DE1575443C2

DE1575443C2 - Einreihiges Axial-Radial-Drahtkugellager

Info

Publication number: DE1575443C2
Application number: DE1575443A
Authority: DE
Inventors: Heinz 5804 Herdecke Poehler; Wilhelm Dipl.-Ing. 4600 Dortmund Schlueter
Original assignee: Hoesch Werke AG
Current assignee: Hoesch Werke AG
Priority date: 1967-04-15
Filing date: 1967-04-15
Publication date: 1974-03-14
Also published as: SE335259B; GB1184994A; DE1575443B1; FR1559418A

Description

einzelnen Lagerteile gelten auch für die anderen Abbildungen.

Das erfindungsgemäße Kugellager besteht entsprechend der A b b. 1 im wesentlichen aus dem Lagerinnenring 1, dem geteilten Lageraußenring 2 mit den eingelegten Abstimmbeilagen 3, den Kugeln 4 und den Laufdrähten 5, 6, 7, 8, 9,10, wobei zu den sonst üblichen Laufdrähten 6, 7, 9,10 zusätzlich die Laufdrähte 5, 8 für die Aufnahme der vorwiegend in einer Richtung auftretenden höchsten axialen Belastungen angeordnet sind. Mit 11 ist die jeweilige Drehachse der einzelnen Kugeln bezeichnet.

Das Lager ist so konstruiert, daß im theoretisch gewichtslosen Zustand, also bei Vernachlässigung des Eigengewichts sämtlicher Lagerteile, der lichte Abstand zwischen je zwei sich gegenüberliegenden Laufdrähten größer ist als der Kugeldurchmesser.

Zur genauen Spieleinstellung wird der Laufdraht 7 entsprechend angeordnet und der Abstand des Laufdrahtes 10 von den Kugeln 4 durch Anpassung der Abstimmbeilagen 3 festgelegt.

Die Stützwinkel der Laufdrähte werden entsprechend dem jeweils vorliegenden häufigsten Belastungsfall so gewählt, daß die einwirkenden Kräfte möglichst in einer Wirkungslinie, die parallel oder unter einem möglichst geringen Winkel zu den einwirkenden Kräften liegt, durch das System übertragen werden.

Bei vorwiegender zentrisch einwirkender Axiallast (A b b. 1) werden die Laufdrähte 6 und 9 möglichst an die unter einem Stützwinkel Ct₁ von 90° angeordneten Laufdrähte 5 bzw. 8 herangerückt. Bei dieser Belastung sind die unter den Stützwinkeln Ci₁ und α angeordneten Laufdrähte über ihre ganze Länge belastet, während die unter dem Stützwinkel λ., angeordneten Laufdrähte unbelastet bleiben und das Spiel S₁ zu den Kugeln aufweisen.

Die Abb. 2 zeigt das Verhalten des Lagers bei reiner zentrischer äußerer Radiallast. In diesem Falle sind in der Zeichnung auf der linken Lagerseite die vier unter den Stützwinkeln « und a.-, angeordneten Drähte belastet, während sie auf der rechten Lagerseite das Spiel s., zu den Kugeln aufweisen. Die unter dem Stützwinkel λ, liegenden Laufdrähte sind dagegen auf beiden Seiten durch das Eigengewicht des inneren Lagerringes belastet. Überwiegt die zentrische Radiallast, werden die Laufdrähte 6, 7 bzw. 9,10 möglichst nahe zueinander angeordnet.

In A b b. 3 ist ein mit einem axialen Moment be-, lastetes Lager dargestellt, bei dem die Kraft in dem Abstand y von der Lagermitte angreift. Hier ergeben sich unterschiedlich große axiale Lagerbelastungen, und zwar auf der in der Zeichnung linken Lagerseite die nach unten wirkende größere Kraft P₁ und auf der rechten Lagerseite die nach oben wirkende kleinere Kraft P₂. Bei diesem-Belastungsfall sind die auf der linken Lagerseite unter den Stützwinkeln «_t und χ angeordneten Laufdrähte belastet, während die beiden übrigen Laufdrähte unbelastet sind und zu den Kugeln ein Spiel s aufweisen. Auf der rechten Lagerseite sind nur die unter dem Stützwinkel <x₂ liegenden Drähte belastet, während die übrigen vier Drähte unbelastet sind, wodurch das Spiel S₁ zu den Kugeln entsteht.

