CH438855A - Wälzlager - Google Patents

Description

      Wälzlager       Die     Erfindung    richtet sich auf ein Wälzlager mit Bal  ligen Rollen zwischen Aussen- und Innenring. Sie geht  dabei von der bekannten Tatsache aus, dass die     Wälz-          lagerfertigung        inzwischen    ein Höchstmass an Genauig  keit erreicht hat. Zu den Fertigungsprüfungen werden  Messgeräte benutzt, die den Bruchteil eines tausendstel  Millimeters anzeigen. Auf diese Weise soll ein     Höchst-          mass    an Tragfähigkeit, Geräuscharmut und Lebensdauer  erzielt werden.  



  Es hat sich allerdings gezeigt, dass beim Einbau der  artiger Wälzlager nicht annähernd die gleichen Anfor  derungen an die Genauigkeit der Fertigung gestellt wer  den. Insbesondere sind die Toleranzen der die Lager  schliesslich aufnehmenden Maschinenteile wesentlich  grösser als diejenigen der Lager selbst. So unverständ  lich dieses Missverhältnis erscheinen mag, berücksichtigt  es doch noch nicht einmal die Tatsache, dass die Unge  nauigkeit des eingebauten Lagers durch Unachtsamkeit  des Monteurs noch vervielfacht werden kann. Die mo  dernen Wälzlager sind aber gegenüber den durch diese  Umstände bedingten ungleichmässigen Belastungen     bzw:     Verschränkungen der     Wälzkörper    ausserordentlich emp  findlich.  



  Es besteht daher ein grosses Bedürfnis nach einer  Anordnung, die das Wälzlager weitgehend unempfind  lich gegenüber grösseren Fertigungstoleranzen der die  Lager aufnehmenden Maschinen     od.dgl.    bzw. Nachlässig  keiten beim Einbau macht, ohne dass jedoch dabei die  Vorteile der Präzision der     Wälzlagerfertigung    verloren  gehen.  



  Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dieses Pro  blem von seiten des Wälzlagers her anzugehen, und sie  sieht vor, dass die Mantellinien der Rollen nach einem  Radius gekrümmt sind, der mindestens das Doppelte des  Lagerhalbmessers beträgt.     Durchmässig    beträgt der Ra  dius ein Mehrfaches des Lagerhalbmessers.  



  Zwar sind     ballige    Rollen von sogenannten Tonnen  lagern her bekannt. Bei diesen liegt der Mittelpunkt des       Krümmungsradius    in jedem Fall innerhalb der Achse des  Lagers. Das hat zur Folge, dass für jede Lagergrösse    eigene Rollen gefertigt werden müssen. Andererseits ver  langt dieses Rollenfertigung     Spezialmaschinen,    was die  Gestehungskosten beträchtlich verteuert.  



  Wenn die erfindungsgemässe Rollengestaltung auch  nicht mehr zylindrisch zu nennen ist, so führt sie doch  auch nicht zu tonnenförmigen Rollen. Der Durchmesser  der Rollen ist zweckmässig an beiden axialen Enden nur  soweit verjüngt, dass     mit    Sicherheit jede mögliche Ver  schränkung des Wälzkörpers bei Achsversetzungen,  Schrägeinbau     od.dgl.    vermieden wird.     Im    Hinblick auf  die auftretenden Belastungen kann das Mass der Ver  jüngung klein und damit der     Krümmungsradius    der  Mantellinien gross sein.  



  Auf diese Weise kann man praktisch für alle ge  bräuchlichen Lagergrössen mit einem einzigen     Krüm-          mungsradius    für die     Mantellinienkrümmung    der Rollen  auskommen, denn dieser Radius ist nicht von der     Wälz-          lagergrösse    abhängig. Lediglich für abnormal lange       Wälzkörper,    nämlich     Nadeln,    kann es angebracht sein,  aussen einen zweiten, grösseren     Krümmungsradius    zu  wählen als bei normalen Rollen.

   Bei einem solch grossen       Krümmungsradius    für die Mantellinien der Rollen kön  nen diese aber ohne weiteres wie die Zylinderrolle auf       Centerless-Schleifmaschinen    und im     Durchlaufverfahren          geschliffen    werden. Gegenüber der     Zylinderrolle    weist die       ballige    Rolle den besonderen Vorzug auf, dass bei der  Fertigungskontrolle die Messung der     Konizität    in Fort  fall kommt, was sich in einer Verbilligung der Fertigung  auswirkt.  



