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Längslager mit mehreren übereinander angeordneten Wälzlagern
Die Erfindung bezieht sich auf ein Längslage mit mehreren übereinander angeordneten und über Vorsprünge belasteten Wälzlagern, vornehmlich für hohe axiale Drücke.
Um sehr hohe Axialdruck aufnehmen zu können, wurden bisher beiden Drehverbindungen zweioder mehrreihige Drahtkugellager eingesetzt. Durch diese Nebeneinanderanordnung trat zwangsläufig in der horizontalen Ausdehnung des Lagers ein grosser Platzbedarf auf. Dadurch wurde die Anwendung mehrreihiger Kugellager erschwert und in manchen Fällen sogar unmöglich gemacht. Es ist schon versucht worden, durch Übereinanderanordnung von gewöhnlichen Kugellagern Platz zu sparen. Um jedoch nur einen einigermassen brauchbaren Ausgleich der Belastungen zu erreichen, wurden dabei ineinandergeschachtelte BUchsen, die sich auf waagebalkenartigen Ringkörpern oder kippbaren Ausgleichsstucken od. dgl. abstUtzen, eingebaut.
Die Vielzahl der Teile bringt eine unübersehbare Zahl von Reibungsflächen mit sich, die alle als Störquellen auftreten können. Bei solchen übereinander angeordneten Kugellagern wurde auch bereits vorgeschlagen, jedes Lager auf einen elastischen Ring abzustützen, um so eine gleichmässige Verteilung der Last zu erzielen. In einem solchen Lager entstehen Laufbahnbewegungen, die einen unruhigen Lauf des Lagers zur Folge haben. Ferner ist es bekannt, Drahtkugellager in mehreren Reihen abhän- gig voneinander Übereinander anzuordnen, jedoch nimmt diese Bauform vorwiegend Radiallasten auf, weil hier die Radialbelastung in jeder Kugelreihe vier Drähte gleichmässig trägt.
Wirkt dagegen eine Axialbelastung auf ein solches Lager, so kommen in jeder Kugelreihe lediglich zwei diagonal gegen- überliegende Drähte zum Tragen, wodurch die Tragfähigkeit bereits auf die Hälfte verringert wird. Gleichzeitig wird dabei der Drehwiderstand grösser, weil die Kugeln zwischen den diagonal gegenüberliegenden tragenden Drähten um eine Achse abrollen, welche um den Tragwinkel zur Horizontalen geneigt ist. Diese Lager bedürfen daher aus diesem Grunde einer genauen Einstellung des Lagerspiels, was wiederum eine entsprechend kompliziertere Ausführung des Lagers zu Folge hat.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, unter Aufrechterhaltung aller vorteilhaften Eigenschaften eines Drahtkugellagers die Möglichkeit zu schaffen, auch Einrichtungen, bei denen eine Drehung unter schweren und schwersten- Axialdrücken vor sich gehen muss, wie z. B. an Tiefbohrgestängen, mit Drahtkugellagern versehen zu können, ohne dass dadurch in horizontaler Ausdehnung ein grösserer Platzbedarf nötig ist. Gemäss der Erfindung sind die Vorzüge der bekannten Bauformen beibehalten, deren Nachteile jedoch ausgeschaltet. Es kann ein kleiner Aussendurchmesser der Lagerung bei hohen Axiallasten eingehalten werden, weil die einzelnen Drahtkugellager übereinander angeordnet sind. Da diese
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men für jede Kugelreihe alle vier Drähte gleichmässig zum Tragen.
Dadurch kann ein Höchstwert an axialer Belastung übertragen werden. Bei dem bekannten Einwalzvorgang stehen alle Kugellaufbahnen gleichmässig unter Druck. Durch das Einwalzen bilden sich selbsttätig durch plastische Verformung alle Kugellaufbahnen für gleiche Belastbarkeit aus. Es ergibt sich somit eine spielfreie Lagerung, bei der die übereinander liegenden Drahtkugellager durch das Einwalzen vollkommen gleichmässig belastet sind.
Eine besondere Einstellung des Lagerspiels ist also hier ebenso wenig erforderlich, wie irgendwelche Vorrichtungen für einen Belastungsausgleich zwischen den einzelnen übereinander angeordneten Drahtkugellagern.
Zur Lösung der Aufgabe werden gemäss der Erfindung zwischen einem Aussenring und einem Innen-
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ring ein-oder mehrreihige an sich bekannte Drahtkugellager unabhängig voneinander angeordnet und deren Gesamtbelastung über stufenartig abgesetzte VorsprUnge und Eindrehungen durch das an sich bekannte Einwalzen der Kugellaufbahnen in den Laufdrähten selbsttätig gleichmässig verteilt. Die mehrreihigen Kugelreihen sind vorzugsweise abfallend gegeneinander versetzt angeordnet.
