DE2555923C3 - Wälzlagerlaufring - Google Patents

Description

tan a =

entspricht, wobei c/den Durchmesser der Bohrungsoder Mantelfläche des Rings (4), η die Anzahl der Nuten (5) und b die Breite des Rings (4) bedeutet

2. Ring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (5) in der Mitte des Rings (4) tiefer eingearbeitet sind als an den seitlichen Enden.

3. Ring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (5) im Bereich einer Stirnseite tiefer eingearbeitet sind.

4. Ring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (5) in Ringhälften gegeneinander versetzt angeordnet sind.

Die Erfindung befaßt sich mit einem Wälzlagerlaufring gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-AS 19 05 462 ist ein Wälzlager für Strahltriebwerke bekannt, bei dem die Bohrungsfläche des Innenrings mit axial verlaufenden Nuten versehen ist. Die Nuten dienen zur Schmiermittelzuführung und zur Kühlung, wobei das Schmiermittel unter dem Lager hindurchgeführt und durch radiale Bohrungen den zu schmierenden Stellen gezielt zugeführt wird. Da Strahltriebwerke mit hohen Drehzahlen und Temperaturen betrieben werden, tieten sehr hohe Fliehkräfte und Wärmedehnungen auf. weshalb die Lager sehr fest auf der Welle aufgeschrumpft sind. Es hat sich gezeigt, daß bei den Ringen mit axial verlaufenden Schmiernuten infolge der Fliehkraft und der beim Schrumpfen auftretenden Spannungen eine Welligkeit der Laufbahn auftritt. Da der auf Zug beanspruchte Querschnitt des Lagerrings nicht konstant ist, kommt es an den Stellen der Schmiernuten zu elastischen Abplattungen. Diese elastischen Abplattungen beeinflussen die Lebensdauer des Lagers sehr nachteilig, da Wälzkörper und Laufbahn sehr schnell verschleißen. Weiterhin entstehen Vibrationen und Geräusche. Auch erfordert die Herstellung der axial verlaufenden Nuten einen entsprechenden Aufwand an Maschinen und Arbeitszeit.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Wälzlagerlaufring der eingangs genannten Art se weiterzubilden, daß die vorgenannten Nachteile vermieden werden und der Ring bei hoher Materialnutzung und leichter Herstellung keine unzulässige Verformung der Mantel-, Bohrungs- oder Laufbahnfläche aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 zu ersehen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Ansprüchen 2 bis 4 zu entnehmen.

Durch die schräge Anordnung der Nuten wird nicht

nur eine gleichmäßig ebene und runde Laufbahnform — auch bei hohen Spannungen — erzielt, sondern die Herstellung der Nuten wird gleichzeitig wesentlich erleichtert

Daneben ergeben sich noch weitere Vorteile. So wird ' der Schmiermitteldurchsatz erhöht und als Folge der gegenüber axial verlaufenden Nuten längeren Kühlstrecke kann eine bessere Wärmeabfuhr erreicht ίο werden. Der Schmiermitteldurchsatz kann noch weiter erhöht werden, wenn Steigung und Querschnitt der Nut entsprechend variiert werden.

Von weiterem Vorteil ist es, daß durch entsprechende Veränderung der Nuttiefe das Schmiermittel bevorzugt an kritische Stellen des Lagers gebracht wird, ohne daß dazu aufwendige Maßnahmen erforderlich sind.

Die Erfindung soll anhand nachfolgender Figuren näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Teilquerschnitt durch ein Zylinderrollenlager mit schräg angeordneten Nuten am Innenring,
F i g. 2 einen Schnitt nach den Linien A -A der F i g. 1, F i g. 3 eine abgewandelte Ausführung entsprechend Fig.2, die bevorzugt bei Dreipunktkugellagern mit zweiteiligem Innenring angewendet wird (Schnitt B-B derFig.8),

F i g. 4 eine abgewandelte Ausführung entsprechend Fig.2, die bevorzugt bei Rollenlagern angewendet wird,

F i g. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Innenringausschnitts,

Fig.6 einen Teilquerschnitt durch den geteilten Innenring eines Dreipunktkugellagers,

F i g. 7 einen Teilquerschnitt eines Zylinderrollenlagerinnenrings,

Fig.8 einen Ausschnitt der Draufsicht eines Dreipunktkugellagerinnenrings.

Das Zylinderrollenlager nach F i g. 1 besteht aus Außenring 1, Wälzkörpern 2, Käfig 3 und dem Innenring 4. In den Innenring sind schräg verlaufende Nuten 5 eingearbeitet.