  Es ist zweckmässig, die Anordnung so zu treffen, dass  die Druckflächen der Rollen am Aussen- und am     Innen-          ring    etwa gleich sind. Dementsprechend ist bei einem  solchen Lager auch die Belastbarkeit am Aussen- und  am Innenring gleich. Dies ist von besonderem Vorteil ge  genüber den normalen     Rollenlagern,    bei denen die klei  nere Druckfläche gegenüber dem     Innenring    für die Be  lastbarkeit des Lagers     massgeblich    ist. Bei dem Lager  gemäss der Erfindung kann die theoretische Belastbar  keit bei gleichen Aussenabmessungen der Lager derjeni-      gen des     bisherigen    normalen Rollenlagers     gleichgesetzt     werden.  



       In    weiterer Ausgestaltung weist die Laufbahn der  Rollen am     Innenring    eine     Vertiefung    auf, deren axialer  Querschnitt etwa der Krümmung der     Rollenmantellinie     entspricht. Diese Massnahme führt dazu, dass die Rollen  an praktisch ihrer ganzen Länge zum Tragen gelangen  können. Auf diese Weise ergibt sich eine dem normalen       Zylinderrollenlager    entsprechende Belastbarkeit infolge  der     vergrösserten    Druckfläche am     Innenring.     



  Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, dass die Vertie  fung der Innenlaufbahn eine beidseitige axiale Führung  für die Rollen aufweist. Eine alternative Ausführungs  form sieht vor, dass die Vertiefung der     Innenlaufbahn,     insbesondere bei einem Kegel- oder     Schrägrollenlager,     eine einseitige axiale Führung für die Rollen aufweist.  



  Es ist zweckmässig die Vertiefung der Laufbahn des       Innenrings    breiter als die axiale Länge der Rollen aus  zubilden und axial beiderseits der Rollen auslaufen zu  lassen. Welcher Ausführungsform jeweils der Vorzug  gegeben wird, richtet sich ganz nach den Umständen des  Einzelfalles.  



  Von besonderer Bedeutung ist, dass die     erfindungs-          gemässe    Lagergestaltung die Anwendung des     Centerless-          Verfahrens    ohne zusätzlichen Aufwand ermöglicht, wo  durch die Herstellung noch verbilligt werden kann.  



  Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus  der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausfüh  rungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung.     In     dieser zeigen:       Fig.    1 einen axialen Schnitt durch die eine Hälfte eines  Wälzlagers;       Fig.    2 einen vereinfachten radialen Schnitt etwa nach  Linie     11-1I    in     Fig,    l;

         Fig.    3 die     Druckfläche    der Rollen an der     Laufbahn     des Aussenrings und       Fig.    4 die Druckfläche der Rollen an der Laufbahn  des     Innenrings;          Fig.    5, 6, 7, 8 und 9 die Anwendung der Erfindung bei  einem Querlager, Kegellager, Nadellager,     Axialdruckla-          ger    und     Schrägrollenlager.     



  Das Lager nach     Fig.    1 ist zur besseren Verdeutli  chung der Erfindung mit vergleichsweise langen     Wälz-          körpern    dargestellt. Diese sind     ballig    ausgebildet, und  zwar verjüngen sie sich vom grössten Durchmesser D in  ihrer Mitte nach beiden axialen Enden auf den Durch  messer d. Die Rolle 1 läuft zwischen dem Aussenring 2  und dem     Innenring    3 des Lagers, und ihre Mantellinie 4  ist nach einem Radius R um einen Punkt 5 gekrümmt,  der weit ausserhalb der Lagerachse 6 liegt, nämlich beim  dargestellten Ausführungsbeispiel um das etwa Acht  fache, wobei unter dem Lagerhalbmesser der Abstand  zwischen der mittleren Rollenachse 7 und der Lager  achse 6 zu verstehen ist.

   Die Krümmung der Mantel  linien 4 geht bei 8 unter Abrundung in die     Stirnfläche    9  über.  



  Infolge des grossen Radius R für die Mantellinien 4  der Rolle 1 rücken die axialen Endpunkte 10 und<B>11</B>  des in     Fig.    3 wiedergegebenen Druckfeldes der Rolle 1  gegenüber dem Aussenring 2 des Lagers vergleichsweise  weit auseinander, und zwar sieht die Strecke 10-11 an  nähernd in direkter Abhängigkeit von der Länge des  Radius R. Die Länge dieses Radius R ist jedoch durch       die-    gewünschte und     erfahrungsgemäss    festgelegte Ein  stellbarkeit bei Verschränkung bzw. Abweichung gegen  über der Lagerachse 6 begrenzt, was durch den Winkel a  angedeutet ist.

