DE644181C - Doppelreihiges Rollenlager - Google Patents

Description

A 71579

Die Erfindung betrifft ein doppelreihiges Rollenlager mit ein gekrümmtes Profil aufweisenden Rollen. Bei derartigen Lagern ist es bekannt, zwischen den Rollenreihen einen am Lagerinnen- oder Lageraußenring, aber nur an einem Lagerring mit nicht sphärischer Lauffläche angeordneten Führungsflansch vorzusehen und dabei die Rollen und ihre Laufbahnen derart auszubilden, daß die auf eine Rolle wirkenden Druckresultanten einen Winkel miteinander bilden und infolgedessen eine auf die Rolle in deren Achsenrichtung wirkende Kraft erzeugen, wodurch die Rolle gegen den Druck- oder Führungsflansch gedrückt gehalten wird. Der Führungsflansch hält also die Rollen der beiden Rollenreihen unter Spannführung. Infolge dieser Spannführung werden die Rollen gezwungen, die durch die Seitenfläche des Führungsflansches bestimmte richtige Lage einzunehmen, und es ist somit beim Betrieb des Lagers und den dadurch bedingten unvermeidlichen axialen Belastungen von vornherein ein Schränken der Rollen und eine damit verbundene empfindliche Erhöhung der Lagerreibung verhindert.

Es wurde nun gefunden, daß die gleiche Wirkung auch erzielt werden kann, wenn an Stelle des am Innen- oder Außenlaufring vorgesehenen festen Führungsflansches ein loser (einstellbarer) Spannführungsring Verwendung findet. Daß ein loser Spannführungsring geeignet sein würde, die gleiche Wirkung wie ein fester Führungsflansch auszuüben, war für den Fachmann durchaus überraschend; denn die vorgeschlagene Verwendung eines losen, den Lagerringen gegenüber jedoch festgelegten Führungsringes bei einem doppelreihigen Kegelrollenlager hatte die gewünschte Wirkung nicht ergeben. Lager dieser Bauart haben vielmehr, selbst bei kleinen Axialbelastungen, unzulässig hohe Lagertemperaturen ergeben.

Man hat ferner geglaubt, bei doppelreihigen Rollenlagern mit ein gekrümmtes Profil aufweisenden Rollen durch entsprechende Ausbildung der Rollen und Laufbahnen auf eine besondere seitliche Rollenführung ganz verzichten zu können, wobei etwa" eintretende Rollenschränkungen durch den vorhandenen Rollenkäfig wieder beseitigt werden sollten. Diese Lager haben sich jedoch praktisch nicht bewährt, da die im Käfig mögliche Rollenschränkung viel zu groß ist. Zur Verbesserung dieser Lager hat man endlich vorgeschlagen, die Rückführung der Rollen bei eintretender Schränkung in die richtige Lage nicht durch den Rollenkäfig, sondern durch

einen zwischen die Rollenreihen eingelegten losen Führungsring vorzunehmen, der aber lediglich als Spielführungsring dient und erst wirksam wird, wenn die Rollen eine

schränkte Stellung einnehmen. '■*

Praktische Versuche haben ergeben, da-ö: nur mit Verwendung eines Spannführungsringes, der von vornherein jedes Schränken der Rollen verhindert, gleich gute Wirkungen ίο wie bei dem früher vorgeschlagenen festen Führungsflanseh erzielbar sind.

Die Verwendung des losen Spannführungsringes bietet nicht nur wesentliche Vorteile in der Herstellung, weil dadurch die Schleifarbeiten an den Laufringen wesentlich erleichtert werden und man weiterhin in der Lage ist, den Führungsring aus besonders geeignetem anderen Werkstoff als die Laufbahnen herzustellen, sondern man ist weiterhin so in der Lage, die doppelreihigen Rollenlager dieser besonderen Art besonders schmal herzustellen. Besonders bei Lagern mit einem sphärischen Laufring bietet der lose Spannführungsring den wichtigen Vorteil, daß der Führungsring an den sphärischen Laufring gelegt werden kann. Bei selbsteinstellenden Lagern mit sich drehendem Innenring, die eine sehr wichtige Lagerart darstellen, kann daher durch den losen Spannführungsring eine richtige Selbsteinstellung und eine hohe Tragfähigkeit vereinigt werden, auch wenn die Lagerbreite klein ist, ohne an Tragfähigkeit zu verlieren.

Bei Verwendung von ein gekrümmtes Profil aufweisenden unsymmetrischen Rollen wird zweckmäßig der Spannführungsring derart breit bemessen, daß die Druckresultanten zwischen Rolle und Laufbahn etwa durch die Mitte der Rolle hindurchgehen, weil dadurch die günstigste Rollenbelastung gegeben ist.