Als günstig hat sich die Ausführung erwiesen, bei der die nächste Nut in der Höhe beginnt, auf der die vorhergehende endet, da somit an jeder Stelle des Lagerumfangs die gleiche Querschnittsfläche vorhanden ist, so daß hier keine elastische Abplattung der Laufbahn auftreten kann. Die Schräge der Nuten kann etwa durch die formelmäßige Beziehung

lan a =

angegeben werden, wobei mit d der Bohrungs- oder Manteldurchmesser des Rings, mit bdie Ringbreite und mit η die Anzahl der Nuten bezeichnet sind.
Zur Herstellung der Nuten kann ein schräg zur Lagerachse gestellter Scheibenfräser verwendet werden. Je nach dessen Stellung zur Lagermitte und abhängig von seinem Durchmesser lassen sich verschiedene Nutformen erzielen (F i g. 2, 3 und 4). Die normale Nutform (Fig. 2) wird erreicht, indem der Scheibenfräser in Richtung der Nuttiefe fortbewegt wird oder ein Scheibenfräser verwendet wird, dessen Durchmesser etwa gleich der Innenringbohrung ist. Die Nutform gemäß F i g. 3 erzielt man, indem ein Scheibenfräser mit entsprechend kleinem Durchmesser in die Innenringbohrung radial eingefahren wird. Diese Ausführung ist besonders günstig bei Dreipunktlagern mit zweigeteilten Innenringen, da so das Schmiermittel problemlos zur Laufbahn gebracht werden kann.

Bei Rollenlagern besteht das Bedürfnis, der der Schmiermittelzufuhr abgewandten Bordseite gezielt Schmiermittel zuzuführen. Durch Ansetzen des Scheibenfräsers außerhalb der axialen Ringmitte läßt sich ohne großen Aufwand eine Ausführung herstellen mit der die kritische Stelle leicht mit Schmiermittel versorgt werden kann. Das Schmiermittel gelangt, wie aus F i g. 5 zu ersehen ist, durch die schrägverlaufenden Nuten 5 unter dem Innenring 4 hindurch in den Ringraum 6. Dabei wird das Lager gekühlt, was besonders durch die — gegenüber axial verlaufenden Nuten — längere Kühlstrecke und die höhere Strömungsgeschwindigkeit begünstigt wird. Ober radial gerichtete Zuführbohrungen 7 wird das Schmiermittel gezielt an die kritischen Stellen der Laufbahn des Lagers gebracht

In F i g. 6 ist noch einmal ein Querschnitt durch den zweiteiligen Innenring eines Dreipunktkugellagers gezeigt Diese Ausführung, bei der der tiefste Punkt der Nut in der Mitte des Lagers liegt, hat den Vorteil, daß das Schmiermittel von beiden Seiten des Lagerrings den Laufbahnen zugeführt werden kann.

Bei F i g. 7, die einen Querschnitt durch den Innenring eines Zylinderrollenlager zeigt, ist dagegen ersichtlich, daß es ohne zusätzliche Fertigungsmaßnahmen möglich ist, an den der Schmiermittelzuftihr abgewandten Bord gezielt Schmiermittel zu leiten.

Fig.8 schließlich zeigt nochmals eine Ausführung eines Dreipunktkugellagerinnenrings, bei dem die Schmiermittelnuten des geteilten Innenrings gegeneinander versetzt angeordnet sind- Durch diese Anordnung

kann eine größere und gleichmäßigere Kühlwirkung

erzielt werden, wobei aber vorausgesetzt ist, daß dem Lager von beiden Seiten Schmiermittel zugeführt wird.

Durch das schräge Anordnen der Nuten wird nicht nur die Aufgabe gelöst, eine ebene Laufbahnform zu sichern, sondern es ergeben sich weitere Vorteile, wie z.B. einfache Herstellung, bessere Kühlung, bessere Schmierung, höhere Werkstoffausnutzung und größere Laufruhe.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Wälzlagerlaufring für hochtourige, wärmebelastete und mit großer Vorspannung auf eine Welle aufgeschrumpfte oder in ein Gehäuse eingepreßte Präzisionswälzlager, dessen Bohrungs- oder Mantelflächen mit Nuten zum Schmiermitteldurchsatz versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt freibleibenden Nuten (5) schräg zur Lagerachse verlaufen und der Winkel x, den die Nuten (5) mit der Lagerachse bilden, etwa der formelmäßigen Beziehung