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Patent Searching and Data


Title:
ROLLING BEARING COMPRISING AN ECCENTRIC OUTER RING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/095809
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a bearing comprising an outer ring (2) that is provided with an inner annular bearing surface (12) and an outer annular circumferential surface (5) which is disposed eccentric relative to the bearing surface (12). The inventive bearing is embodied as a rolling bearing, wherefore the same can be used for mounting transmission shafts.

Inventors:
Heck, Hubert (Apratherstr. 10, Düsseldorf, 40629, DE)
Kiforiuk, Alexander (Jahnstr. 19, Ebersbach an der Fils, 73061, DE)
Application Number:
PCT/EP2005/001884
Publication Date:
October 13, 2005
Filing Date:
February 23, 2005
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP PRESTA STEERTEC GMBH (Rather Strasse 51, Düsseldorf, 40476, DE)
Heck, Hubert (Apratherstr. 10, Düsseldorf, 40629, DE)
Kiforiuk, Alexander (Jahnstr. 19, Ebersbach an der Fils, 73061, DE)
International Classes:
F16C23/10; (IPC1-7): F16C23/10
Foreign References:
GB836869A1960-06-09
DE4012936A11990-10-31
DE2058111A11972-05-31
Other References:
See also references of EP 1747382A1
Attorney, Agent or Firm:
Lenzing, Gerber (Postfach 20 05 09, Düsseldorf, 40103, DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Lager mit einem Außenring (2), der eine innere kreisring¬ förmige Lagerfläche (12) und eine äußeren kreisringförmi¬ ge Umfangsfläche (5) aufweist, wobei die Umfangsfläche (5) exzentrisch zu der Lagerfläche (12) angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das La¬ ger ein Wäl zlager ist .
2. Lager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , dass das Lager ein Rillenkugellager ist,.
3. Lager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , dass das Lager ein Radial Rillenkugellager ist.
4. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Exzent¬ rizität (e) im Bereich von lOμm bis 200μm liegt.
5. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Außen¬ ring (2) Aussparungen (15) für den Eingriff eines Werk¬ zeugs aufweist.
6. Lager nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , dass der Außenring (2) wenigstens zwei parallel zur Drehachse orientierte Stirnlöcher (15) auf¬ weist.
7. Verwendung eines Lagers nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , zur spielfreien Einstellung der Lage einer Getriebewelle in einem Eingriff.
Description:
Wälzlager mit exzentrischem Außenring

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wälzlager.

Bei der Montage von Wellen und in deren Betrieb werden bei¬ spielsweise bei Druckereimaschinen Gleitlager verwendet, die einen Außenring mit einer äußeren Umfangsfläche aufweisen, welche exzentrisch zu der Lagerfläche angeordnet ist. Eine derartige Lagerung ist beispielsweise aus der EP 0 076 789 Al bekannt. Diese Lagerung wird für umlaufende Wellen verwendet. Sie ist nachteilig, wenn eine Welle häufig zum Stillstand kommt, weil Gleitlager ein hohes Anlaufmoment aufweisen. Sie erfordern weiter grundsätzlich eine kontinuierliche Schmierung und eine Überwachung im Betrieb.

Entsprechende Lager für Getriebewellen, deren Drehsinn sich im Betrieb häufig ändert, und die über die Lebensdauer des Ge¬ triebes wartungsfrei sind, sind nicht bekannt.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein geeig¬ netes möglichst wartungsfreies Lager für Wellen, insbesondere für Getriebewellen mit häufig reversierendem Drehsinn zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Lager mit den Merkmalen des An¬ spruchs 1 gelöst.

Weil das Lager ein Wälzlager ist, können Lagerungen von Wellen der beschriebenen Art ausgeführt werden, ohne dass bei einem Anlaufen nach vorübergehendem Stillstand eine erhöhte Reibung auftritt.

Das Lager kann ein Rillenkugellager sein. Bei der Lagerung von Getriebewellen vorzugsweise ein Radial-Rillenkugellager ist.

Der Eingriff von Verzahnungen in einem Getriebe lässt seh be¬ sonders genau einstellen, wenn das Lager eine Exzentrizität im Bereich von lOμm bis 200μm aufweist.

Die Einstellung der Lage des Außenrings wird vereinfacht, wenn der Außenring Aussparungen für den Eingriff eines Werkzeugs aufweist, vorzugsweise wenigstens zwei parallel zur Drehachse orientierte Stirnlöcher, Nuten oder sonstige Ausnehmungen. Bei einer anderen Ausführungsform können Vorsprünge wie Zapfen o- der Nasen vorgesehen sein, die für einen Werkzeugeingriff ge¬ eignet sind.

Entsprechend vorteilhaft ist die Verwendung eines insoweit be¬ schriebenen Lagers zur spielfrei einstellbaren Lagerung einer Getriebewelle.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er¬ findung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: ein Rillenkugellager mit einem exzentrischen Außen¬ ring; sowie

Fig. 2: ein Getriebe mit einem Elektromotor und einem Schneckentrieb, der mit einem Lager nach Fig. 1 spielfrei eingestellt ist. Die Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Rillenkugellager 1 mit einem Außenring 2 und einem Innenring 3, zwischen denen Lager¬ kugeln 4 angeordnet sind. Der Außenring 2 weist eine äußere ümfangsfläche 5 auf, die kreisringförmig ausgeführt ist und die rotationssymmetrisch zum Schnittpunkt von zwei Achsen 10 und 11 ist. Weiter weist der Außenring 2 eine innere Ümfangs¬ fläche 12 auf, die ebenfalls kreisringförmig ausgeführt ist, jedoch rotationssymmetrisch zum Schnittpunkt der Achsen 10 und 12. Die äußere Ümfangsfläche 5 und die innere Ümfangsfläche 12 sind folglich um einen Betrag e, der dem Abstand der beiden erwähnten Schnittpunkte 10,11 bzw. 10,12 entspricht, exzent¬ risch zueinander.

