DE69420015T2

DE69420015T2 - Rollenführungsglied für Rollenlager

Info

Publication number: DE69420015T2
Application number: DE69420015T
Authority: DE
Inventors: Mark R Grunze; Robert B Warrick
Original assignee: Rexnord LLC
Current assignee: Zurn LLC
Priority date: 1993-12-03
Filing date: 1994-05-19
Publication date: 2000-01-20
Anticipated expiration: 2014-05-20
Also published as: JP2772762B2; US5582483A; US5413416A; DE69420015D1; EP0656484B1; US5667312A; JPH07190070A; EP0656484A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein Rollenlager und insbesondere Rollenführungen, wie zum Beispiel Halter und Führungsringe, die in Rollenlagern dazu verwendet werden, rollende Elemente zu halten und zu positionieren.

Bezug auf den Stand der Technik

Beispiele von Pendelrollenlagern mit winkeligem Kontakt werden im US-amerikanischen Patent Nr. 2.387.962, das am 28. September 1942 erteilt wurde, im USamerikanischen Patent Nr. 2.767.037, das am 16. Oktober 1956 erteilt wurde, und im US-amerikanischen Patent Nr. 4.557.613, das am 10. Dezember 1985 erteilt wurde, gegeben. Bei jedem dieser Patente umfaßt das dargestellte Rollenlager einen inneren Ring, der eine im wesentlichen kugelförmige innere Laufringoberfläche bereitstellt, einen äußeren Ring mit einem Paar äußerer Laufringoberflächen mit konvexen Krümmungen und ein Paar entgegengesetzt axial geneigter Reihen symmetrischer, sanduhrförmiger Rollen. Ein weiteres Beispiel eines Rollenlagers mit winkeligem Kontakt ist im US-amerikanischen Patent Nr. 3.912.346 dargestellt, das am 14. Oktober 1975 erteilt wurde. Diese Rollenlager umfaßt entgegengesetzt axial geneigte Reihen symmetrischer, tonnenförmiger Rollen.
Die obigen Rollenlager umfassen ferner Rollenkäfige bzw. -halter, um die Rollen in jeder Reihe zu trennen, zu führen und zu positionieren. Jeder der Halter umfaßt einen Satz sich axial erstreckender Rippen bzw. Zinken, die die Rollen in einer der Reihen in Umfangsrichtung trennen, und einen Satz sich axial entgegengesetzt erstreckender Zinken, die die Rollen in der anderen Reihe in Umfangsrichtung trennen. Ein Nachteil, der mit bekannten Rollenhaltern, wie zum Beispiel den in den oben erwähnten Patenten verwendeten, assoziiert ist, besteht darin, daß sie die Rollen ganz trennen und innerhalb der Lagereinheit und zwischen den Rollen Platz einnehmen, der anderenfalls für zusätzliche Rollen und/oder zusätzliches Schmiermittel verwendet werden könnte.
Ferner werden Lasten, die auf eine Lagereinheit, wie zum Beispiel eine der oben beschriebenen, ausgeübt werden, typischerweise von den Rollen nur in jeweils einem Teil der Einheit getragen, wobei dieser Teil als der "Lastbereich" bezeichnet wird. Insbesondere wenn Lager bei Schwinganwendungen verwendet werden, wird gewünscht, daß die Rollen in der Lagereinheit präzessieren bzw. weiterschalten, so daß sie zyklisch durch den Lastbereich bewegt werden. Das zyklische Bewegen der Rollen hat zur Folge, daß jede der Rollen die gesamte Laufringoberfläche benutzt, um die Ermüdungslaufzeit des Rollkontakts zu verlängern. Das zyklische Bewegen der Rollen verteilt ferner die Schmierung innerhalb der Lagereinheit neu, was seinerseits Reibschäden verringert und den Widerstand der Lagereinheit gegen eine Laufringkorrosion verbessert. Es ist bekannt, zur Veranlassung eines solchen Präzessierens bzw. Weiterschaltens der Rollen einen Halter zu verwenden, wie oben beschrieben, aber mit Zinken, die schräggestellte Rollentaschen definieren. Bei einer bekannten Halterausführung sind die Zinken um einen Winkel von etwa 4º geneigt, um die Rollen mit einer ungleichgewichtigen Schrägstellung zu versehen. Wenn der Schwingungswinkel hinreichend groß ist (d. h. mindestens 2º-3º), dann werden die schräggestellten Rollen während der Schwingung der Lagereinheit präzessieren bzw. weiterschalten.
Ein Halter mit geneigten Zinken weist zwar zur Einleitung eines Präzessierens bzw. Weiterschaltens der Rollen Vorteile auf, jedoch nimmt ein solcher Halter auch Platz innerhalb der Lagereinheit ein und begrenzt die Anzahl von Rollen, die in die Einheit passen, wodurch die Tragfähigkeit der Lagereinheit begrenzt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Rollenlagervorrichtung bereitgestellt, die folgendes umfaßt: ein inneres Ringglied, ein äußeres Ringglied, welches das innere Ringglied umgibt, wobei das innere und das äußere Ringglied zwischen sich einen Laufringraum definieren, eine Mehrzahl von Rollen, die in einer axial geneigten ringförmigen Reihe im Laufringraum angeordnet sind, wobei jede der Rollen in der ringförmigen Reihe gegenüberliegende erste und zweite Endabschnitte umfaßt, und ein Führungsglied, das einen Ring und eine Mehrzahl von Zinken umfaßt, die sich axial vom Ring erstrecken, um die ersten Endabschnitte jeweiliger Paare von Rollen in der ringförmigen Reihe in Umfangsrichtung zu trennen, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Endabschnitt jeder der Rollen in der ringförmigen Reihe mit angrenzenden Rollen in der ringförmigen Reihe in Kontakt steht.