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Doppelreihiges Kugellager.
Es sind verschiedene Ausführungsformen von doppelreihigen Kugellagern bekannt. Bei einer dieser bekannten Ausführungsformen laufen die Kugeln in Rillen der je aus einem Stuck bestehenden 1nnen- und Aussenringe. Die Berührungspunkte jeder Kugelreihe liegen in einer zur Drehachse senkrechten
Ebene. Da es unmöglich ist, die beiden Rillen jedes Laufringes so genau zu schleifen, dass beide Kugel- reihen ganz gleichmässig belastet sind, so ist die radiale Tragkraft eines solchen Lagers nicht doppelt so gross als die eines einreihigen Lagers, sondern nur etwa lY2mal so gross.
Ferner sind derartige Lager für die Aufnahme von axialen Kräften grundsätzlich ungeeignet, weil bei geringer Verschiebung des
Innenringes gegen den Aussenring Beanspruchungen in den Ringen und Kugeln auftreten können, die ein Vielfaches des axialen Druckes ausmachen und daher leicht zu Zerstörungen der Laufbahnen bzw. der Kugeln führen.
Es sind ferner Ausführungen von doppelreihigen Kugellagern bekannt, bei denen die beiden
Kugelreihen auf einer gemeinsamen Kugelfläche rollen, deren Krümmungsmittelpunkt mit dem Mittelpunkt der Welle zusammenfällt. Bei diesen Lagern tragen bei radialer Belastung die beiden Kugelreihen zwar genau gleich viel, jedoch sind auch diese Lager für axiale Beanspruchungen ungeeignet.
Einmal ist der spezifische Flächendruck an der Berührungsstelle zwischen Kugel und Lauffläche bei ebener Lauffläche oder bei einer gemeinsamen Kugelfläche viel grösser als wenn die Lauffläche im Querschnitt Rillen aufweist, die einen viel kleineren Krümmungsradius haben als die gemeinsame Kugelfläche, und ferner bewirkt, wenn die Laufbahnen für die beiden Kugelreihen sich von einem Zylinder oder einem flachen Doppelkegel nur wenig unterscheiden, jeder axiale Druck infolge der Keilwirkung eine Beanspruchung der Kugeln und der Laufring, die ein Vielfaches der axialen Kräfte beträgt.
Ferner sind doppelreihige Kugellager bekannt, bei denen die Berührungspunkte zwischen Kugeln und Laufringen auf einer Kegelfläche liegen und die Kugeln in Rillen laufen. Doch sind bei den bekannten Ausführungsformen dieser Art entweder die Innen-oder die Aussenringe zweiteilig ausgebildet. Hiebei ergibt sich folgender Übelstand. Es ist unmöglich, die Sitzfläche und die Lauffläche des Laufringes vollkommen konzentrisch herzustellen. Werden zwei getrennte innere Laufring oder zwei getrennte äussere Laufring verwendet, so ist es unmöglich, bei beiden die getrennten Laufring so einzustellen, dass die Exzentrizitäten zusammenfallen. Infolgedessen wird ein derartiges Lager mit getrennten Laufringen immer etwas schlagen.
Auch die Einstellung von derartigen zweiteiligen Laufringen macht erhebliche Schwierigkeiten.
Schliesslich sind mehrreihige Kugellager bekannt, bei denen die beiden Laufflächen aus je einem Stück bestehen, die Kugeln in Rillen laufen und die Berührungspunkte zwischen Kugeln und Laufringen jeder Kugelreihe in je einer Kegelfläche liegen. Bei den bekannten Ausführungen dieser Art wurde es für erforderlich gehalten, für jede der beiden Kugelreihen je eine Einfüllöffnung vorzusehen.
Gemäss der Erfindung sollen die Vorteile der bekannten Bauarten vereinigt werden. Es soll insbesondere auch bei doppelreihigen Kugellagern der zuletzt genannten Art die Einführung der Kugeln
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Hiedurch wird es ermöglicht, die Fähigkeit zur Aufnahme grosser axialer Drücke, welche die doppelreihigen Kugellager der genannten Art besitzen, voll auszunutzen, da der axiale Druck gewöhnlich nur in einer Richtung aufgenommen zu werden braucht. Da bei derartigen doppelreihigen Kugellagern die
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drehung des äusseren Laufringes und die grösste Ausdrehung des entsprechenden inneren Laufringes in verschiedenen senkrechten Ebenen.
Durch entsprechende relative axiale Verschiebung der beiden Laufringe wird daher ermöglicht, die Kugeln auch bei solchen Laufringen einzuführen, bei welchen die während des Gebrauches nicht zur Anlage an die Kugeln kommenden Schultern nicht fortgenommen worden sind. Es wird dadurch die Festigkeit und Formbeständigkeit der Laufring erhöht. Die Einführung der Kugeln der andern Kugelreihe durch die Einfüllöffnung erfolgt dann in bekannter Weise.
Durch die vorliegende Erfindung wird also ein doppelreihiges Kugellager geschaffen, bei welchem beide Kugelreihen in statisch bestimmter Reihe an der Aufnahme der radialen Belastung teilnehmen, bei welchem ferner eine erhebliche axiale Belastung möglich ist, die axiale Belastungsfähigkeit in der einen Achsrichtung voll ausgenutzt wird und bei welchem kein Schlagen infolge nicht genauer Konzentrizität der beiden Laufflächen eines Ringes eintreten kann.
Die Erfindung besteht in der Kombination der folgenden, an sich bekannten Merkmale : Sowohl der Aussenring als der Innenring besteht aus je einem Stück. Sowohl der Aussenring als der Innenring ist mit je zwei Laufrillen versehen. Die Berührungspunkte zwischen Kugeln und Laufringen jeder Kugelreihe liegen auf je einer Kegelfläche. Nur eine der beiden Rillen ist mit einer Einfüllöffnung versehen.
In der Zeichnung ist ader Innenlaufring, b der Aussenlaufring, c und d die beiden Kugelreihen und e, f bzw. g, h die Berührungspunkte zwischen den Kugeln und den Laufringen. Die Berührungpunkte der Kugelreihe c liegen auf einem Kegel mit dem Scheitelwinkel (0 Die Berührungspunkte der Kugelreihe d liegen auf einem Kegel mit dem Scheitelwinkel ss.
Infolge der geringen axialen Verschiebbarkeit, die immer zwischen dem Innenlaufring a und dem Aussenlaufring b vorhanden ist, stellt sich bei radialer Belastung infolge der Keilwirkung der Laufbahnen eine gleichmässige Lastverteilung auf beide Kugelreihen von selbst ein.
Bei axialer Beanspruchung des Lagers trägt allerdings nur jeweilig eine der beiden Kugelreihen ; jedoch ist diese axiale Belastbarkeit bedeutend grösser als bei doppelreihigen Kugellagern mit ebener Rollfläche, bei denen die axiale Belastung ganz unkontrollierbare Beanspruchungen ergibt. Die auf eine Kugel entfallende Axialkraft p hat bei Lagern gemäss der Erfindung, bei denen die Berührungsfläche mit einer zur Achse senkrechten Ebene einen Winkel u. einschliesst, eine Komponente r auf den Aussenring zur Folge (s. Fig. 1). Diese Kraft r ist um so grösser, je kleiner der Winkel ; x oder je grösser der Winkel bzw. f ist.
Die axiale Belastbarkeit wird also um so grösser, je kleiner die Spitzenwinkel ss bzw. y werden.
Bei Lagern, die nach beiden Achsrichtungen hin stark beansprucht werden, kann man gemäss der Erfindung die Spitzenwinkel ss und (der Kegelfläche der Berührungspunkte so klein machen, dass die Scheitel der Kegel nicht zusammenfallen (s. Fig. 2).
Im allgemeinen wird der Fall jedoch so liegen, dass ein derartiges Lager nur auf einer Kugelreihe axiale Kräfte zu übertragen hat. In diesem Fall kann man gemäss der Erfindung, wie bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, die Scheitelwinkel ss und y der beiden Kegelflächen der Berührungspunkte entsprechend der Verschiedenheit der Belastung in den beiden Achsrichtungen verschieden gross machen.
Die in axialer Richtung stark belastete Kugelreihe kann man gemäss der Erfindung trotz Ausrüstung mit voller Kugelzahl in Rillen laufen lassen, die keine Einfüllöffnung besitzen und die daher gerade für axiale Belastung besonders geeignet sind. Zu diesem Zweck ist die Schulter des einen Ringes nur so hoch, dass man sie über die in den andern Ring eingefüllten Kugeln der axial stark belasteten Kugelreihe schieben kann, während die andere axial schwächer belastete Laufbahn in bekannter Weise mit einer Einfüllöffnung ausgestattet ist (s. Fig. 1, 2 und 3).
Der besondere Vorteil vorliegender Erfindung gegenüber doppelreihigen Kugellagern, bei welchen einer der Laufring aus zwei voneinander getrennten Teilen besteht, liegt darin, dass die bei der Herstellung unvermeidlichen Exzentrizitäten der beiden Laufflächen der Laufring gegenüber den Sitzflächen der Laufring zusammenfallen, da die beiden Laufrillen eines Ringes in einer Aufspannung geschliffen werden.
Die Exzentrizität an sich bedingt keinerlei wesentliche Störungen, da sie nur eine geringe Parallelerschiebung der Achse zur Folge hat. Bei getrennter Ausführung eines der beiden Laufringe fallen die Exzentrizitäten der beiden Laufrillen aber fast nie zusammen.
Vor allem bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass durch das Kugellager in der einen Achsrichtung sehr grosse axiale Kräfte übertragen werden können.
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