Bei überwiegender exzentrischer Momentenbelastung werden die Laufdrähte 7 und 10 möglichst nahe an die Laufdrähte 5 und 8 herangerückt, um eine möglichst gleichmäßige Belastung aller Laufdrähte zu erzielen. Der Winkel cv₂ wird also so groß wie möglich gewählt.

Nach A b b. 4 greift an dem Lager eine radiale Momentenbelastung im Abstand χ von der Kugelkreisebene an. Dadurch ergibt sich auf der in der Zeichnung linken Lagerseite eine axiale Belastung P der unter dem Stützwinkel λ, befindlichen Drähte und eine radiale Belastung P_r der unter dem Stützwinkel α und a₂ angeordneten Drähte. Dadurch werden auf der linken Lagerseite alle sechs Laufdrähte zur Belastungsaufnahme herangezogen. Demgegenüber werden auf der rechten Lagerseite nur die unter dem Stützwinkel λ., angeordneten Drähte mit der gleich großen Axialkraft P belastet, während die anderen vier Drähte zu den Kugeln das Spiel S₁ aufweisen und somit unbeiasiei bie.uen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

überlagerten Axial-, Radial und Momentenbelastung

Patentanspruch: ändert sich auf dem Umfang der Laufbahnen der

Berührungswinkel zwischen Kugeln und Laufbahn,

Einreihiges Axial-Radial-Drahtkugellager mit so daß Differenzgeschwindigkeiten zwischen den je drei Laufdrähten im Lagerinnen- und Lager- 5 Kugeln auftreten, die nicht immer durch elastische außenring, dadurch gekennzeichnet, Kugel-Distanzhalter aufgefangen werden können, daß von den drei Laufdrähten jedes Lagerringes Aus der USA.-Patentschrift 2 614 898 ist ein

(1, 2) jeweils einer (5, 8) entlang eines mit dem 'Kugellager mit sechs Laufflächen bekannt, das so-Durchmesser des Kugelteilkreises ausgestatteten wohl als Radial- als auch als Axiallager verwendet Kreises verläuft und die beiden übrigen Lauf- io werden kann. Hierbei sind im zusammengebauten drähte (6, 7; 9, 10), die jeweils zu verschiedenen Zustande des Lagers nachstehende kennzeichnende Seiten der Kugelteilkreisebene liegen, beim Merkmale wesentlich. Nach Spalte 2, Zeile 10, der Lagerinnenring (1) radial innerhalb, beim Lager- vorgenannten Patentschrift ist »der Kugelkanal ein außenring (2) dagegen außerhalb eines den gleichseitiges Rechteck«, wobei in Spalte 3, Zeilen 32 Kugelteilkreis enthaltenden Zylinders angeordnet 15 und 33, diesbezüglich angegeben ist, daß »der Absind, und daß das Lager mit Spiel zwischen den stand zweier gegenüberliegender Kugellaufbannen Kugeln (4) und allen Laufdrähten (5, 6, 7, 8, 9, gleich dem Kugeldurchmesser ist«. Das heißt, die 10) ausgestattet ist. Lagerluft ist bei allen vorhandenen Kugellaufbahnen

über den ganzen Umfang gleich Null. Dadurch ist ao dieses Lager über den gesamten Umfang an keiner

- der vorhandenen Laufbahnen mit einem Spiel ausge

stattet. Damit ist die Abrollkinematik des Laufsystems gestört, weil bei den verschiedenen Belastungsfällen keine Konstanz der Kugeldrehachsen

Die Erfindung bezieht sich auf ein einreihiges 25 vorhanden ist, was zu einer unerwünschten Ver-

Axial-Radial-Drahtkugellager mit je drei Laufdräh- größerung des Drehwiderstandes durch die bohrende

ten im Lagerinnen- und Lageraußenring. Reibung führt. Außerdem können hierbei infolge des

Im Schwermaschinenbau werden an Geräten, bei Gleitens der Kugeln vorzeitige Verschleißerscheinun-

denen ein Teil gegen den anderen drehbar und gen eintreten.

schwenkbar gelagert werden muß, im immer größe- 30 Aus der deutschen Patentschrift 1 039 790 ist es an

ren Umfang Großwälzlager verwendet. sich bekannt, bei einem Wälzlager je drei Laufdrähte