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung erstreckt sich jede der Zinken zwischen ersten Endabschnitten eines jeweiligen Paars von Rollen, um dadurch die Rollen in Umfangsrichtung zu trennen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel definieren das innere und das äußere Ringglied zwischen sich ein Paar axial voneinander beabstandeter und entgegengesetzt axial geneigter Laufringräume, wobei eine Mehrzahl von Rollen in entgegengesetzt axial geneigten ringförmigen Reihen angeordnet ist, wobei jede der ringförmigen Reihen von Rollen in einem der Laufringräume positioniert ist und jede der Rollen in jeder der ringförmigen Reihen einen ersten Endabschnitt und einen zweiten Endabschnitt umfaßt, wobei der zweite Endabschnitt jeder der Rollen in jeder der ringförmigen Reihen mit angrenzenden Rollen in derselben ringförmigen Reihe in Eingriff gebracht werden kann, und wobei die Mehrzahl von Zinken folgendes umfaßt: eine Mehrzahl erster Zinken, die sich vom Ring aus in einer ersten axialen Richtung erstrecken, wobei sich jede der ersten Zinken zwischen den ersten Endabschnitten eines Paars der Rollen in einer der ringförmigen Reihen erstreckt, um die ersten Endabschnitte in Umfangsrichtung zu trennen, und eine Mehrzahl zweiter Zinken, die sich vom Ring aus in einer zweiten axialen Richtung erstrecken, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist, wobei sich jede der zweiten Zinken zwischen den ersten Endabschnitten eines Paars der Rollen in der anderen der ringförmigen Reihen erstreckt, um die ersten Endabschnitte in Umfangsrichtung zu trennen.
Die Erfindung stellt eine Rollenlagervorrichtung bereit, die ein verbessertes Rollenführungsglied aufweist, das die Betriebskennzeichen des Lagers verbessert. Das Führungsglied ist dazu ausgelegt, die Vorteile von Haltern und Führungsringen nach dem Stand der Technik zu erzielen und dabei die Leistung des Lagers dadurch zu verbessern, daß die Anzahl der Rollen, die im Lager verwendet werden können, bis auf eine volle Anzahl (d. h. eine maximale Anzahl von Rollen einer bestimmten Größe, die in ein bestimmtes Lager passen) maximiert wird. Dadurch, daß die Anzahl von Rollen relativ zu vergleichbar dimensionierten Lagern nach dem Stand der Technik, die Halter umfassen, erhöht wird, wird die Last auf das Lager auf eine größere Anzahl von Rollen verteilt, die den Lastbereich belegen. Das erhöht die Tragfähigkeit des Lagers. Das Führungsglied ist ferner dazu ausgelegt, das Präzessieren bzw. das Weiterschalten der Rollen zu fördern, so daß die Rollen regelmäßig zyklisch durch den Lastbereich bewegt werden.
Insbesondere stellt die Erfindung in einer Ausführungsform ein Rollenlager bereit, das folgendes umfaßt: ein inneres Ringglied, ein äußeres Ringglied und mindestens eine axial geneigte ringförmige Reihe symmetrischer Rollen zwischen dem inneren und dem äußeren Ringglied. Da die ringförmige Reihe von Rollen axial geneigt ist bzw. sich axial verjüngt, sind die Endabschnitte bzw. die Naben der Rollen, die die breite Seite der Reihe einnehmen, in Umfangsrichtung relativ zu den Endabschnitten bzw. den Naben der Rollen, die die schmale Seite der Reihe einnehmen, voneinander beabstandet. Das Rollenlager umfaßt ferner zum Führen der Rollen ein Rollenführungsglied. Das Führungsglied umfaßt eine Basisrippe bzw. einen Basisring, der sich gegenüberliegende sich radial erstreckende Seitenoberflächen aufweist, die jeweils mit diskreten in Umfangsrichtung abgeschrägten Oberflächenabschnitten bzw. Taschenböden versehen sind, gegen die die Enden der Rollen sitzen, die die breite Seite der Reihe belegen. Die abgeschrägten Oberflächenabschnitte versehen die Rollen mit einer winkeligen Schrägstellung, um ein regelmäßiges Präzessieren bzw. Weiterschalten der Rollen während des Betriebs des Rollenlagers zu fördern.
Zusätzlich zu den abgeschrägten Oberflächenabschnitten am Ring umfaßt das Führungsglied Zinken bzw. Stummel, die sich vom Ring aus erstrecken. Die Stummel sind der Länge nach wesentlich kürzer als die Zinken bei Haltern nach dem Stand der Technik, und die Stummel erstrecken sich zwischen den in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Endabschnitten der Rollen an der breiten Seite der Reihe. Die Stummel erstrecken sich jedoch bevorzugt nicht so weit zwischen die Rollen, daß sie die Rollenendabschnitte an der schmalen Seite der Reihe trennen. Die Anzahl von Rollen, die in das Rollenlager passen, wird daher maximiert, und das Rollenlager kann, falls gewünscht, Rollen bis zur vollen Anzahl umfassen.