In der Zeichnung sind Atisführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigen

Fig. ι ein in einer Achsebene geschnittenes Lager,

Fig. 2 einen ähnlichen Schnitt einer zweiten Ausführungsform und

I⁷ig. 3 einen ähnlichen Schnitt einer dritten Ausführungsform.

Das Lager gemäß Fig. 1 besteht aus einem Innenring 1 und einem Außenring 2, zwischen denen zwei Rollenreihen 3 und 4 liegen. Diese Rollen haben ein nach außen gekrümmtes Profil und laufen in den Rillen 5, 6, 7, 8 der Ringe, wobei die Rillen entsprechendes Profil haben. Die Rollen liegen mit ihren Rotationsachsen parallel zur Rotationsachse des Lagers, und zwischen die beiden Rollenreihen ist ein loser Druckring 9 eingelegt. Dieser Druckring, vom Innenring 1 zentriert, ist nur durch die beiden Rollenreihen axial festgelegt. Die Seitenflächen 10, 11 des Ringes sind eben und liegen gegen die gleichfalls _;. ebenen Seitenflächen der Rollen an. Der Ring --Hat so große Breite, daß die Rollen nach den Seiten des Lagers hin gedrückt werden mit der Folge, daß die beispielsweise zwischen der Rolle 4 und den Ringen 1 und 2 wirkenden Kraftresultanten 12 bzw. 13 einen bestimmten Winkel zueinander bilden. Sie werden durch die zwischen Rollenende und Druckring wirkende Kraft 14 im Gleichgewicht gehalten.
Das Vorhandensein dieser Kraft 14 ist für j eine wirksame Führung ausschlaggebend. Die j Endebene der Rolle wird nämlich durch diese ! Kraft gezwungen, die durch die ebene Seitenfläche 11 des Druckringes bestimmte, zur Lagerachse völlig winkelrechte Lage einzunehmen.

Fig. 2 zeigt ein sogenanntes sphärisches Rollenlager. Die Rollen 3, 4 sind hier ganz symmetrisch geformt, so daß der größte Rollendurchmesser gerade in der Mitte zwischen den Endebenen der Rolle Hegt. Zwischen den Rollenreihen liegt der Druckring 9, der auf Grund seiner axialen Ausdehnung gegen die Rollen in der Richtung der betreffenden Seitenebenen mit der Kraft 14 drückt. Die beiden Kräfte 12 und 13 zwischen der Rolle und den Ringen greifen infolgedessen die Rolle in Punkten an, die sich an der Seite der Mittelebene der Rolle befinden und einen Winkel zueinander bilden. Zum Erzielen möglichst geringer Reibung im Lager empfiehlt es sich dabei, die Angriffspunkte der Kräfte 12 und 13 an der Rolle derart zu legen, daß die an sie gelegten Tangenten sich in der Nähe des Schnittpunktes der Rotationsachsen der Rollen und der Rotationsachse des Lagers schneiden. Diese Verlegung der Druckpunkte bzw. die Verlegung der an die Druckpunkte gelegten Tangenten wird durch passendeWahl der Breite des Druckringes 9 erzielt.

Fig. 3 zeigt die aus verschiedenen Gesichtspunkten günstigste Ausführungsform. Die Rollen 3,4 haben auch in diesem Fall gekrümmtes Profil, und zwar sind sie am zweckmäßigsten kreisförmig gekrümmt. Das Zentrum dieser Krümmung liegt indessen no außerhalb der zwischen den Rollenendflächen in der Mitte liegenden Axialebene. Die Rollen erhalten hierdurch eine unsymmetrische Form. Der Druckring 9 liegt zwischen den Rollenreihen in der Nähe der sphärischen 1x5 Laufbahn 18 am Außenring 2. Er ist indessen mit diesem Außenring nicht fest verbunden, sondern kann um das Zentrum der sphärischen Lauffläche herum schwingen und in gewissem Maße seitlich verschoben werden, iao wenn die Rollenreihen axial verschoben werden. Der Druckring ist so breit, daß er die

