Rollenlager. Die Belastungsfähigkeit eines Rollenlagers ist abhängig von der Grösse der Fläche, auf welcher Rollen und Laufbahnen sich gegen einander stützen, der sogenannten Kontakt fläche, derart, dass die Tragkraft des Lagers sich in demselben Masse vermehrt, wie die Grösse der Kontaktfläche sich vermehrt. Da mit also ein Rollenlager eine möglichst grosse Belastung aufnehmen kann, sollte es so di mensioniert werden, dass die Kontaktfläche die grösstmögliche Ausdehnung bekommt. Dies gilt fair belastete Lager. Anderseits sollte im unbelasteten Lager diese Kontakt fläche möglichst klein sein, da andernfalls die Reibung unnötig gross wird.
Die Grösse der Kontaktfläche ist teils von dem Verhältnis zwischen den Halbmes sern der Erzeugenden der Rollflächen der Rollen und Laufbahnen, teils von der Be schaffenheit des Materials abhängig. Ander seits setzt die Breite der Rollen der Aus dehnung der Kontaktfläche in seitlicher Rich tung eine Grenze. Es ist bekannt, durch Veränderung der eben genannten Halbmesser der Erzeugen den der Rollflächen die Grösse der Kontakt fläche zu verändern. Bei Kugellagern mit zylindrischen Laufbahnen ist der Unterschied zwischen den eben genannten Halbmessern, wenn die Kugel von einer in der Praxis üblichen Grösse ist, sehr gross, während ander seits, zum Beispiel bei einem Rollenlager mit zylindrischen Rollen und zylindrischen Lauf bahnen, der Unterschied zwischen den ge nannten Halbmessern kleiner ist.
Unter ähn lichen Verhältnissen wird also im ersteren Fall die Kontaktfläche verhältnismässig klein, im zweiten Fall dagegen grösser sein. Es ist auch bekannt, bei Rollenlagern die Breite der Rolle verhältnismässig klein zu halten, um dadurch gewisse Vorteile betreffs der Ein führung der Rollen und auch betreffs der Funktion des Lagers zu erhalten. Es ist natürlich auch bekannt, verschiedenes Ma terial für die Rollflächen zu verwenden, wo bei man bei gleicher Belastung eine verschie- dene Grösse der Kontaktfläche erzielt. Wird für die Rollflächen Material mit hohem Elas tizitätskoeffizienten verwendet, so wird die Kontaktfläche offenbar bei einer gewissen Belastung grösser sein als bei einem Lager mit Rollflächen aus einem Material mit nie drigerem Elastizitätskoeffizienten.
Die vorliegende Erfindung will von die sen Erfahrungen und Einsichten einen um- fasenden Gebrauch machen.
Sie bezieht sich auf ein Rollenlager, bei welchem der Halbmesser der Erzeugenden der Rollfläche einer jeden Rolle bei konvexer Rolle kleiner, bei zylindrischer oder konkaver Rolle grösser ist als der Halbmesser der Er zeugenden mindestens einer Laufbahn, und sie liegt darin, dass die Rollen und die Lauf bahn aus einem Material von solcher Be schaffenheit hergestellt sind, dass die Kon taktfläche zwischen voll belasteten Rollen und Laufbahn, wenn das Lager voller Be lastung ausgesetzt ist, sich wenigstens über den grösseren Teil der Breite der Rollen er streckt.
Vier Ausführungsbeispiele von Lagern gemäss der Erfindung sind auf der Zeichnung in radialem Schnitt wenigstens teilweise dar gestellt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen das nämliche Beispiel in verschiedenem Belastungszustande und verschiedenem Massstabe. Die Fig. 3, 4 und 5 betreffen weitere Ausführungs formen.
In Fig. 1 und 2 bedeutet 1 den äussern, den innern Laufring eines Rollenlagers; 3 sind die Rollen mit konvex gekrümmter Lauffläche mit dem Radius RI. Der Radius rI der konkaven Krümmung der Lauf flächen der Laufringe ist grösser als RI, solange das Lager unbelastet oder nur schwach belastet ist. Das Lagermaterial ist so gewählt, dass bei voll belastetem Lager diese beiden Radien einander wenigstens bei nahe gleich werden, so dass die Berührungs fläche von Rolle und Laufringen sich über den grössten Teil der Rollenbreite erstreckt. In Fig. 2 ist die Breite dieser Berührungs fläche sogar gleich der Rollenbreite an genommen.
Nach Fig. 3 ist die Lauffläche der Rollen 6 konvex, mit dem Radius RII, die der Lauf ringe 4 und 5 zylindrisch.
