DE2931348C2

DE2931348C2 - Radial-Zylinderrollenlager

Info

Publication number: DE2931348C2
Application number: DE2931348A
Authority: DE
Inventors: Peter Prof. Dipl.-Ing. Dr. 6940 Weinheim Kuhn
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1979-08-02
Filing date: 1979-08-02
Publication date: 1986-02-13
Also published as: DE2931348A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Radial-Zylinderrollenlager, bestehend aus einem Laufring mit radialen Borden an seinen beiden Enden, die mit den Stirnflächen von Zylinderroilen zu deren Führung zusammenwirken, welche mit nur geringem gegenseitigen Abstand den Umfang des Laufringes nahezu vollständig ausfüllen. Diese bekannten Zylinderrollenlager besitzen einerseits den Vorteil, daß sie wegen der großen Wälzkörperanzahl eine hohe Tragfähigkeit besitzen. Andererseits sind sie jedoch, insbesondere bei sehr großen Abmessungen, mit dem Nachteil eines verhältnismäßig großen, lastunabhängigen Reibmomentes behaftet, das sich aus den gewichtsbedingten Anpreßkräften der Rollen untereinander ergibt.

Es ist auch bereits ein Radialrollenlager bekanntgeworden, bei dem am Außenlaufring Zuführbohrungen für Drucköl vorgesehen sind. Die Borde des Laufringes sind dabei so weit über die Stirnflächen der Zylinderroilen gezogen, daß ein Teil dieser Rollen, welcher mit planen Stirnflächen versehen ist, mit den Innenflächen der Borde Spaltdichtungen bildet. Diese Zylinderrollen sind voneinander getrennt durch weitere Zylinderrollen, die so ausgebildet sind, daß sie nicht dichtend mit den Borden zusammenwirken. Auf diese Weise soll erreicht werden, daß sich über den Lagerumfang zwischen den abdichtenden Rollen Druckräume aufbauen können, die eine hydrostatische Entlastung des Wälzlagers bewirken sollen mit dem Ergebnis einer höheren Belastbarkeit bzw. höheren Lebensdauer dieser Lager. Die Zufuhr von Drucköl soll dabei naturgemäß nur auf einem begrenzten Bereich des Lagerumfanges erfolgen, nämlich in dem Bereich, in welchem die Lagerkraft wirksam wird. Dies hat zur Folge, daß die Zylinderrollen, die an den jeweiligen Enden dieses druckbeaufschlagten Bereiches liegen, mit hohem Druck gegen die benachbarten Rollen in dem nicht mit Druck beaufschlagten Bereich angepreßt werden, wodurch sich die Lagerreibung deutlicherhöht(DE-AS12 71 470).

Hier setzt die Erfindung ein, welcher die Aufgabe zugrunde liegt, mit relativ einfachen technischen Mitteln den Gleitreibungsanteil in solchen Lagern deutlich zu vermindern.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sich die Borde des Laufringes radial mindestens bis zu dem Zylinder erstrecken, der durch die Berührungslinien aufeinanderfolgender Wälzkörper geht, und daß außerdem am Laufring über den Umfang verteilte Zuführbohrungen für ein hydrostatisches Medium vorgesehen sind, deren Anzahl mindestens der Anzahl der Zylinderrollen entspricht. Diese Zuführbohrungen sind als Drosseln dimensioniert oder enthalten drosselnde Einbauelemente, wie es von hydrostatischen Lagern her bekannt ist Bei dieser Lagerausbildung ergeben sich zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Zylinderrollen Druckräume von prismatischer Gestalt, welche einerseits durch zwei benachbarte Zylinderroilen und andererseits durch den Laufring und dessen Borde begrenzt sind. Durch die über den Umfang des Laufringes verteilten Zuführbohrungen kann nunmehr ein hydrostatisches Medium, beispielsweise öl, in diese Druckräume eingeführt werden. Wenn die beiden Rollen, die den Druckraum begrenzen, zunächst fest aneinander anliegen, so steigt der Druck in der Druckkammer so lange üji, bis die Anpreßkraft zwischen den beiden benachbarten Rollen überwunden wird. Die Rollen trennen sich, und die durch den Spalt entstehende Lekkage begrenzt ihrerseits den Druck in der Druckkammer auf den Wert, der zur Trennung der beiden Wälzkörper erforderlich ist. Auf diese Weise stellt sich in sämtlichen Druckkammern über den ganzen Lagerumfang der zum Trennen der Rollen notwendige Druck ein, und sämtliche Rollen werden dadurch auf einem gegenseitigen minimalen Abstand gehalten, welcher durch das Druckmedium ausgefüllt und damit frei von Gleitreibung ist.