      In dem     Innenring    3 des     Wälzlagers    ist eine     rinnen-          förmige    Vertiefung 12 eingelassen, deren die Laufbahn  bildende     Querschnittsfläche    etwa der Krümmung der       Rollenmantellinie    4 angepasst ist. Die Rolle 1 erhält  damit eine Auflage über ihre gesamte axiale Länge 13-14  (siehe auch     Fig.    4). Da die Vertiefung grösser ist als der  Unterschied 15 zwischen halben Durchmessern D und d  der Rolle 1, erhält diese an ihren Stirnflächen 9 eine  Führung durch die Seitenwangen 16 des inneren Lauf  rings 3.

   Die Vertiefung 12 der Innenlaufbahn kann je  doch auch in ihrer axialen Länge etwa der Länge der  Rolle 1 entsprechen, so dass die axiale Führung an den  Stirnseiten 9 durch die Ansätze 16 entfällt. Dies gilt  ebenfalls für eine solche in dem inneren Laufring 3  eingearbeitete vertiefte Laufbahn, die in     Fig.    1 bei 17  angedeutet ist. Diese läuft beiderseits der Stirnseite 9 des  Rollenkörpers 1 aus.  



  Die     Fig.    2 zeigt die Verhältnisse der Breiten der  Druckflächen 18 gegenüber dem Aussenring 2 und 19  gegenüber dem Innenring 3, und zwar wird die Druck  fläche 18 von den beiden Punkten 20 und 21 begrenzt,  während die Druckfläche 19 an den beiden Punkten 22  und 23 endet. Die Zeichnung lässt     erkennnen,    dass die  Flächen 18 und 19     annähernd    die gleiche Grösse auf  weisen. Dabei ist die Strecke 10-11 mit dem Radius R  veränderlich.  



  Die     Fig.    5, die im wesentlichen der     Fig.    1 entspricht,  zeigt     eine    von einem normalen     Zylinderrollenlager    aus  gehende Gestaltung.     Fig.    6 gibt die Anordnung bei einem  Kegel- bzw. Schräglager und     Fig.    7 bei einem Nadellager  wieder. In allen diesen Fällen ist in den     Innenring    3 eine  Vertiefung 12 als     Laufbahn    für die bei 16 an der Stirn  seite 9 geführte Rolle 1 vorhanden.  



  Bei der Ausbildung eines axialen Drucklagers nach       Fig.    8 fehlt die Vertiefung des einen der beiden Lauf  ringe 24 und 25. Bei dem Schräglager nach     Fig.    9 ist  der Innenring 25 zwar mit einer Vertiefung 26 als Lauf  bahn für die Rolle 1 versehen, doch ist lediglich ein seit  licher Ansatz 27 zur axialen Führung der Rolle 1 vorhan  den, während bei 28 die Vertiefung neben der Stirnfläche  9 der Rolle 1 ausläuft.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Wälzlager mit Balligen Rollen zwischen Aussen- und Innenring, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantel linien (4) der Rollen (1) nach einem Radius (R) ge krümmt sind, der mindestens das Doppelte des Lager halbmessers beträgt. UNTERANSPRÜCHE 1. Wälzlager nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Druckflächen (18, 19) der Rollen (1) am Aussen- und am Innenring (2, 3) etwa gleichgross sind. 2. Wälzlager nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Laufbahn für die Rollen (1) am Innen ring (3) eine Vertiefung (12) aufweist, deren axialer Querschnitt etwa der Krümmung der Rollenmantellinie (4) entspricht.

   3. Wälzlager nach Unteranspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Vertiefung (12) der Innenlaufbahn eine beidseitige axiale Führung (16) für die Rollen (1) auf weist. 4. Wälzlager nach Unteranspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Vertiefung (12) der Innenlaufbahn, insbesondere bei einem Kegel- oder Schrägrollenlager, eine einseitige axiale Führung (27) für die Rollen (1) aufweist. 5. Wälzlager nach Unteranspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Vertiefung (12) breiter ist als die axiale Länge der Rollen (1) und axial beiderseits der Rollen ausläuft.