Die innere Ümfangsfläche 12, die über den Umfang gleichmäßig verteilten Kugeln 4, sowie der Innenring 3 mit einer äußeren Lauffläche 13 und einer inneren Ümfangsfläche 14 sind eben¬ falls rotationssymmetrisch zu dem Schnittpunkt der Achsen 10 und 12 angeordnet, so dass sie ein Radial-Rillenkugellager bilden.

Der Außenring 2 weist weiter zwei Ausnehmungen in Form von Stirnlöchern 15 auf, die einander gegenüberliegend auf der Stirnseite des Außenrings 2 angeordnet sind und die senkrecht zur Zeichenebene als Sackbohrungen in den Außenring 2 einge¬ bracht sind.

In der Figur 2 ist ein Schneckenradgebtriebe schematisch dar¬ gestellt. Das Schneckenradgetriebe wird von einem Elektromotor 20 angetrieben, dessen Motorwelle eine Schnecke 21 trägt. Die Schnecke 21 ist in einem nicht dargestellten Getriebegehäuse in einem konventionellen Kugellager 22 und einem erfindungsge¬ mäßen Kugellager 1 drehbar gelagert. Die Schnecke 21 kämmt mit einem Schneckenrad 23, welches eben¬ falls in dem Getriebegehäuse mit einem Kugellager 24 und einem entsprechenden zweiten Kugellager auf der dem Betrachter abge¬ wandten Seite gelagert ist.

Bei derartigen Getrieben mit sich kreuzenden und in einem ge¬ meinsamen Gehäuse gelagerten Wellen ist eine Einstellung des Spiels zwischen der Schnecke 21 und dem Schneckenrad 23 bis¬ lang nicht möglich. Diese Getriebe werden deshalb durch mög¬ lichst passgenaue Selektion der miteinander kämmenden Elemente weitestgehend spielfrei gefertigt. Dazu ist eine Vermessung und Klassifizierung der Schnecke 21 und des Schneckenrades 23 üblich. Dieses Verfahren ist sehr aufwändig und führt nicht immer zu einem vollständig spielfreien Lauf des Eingriffs. Ein spielfreier Lauf ist aber insbesondere bei Getrieben, die häu¬ fig die Laufrichtung wechseln, die Ursache von nachteiliger Geräuschentwicklung.

Durch Verwendung des erfindungsgemäßen Lagers 1 kann nun im Rahmen der üblichen Fertigungspräzision jede Schnecke 21 mit jedem Schneckenrad 23 in das Getriebe eingesetzt werden. Bei der Montage wird das exzentrische Kugellager 1 in einen spe¬ ziellen Sitz des Getriebegehäuses eingesetzt, in dem es zum einen von der dem Elektromotor 20 abgewandten Seite (der in Figur 2 rechten Seite) her zugänglich ist und zum anderen mit seinem Außenring 2 zunächst noch drehbar sitzt. Zur Einstel¬ lung des Spiels des Eingriffs zwischen der Schnecke 21 und dem Schneckenrad 23 kann nun ein Stirnlochschlüssel in die Stirn¬ löcher 15 eingesetzt werden und der Außenring 2 in dem Sitz des Getriebegehäuses verdreht werden. Diese Drehung bewirkt eine geringe Lageveränderung der Schnecke 21 und wird so lange durchgeführt, bis entweder das gemessene Spiel zwischen der Schnecke 21 und dem Schneckenrad 23 den gewünschten Wert auf¬ weist oder aber bis die durch Drehung der Schnecke 21 zu er¬ mittelnde Reibung in dem Eingriff einen vorbestimmten Wert er¬ reicht, der anzeigt, dass der Eingriff spielfrei ist. In die¬ ser Position wird der Außenring 2 in seinem Sitz fixiert. Die- ses Fixieren kann durch eine Klemmung nach Art einer das Lager 1 umschlingenden Schelle erfolgen. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Lager 1 mit einem Klebstoff eingesetzt wird, der zunächst für die Zeit des Einstellvorgangs noch flüssig bzw. pastös bleibt und der nach einer angemessenen Zeit aus¬ härtet und so den Lagersitz fixiert.

Diese besonders genaue spielfreie Einstellung des beschriebe¬ nen Schneckenradgetriebes ist durch Verwendung des erfindungs¬ gemäßen Lagers 1 erstmals möglich. Die Exzentrizität e des La¬ gers 1 liegt dabei je nach Anwendungsart beispielsweise im Be¬ reich zwischen lOμm und 200μm.

Mit besonderem Vorteil kann die neue Art des Kugellagers bei einem Schneckengetriebe angewendet werden, das bei einem e- lektrischen Servoantrieb für eine Kraftfahrzeugservolenkung verwendet wird. Bei derartigen Lenkungen ist bei Geradeaus¬ fahrt häufig ein Zustand zu berücksichtigen, in den nur sehr geringe Lenkausschläge erfolgen. Dieses Pendeln um die Nullla¬ ge macht sich in dem Getriebe dadurch bemerkbar, dass nur sehr geringe Drehwinkel mit häufig wechselndem Drehsinn auftreten. Selbst das geringste Spiel zwischen den beiden miteinander kämmenden Bauelementen führt in diesem Betriebszustand zu ei¬ ner Geräuschentwicklung, die unerwünscht ist. Diese ist mit dem erfindungsgemäßen Lager 1 und der beschriebenen Verwendung zur Lagerung in einem Schneckengetriebe zu beseitigen.