DE2912544A1 - Waelzlager - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wälzlager, das aus einem Außenring, einem Innenring
und dazwischen in Laufbahnen angeordneten Wälzkörpern besteht, wobei wenigstens eines der
Axialschnitt-Profile der Laufbahnen und Rollkörper, in den normalen Berührungslagen zwischen dem
Wälzkörper und der Laufbahn, gekrümmt ist.
Bei Lagern der konventionellen Bauart verändert sich die momentane Rotationsgeschwindigkeit der
Wälzkörper mit der momentanen Belastung. Um zu vermeiden, daß die Wälzkörper und der Käfig mit
-4-
909842/0700
großen Kräften aufeinander einwirken, wodurch ein schneller Verschleiß und Energieverluste
verursacht würden, ist es bereits bekannt, den Käfig so auszubilden, daß das Spiel zwischen den
Wälzkörpern und den Käfigtaschen eine Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Wälzkörper in verschieden
belasteten Abschnitten ihres Rotationsweges zuläßt. Ein großes Spiel zwischen den Wälzkörpern
und den Käfigtaschen führt jedoch zu anderen Beeinträchtigungen. So wird z.B. die Führung
der Wälzkörper durch den Käfig verschlechtert und es können störende Geräusche erzeugt werden.
Es ist weiterhin bekannt, die Käfige im Bereich der Käfigtaschen aus einem flexiblen Material zu
fertigen, wobei sich der Käfig bei einer Berührung mit den Wälzkörpern verformen kann. Derartige
Käfige sind jedoch kompliziert in der Herstellung und besitzen oft keine befriedigende
Fähigkeit zur Führung der Wälzkörper.
In einigen Fällen verändert sich die Drehgeschwindigkeit zwischen den einzelnen Wälzkörpern, was dadurch
verursacht wird, daß die Wälzkörper aus Toleranzgründen von verschiedener Größe sind. Die kleinsten
Wälzkörper, die immer einer verhältnismäßig geringen Belastung ausgesetzt sind, müssen dann immer angestoßen
werden und die größeren Wälzkörper werden durch die Berührung mit dem Käfig verzögert. Dieser
Zustand wird bei der Verwendung von bekannten Käfigkonstruktionen nicht verändert, so daß dieses Pro-
-5-
908842/0^1
υ0
bleni auch nicht durch sie gelöst werden kann.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lager der obengenannten Art zu schaffen,
bei welchem die Drehgeschwindigkeit der Wälzkörper nicht von der Größe ihrer Belastung abhängig ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs
enthaltenen Merkmale gelöst.
Da die Drehgeschwindigkeit der Wälzkörper nicht von ihrer Belastung abhängig ist, haben alle
Wälzkörper in jedem Moment die gleiche Drehgeschwindigkeit, auch wenn sie in verschieden belasteten
Zonen liegen oder wenn sie von verschiedener Größe in den zulässigen Maßtoleranzen sind«
Dies bedeutet, daß die Käfigtaschen ohne Schwierigkeiten
so dimensioniert werden können, daß zwischen diesen und den Wälzkörpern ein kleines
Spiel vorhanden ist, so daß die Wälzkörper in den Käfigtaschen gut geführt werden und die Gefahr
von störenden Geräuschen reduziert wird» Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird
weiterhin vermieden, daß die Wälzkörper, die größer oder kleiner als die Nennabmessung sind,
durch Kräfte beeinflußt werden, die vom Käfig ausgehen.
-6-
809842/07Ö8
Bei der Belastung eines Lagers, bei dem die Profile der Laufbahn und die der Wälzkörper gekrümmt
sind, wird, aufgrund der Materialverformung, die bei einem Lager unter Belastung auftritt, eine
Reduktion des Abstandes zwischen den Rollkörperachsen und der effektiven Rollberührung in jeder
Laufbahn erzielt, d.h. an den Punkten oder Linien, wo ein tatsächliches Abwälzen und kein Gleiten auftritt.
Die Erfindung basiert auf der Beobachtung, daß die Rotationsgeschwindigkeit der Wälzkörper
verringert wird, wenn der Abstand zwischen den Rollkörperachsen und dem effektiven Wälzkontakt
in der Außenringlaufbahn bei steigender Belastung mehr verringert wird als der Abstand zwischen den
Wälzkörperachsen und dem effektiven Wälzkontakt in der Innenringlaufbahn. Dies wirkt der Tendenz
der steigenden Drehgeschwindigkeit entgegen, welche Wälzkörper bei bekannten Lagern bei steigender
Belastung ausgesetzt sind, wenn die Bedingung umgekehrt ist oder wenn die beiden erwähnten Abstände
gleichmäßig verringert werden.
Es ist möglich, den obengenannten gewünschten Effekt durch entsprechende Anpassung der Schmiegung
zwischen den Wälzkörpern und der äußeren beziehungsweise inneren Laufbahn zu erhalten.