Die Stummel fördern, wenn sie mit den abgeschrägten Taschenböden kombiniert werden, das Präzessieren bzw. das Weiterschalten der Rollen im Rollenlager. Insbesondere helfen die Stummel dabei, die Enden der Rollen in ihren sitzenden Positionen gegen die Taschenböden zu halten. Die Stummel können relativ zum Ring abgewinkelt sein, um die Taschen, die die Rollen aufnehmen und zwischen den Stummeln definiert sind, schrägzustellen. Anwender(innen) haben beobachtet, daß das Präzessieren bzw. das Weiterschalten, das stattfindet, ungefähr so wirksam ist wie das, welches erzielt wird, wenn Halter nach dem Stand der Technik verwendet werden, die Zinken umfassen, die sich im wesentlichen entlang der ganzen Länge der Rollen erstrecken.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt das Rollenlager einen Halter, der weniger Zinken aufweist als Halter nach dem Stand der Technik und der daher Raum für zusätzliche Rollen aufweist. Wie bei den oben besprochenen Stummeln sind die Zinken bevorzugt relativ zum Halterring geneigt, um zur Förderung der Rollenpräzession den Rollen eine gewünschte Schrägstellung zu verleihen, und der Halterring kann, falls gewünscht, in Umfangsrichtung abgeschrägte Seitenflächenabschnitte umfassen, um die Rollenschrägstellkennzeichen weiter zu verbessern. Die Zinken des Halters können sich entweder zwischen den Rollen in einer Reihe erstrecken oder in Bohrungen, die in ausgewählten Rollen in der Reihe vorgesehen sind. Wenn die Zinken innerhalb der Rollen positioniert sind, kann das Rollenlager Platz für eine volle Anzahl von Rollen haben.
Verschiedene andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden Fachleuten nach dem Studium der folgenden ausführlichen Beschreibung, der Ansprüche und der Zeichnungen deutlich werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Seitenaufrißansicht, teilweise weggebrochen und im Schnitt, einer Rollenlagervorrichtung, die die Erfindung verwirklicht und die gezeigt ist, wie sie eine Welle trägt.
Fig. 2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abschnitts des in Fig. 1 dargestellten Führungsglieds.
Fig. 3 ist eine vergrößerte Draufsicht von oben, die entlang der Linie 3-3 in Fig. 1 genommen ist und Abschnitte des Führungsglieds und der Rollenreihen zeigt.
Fig. 4 ist eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht des Führungsgliedabschnitts, wobei aber der Führungsgliedabschnitt der Deutlichkeit halber abgeplattet gezeigt ist.
Fig. 5 ist eine entlang der Linie 5-5 in Fig. 4 genommene Ansicht.
Fig. 6 ist eine vergrößerte Aufrißansicht des in Fig. 1 dargestellten Führungsglieds.
Fig. 7 ist eine vergrößerte Aufrißansicht einer modifizierten Version des in den Fig. 1-6 dargestellten Führungsglieds.
Fig. 8 ist eine Draufsicht von oben, der Deutlichkeit halber abgeplattet gezeigt, eines Abschnitts einer zweiten modifizierten Version des in den Fig. 1-6 dargestellten Führungsglieds.
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer dritten modifizierten Version des in den Fig. 1-6 dargestellten Führungsglieds.
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer vierten modifizierten Version des in den Fig. 1-6 dargestellten Führungsglieds.
Fig. 11 ist eine Draufsicht von oben auf das in Fig. 10 dargestellte Führungsglied, das der Deutlichkeit halber abgeplattet gezeigt ist.
Fig. 12 ist eine entlang der Linie 12-12 in Fig. 10 genommene Ansicht, die der Deutlichkeit halber abgeplattet gezeigt ist.
Fig. 13 ist eine Halbschnittansicht einer Rollenlagervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht des in Fig. 13 dargestellten Halters.
Fig. 15 ist eine Halbschnittansicht eines Rollenlagers, das eine modifizierte Version des in dea Fig. 13 und 14 dargestellten Halters umfaßt.
Fig. 16 ist eine perspektivische Ansicht des in Fig. 15 dargestellten Halters.
Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer modifizierten Version des in den Fig. 13 und 14 dargestellten Halters.
Fig. 18 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Halters gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 19 ist eine der Fig. 8 ähnliche Draufsicht von oben auf einen Abschnitt eines Führungsglieds, das Stummel aufweist, die für Vergießbarkeit konfiguriert sind.
Bevor ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ausführlich erläutert wird, soll darauf hingewiesen werden, daß die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Einzelheiten der Konstruktion und die Anordnung von Komponenten begrenzt ist, die in der folgenden Beschreibung dargelegt bzw. in den Zeichnungen dargestellt sind. Die Erfindung kann andere Ausführungsformen annehmen und kann auf verschiedene Weisen praktiziert bzw. ausgeführt werden. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die hierin verwendete Ausdrucksweise und Terminologie dem Zweck der Beschreibung dient und nicht als begrenzend angesehen werden sollte.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

In Fig. 1 ist eine Rollenlagervorrichtung 10 dargestellt, die gezeigt ist, wie sie eine sich drehende bzw. eine schwingende Welle 14 trägt. Bei dem besonderen in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lagervorrichtung 10 ein Innenpendellager mit winkeligem Kontakt, das eine Achse 18 aufweist.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt die Rollenlagervorrichtung 10 einen ringförmigen inneren Laufring bzw. ein inneres Ringglied 22, durch das sich die Welle 14 erstreckt. Das innere Ringglied 22 umfaßt eine gekrümmte äußere Oberfläche, die eine innere Lagerlaufringoberfläche 26 bildet, die in der dargestellten Anordnung im wesentlichen kugelförmig ist. Die Rollenlagervorrichtung 10 umfaßt ferner einen ringförmigen äußeren Laufring bzw. ein äußeres Ringglied 30, das das innere Ringglied 22 umgibt. Das äußere Ringglied 30 umfaßt ein Paar axial entgegengesetzt geneigter, gekrümmter äußerer Lagerlaufringoberflächen 34, die jeweils der inneren Laufringoberfläche 26 gegenüberliegen, um ein Paar Laufringräume 38 bereitzustellen. Die äußeren Laufringoberflächen 34 weisen eine allgemein konvexe Krümmung auf, wie in Fig. 1 zu sehen ist.
Um eine regelmäßige Schmierung der Lagervorrichtung 10 zu erleichtern, ist an der äußeren Umfangsseite des äußeren Ringglieds 30 eine ringförmige Nut 42 vorgesehen, und ein Loch 46 verbindet die Nut 42 mit dem Inneren der Rollenlagervorrichtung 10. Ein gewünschtes Schmiermittel kann mittels geeigneter Mittel, wie zum Beispiel einer (nicht gezeigten) Schmierpresse, in die Nut 42 injiziert werden, wie im oben erwähnten Patent Nr. 2.767.037 beschrieben ist. Aus hierin im folgenden beschriebenen Gründen umfaßt das äußere Ringglied 30 in seinen gegenüberliegenden Seiten ferner Kerben 50.
Die Rollenlagervorrichtung 10 umfaßt ferner eine Mehrzahl von Rollen 54. Die Rollen 54 können zwar andere Konfigurationen aufweisen, wie zum Beispiel eine tonnenförmige Konfiguration, in der dargestellten Anordnung ist jedoch jede der Rollen 54 allgemein sanduhrförmig. Insbesondere umfaßt jede der Rollen 54 sich gegenüberliegende nach innen und nach außen gerichtete Endabschnitte bzw. Naben 58 und 62, die im wesentlichen zylindrisch sind, und einen mittleren Abschnitt 66 mit einer gekrümmten äußeren Oberfläche 70, die ein konkaves Längsprofil aufweist. Jede der Rollen 54 weist ferner (Fig. 1) eine Längsachse 74 auf und liegt symmetrisch um eine Ebene, die senkrecht zur Achse 74 liegt und die eine Linie 78 durch den Mittelpunkt der Rolle 34 umfaßt.
Die Rollen 54 sind in den Laufringräumen 38 in ringförmigen Reihen angeordnet. Wie in Fig. 1 gezeigt; sind die ringförmigen Reihen entgegengesetzt axial geneigt, so daß sich jede Reihe in einer axial nach außen weisenden Richtung verjüngt. Infolgedessen (siehe Fig. 3) sind die nach innen gerichteten Naben 58 der Rollen 54 auf der Seite jeder Reihe mit dem größeren Durchmesser in Umfangsrichtung weiter voneinander beabstandet (d. h. sie definieren Räume 82 zwischen sich) als die nach außen gerichteten Naben 62 auf der Seite der Reihe mit dem kleineren Durchmesser. Wie in Fig. 3 gezeigt, existiert im wesentlichen kein Raum zwischen den Rollen 54 an der Seite der Reihe mit dem kleinen Durchmesser, und jede nach außen gerichtete Nabe 62 berührt normalerweise während eines normalen Betriebs der Rollenlagervorrichtung 10 angrenzende Rollen 54.
Die Anzahl von Rollen 54 in jeder Reihe kann zwar variieren, jedoch umfaßt jede Reihe bevorzugt eine volle Anzahl von Rollen (d. h. bei dem besonderen in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sechzehn Rollen 54). Dadurch, daß die Anzahl der Rollen 54 in jeder Reihe maximiert wird, wird der zur Verfügung stehende Laufringraum voll genutzt.
Die Rollenlagervorrichtung 10 umfaßt ferner ein Führungsglied 86, das zwischen den ringförmigen Reihen der Rollen 54 positioniert ist. Wie in den Fig. 2-6 gezeigt ist, umfaßt das Führungsglied 86 eine Basisrippe bzw. einen Basisring 90, der sich gegenüberliegende sich radial erstreckende Seiten 94 und 98 aufweist. Die radialen Seiten 94 und 98 verjüngen sich radial nach innen (siehe Fig. 5) um einen Winkel, der etwa gleich dem Verjüngungswinkel der ringförmigen Reihen von Rollen 54 ist (d. h. in der dargestellten Anordnung etwa 18,5º). Jede der radialen Seiten 94 und 98 umfaßt getrennte Oberflächenabschnitte 102. Zusätzlich dazu, daß sie sich radial nach innen verjüngen, sind die Oberflächenabschnitte 102 aus Gründen, die untenstehend ausführlicher erläutert werden, in einer Umfangsrichtung geneigt bzw. abgeschrägt (Fig. 4.) (d. h. eine Sägezahnkonfiguration).
Um ein Präzessieren bzw. Weiterschalten der Rollen 54 zu fördern, wenn die Rollenlagervorrichtung 10 im Einsatz ist; wird das Führungsglied 86 mit Mitteln zum Schrägstellen der Rollen 54 (d. h. zum Schwenken der Rollen 34 um ihre jeweiligen Mittelpunktlinien 78) in einer oder beiden der ringförmigen Reihen bereitgestellt. Bei der dargestellten Anordnung umfaßt das Mittel zum Schrägstellen der Rollen 54 die abgeschrägten Oberflächenabschnitte 102, einen ersten Satz Zinken bzw. Stummel 110, die sich in einer axialen Richtung (d. h. in Fig. 1 nach links) vom Ring 90 aus erstrecken, und einen in Umfangsrichtung versetzten zweiten Satz Zinken bzw. Stummel 114, die sich in der entgegengesetzten axialen Richtung (d. h. in Fig. 1 nach rechts) vom Ring 90 aus erstrecken. Die Stummel 110 und 114 trennen die abgeschrägten Oberflächenabschnitte 102 an den sich gegenüberliegenden Seiten 94 und 98 des Rings 90, und jeder der Stummel 110 und 114 umfaßt (Fig. 6) sich gegenüberliegende Seiten 118 und 122, die sich radial nach innen verjüngen. Bei dem in den Fig. 1-6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stummel 110 und 114 ebenso wie die abgeschrägten Oberflächenabschnitte 102 in Umfangsrichtung relativ zum Ring 90 abgewinkelt bzw. abgeschrägt. Insbesondere sind die Oberflächenabschnitte 102 in der gleichen Richtung und etwa um den gleichen Betrag abgeschrägt wie die Stummel 110 und 114. Bei der dargestellten Anordnung beträgt dieser Betrag etwa 4,5º.
Die Stummel 110 und 114 definieren zwischen sich (Fig. 2, 4 und 6) Taschen 126, die ebenfalls um etwa 4,5º abgeschrägt bzw. schräggestellt sind. Die Rollen 54 werden in den schräggestellten Taschen 126 aufgenommen und werden gegen die abgeschrägten Oberflächenabschnitte 102 (d. h. die Taschenböden) gesetzt, so daß die Rollen 54 ebenfalls um etwa 4,5º schräggestellt werden und gleichmäßige, einseitig gerichtete Präzessier- bzw. Weiterschaltkennzeichen aufweisen, wenn sie bei Schwinganwendungen eingesetzt werden. Es wird angenommen, daß die Stummel 110 und 114 beim dargestellten Ausführungsbeispiel indirekt dadurch zum Präzessieren bzw. Weiterschalten beitragen, daß sie die Rollenenden in ihrer Position gegen die abgeschrägten Oberflächenabschnitte 102 halten. Es wird ferner angenommen, daß die Stummel 110 und 114 dadurch, daß sie dies tun, dazu wirksam sind, ein "Hochrutschen" der Rollen 54 auf das Führungsglied 86 zu verhindern, was denkbarerweise zu einer Rollenblockierung führen könnte.
Das Führungsglied 86 ist zwar sowohl mit abgeschrägten Oberflächenabschnitten 102 als auch mit abgeschrägten Stummeln 110 und 114 versehen, bei anderen Ausführungsbeispielen können jedoch auch Führungsglieder alternativ mit abgeschrägten Oberflächenabschnitten oder mit abgeschrägten Stummeln versehen werden.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, erstrecken sich die Stummel 110 und 114 in die Räume 82 zwischen den Rollen 54, um eine im wesentlichen gleichförmige Beabstandung in Umfangsrichtung zwischen den nach innen gerichteten Naben 58 bereitzustellen. Dadurch, daß die nach innen gerichteten Naben 58 getrennt werden, wird mit der Laufreibung zwischen den Rollen 54 auch die Erzeugung von Wärme verringert. Die Stummel 110 und 114 erstrecken sich jedoch bevorzugt nicht so weit, daß sie die nach außen gerichteten Naben 62 trennen oder das gegenseitige Eingreifen zwischen diesen stören. Insbesondere sind die Stummel 110 und 114 um einiges kürzer als die Zinken bei Anordnungen nach dem Stand der Technik und (siehe Fig. 1) sind bevorzugt lediglich hinreichend lang dazu, die Rollen 54 in den Taschen zu halten. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Länge der Stummel 110 und 114 wesentlich geringer als die Hälfte der Länge der Rollen 54 und ist etwa gleich der Breitenabmessung (d. h. der axialen Länge) der nach innen gerichteten Naben 58.
Bei anderen Anordnungen kann die Länge der Stummel 110 und 114 abhängig von der Größe der Räume 82 zwischen den Rollen 54 variieren. Bei der Rollenlagervorrichtung 10 wird die Anzahl der Rollen 54, die eine volle Anzahl bildet, zum Beispiel zum Teil durch den Umfang der schmalen Seite jeder Reihe von Rollen bestimmt. Wenn sich die Reihen stärker verjüngten, könnte sich die Anzahl von Rollen, die eine volle Anzahl darstellt, verringern, und in diesem Fall vergrößern sich die Räume zwischen den Endabschnitten 58 der Rollen 54 an der breiten Seite der Reihe. In diesem Fall kann die Länge der Stummel 110 und 114 etwas vergrößert werden.
Das Führungsglied 86 kann aus einem beliebigen geeigneten Material gefertigt werden und wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel bevorzugt aus Bronze gefertigt. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann das Führungsglied 86 aus anderen Metallen oder sogar aus Kunststoffen gefertigt werden, die leichter geformt werden können als Metalle.
Das Führungsglied 86 ist zwar zur Verwendung mit einer vollen Anzahl schräggestellter Rollen 54 ausgelegt, es kann jedoch auf verschiedene Weisen modifiziert werden, um Platz für eine beliebige gewünschte Anzahl von Rollen zu haben, die nicht alle schräggestellt sein müssen, um Herstellungszeit und -kosten zu verringern, um Reibung im Lager zu verringern oder um anderweitig die Lagerleistung zu verbessern. Fig. 7 stellt zum Beispiel ein Führungsglied 130 dar, das dem Führungsglied 86 ähnlich ist, das aber zur Verwendung mit gegenüberliegenden ringförmigen Reihen modifiziert wurde, die jeweils weniger als eine volle Anzahl von Rollen umfassen. Insbesondere gibt es beim Führungsglied 130 nur fünfzehn Stummel 110 und fünfzehn Stummel 114, um lediglich Platz für fünfzehn Rollen 34 (statt für eine volle Anzahl von sechzehn) zu bieten. Beim Führungsglied 130 sind die Stummel 110 und 114 in Umfangsrichtung geringfügig weiter voneinander beabstandet als beim Führungsglied 86, so daß zwischen den Rollen 54 mehr Platz zur Verfügung steht. Dieser zusätzliche Platz kann, falls gewünscht, für zusätzliches Schmiermittel verwendet werden.
In Fig. 8 ist ein Führungsglied 134 dargestellt, das dem Führungsglied 86 (Fig. 4) ähnlich ist, das aber für eine einfachere, weniger teure Herstellung modifiziert worden ist. Insbesondere sind die Stummel 110 und die Oberflächenabschnitte 102 auf der Seite 94 des Führungsglieds 134 nicht relativ zum Ring 90 in Umfangsrichtung abgewinkelt. Wenn das Führungsglied 134 in einem Rollenlager verwendet wird, wird erwartet, daß die Rollen 54, die zwischen den geraden Stummeln aufgenommen werden, der Präzession der Rollen 54 zwischen den abgeschrägten Stummeln 114 folgen werden, obgleich sie normalerweise nicht vom Führungsglied 134 schräggestellt werden.
In Fig. 19 ist ein Führungsglied 136 ähnlich dem Führungsglied 134 (Fig. 8) dargestellt, das aber dazu modifiziert worden ist, gießbar zu sein, so daß zur Fertigstellung des Teils keine maschinelle Bearbeitung erforderlich ist. Insbesondere sind die Stummel 110 und 114 dazu konfiguriert, eine "Halbzacken"-Taschenausführung bereitzustellen, die in das Führungsglied 136 gegossen werden kann. Da das Führungsglied 136 keine unterschnittenen Abschnitte umfaßt, wie sie erzeugt werden, wenn die Stummel 110 und/oder 114 abgewinkelt sind, können (nicht gezeigte) beim Gießbetrieb verwendete Formhälften leicht getrennt werden, und das Führungsglied 136 kann leicht von der Form entfernt werden.
In Fig. 9 ist ein Führungsglied 138 gemäß einer dritten modifizierten Version des Führungsglieds 86 dargestellt. Beim Führungsglied 138 weisen die Stummel 110 und 114 anstelle der ebenen Seiten 118 und 122 des Führungsglieds 86 konkave Seiten 142 und 146 auf, um besser definierte Taschen 126 bereitzustellen.
In Fig. 10 ist ein Führungsglied 150 gemäß einer vierten modifizierten Version des Führungsglieds 86 dargestellt. Die Stummel 110 und 114 des Führungsglieds 150 weisen konkave Seiten 154 und 158 auf, die relativ zu den konkaven Seiten 142 und 146 des Führungsglieds 138 (Fig. 7) verlängert sind.
Die Rollenlagervorrichtung 10 umfaßt ferner ein Mittel zum Enthalten von Schmiermittel und um zu verhindern, daß Schmutzstoffe in die Laufringräume 38 eintreten. Bei der dargestellten Anordnung umfaßt ein solches Mittel ringförmige Schildglieder 162, die jeweils in einer der Kerben 50 sitzen, und ringförmige Dichtungen 166, die jeweils an einem der Schildglieder 162 angebracht sind.
In Fig. 13 ist eine Rollenlagervorrichtung 170 gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Rollenlagervorrichtung 170 ist der Rollenlagervorrichtung 10 (Fig. 1) ähnlich, abgesehen davon, daß das Führungsglied 86 (Fig. 1) durch einen Halter 174 ersetzt wird (Fig. 13) und daß die Rollenlagervorrichtung 170 einen größeren Durchmesser aufweist (so daß eine volle Anzahl von Rollen mehr als sechzehn ist). Für Elemente, die beiden Lagervorrichtungen gemeinsam sind, werden daher die gleichen Bezugsziffern verwendet.
