einstellung des Lagers erreicht ist. Danach werden die Ringteile 12, 13 miteinander verklebt.

Das zweireihige Dreipunktkugellager nach Fig. 2 ist nach dem gleichen Prinzip aufgebaut wie das Lager nach Fig. 1. Die Welle besteht hier aus drei Teilen, wobei zwischen den Segmenten 4 eine Kugelzone 16 mit zwei Abflachungen eingeklebt ist. Im Bereich der Abflachungen 6 ergeben sich so zwei Laufbahnen für die beiden Laufkugelreihen 17 und 18. Auch der Außenring besteht aus zwei Laufringen 19 und 20, die durch eine Druckfeder 21 voneinander weggedrückt werden. Durch diese Merkmale ergibt sich hier ein spielfreies oder vorgespanntes zweireihiges Dreipunktkugellager, das wegen der Verwendung von Kugelteilen 4 und 16 ebenfalls genau herstellbar ist und wegen der Lagerung über die kugeligen Befestigungsabschnitte 7&min; im Gehäuse 22 genau positioniert werden kann.


Anspruch[de]
  1. 1. Lagerung z. B. für einen Schwenkpositionierer eines Plattenspeichers, bestehend aus einem Vierpunktkugellager oder einem zweireihigen Dreipunktkugellager, dessen Innenring-Laufbahnen aus konvexen Kugelsegmenten bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die an abgeflachten Stellen (6) direkt miteinander verbundenen, als Welle oder Achse ausgebildeten, vollen Kugelsegmente (4) mit ihrer Kugeloberfläche (7) als Befestigungsabschnitt (7&min;) fortsetzen, wobei sie Gehäusevertiefungen (5) gegenüberstehen.
  2. 2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (2) aus zwei ineinander verschiebbaren Ringteilen (12, 13) mit kegeligen bzw. konkav gekrümmten Laufbahnabschnitten (12&min;, 13&min;) besteht, wobei die Ringteile (12, 13) miteinander verklebt sind.






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