DE1245652B

DE1245652B - Elastic bedding for single-row roller bearings, in particular ball bearings, in which the outer bearing ring is supported against the component surrounding the bearing with the inclusion of an elastically deformable intermediate ring

Info

Publication number: DE1245652B
Application number: DEB61656A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinz Sernetz
Original assignee: Binder and Co AG
Current assignee: Binder and Co AG
Priority date: 1960-08-12
Filing date: 1961-03-13
Publication date: 1967-07-27

Description

Elastische Bettung für einreihige Wälz-, insbesondere Kugellager, bei der der äußere Lagerring gegenüber dem das Lager umschließenden Bauteil unter Einschaltung eines elastisch verformbaren Zwischenringes abgestützt ist Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Bettung für Wälz-, insbesondere Kugellager, die nur eine Reihe von Wälzkörpern in Kugel- oder kugelähnlicher Form aufweisen und bei der der äußere Lagerring gegenüber der zylindrischen Innenwand des das Lager umschließendenBauteils unterEinschaltung eines elastisch verformbaren Zwischenringes abgestützt ist, der mit auf seine beiden Stirnflächen wirkenden, ringförmigen, durch Zugschrauben verbundenen Spannscheiben radial in beiden Richtungen verspannbar ist. Eine solche elastische Bettung vermag infolge gleichmäßigerer Verteilung der Belastung auf den Wälzlageraußenring die Tragfähigkeit des Lagers zu erhöhen. Die Erfindung strebt nach einer weiteren Verbesserung der Tragfähigkeit.Elastic bedding for single-row roller bearings, especially ball bearings, in which the outer bearing ring is below the component surrounding the bearing Interposition of an elastically deformable intermediate ring is supported The invention refers to an elastic bedding for roller bearings, especially ball bearings, which only have a number of rolling elements in spherical or spherical shape and in which the outer bearing ring opposite the cylindrical inner wall of the bearing enclosing component with the inclusion of an elastically deformable intermediate ring is supported, the ring-shaped with acting on its two end faces through Tension washers connected to tension screws can be braced radially in both directions. Such an elastic bedding is capable of a more even distribution of the load on the roller bearing outer ring to increase the load-bearing capacity of the bearing. The invention strives for a further improvement in load-bearing capacity.

Es ist bekannt, auf der einen Stirnseite eines derartig gebetteten Kugellagers eine aus zwei Teilen bestehende Spannscheibe anzuordnen, wobei in einer keilförmigen Randverkröpfung der beiden Teile ein im Querschnitt kreisförmiger Gummiring vorgesehen ist, der beim Verspannen der Scheibenhälften so zusammengepreßt wird, daß er einen dreieckförmigen Querschnitt annimmt. Abgesehen davon, daß eine derartige Anordnung für ein in der zylindrischen Bohrung eines Bauteils abgestütztes Kugellager nicht verwendbar ist, hat diese Ausbildung, den weiteren Nachteil, daß infolge der gegeneinanderwirkenden Diuckrichtungen der auf die Berührungsfläche mit dem äußeren Lagerring wirkende Druck in der Mitte am größten ist, jedoch nach den Seiten hin abnimmt, was, aus noch zu erörternden Gründen, einer Erhöhung der Tragfähigkeit des Wälzlagers nicht förderlich ist.It is known to be bedded in this way on one end face Ball bearing to arrange a tensioning disc consisting of two parts, with one in one wedge-shaped edge cranking of the two parts is a rubber ring with a circular cross-section is provided, which is pressed together when the disc halves are clamped, that it assumes a triangular cross-section. Apart from the fact that one of those Arrangement for a ball bearing supported in the cylindrical bore of a component is not usable, this training has the further disadvantage that as a result of opposing pressure directions on the contact surface with the outer The pressure acting on the bearing ring is greatest in the middle, but towards the sides decreases, which, for reasons to be discussed, increases the load-bearing capacity of the rolling bearing is not beneficial.