Rollen nach den Seitenebenen des Lagers hin zwingt, so daß die Kraftresultanten 12, 13 an den Laufbahnen nicht an den größten Durchmesser, sondern in die Nähe derselben verlegt werden. Wie bei den übrigen Ausführungsformen bilden also die Kräfte 12, 13 einen gewissen Winkel zueinander. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist der Angriffspunkt der Kraft 13 zum Mittelpunkt 19 der Rolle verlegt, und die Rolle ist in der Weise geformt und eingelegt, daß die Tangente an diesem Punkt durch den Schnittpunkt 20 der Rotationsachsen der Rollen und der Rotationsachse des Lagers geht. . Auf Grund dessen, daß die Kraft 14 die Rolle in der Nähe der Mantelfläche angreift, wird der Angriffspunkt 22 der auf die Rolle ausgeübten Kraft 12 etwas näher der kleineren Endfläche 21 als die Kraft 13 verlegt. Die Tangente zum Rollenmantel an diesem Punkt 22 kann deshalb nicht durch den Punkt 20 gehen, sondern nur in der Nähe dieses Punktes entlang gehen. Durch eine kleinere Änderung der axialen Ausdehnung des Druckringes 9 können indessen die Punkte 19 und 22 verschoben wenden, so daß die an sie gelegten Tangenten noch etwas günstiger verlegt werden. Das Lager gemäß Fig. 3 ist mit einem Rollenkäfig 17 versehen, der indessen nur den Zweck hat, Berührung zwischen nahe liegenden Rollen zu verhindern und die Rollen festzuhalten, wenn der Außenring so viel zur Seite ausgeschwenkt wird, daß die Berührung zwischen Rolle und Außenring aufhört. Das Lager hat ferner Punktberührung zwischen Rollen und Außenring, d. h. der Krümmungshalbmesser des Rollenprofils ist etwas kleiner als der Halbmesser der sphärischen Laufbahn des Außenringes. Diese Laufbahn stellt eine sphärische Fläche dar, die für die beiden Rollenreihen gemeinsam ist. Um die bestmögliche Rollenführung zu erzielen, sind die gegen die Rollen anliegenden Seitenflächen des Druckringes 9 als eine Kugel geformt, deren Zentrum in dem betreffenden Schnittpunkt der Rotationsachsen der Rollen und der Rotationsachse des Lagers liegt. Auch die gegen den Druckring anliegenden Flächen sind sphärisch. Ihr Zentrum liegt im Zentrum der entsprechenden Fläche des Druckringes. Diese beiden Krümmungen wie auch der Unterschied zwischen den Krümmungen des Rollenprofils und den Krümmungen der äußeren Laufbahn sind indessen so unbedeutend, daß sie auf der Zeichnung nicht deutlich veranschaulicht werden können.

Die Erfindung ist indessen nicht auf die gezeigten Ausführungsformen begrenzt, sondern kann in einer mannigfaltigen Anzahl verschiedenartiger Formen ausgeführt werden. Bei sämtlichen Ausführungsformen kann Punktberührung oder Linienberührung an dem einen oder den beiden Ringen gewählt werden. Bei allen Ausführungsformen mit schräg gestellten Rollen können die eine oder die beiden Führungsflächen der Rollen und des Druckflansches sphärisch sein. Die Endflächen der Rollen können indessen auch eben oder in irgendwelcher Weise abgefaßt sein. Die Fläche des Druckringes kann eben oder kegelig sein oder eine andere Form haben. Der Druckring kann bei allen Ausführungen in die Nähe des Innen- oder Außenringes oder irgend anderswo zwischen diese Ringe eingelegt sein.

Die Lagerringe können ungeteilt oder in verschiedener Weise geteilt sein, und zwar z. B. mit Rücksicht auf die Einführbarkeit des Druckringes in das Lager. Bei sphärischen Lagern von verhältnismäßig geringer Breite erfolgt die Einführung des Druckringes gewöhnlich nach elastischer Ovalklemmung desselben, so daß er durch die Seitenöffnung des Außenringes eingeführt werden kann. Der Druckring kann ferner auf verschiedene Weise in der Axial- oder Radialebene oder in anderer Weise geteilt sein. Die Laufflächen für die Rollen können in den gelagerten Maschinenteilen unmittelbar ausgeformt sein. Der Rollenkäfig kann schließlich in beliebiger zweckmäßiger Weise ausgeführt sein. Auch Rollen konkaven Profils sowie Rollen, deren Mantelflächen durch verschiedene Kombinationen von konkaven, konvexen oder geradlinigen Profilen gebildet werden, können gegebenenfalls zur Verwendung gelangen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Doppelreihiges Rollenlager mit ein gekrümmtes Profil aufweisenden Rollen und einem zwischen den beiden Rollenreihen angeordneten losen Spannführungsring.

2. Doppelreihiges Rollenlager nach Anspruch ι mit ein gekrümmtes Profil aufweisenden unsymmetrischen Rollen, gekennzeichnet durch eine derart breite Bemessung des Spannführungsringes, daß die Druckresultanten zwischen Rolle und Laufbahnen etwa durch die Mitte der Rolle hindurchgehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen