DE8519184U1

DE8519184U1 - Scheibenwälzlager

Info

Publication number: DE8519184U1
Application number: DE8519184U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-07-02
Filing date: 1985-07-02
Publication date: 1986-11-06

Description

Begehreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Scheibenwälzleger _t bestehend aus wenigstens drei kreisförmig angeordneten und dabei von einem Abstandshalter in gleichen Winkelabständen voneinander gehaltenen und hinsichtlich ihrer Drehachsen geführten Scheiben mit balligen Laufflächen, die zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring laufen. Dabei betrifft die Erfindung eine Verbesserung der bekannten Rollenwälzlager durch Maßnahmen, welche eine Verringerung der Reibung und damit eine Verringerung der Betriebserwärmung bewirken und außerdem gestatten, Wälzkörper von geringer Masse zu verwenden, die trotzdem mit relativ geringer Drehzahl laufen.

Unter den Wälzlagern verschiedenster Bauart sind Rollenwälzlager für viele Anwendungszwecke am besten geeignet. Auch bei den Rollenwälzlagern sind verschiedene Bauarten wie etwa Zylinderrollenlager und Tonnenrollenlager bekannt. Alle Rollenwälzlager unterscheiden sich von anderen Wälzlagern, z.B. Kugellagern, dadurch, daß die Wälzkörper sich stets nur um ganz bestimmte Achsen drehen, welche durch die Konstruktion vorgegeben sind, indem di3 Rollendrehachsen durch

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deft die Rollen Umgreifenden Käfig eine konstante Orientierung erhalten.

Daß im Freien zwischen dem Käfig und den Rollenaußenflächen Reibung auftritt, ist unvermeidbar. Gleichwohl wird die mit Reibung immer verbundene Wärmeentwicklung oft als nachteilig empfunden. Für eine prinzipiell mögliche Verringerung der Erwärmung durch Verringerung der Rollendrehzahl _t d.h. durch Vergrößerung des Rollendurchmessers, muß jedoch eine mit der dritten Potenz der Durchmesseränderung wachsende und deshalb «ehr erhebliche Vergrößerung der Rollenmasse in Kauf genommen werden, die dann ihrerseits wieder nachteilig ist. Dem Konstrukteur sind deshalb beim Entwurf von Rollenwälzlagern relativ enge Grenzen gesetzt, die er bei einer notwendigen Überschreitung in der einen Richtung mit Kompromissen in der anderen Richtung bezahlen muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein erwärmungsarmes Wälzlager mit Wälzkörpern zu schaffen, bei denen die Forderungen nach großem Wälzkörperdurchmesser und gleichzeitig geringer Masse kompromißfrei realisierbar sind.

Gemäß der Erfindung wird bei einem Scheibenwälzlager der eingangs beschriebenen Art die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Scheiben mit zentralen Achsbohrungen versehen und auf am Abstandshalter angebrachten Lagerzapfen drehbar gelagert

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sind. Dadurch wird erreicht, daß für die Drehachsenführung nur noch die infolge kleinen Durchmessers vergleichsweise , kleinen Relativgeschwindigkeiten zwischen Lagerzapfen und Achsbohrung in Kauf genommen werden müssen, so daß nur noch eine sehr geringe Erwärmung auftritt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen _t daß der Scheibendurchmesser größer als die Scheibenbreite \ ist. Dadurch wird das bisher Unmögliche erreicht, daß einmal

der bei Rollenwälzlagern an sich bekannten Konstruktionsforderung entsprochen wird, die Wälzkörperdrehzahl nach Möglichkeit durch größeren Durchmesser zu senken, zum anderen aber auch der an sich ebenfalls bekannten Konstruktionsforderung, die Masse der Wälzkörper wegen der im Betrieb wirkenden Zentrifugalkräfte so gering wie möglich zu halten.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Lagerzapfen leicht ballig ausgebildet sind. Dadurch wird erreicht, daß die Scheibe bei unverändert guter Achsführung in engen Grenzen auf dem Lagerzapfen "pendeln" bzw. "tanzen" kann, so daß etwaige im Betrieb auftretende leichte Verschwenkungen der Scheibenebene nicht vom Lagerzapfen

aufgenommen werden müssen. Es treten folglich keine Reaktionskräfte auf, und es kann dann auch nicht zu unerv/ünschtem Anstieg von Reibung und Erwärmung kommen.