Wie in Fig. 14 gezeigt ist, umfaßt der Halter 174 einen Ring 178 mit Seiten 182 und 186, die sich radial nach innen verjüngen. Der Halter 174 umfaßt ferner Zinken, deren Anzahl eventuell nicht mehr als eins ist, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aber ein erstes Paar Zinken 194 umfassen, die sich in einer axialen Richtung vom Ring 178 aus erstrecken, und ein zweites Paar Zinken 198, die sich in der entgegengesetzten axialen Richtung vom Ring 178 aus erstrecken. Die Zinken 194 und 198 sind relativ zum Ring 178 in Umfangsrichtung abgewinkelt (beim dargestellten Ausführungsbeispiel um etwa 4º), um die Rollen 54 mit einer Schrägstellung zu versehen. Die Zinken 198 sind um 90º relativ zu den Zinken 194 versetzt, so daß das Präzessieren bzw. Weiterschalten der Rollen 54 im wesentlichen gleichmäßig ist, unabhängig von der besonderen Winkelposition des Halters 174 in der Rollenlagervorrichtung 170.
In Fig. 15 ist eine Rollenlagervorrichtung 202 dargestellt, die einen Halter 206 umfaßt, der eine modifizierte Version des in den Fig. 13 und 14 gezeigten Halters 174 ist. Wie in Fig. 16 gezeigt, sind die Zinken 194 und 198 radial nach innen um etwa den Verjüngungswinkel der Rollen 54 abgewinkelt. Die Zinken 194 und 198 weisen kreisförmige Querschnitte auf und passen (Fig. 15) in zylindrische Bohrungen 210, die in ausgewählten Rollen 54 bereitgestellt werden. Dadurch, daß die Zinken 194 und 198 in die Rollen 54 eingesetzt werden, beschränkt der Halter 206 nicht die Anzahl von Rollen, die in der Lagervorrichtung 202 verwendet werden können. Es kann somit, falls gewünscht, eine volle Anzahl von Rollen 54 verwendet werden.
In Fig. 17 ist ein Halter 214 dargestellt, der eine Hybridbildung aus dem Führungsglied 138 (Fig. 7) und dem Halter 174 (Fig. 14) ist. Insbesondere sind die Stummel 110 und 114 nicht in Umfangsrichtung versetzt, und drei der Stummel 110 und 114 auf jeder Seite des Halters 214 wurden verlängert, um Zinken 218 und 222 bereitzustellen. Vom Halter 214 wird erwartet, daß er im Vergleich zum Halter 174 eine verbesserte Rollenpräzession bereitstellt und gleichzeitig Platz für Rollenzahlen hat, die sich der vollen Anzahl nähern, die mit dem Führungsglied 138 verwendet werden kann.
In Fig. 18 ist ein Halter 226 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der Halter 226 ist aus einem Kunststoffmaterial gefertigt und umfaßt einen Ring 230 und elastische Zinken 234. Bei der dargestellten Anordnung sind die Zinken 234 bürstenartige Glieder, die jeweils aus einer Anzahl von Borsten 238 gebildet sind. Die Borsten 238 ermöglichen, daß sich die Zinken 234 leicht verformen, wenn sie von einer Rolle in Eingriff genommen werden, um ungenutzte Bereiche in den Laufringräumen zu füllen, so daß die Anzahl von Rollen in einem Rollenlager, das den Halter 226 umfaßt, nur minimal durch die Anwesenheit der Zinken 234 beeinflußt wird. Die Zinken 234 sind ferner bevorzugt abgewinkelt, um eine Schrägstellung der Rollen (und das Präzessieren bzw. das Weiterschalten der Rollen) zu fördern. Es wird angenommen, daß die durch die Zinken 234 erzeugte Rollenschrägstellung für ein adäquates Präzessieren bzw. Weiterschalten der Rollen hinreicht.
Die Führungsglieder 86, 130, 134, 138 und 150, die Halter 174, 206, 214 und 226 und Variationen davon können vorteilhaft in verschiedenen Rollenlagereinheiten dazu verwendet werden, den Raum, der für Rollen zur Verfügung steht, zu maximieren. Dieser zur Verfügung stehende Raum kann mit bis zu einer vollen Anzahl von Rollen gefüllt werden, um die Tragzahl der Lagereinheit zu verbessern, und/oder es kann zusätzliches Schmiermittel bereitgestellt werden. Ferner sind die Führungsglieder und die Halter der vorliegenden Erfindung dazu ausgelegt, dabei zu helfen, ein im wesentlichen gleichmäßiges, einseitig gerichtetes Präzessieren bzw. Weiterschalten der Rollen 54 zu erreichen. Dieses Merkmal, welches eine zyklische Bewegung der Rollen durch den Lastbereich fördert, erhöht die Lebensdauer und die Haltbarkeit der Lagereinheit. Die Führungsglieder 86, 130, 134, 138 und 150 sowie die Halter 174, 206, 214 und 226 vereinfachen ferner den Zusammenbau der Lagereinheit.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den folgenden Ansprüchen dargelegt.