Theoretische und experimentelle Auswertungen haben gezeigt, daß der gewünschte Effekt erzielt
wird, wenn das Schmiegungsverhältnis
-7-
Θ09842/0708
•Λ
1 -i
1 R
R = der Radius der Krümmung des Axialschnitt-Profiles
der Wälzkörpermantelfläche,
R. = der Radius der Krümmung des Axialschnitt Profiles
der inneren Laufbahn und der Radius der Krümmung des Ax: Profiles der äußeren Laufbahn,
eine Größe von
R = der Radius der Krümmung des Axialschnitt-
,1 + g" . 1,5 aufweist,
D ..cosct
—w-
d
m
m
D = Durchmesser der Wälzkörper Lagerberührungswinkel
doppelter Abstand zwis
mittelpunkt und der Lagerachse.
doppelter Abstand zwis
mittelpunkt und der Lagerachse.
d = doppelter Abstand zwischen dem Rollkörper-
Die verschiedenen Symbole wurden in die Zeichnung aufgenommen, die einen Axialschnitt einer Hälfte
—8 —
Θ09842/0708
eines zweireihigen Pendelrollenlagers zeigt, wobei die Unterschiede zwischen den Radien der Profile der
Laufbahnen und der Wälzkörper zugunsten der Klarheit stark übertrieben gezeichnet wurden. Die Pfeile,
die die verschiedenen Radien angeben, zeigen nur die Profile mit den Symbolen und bestimmen nicht die
Größe der Radien.
Der Wert (-= ) ' ist für normale zweireihige
ι - TT
Pendelrollenlager nominell ungefähr 1,7, während das Schmiegungsverhältnis für bisher bekannte Lager
dieser Type ungefähr 1 und oft weniger als 1 ist, d.h. der Radius der Krümmung des Axialschnitt-Profils
der Laufbahn des Innenringes ist fast so groß wie und oft kleiner als der Radius der Krümmung des
Axialschnitt-Profils der Außenringlaufbahn.
Rw Die Beziehung 1 - ■-—
Ki _ ,1 +T, 1,5
rw - (i -r]
1 " R
gibt optimale Bedingungen für Pendelrollenlager mit normalen Abmessungen der Laufbahndurchmesser und der
Rollen mit normalen Berührungswinkeln an, bei welchen kein schräges Abwälzen der Rollen in den Laufbahnen
stattfindet. Der Ausdruck "schräges Abwälzen" bedeutet, daß die Achsen der Rollen nicht in derselben
Ebene sind, wie die Lagerachse. Es ist jedoch nicht möglich, ein schräges Abwälzen vollständig zu vermeiden
und es ist in bestimmten Fällen sogar wün-
-9-
909842/0708
schensxi/ert. Das optimale Schmiegungsverhältnis
entspricht deshalb nicht immer genau dem Wert
Das optimale Schmiegungsverhältnis hat jedoch einen Wert, der größer ist als
für alle schrägen Abwälzwinkel bei Lagern mit in der Praxis vorkommenden Rollen- und Laufbahndurchmessern.
Bei Lagern,, bei welchen die Axialschnitt-Profile
der Laufbahnen und/oder der Wälzkörper anders gekrümmt sind als die normale Bogenform, z.B. wenn
das Äsialschnitt-Profil der Rollkörper eine elliptische oder andere ähnliche Form aufweist, ist es
nicht möglich, die obige Definition für das Schmiegungsverhältnis
zu verwenden.
Das Schmiegungsverhältnis ist dann gewöhnlich mit gi definiert, wobei g. und g die Abstände zwischen
"y der Mantelfläche des Rollkörpers und der Laufbahn
des Innenringes beziehungsweise des Außenringes sind, gemessen entlang einer Senkrechten zur RoI!körperachse
und in einem Abstand von der Wälzkörpermitte. Diese Messungen erfolgen bei einem unbelasteten Lager.
Das Verhältnis g^ ist bei den meisten möglichen
-10-
809842/0709
Wälzkörper- und Laufbahnprofilen für alle Senkrechten
zwischen dem Rollkörpermittelpunkt und dem Rollkörperende beinahe konstant , aber g.
und g werden natürlich bevorzugt am Rollkörperende gemessen, wo die Abstände in den meisten Fällen
am größten sind. In der Zeichnung sind g. und g am Rollenende angegeben. Für ein Lager gemäß
der Erfindung ist
yi > 0,5 + 0,5
und beim speziellen Fall für Lager mit bogenförmigen Laufbahn- und Rollkörperprofilen
1 -^
Ei s. 0,5 f 0,5 (|iT) 1'5
7~5~
90984^/0708
Claims (2)
1./ Wälzlager, bestehend aus einem Außenring, einem Innenring und dazwischen in Laufbahnen angeordneten
Wälzkörpern, wobei wenigstens eines der Axialschnitt-Profile der Laufbahnen und Rollkörper,
in den normalen Berührungslagen zwischen dem Wälzkörper und der Laufbahn, gekrümmt XSt1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerschmiegungsverhältnis g. größer ist als
0,5 + 0,5
wobei bedeuten?
<3j ι Sf_- - Abstände zwischen der Mantelfläche des
Rollkörpers und der Laufbahn des Innenbsw.
Außenringes, die entlang einer Senkrechten zur Wälzkörperachse und in einem
Abstand von dem Wälzkörpermittelpunkt bei einem nicht belasteten Lager gemessen werden.
-2-
X = D .coscC, mit
D = Rollkörperdurchmesser oC = Lagerberührungswinkel
d = doppelter Abstand zwischen der Wälzkörpermitte und der Lagerachse.
2. Wälzlager gemäß Anspruch 1 mit Laufbahnen und Wälzkörpern, die ein bogenförmiges Axialschnitt-Profil
aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerschmiegungsverhältnis
Rw
1 S
Ry
größer ist als
1 +2Γ
0,5 + 0,5
wobei bedeuten:
wobei bedeuten:
R = Radius der Krümmung des Axialschnitt-Profiles der Mantelfläche des Wälzkörpers.
R. = Radius der Krümmung des Axialschnitt-Profils der Laufbahn des Innenringes.
R = Radius der Krümmung des Axialschnitt-Profils der Laufbahn des Außenringes.
-3-
Θ09842/070Ι
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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