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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Abstandshalter mit schräg auf die Scheibenwälzlager-Achse gerichteten Lagerzapfen und darauf drehbaren Scheiben versehen ist. Dadurch wird erreicht, daß die Scheiben eine Schräglage einnehmen, welche sowohl die Übertragung von Radialkräften als auch von Achsialkräften durch das Lager sowie auf einfachste Weise das Bestimmen des Lagerspiels ermöglicht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß wenigstens einer der beiden Laufringe eine in der Scheibenmittelebene geteilte Lauffläche aufweist, deren beide Laufflächenhälften zusammen eine im Prinzip V-förmige, die Form eines gotischen Kirchenfensterbogens aufweisende Ringnut bilden, wobei die beiden Laufflächenhälften Krümmungsradien aufweisen, die größer als der Krümmungsradius der balligen Scheibenlaufflächen sind, so daß die balligen Scheibenlaufflächen den Laufring jeweils an zwei Abwälzpunkten berühren. Dadurch wird mit einfachsten Mitteln durch das Zusammenwirken von Scheiben und Ringnut eine Selbstführung der Scheiben in der Ringnut erreicht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Abstandshalter auf beiden Seiten mit zur Scheibenwälzlagerachse parallelen Lagerzapfen und mit Scheiben ver- I sehen ist. Dadurch wird in einer anderen Bauform erreicht, |

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daß sowohl Radialkräfte als auch Achsialkräfte vom Lager übertragen werden. Diese Bauart ist zwar etwas aufwendiger, erlaubt aber einen bequemen Ein- und Ausbau und ist sicherlich dann vorteilhafter, wenn sehr große Radialkräfte zu übertragen sind, weil die Verwendung von jeweils zwei Scheiben statt einer die punktuelle Lagerbelastung an den nunmehr doppelt so vielen Abwälzpunkten verringert. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Wälzlagers sind auch wesentlich höhere Drehzahlen als bisher möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben: Darin zeigen:

Fig. 1 eine Spindeleinheit mit erfindungsgemäßen Lagern im Schnitt (und zwar längs der Linie II-II in Fig. 2) ,

Fig. 2 die Spindeleinheit gemäß Fig. 1 im Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 1,

Fig. 3 eine Rolle der in der Spindeleinheit gemäß Fig. 1 und 2 verwendeten erfindungsgemäßen Scheibenwslzlager,

Fig₄ 4 eine Spindeleinheit im Schnitt Wie in Fig. 1,

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jedoch mit einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lager, und

Fig. 5 für die Ausführungsform gemäß Fig. 4 drei

Beispiele für die Ausbildung der inneren und äußeren Laufringe.

In Fig. 1, die in Verbindung mit den Fig. 2 und 3 zu lesen ist, ist die Spindel 1 im Gestell 2 mittels der erfindungsgemäßen Scheibenwälzlager drehbar gelagert.

Zunächst werten die in der Zeichnung links befindlichen Scheibenwälzli-ger 3, 4 und 5 beschrieben. Am ringförmigen Abstandshalter 6 sind, auf einem Teilkreis in Winkelabständen von je 120°, drei Lagerzapfen 7, 3, 9 befestigt, auf denen Scheiben 10, 11, 12 laufen. Die Lagerzapfen 7, 8, 9 verlaufen parallel zur Scheibenwälzlagerachse 13, und die Scheibenebenen der Scheiben 10, 11, 12 rechtwinklig dazu. Die Scheiben 10, 11, 12 laufen zwischen dem inneren Laufring 14 und dem äußeren Laufring 15 in V-förmigen Ringnuten, die weiter unten in Verbindung mit Fig. 5 noch näher beschrieben werden. Die V-förmigen Ringnuten bewirken eine selbstführende Einstellung der Scheiben 10, 11, 12, die dann, wenn diese Einstellung zu einem leichten "Pendeln" führen sollte, auf den Lagerzapfen 7, 8, 9 "tanzen" können, weil diese (in der Zeichnung nicht sichtbar) leicht ballig

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ausgebildet sind. Die Scheibenwälzlager 3, 4, 5 können in dieser Bauart Radialkräfte übertragen, aber keine Achsialkräfte.

Zur Aufnahme von Radialkräften und von Achsialkräften sind die in Fig. 1 rechts sichtbaren Scheibenwälzlager 16, 17

geeignet. Der Abstandshalter 18 ist mit auf beiden Seiten vorstehenden Lagerzapfen 19, 20 versehen, auf denen Scheiben 21, 22 sitzen.

Die Scheiben 10, 11, 12 bzw. 21, 22 haben einen Scheibendurchmesser 23, der wesentlich größer als die Scheibenbreite 24 ist. Dadurch nehmen die Wälzkörper die eher scheiben- als rollenförmige Gestalt an, welche die Bezeichnung Scheibenwälzlager treffend erscheinen läßt. Die Scheibenlauffläche 25 ist ballig ausgebildet. Eine zentrale Achsbohrung 26 ist für die Durchführung des Lagerzapfens, z.B. 7, vorgesehen.

Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Scheibenwälzlager, wobei die Lagerzapfen, z.B. 27, schräg auf die Scheibenwälzlagerachse 13 gerichtet sind. Dementsprechend stehen auch die Scheibenebenen schräg, so daß das Scheiben·^ wälzlager zur Übertragung von Radialkräften und von Achsialkraften geeignet ist.

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Fig. 5 zeigt drei Vergrößert und schematised) dargestellte |

Scheiben 10 in Verbindung mit unterschiedlichen Laufringen. |

Die Teilfiguf A hat in beiden Laufringen 141, 151 V-förmige |

Ringnuten, so daß sich zwischen Rolle 10 und den Laufringen 1

141, 151 zweimal zwei Abwälzpunkte (eingekreiste schwarze |

Punkts) sr^sben. Eins V—förnii^e Rin°nut und äemit eine Zv?ei— -

punktberührung kommt dadurch zustande, daß die beiden Lauf- | flächenhälften der in der Scheibenebene geteilten Lauffläche 1 Krümmungsradien aufweisen, die, wie in Fig. 5 deutlich erkennbar, größer als der Krümmungsradius der balligen Schei- H benlauffläche sind. Bei der Teilfigur B ist nur der äußere \ Laufring 152 mit einer V-förmigen Ringnut versehen, während ; der innere Laufring 142 eine Ringnut mit einem im Vergleich « zur balligen Scheibenlauffläche größeren Kreisbogenquerschnitt | aufweist. Bei der Teilfigur C mit den Laufringen 143, 153 1 ist die Anordnung umgekehrt wie in der Teilfigur B getrof- ρ

fen. Bei allen drei Teilfiguren bewirkt das Vorhandensein \

von wenigstens einer V-förmigen Ringnut eine ausreichende \

Selbstführung der Rolle 10. Bei einer V-förmigen Ringnut '^?

können die Krümmungsradien der beiden Laufflächenhälften |

im Grenzfall auch unendlich groß sein, so daß sich dann i

die beiden Laufflächenhälften (wie in Fig. 1, links) als [' Kegelmantelflächen darstellen, die aneinanderstoßend ein

exaktes V bilden. I

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Claims

Erwin Junker, Talstraße 78, 7611 Nordrach/Baden ( BRD) Scheibenwälzlager / Schu^ansprüche

1. Scheibenwälzlager, bestehend aus wenigstens drei kreisförmig angeordneten und dabei von einem Abstandshalter in gleichen Winkelabständen voneinander gehaltenen und hinsichtlich der Scheibendrehachsen geführten Scheiben mit balligen Laufflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die mit zentralen Achsbohrungen (26) versehenen Scheiben (z.B. 1Ö) auf am Abstandshalter (6) angebrachten Lagerzapfen (z.B. 7) drehbar gelagert sind.

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2. Scheibenwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Scheibendurchmesser (23) größer als die Scheibenbreite (24) ist.

3. Scheibenwälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Lagerzapfen (z.B. 7) ballig ausgebildet sind.

4. Scheibenwälzlager nach Anspruch 1 und gegebenenfalls einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstandshalter (6) mit schräg auf die Scheibenwälzlager-Achse (13) gerichteten Lagerzapfen (z.B. 27) und darauf drehbar gelagerten Scheiben versehen ist.

5. Scheibenwälzlager nach Anspruch 1 und gegebenenfalls einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einer der beiden Lagerringe (z.B. 141, 151) eine in der Scheibenmittelebene geteilte Lauffläche aufweist, deren beide Laufflächenhälften eine im Prinzip V-förmige (in der Art eines gotischen Kirchenfensters geformten) Ringnut bilden, wobei die beiden Laufflächenhälften Krümmungsradien aufweisen, die größer als der Krümmungsradius der balligen Scheibenlaufflächen (25) sind, so daß die balligen Scheibenlaufflächen (25) den Lagerring (141 bzw. 151) jeweils an zwei Abwälzpunkten (eingereiste schwarze Punkte in Fig. 5) berühren.

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6. Scheibenwälzlager nach Anspruch 1 und gegebenenfalls einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstandshalter (18) auf beiden Seiten mit zur Scheibenwälzlager-Achse (13) parallel und drehbar gelagerten Lagerzapfen (20) und dsrsuf fest Gitzsndsn Scheiben (21 22) versehen ists