Derartige Wälzlager sind als doppelreihige Kugel- im Lagerinnen- und Lageraußenring anzuordnen, die

drehverbindungen oder einreihige Vierpunkt- bzw. jedoch mit unterschiedlichen Wälzkörpern, nämlich Rillenkugellager und Drahtkugellager bekannt (z. B. Zylinderrollen und Kugeln, zusammenwirken. Bei

deutsche Patentschriften 625 461 und 846 646). 35 diesen Lagern kann es hierbei bei außermittigem

Die Lagerungen müssen besonders in Kränen, Kraftangriff im Bereich der Rollenlaufbahnen zu

Baggern, Radargeräten, Verholspillen, Fahrzeugen Kantenläufern kommen.

mit schweren drehbaren Aufbauten und ähnlichen Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kugellager zu

Geräten, bei denen ein schweres Geräteteil gegen das schaffen, das entsprechend den jeweilig vorliegenden andere gedreht und geschwenkt werden muß, gleich- 4° Belastungen einwandfreie Abroll- und Kraftverhältzeitig axiale, radiale und durch außermittige Kraft- nisse ergibt. Gemäß der Erfindung wird dazu bei einwirkung auftretende Momentenbelastungen auf- einem einreihigen Axial-Radial-Kugellager mit je drei nehmen. Dabei wird durch die exzentrische, auf dem Laufdräh ten im Lagerinnen- und Lageraußenring Lager ruhende Axiallast die Druckkraft auf den der vorgeschlagen, daß von'den drei Laufdrähten jedes Axiallast zugewendeten Lagersektor, um die Axial- 45 Lagerringes jeweils einer entlang eines mit dem last größer als die Zugkraft auf den der Axiallast Durchmesser des Kugelteilkreises ausgestatteten abgekehrten Lagersektor. Kreises verläuft und die beiden übrigen Laufdrähte, ,

Einreihige Kugellager haben gegenüber den dop- die jeweils zu verschiedenen Seiten der Kugelteil- | pelreihigen Kugeldrehverbindungen den Nachteil, kreisebene liegen, beim Lagerinnenring radial inner- \ daß die auf das Lager einwirkenden verschieden- 5° halb, beim Lageraußenring dagegen außerhalb eines j artigen Kräfte in den gleichen Laufbahnabschnitten den Kugelteilkreis enthaltenden Zylinders angeord- _; aufgenommen werden müssen. Damit ist die Berech- net sind und daß das Lager mit Spiel zwischen den \ nung der statischen und dynamischen Tragfähigkeit Kugeln und allen Laufdrähten ausgestattet ist. sowie die Bestimmung der Lebensdauer verhältnis- Durch die vorgeschlagene Lösung wird in vorteilmäßig schwierig, da die Belastungen für die Berech- 55 hafter Weise erreicht, daß insbesondere bei den vornung der Laufbahnabschnitte miteinander kombi- liegenden Belastungsfällen mit überwiegender Axialniert werden müssen. · last eine einwandfreie Führung und Kraftaufnahme

Bei den vorliegenden hauptsächlich axialen Be- durch die Kugeln erfolgt und die Drehachse der lastungen konnten auch bekannte einreihige Kugel- Kugeln vorher festgelegt werden kann, da die Kugellager noch keine befriedigende Lösung bringen, bei 60 berührungspunkte mit den Laufbahnen annähernd denen die die Hauptaxiallast aufnehmende Laufbahn genau bestimmt werden können. Entscheidend dabei über den Mittelpunkt der Kugeln hinweggezogen ist es, daß die auftretenden Axialbelastungen überwurde, sich also Lager mit versetzten Lagerspalten wiegend von den beiden mit dem Durchmesser des ergaben. Bei vorliegenden außermittigen Beanspru- Kugelteilkreises versehenen Laufdrähten aufgenomchungen ist ein Taumeln der Kugeln nicht zu ver- 65 men werden.

meiden, da die Wälzkörper beim Bestreichen der Die A b b. 1 bis 4 zeigen gemäß der Erfindung

durch die außermittige Last entlasteten Seite der ausgebildete Lager bei verschiedenem Lastangriff. Lauffläche ihre Drehrichtung ändern. Infolge der Die für die A b b. 1 gewählten Bezugszeichen der :