Beim Beispiel nach Fig. 4 ist die Lauf fläche der Laufringe 7 und 8 nach dem Ra dius rIII konvex gekrümmt, während die Laufrollen 9 zylindrisch sind.
Die Rollen 12 des in Fig. 5 dargestellten Beispiels besitzen eine nach dem Radius RIV konkav gekrümmte Lauffläche, während die Lauffläche der Laufringe 10 und 11 nach dem Radius rIV konvex gebogen ist. RIV > rIV.
Durch ein Rollenlager gemäss der Er findung ist der Vorteil erreicht, dass dasselbe dank dem Verhältnis zwischen den Halbmes sern der Erzeugenden der Rollflächen der Rollen und der Laufbahn ohne Belastung mit Bezug auf die Reibung sehr gut ist, und dass es, wenn es voller Belastung ausgesetzt ist, diese durch eine Kontaktfläche von ver hältnismässig grosser Ausdehnung aufnimmt.
Roller bearings. The load capacity of a roller bearing depends on the size of the surface on which the rollers and raceways are supported against each other, the so-called contact surface, in such a way that the load-bearing capacity of the bearing increases to the same extent as the size of the contact surface increases. Since a roller bearing can take the greatest possible load with it, it should be dimensioned so that the contact surface has the greatest possible expansion. This applies to fairly loaded warehouses. On the other hand, this contact area should be as small as possible in the unloaded bearing, since otherwise the friction becomes unnecessarily large.
The size of the contact surface is partly dependent on the ratio between the half mars of the generators of the rolling surfaces of the rollers and raceways, partly on the nature of the material. On the other hand, the width of the rollers sets a limit to the extent of the contact surface in the lateral direction. It is known to change the size of the contact surface by changing the radius just mentioned of the generators of the rolling surfaces. In ball bearings with cylindrical raceways, the difference between the radiuses just mentioned, if the ball is of a size common in practice, is very large, while on the other hand, for example in a roller bearing with cylindrical rollers and cylindrical raceways, the difference between the ge called radius is smaller.
Under similar conditions, the contact area will be relatively small in the first case, but larger in the second case. It is also known to keep the width of the roller relatively small in roller bearings in order to obtain certain advantages as regards the introduction of the rollers and also as regards the function of the bearing. It is of course also known to use different material for the rolling surfaces, where a different size of the contact surface is achieved with the same load. If material with a high coefficient of elasticity is used for the rolling surfaces, the contact surface will obviously be larger under a certain load than in the case of a bearing with rolling surfaces made of a material with a lower coefficient of elasticity.
The present invention seeks to make extensive use of these experiences and insights.
It relates to a roller bearing in which the radius of the generatrix of the rolling surface of each roller is smaller for a convex roller, larger for a cylindrical or concave roller than the radius of the generating at least one raceway, and it lies in the fact that the rollers and the Raceway are made of a material of such Be that the contact surface between fully loaded rollers and raceway when the bearing is exposed to full loading, extends at least over the greater part of the width of the rollers.
Four embodiments of bearings according to the invention are at least partially shown on the drawing in radial section.
1 and 2 show the same example in different loading conditions and different scales. 3, 4 and 5 relate to other forms of execution.
In Fig. 1 and 2, 1 denotes the outer, the inner race of a roller bearing; 3 are the rollers with a convex curved running surface with the radius RI. The radius rI of the concave curvature of the running surfaces of the races is greater than RI as long as the bearing is unloaded or only slightly loaded. The bearing material is chosen so that when the bearing is fully loaded, these two radii are at least nearly equal to each other, so that the contact surface of the roller and the races extends over most of the roller width. In Fig. 2, the width of this contact surface is even taken to be equal to the roll width.
According to Fig. 3, the tread of the rollers 6 is convex, with the radius RII, the rings of the barrel 4 and 5 cylindrical.
In the example of FIG. 4, the running surface of the races 7 and 8 is convexly curved according to the Ra dius rIII, while the rollers 9 are cylindrical.
The rollers 12 of the example shown in FIG. 5 have a running surface curved concavely according to the radius RIV, while the running surface of the races 10 and 11 is curved convexly according to the radius rIV. RIV> rIV.
By means of a roller bearing according to the invention, the advantage is achieved that the same is very good thanks to the ratio between the half meters of the generators of the rolling surfaces of the rollers and the raceway without load in terms of friction, and that it is very good when exposed to full load is, this absorbs through a contact area of ver relatively large extent.