Ferner ist bekannt, auf einen im Querschnitt rechteckigen elastischen Zwischenring Axialdruck ; mittels einer Spannscheibe auszuüben, die mit der ebenen Fläche eines konzentrischen Ansatzes auf die ganze Breite des elastischen Zwischenringes einwirkt. Hierbei wird der der Spannscheibe benachbarte Teil des Zwischenringes am stärksten beansprucht, während die mittlere und die auf dem Boden der zylindrischen Bauteilbohrung aufliegende Zone weniger bzw. überhaupt nicht beaufschlagt sind. Auch in diesem Fall ist die Vetteilung der vom elastischen Körper ausgeübten Radialdrücke auf den äußeren Kugellagerring einer Erhöhung der Tragfähigkeit desselben abträglich.It is also known to use an elastic with a rectangular cross section Intermediate ring axial pressure; exercise by means of a tension washer that is aligned with the flat Area of a concentric approach over the entire width of the elastic intermediate ring acts. Here, the part of the intermediate ring adjacent to the tensioning disk becomes most stressed, while the middle and the bottom of the cylindrical The zone on the component bore is less exposed or not at all. In this case, too, is the division of the radial pressures exerted by the elastic body on the outer ball bearing ring to increase the load capacity of the same detrimental.

Um die Tragfähigkeit eines Kugellagers oder ähnlichen Wälzlagers zu vergrößern und dabei die Laufeigenschaft des Wälzlagers so wenig wie möglich zu beeinträchtigen, hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, die als Folge der axialen Unterdrucksetzung des an sich für die Erzielung einer günstigen Lagerung wichtigen elastischen Zwischenringes auftretenden nachteiligen Auswirkungen dieser elastischen Zwischenglieder zu beseitigen.To increase the load capacity of a ball bearing or similar roller bearing enlarge and thereby the running properties of the rolling bearing as little as possible affect, the invention has the task, as a result of axial pressurization of the per se for the achievement of a favorable storage important elastic intermediate ring occurring adverse effects of this to eliminate elastic pontics.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird von folgenden Dberlegungen ausgegangen: Die bei Wälzlagerungen der vorliegenden Art erforderlichen Spannschrauben wirken, wie bemerkt, über meist ringförmige Spannscheiben auf den elastischen Zwischenring.To solve this problem, the following considerations are assumed: The tensioning screws required for roller bearings of this type are effective, As noted, on the elastic intermediate ring via mostly ring-shaped clamping disks.

Durch die Reibung, die zwischen den Anpreßflächen der Spannscheiben und den elastischen Zwischenringen auftritt, erfolgt meist ein Druckaufbau über dem Wälzlageraußenring, der nach einer. tonnenförmigen Auswölbung der elastischen Zwischenringe strebt. Es kommt also zwangläufig zu ungleichmäßigen Druckverteilungen über den Außenring des Wälzlagers, indem meist in der Mitte des Außenringes das Maximum auftritt und die Spannung gegen den Rand zu auf Null abnimmt. Abgesehen .davon, daß dadurch der elastische Zwischenring ungünstig belastet wird, treten im Kugellager durch die Vorspannung selbst Verformungen des Außenringes auf. Dieser erhält die größte Vorspannkraft gerade in dem Bereich, wo er (zufolge Vorhandenseins der Wälzkörperrinne) den geringsten Querschnitt hat, wogegen in den Randzonen, wo die Ringdicke groß ist, die Vorspannung gegen Null geht. Dadurch entstehen Querbiegespannungen im Außenring des Wälzlagers, er deformiert sich, was namentlich bei Pendelkugel- und Pendelrollenlagern die Laufeigenschaften empfindlich stört. Außerdem verteilen sich dann die Belastungen nicht mehr gleichmäßig auf beide Rollenbahnen. Diese Deformation wirkt aber, als Querdeformation, der im Sinne der Vergrößerung der Tragfähigkeit des Lagers erwünschten Ovaldeformierbarkeit des Außenringes entgegen.Due to the friction between the contact surfaces of the clamping disks and the elastic intermediate rings occurs, a pressure build-up usually takes place via the roller bearing outer ring, which after a. barrel-shaped bulge of the elastic Strives for intermediate rings. This inevitably leads to uneven pressure distributions over the outer ring of the rolling bearing, usually by placing the Maximum occurs and the voltage towards the edge decreases to zero. Apart from that .davoid the fact that the elastic intermediate ring is burdened unfavorably occur In the ball bearing, the preload itself causes deformations of the outer ring. This receives the greatest pre-tensioning force precisely in the area where it (according to Presence of the rolling element groove) has the smallest cross-section, whereas in the Edge zones where the ring thickness is large and the preload tends to zero. This creates Transverse bending stresses in the outer ring of the rolling bearing, it is deformed, what is called the running properties of self-aligning ball and self-aligning roller bearings are seriously disturbed. In addition, the loads are then no longer evenly distributed over both roller conveyors. However, this deformation acts as a transverse deformation in the sense of enlargement the load capacity of the bearing against the desired oval deformability of the outer ring.