Bei einer solchen Lagerausführung ist es wichtig, daß die Kantenverrundung an den Zylinderrollen wesentlich kleiner als üblich ausgeführt werden muß, ebenso wie die Freistiche zwischen Laufbahn und Borden am Laufring, um die Leckagemengen niedrig zu halten. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, den Laufring in an sich bekannter Weise aus einer hohlzylindrischen Hülse zu bilden, an die stirnseitig separate Bordscheiben angelegt sind. Die Bordscheiben können dabei entweder unmittelbar an der hohlzylindrischen Hülse, z. B. durch Anschrauben, befestigt werden. Sie können jedoch auch lose an die hohlzylindrische Hülse angelegt und beim Einbau durch geeignete äußere Mittel gegen diese verspannt werden. Auf diese Weise wird ein Freistich zwischen Laufbahn und Borden, wie er bei einstückiger Herstellung des Laufringes unentbehrlich ist, vermieden.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Lager gemäß Linie I-I der F i g. 2,

F i g. 2 einen Querschnitt gemäß Linie H-II der F i g. 1 und

Fig.3 einen Längsschnitt durch eine gegenüber F i g. 1 abgewandelte Ausführung.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Lager besteht aus dem Außenring 1, der an beiden Enden die radial nach innen gerichteten Borde 2 aufweist. Der Außenring 1 ist in die Bohrung 3 eines Gehäuses 4 eingesetzt. In dem Außenring 1 sind zylindrische Wälzkörper 5 untergebracht, die andererseits auf einem Innenring 6 ab-

rollen, der von einer Welle 7 getragen ist

Die Borde 2 des Außenringes 1 erstrecken sich so weit radial nach innen, daß sie den gedachten Zylinder, der- durch die Berührungslinien aufeinanderfolgender Wälzkörper geht, überragen. Auf diese Weise sind zwisehen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Wälzkörpern Druckräume 8 von annähernd prismatischer Gestalt gebildet.

Der Außenring 1 weist über seinen Umfang verteilte Zuführbohrungen 9 für ein unter Druck stehendes hy- ίο drostatisches Medium auf. Es' sind dabei über den gesamten Umfang des Laufringes 1 wenigstens so viele Zuführbohrungen 9 vorgesehen, wie zylindrische Wälzkörper 5 vorhanden sind. An der äußeren Mantelfläche weist der Außenring 1 eine umlaufende Nut 10 auf, welehe durch eine Bohrung 11 im Gehäuse 4 mit einem Druckmedium beaufschlagt werden kann.

Beim Zuführen eines Druckmediums durch die Bohrung 11 in die umlaufende Nut 10 und von dort über die Zuführbohrungen 9 in die Druckräume 8 baut sich in den letzteren ein hydrostatischer Druck auf, der die jeweiligen einen Druckraum 8 begrenzenden Rollen 5 so weit auseinanderdrückt, daß zwischen ihnen ein Leckspalt entsteht Auf diese Weise werden sämtliche zylindrischen Wälzkörper 5 über den gesamten Lagerumfang durch eine dünne Schicht des Druckmediums voneinander getrennt, so daß zwischen ihnen keine Gleitreibung mehr vorhanden ist.

Die in Fig.3 dargestellte Lagerausführung unterscheidet sich von der nach F i g. 1 dadurch, daß der Außenring zusammengesetzt ist aus der hohlzylindrischen Hülse 12 und den separaten Bordscheiben 13, welche stirnseitig an die Hülse 12 angelegt sind. Die übrigen Lagerbauteile entsprechen denen nach Fig. 1. Damit die hohlzylindrische Hülse 12 und die Bordscheiben 13 im eingebauten Zustand eine feste Einheit bilden, liegt die eine Bordscheibe gegen einen Sicherungsring 14 an, während die gegenüberliegende Bordscheibe durch einen Klemmring 15 angepreßt wird, welcher unter der Wirkung der Schrauben 16 steht

Da das Druckmedium im wesentlichen die Aufgabe der hydrostatischen Druckübertragung zu erfüllen hat und nur in zweiter Linie die der Schmierung, kann je nach Anwendungsfall neben Drucköl auch Hydraulikflüssigkeit, Walzöl, ölhaltige Luft oder unter Umständen sogar Wasser verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Radial-Zylinderrollenlager, bestehend aus einem Laufring (1, 12) mit an seinen beiden Enden vorgesehenen radialen Borden (2, 13), die mit den Stirnflächen von Zylinderroilen (5), welche mit nur geringem gegenseitigen Abstand den Umfang des Laufringes (1, 12) nahezu vollständig ausfüllen, zu deren Führung zusammenwirken und die sich radial mindestens bis zu dem Zylinder erstrecken, der durch die Berührungslinien aufeinanderfolgender Zylinderrollen (5) geht, wobei am Laufring (1, 12) über den Umfang verteilte Zuführbohrungen für ein hydrostatisches Medium vorgesehen sind, dadurch gekennzeichne», daß zwischen den vollen Stirnflächen sämtlicher Zylinderroilen (5) und den angrenzenden Borden (2,13) nur dünne Flüssigkeitsspalte vorhanden sind und die Zuführbohrungen (9), deren Anzahl mindestens der Anzahl der Zylinderroilen (5) entspricht, als Drosselbohrungen ausgebildet sind.

2. Radial-Zylinderrollenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufring aus einer hohlzylindrischen Hülse (12) besteht, an die stirnseitig separate Bordscheiben (13) angelegt sind.