Ein weiterer Vorteil der Lager ist in der Art der Schmierung zu sehen, die vorzugsweise als Durchlaufschmierung ausgebildet werden kann, insofern, als bei einer Ölschmierung fUr hohe Geschwindigkeiten das Öl durch die zur Horizontalen treppenartig etwas abgesetzten Kugelreihen hindurchläuft und auf den darunter befindlichen Tragring gelangt, der in entgegengesetztem Gefälle nach dem Aussenring zu abfällt. Darauf gelangt das Öl zur nächsten darunter liegenden Kugelreihe usw. Dabei wird ausserdem die von dem sich drehenden Tragring auf das Öl ausgeübte Zentrifugalkraft ausgenutzt, um den gleichmä- ssigen Fluss des Öls zu fördern. Infolge des in den Kugelreihen vorhandenen Gefälles und der Abschrägungen der oberen Fläche der Tragringe ist eine gleichmässige Schmierung aller Kugelreihen gewährleistet.
Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens sind in der Zeichnung wiedergegeben. Es zeigen : Fig. 1 einen lotrechten Schnitt durch eine Hälfte einer dreistufigen, einreihigen Lagerung eines Bohrgestänges, Fig, 2 einen gleichen Schnitt wie Fig. l durch eine Hälfte einer dreistufigen, dreireihigen Lagerung für besonders hohe Axiallasten.
In den Figuren sind mit 1 die Kugeln bezeichnet, die auf den Laufdrähten 2 entlangrollen. 3 sind die Tragringe, in denen die Laufdrähte eingebettet sind. In Fig. l sind vier Kugelreihen 4, 5, 6, 7 Über- einander angeordnet, wobei die Reihen 4 und 5 als Wechsellager ausgebildet sind. Das Lager 4 tibernimmt die in der Zeichnung nach oben wirkenden Kräfte, wogegen die Lager 5, 6 und 7 die nach unten wirkenden Belastungen gleichmässig verteilt aufnehmen. Infolge dieser Verteilung der Kräfte wird ein weiterer Vorteil erzielt, u. zw. können die Lager leichter ausgeführt sein. Von dem das Bohrgestänge aufnehmenden Innenring 8 wird die Last über die Schultern 9 und 10, sowie über den an dem Innenring 8 befindlichen Flansch 8'auf die Drahtkugellager 5, 6 und 7 in Richtung der Auflage 14 übertragen.
Bei der dargestellten Ausführung können ausser den reinen Axiallasten in beiden Richtungen auch Radialkräfte und Momentbelastungen aufgenommen werden. Die Lager übertragen die Last über die Schulter 12 und den Unterring 13 auf den zur Aufnahme der Belastung dienenden Aussenring 15.
In der Fig. 2 bildet jede Stufe ein dreireihiges Drahtkugellager. Die Belastung wird über den mit Schultern 9'und 10'ausgerüsteten Innenring 8" auf die jeweiligen Tragringe 16, 17, 18 Übertragen. Die Gegenaufnahme bildet der Aussenring 15", der ebenfalls mit Schultern 12'versehen ist und über die Aufnahmeringe 19, 20, 21 die Belastung aufnimmt.
Durch Nachsetzen der Schultern 9 und 10 bzw. 9'und 10'ist eine Voreinstellung der gleichmässigen Verteilung der Last bei der Montage möglich. Die Feineinstellung erfolgt selbsttätig durch das Einwalzen der Kugeln in ihre Laufdrähte.
Zum Transport und zum Einbau ist ein Flanschring 22 vorgesehen, der an den Innenring 8" ange- schraubt wird und das Lager gegen Abheben sichert und dadurch das Herausfallen der Kugeln verhindert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Längslage mit mehreren übereinander angeordneten und Über VorsprUnge belasteten Wälzlagern, vornehmlich-für hohe axiale DrUcke, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Aussen- und einem Innenring ein-oder mehrreihige an sich bekannte Drahtkugellager unabhängig voneinander angeordnet sind, deren Gesamtbelastung über stufenartig abgesetzte VorsprUnge und Eindrehungen durch das an sich bekannte Einwalzen der Kugellaufbahnen in den Laufdrähten selbsttätig gleichmässig verteilbar ist.
2. LängslagernachAnspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrreihigen Kugelreihen abfallend gegeneinander versetzt sind.
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