Wenn nun die eigentliche Lagernutzbelastung auftritt, entsteht durch diese eine zusätzliche Belastung des Lagerbettes mit etwa der gleichen Druckverteilungsart. Dadurch wird die vorhin angeführte Verschlechterung der Laufgenauigkeit noch verstärkt. Es kommt also darauf an, diese unerwünschte zusätzliche Querverformung des Außenringes auf einem Minimum zu halten und damit auch die Laufeigenschaften des - auf Grund des elastischen, Zwischenringes - unter vergrößerter Belastung arbeitenden Wälzlagers so wenig wie möglich zu beeinträchtigen.When the actual warehouse load occurs, it is caused by this places an additional load on the bed with approximately the same type of pressure distribution. As a result, the above-mentioned deterioration in running accuracy is further increased. So it depends on this unwanted additional transverse deformation of the outer ring to a minimum and thus also the running properties of the - due to of the elastic, intermediate ring - rolling bearings working under increased load to affect as little as possible.

Dieses Ziel ist im wesentlichen dadurch erreicht,-daß die Spannscheiben im Bereich ihrer dem Lageraußenring und dem Bauteil benachbarten Zone an der dem elastisch verformbaren Zwischenring zugekehrten Seite mit in Achsrichtung etwa keilförmig vorstehenden, zur Lagerachse konzentrischen ringförmigen Rippen versehen sind, die den am Lageraußenring unmittelbar anliegenden elastisch verformbaren Zwischenring so vorspannen, - daß die Spannung in den Endzonen des Wälzlagers am größten ist und nach der Mitte zu abnimmt.This goal is essentially achieved by the fact that the tensioning disks in the area of their zone adjacent to the bearing outer ring and the component on the dem elastically deformable intermediate ring facing side with approximately wedge-shaped in the axial direction projecting annular ribs concentric to the bearing axis are provided which the elastically deformable intermediate ring directly adjacent to the bearing outer ring Preload so that the tension is greatest in the end zones of the roller bearing and decreases towards the middle.

Dadurch, daß im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen die Druckmaxima in der Nähe der Stirnseiten des Außenringes liegen und ein Druckminimum im Mittelbereich des Spannringes auftritt, wird eine gleichmäßigere Druckbeanspruchung des Kugellagers erreicht, und Querbiegungen des Außenringes werden vermieden. Ferner ist es mit der neuen Anordnung möglich, auch bei etwa nicht einwandfrei hergestellten Ringen eine zuverlässige Befestigung und gleichmäßige Abstützung zu erzielen.Because, in contrast to the known designs, the pressure maxima in the vicinity of the end faces of the outer ring and a pressure minimum in the middle area of the clamping ring occurs, there is a more even pressure load on the ball bearing achieved, and transverse bending of the outer ring is avoided. Furthermore it is with the new arrangement possible, even with rings that are not manufactured properly to achieve reliable attachment and uniform support.

Die gleiche Wirkung wird gemäß einer Abwandlung der Erfindung dadurch erzielt, daß der Zwischenring eine dehnungsfeste; vorteilhaft aus Metall bestehende Einlage aufweist, deren Profil derart geneigte Schubflächen aufweist, daß bei axialer Pressung des Zwischenringes ein stärkeres Ausweichen seiner Randteile in Richtung zum Lageraußenring eintritt, als dies für den Innenteil der Fall ist.The same effect is thereby obtained according to a modification of the invention achieved that the intermediate ring has a tensile strength; advantageously made of metal Has insert whose profile has such inclined thrust surfaces that with axial Pressing the intermediate ring a stronger evasion of its edge parts in the direction occurs to the bearing outer ring than is the case for the inner part.

In der Zeichnung sind schematisch mehrere Ausführungsbeispiele im Schnitt dargestellt.Several exemplary embodiments are shown schematically in the drawing Section shown.