Claims

1. Rollenlagervorrichtung (10), die folgendes umfaßt: ein inneres Ringglied (22), ein äußeres Ringglied (30), welches das innere Ringglied (22) umgibt, wobei das innere und das äußere Ringglied (22 und 30) zwischen sich einen Laufringraum (38) definieren, eine Mehrzahl von Rollen (54), die in einer axial geneigten ringförmigen Reihe im Laufringraum (38) angeordnet sind, wobei jede der Rollen (54) in der ringförmigen Reihe gegenüberliegende erste und zweite Endabschnitte (58 und 62) umfaßt, und ein Führungsglied (86, 130, 134, 136, 138 bzw. 150), das einen Ring (90) und eine Mehrzahl von Zinken (110; 114) umfaßt, die sich axial vom Ring (90) erstrecken, um die ersten Endabschnitte (58) jeweiliger Paare von Rollen (54) in der ringförmigen Reihe in Umfangsrichtung zu trennen, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Endabschnitt (62) jeder der Rollen (54) in der ringförmigen Reihe mit angrenzenden Rollen (54) in der ringförmigen Reihe in Kontakt steht.

2. Rollenlagervorrichtung nach Anspruch 1, bei der sich jede der Zinken (110; 114) zwischen den ersten Endabschnitten (58) eines jeweiligen Paars von Rollen (54) erstreckt, um dadurch die ersten Endabschnitte (58) in Umfangsrichtung zu trennen.

3. Rollenlagervorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der das innere und das äußere Ringglied (22 und 30) zwischen sich ein Paar axial voneinander beabstandeter und entgegengesetzt axial geneigter Laufringräume (38) definieren, bei der eine Mehrzahl von Rollen (54) in entgegengesetzt axial geneigten ringförmigen Reihen angeordnet ist, wobei jede der ringförmigen Reihen von Rollen (54) in einem der Laufringräume (38) positioniert ist und jede der Rollen (54) in jeder der ringförmigen Reihen einen ersten Endabschnitt (58) und einen zweiten Endabschnitt (62) umfaßt, wobei der zweite Endabschnitt (62) jeder der Rollen (54) in jeder der ringförmigen Reihen mit angrenzenden Rollen (54) in derselben ringförmigen Reihe in Kontakt steht, und bei der die Mehrzahl von Zinken (110, 114) folgendes umfaßt: eine Mehrzahl erster Zinken (110), die sich vom Ring (90) aus in einer ersten axialen Richtung erstrecken, wobei sich jede der ersten Zinken (110) zwischen den ersten Endabschnitten (58) eines jeweiligen Paars der Rollen (54) in einer der ringförmigen Reihen erstreckt, um die ersten Endabschnitte (58) in Umfangsrichtung zu trennen, und eine Mehrzahl zweiter Zinken (114), die sich vom Ring (90) aus in einer zweiten axialen Richtung erstrecken, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist, wobei sich jede der zweiten Zinken (114) zwischen den ersten Endabschnitten (58) eines Paars der Rollen (54) in der anderen der ringförmigen Reihen erstreckt, um die ersten Endabschnitte (58) in Umfangsrichtung zu trennen.

4. Rollenlagervorrichtung nach Anspruch 3, bei der die ersten Zinken (110) in Umfangsrichtung relativ zu den zweiten Zinken (114) versetzt sind.

5. Rollenlagervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die bzw. jede ringförmige Reihe von Rollen eine volle Anzahl von Rollen umfaßt.

6. Rollenlagervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jede der Rollen in der bzw. jeder ringförmigen Reihe eine Länge aufweist und bei der jede der Zinken eine Länge aufweist, die kleiner ist als die Hälfte der Länge der Rollen in der jeweiligen ringförmigen Reihe.

7. Rollenlagervorrichtung nach Anspruch 2 und einem beliebigen davon abhängigen Anspruch, bei der die Zinken zwischen sich Taschen (126) definieren, wobei der erste Endabschnitt jeder der Rollen in der bzw. jeder ringförmigen Reihe in einer der Taschen aufgenommen wird und jede der Taschen in Umfangsrichtung relativ zum Ring abgeschrägt ist.

8. Rollenlagervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Führungsglied ein Mittel zum Schrägstellen der Rollen in einer ringförmigen Reihe umfaßt.

9. Rollenlagervorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Mittel zum Schrägstellen der Rollen die Zinken umfaßt, die mit der ringförmigen Reihe assoziiert sind, wobei jede der Zinken der ringförmigen Reihe in Umfangsrichtung relativ zum Ring abgeschrägt ist.

10. Rollenlagervorrichtung nach Anspruch 2 und einem beliebigen davon abhängigen Anspruch, bei der jede der Rollen symmetrisch ist, bei der die bzw. jede ringförmige Reihe von Rollen eine breite Seite und eine schmale Seite umfaßt, die axial von der breiten Seite beabstandet ist, bei der die ersten Endabschnitte der Rollen die breite Seite belegen und zwischen sich Räume (82) definieren und bei der sich jede der Zinken in einen der Räume zwischen den ersten Endabschnitten der jeweiligen Rollen erstreckt.