F i g. 1 zeigt ein auf einer Welle 4 angeordnetes, aus einem Innenring 1, einem Außenring 2 und Kugeln 3 bestehendes Wälzlager, dessen Außenring 2 über einen elastisch verformbaren Zwischenring 6 gegen die zylindrische Bohrung 5 eines Bauteils 5 a abgestützt ist. Der zweckmäßig aus Gummi bestehende Zwischenring 6 ist auf beiden Seiten in axialer Richtung von Spannscheiben 8 bzw. 9 beaufschlagt, die mittels Zugschrauben 7 auf den Zwischenring 6 einwirken und ihn radial in beiden Richtungen verspannen. Eine der Spannscheiben 9 kann dabei als Lagerdeckel 10 ausgestaltet sein. Das besondere Profil der Spannscheiben 8, 9 bewirkt jedoch, daß der Radialdruck, den der Ring 6 auf den Außenring 2 ausübt, nicht mehr .in der Mitte des letzteren, sondern in der Nähe seiner Stirnflächen auftritt, was nach obiger Erkenntnis wesentlich ist.F i g. 1 shows a valve disposed on a shaft 4, consisting of an inner ring 1, an outer ring 2 and the balls 3 rolling bearing, the outer ring 2 is supported via an elastically deformable intermediate ring 6 against the cylindrical bore 5 of a component 5 a. The intermediate ring 6, which is expediently made of rubber, is acted upon on both sides in the axial direction by clamping disks 8 and 9, which act on the intermediate ring 6 by means of tension screws 7 and brace it radially in both directions. One of the clamping disks 9 can be designed as a bearing cover 10 . The special profile of the clamping disks 8, 9, however, has the effect that the radial pressure that the ring 6 exerts on the outer ring 2 no longer occurs in the middle of the latter, but in the vicinity of its end faces, which is essential according to the above knowledge.

In F i g. 2. sind die mit dem Zwischenring 6 zusammenwirkenden Spannscheiben 8, 9 in größerem Maßstab dargestellt.In Fig. 2. are the clamping disks that interact with the intermediate ring 6 8, 9 shown on a larger scale.

Die in übereinstimmende Löcher 11,12,13 der Spannscheiben 8, 9 bzw. des Zwischenringes 6 eingeführten Zugschrauben 7 sind fortgelassen. Die auf die Stirnflächen des Zwischenringes 6 einwirkenden Flächen der Spannscheiben 8, 9 haben in einem gewissen Randabstand auf der dem Zwischenring 6 zugekehrten Fläche je eine konzentrisch angeordnete und im Querschnitt keilförmig gestaltete Rippe 14, 15. Bei einem mittels der Zugschrauben 7 axial ausgeübten Druck dringen die Abschrägungen der Rippen 14,15 in die Stirnflächen des elastischen Zwischenringes 6 ein und verformen diesen etwa nach den gestrichelten Linien 16, wobei in den inneren und äußeren Mantelzonen des Zwischenringes 6 ein verstärkter Druck, an den zentral gelegenen Teilen jedoch ein geringerer Druck entsteht.The corresponding holes 11, 12, 13 of the clamping disks 8, 9 or of the intermediate ring 6 introduced lag screws 7 are omitted. The ones on the The end faces of the intermediate ring 6 have surfaces of the clamping disks 8, 9 which act at a certain distance from the edge on the surface facing the intermediate ring 6 one each rib 14, 15 arranged concentrically and with a wedge-shaped cross-section. When pressure is exerted axially by means of the tension screws 7, the bevels penetrate of the ribs 14,15 in the end faces of the elastic intermediate ring 6 and deform this approximately according to the dashed lines 16, with in the inner and outer jacket zones of the intermediate ring 6 an increased pressure, however, on the centrally located parts there is less pressure.

Bei dem Beispiel nach F i g. 3 ist insofern eine Abweichung vorgesehen, als die Spannscheiben 8, 9 einen im Querschnitt @trapezförmig vorspringenden Ansatz 18 bzw. 19 aufweisen, dessen . Schrägflächen 20 bzw.21 die gleiche Druckwirkung hervorrufen wie das konisch gestaltete Ringpaar 14 nach F i g. 2.In the example according to FIG. 3 a deviation is provided, than the clamping disks 8, 9 a trapezoidal protruding approach in cross section @ 18 and 19 have, its. Inclined surfaces 20 and 21 have the same pressure effect cause like the conically shaped pair of rings 14 according to FIG. 2.

Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 hat der Zwischenring 20 einen sich geringfügig nach außen verjüngenden Querschnitt, während die in einem größeren Abstand von dem festen Bauteil 5 a endenden Spann$cheiben 21, 22 nur an der inneren Randzone mit einer keilförmigen Rippe 23 versehen sind. Hierdurch entsteht einerseits eine starke Pressung des Zwischenringes 20 in der Nähe des äußeren Lagerringes 2, jedoch eine schwächere Pressung in der Nähe des äußeren Bauteils 5 a und überdies die Ausbildung einer ziemlich großen Zone 25 geringeren Druckes mit der Folge, daß diese Lagerung eine merkliche Nachgiebigkeit in Axiahichtung und auch in Radialrichtung zeigt.In the embodiment according to FIG. 4, the intermediate ring 20 has a slightly outwardly tapering cross-section, while the in a larger distance from the fixed member 5a ending Spann $ cheiben 21, 22 are provided only on the inner peripheral zone having a wedge-shaped rib 23rd This creates a strong compression of the intermediate ring 20 in the vicinity of the outer bearing ring 2, but a weaker compression in the vicinity of the outer component 5a and, moreover, the formation of a fairly large zone 25 of lower pressure with the result that this storage has a noticeable resilience in the axial direction and also in the radial direction.

In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5, die schematisch eine weitere Anwendungsmöglichkeit darstellt, ist im Zwischenring 6 eine dehnungsfeste und zweckmäßig aus Metall bestehende Einlage 27 vorgesehen, deren Profil Schubflächen 28, 29 zeigt, die bei einem in Axialrichtung P auf den Zwischenring 6 wirkenden Preßdruck in den Pfeilrichtungen x ein stärkeres Ausweichen seiner äußeren Randteile zum Wälzlageraußenring 2 hervorrufen, als dies für den Innenteil .der Fall ist.In the embodiment according to FIG. 5, which schematically shows another Possible application, is a stretch-resistant and appropriate in the intermediate ring 6 made of metal insert 27 is provided, the profile of which shows sliding surfaces 28, 29, at a pressure acting in the axial direction P on the intermediate ring 6 in the Arrow directions x a stronger evasion of its outer edge parts to the roller bearing outer ring 2 than this is the case for the inner part.

Da ein wesentlicher Zug der Erfindung darin gelegen ist, Querbiegungen des Außenringes eines Wälzlagers der hier besonders interessierenden Einbauart gering zu halten oder ganz zu vermeiden, diese Querbiegungen aber dort nicht auftreten, weil Wälzkörper großer Länge verwendet werden, also besonders bei Nadellagern, ist ersichtlich, daß die Erfindung hauptsächlich für einspurige Kugellager wertvoll ist.Since an essential feature of the invention lies in transverse bends of the outer ring of a rolling bearing of the type of installation that is of particular interest here to hold or to avoid completely, but these transverse bends do not occur there, because rolling elements of great length are used, especially in needle roller bearings it can be seen that the invention is primarily of value for single track ball bearings is.

Claims

Claims: 1. Elastic bedding for single row rolling, in particular Ball bearing in which the outer bearing ring compared to the cylindrical Inner wall of the component surrounding the bearing with the inclusion of an elastic deformable intermediate ring is supported with on its two end faces acting, ring-shaped clamping washers connected by lag screws radially in can be clamped in both directions, characterized in that the clamping disks (8, 9) in the area of their adjacent bearing outer ring (2) and component (5) Zone on the side facing the elastically deformable intermediate ring (6) with in Axial direction approximately wedge-shaped protruding ring-shaped concentric to the bearing axis Ribs (14,15) are provided, which are in direct contact with the bearing outer ring Pre-tension the elastically deformable intermediate ring so that the tension in the end zones of the roller bearing is largest and decreases towards the middle.

2. Elastic bedding according to claim 1, characterized in that. that the intermediate ring (6) has a stretch-resistant, advantageously made of metal insert (27) whose profile has such inclined thrust surfaces (28, 29) that with axial compression (P) of the intermediate ring (6) a greater deflection of its edge parts in the direction to the outer bearing ring, occurs than is the case for the inner part. References considered: British Patent No. 525,432; French Patent No. 712,677; U.S. Patent Nos. 2,653,063, 2,473,267, 2070081.