DE1575478B1

DE1575478B1 - Abstuetzung eines Waelzlagers gegen das Lagergehaeuse

Info

Publication number: DE1575478B1
Application number: DE19671575478D
Authority: DE
Inventors: Chapman James E
Original assignee: Garrett Corp
Current assignee: Garrett Corp
Priority date: 1966-03-28
Filing date: 1967-03-23
Publication date: 1971-09-09
Also published as: SE328163B

Description

Die Erfindung betrifft eine Abstützung eines Wälzlagers gegen das Lagergehäuse mit einem äußeren Laufring; dessen Innenfläche durch sich nach innen erstreckende Kanten begrenzt ist; zwischen denen die Wälzkörper laufen, mit Bohrungen irn äußeren Laufring, die dessen Innenfläche mit seiner Außenfläche verbinden und durch die im äußeren Laufring befindliches Schmieröl unter Druck nach außen gefördert wird, sowie mit einem das Schmieröl aufnehmenden, den äußeren Laufring umgebenden Ringraum.
Es ist ein Wälzlager für hohe Drehzahlen bekannt, bei welchem der -mit; einer Hohlrinne versehene Außenring mit vön-der-Ilöhlrinne nach außen führenden, über den ganzen Umfang des Außenringes verteilten Durchtrittsöffnungen versehen ist, durch welche das abzuführende Öl nach außen abströmen kann. Bei Wälzlagern der genannten Art wird das unter Druck befindliche öl über die Durchtrittsöffnungen in eine Ringnut geleitet, von welcher es nach außen abströmen kann.
Gegenüber diesen Lagern besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, das Schmieröl für die Abstützung des äußeren Laufringes gegenüber dem Lagergehäuse zu verwenden, und insbesondere darin, eine vereinfachte Abstützung eines Wälzlagers mit einem ölzuführungs- und Druckmittelsystem zu schaffen, durch welches ohne Zuhilfenahme besonderer Drucksteuerungssysteme das Schmieröl im außerhalb des äußeren Laufrings befindlichen Ringraum unter genügend hohem Druck gehalten werden kann, um insbesondere bei hoher Drehgeschwindigkeit starke Radiallastenüber den äußeren Laufring aufnehmen zu können.
Die Aufgabe der ivofliegenden Erfindung wird bei einer Abstützung eines Wälzlagers der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Bohrungen im äußeren Laufring tangential zur Innenfläche des Laufrings und in Wellendrehrichtung von dieser Innenfläche weglaufend ausgerichtet sind und daß der den äußeren Laufring umgebende Ringraum als , Ringspalt ausgebildet ist, in welchem ein Schmierölfilm als dämpfendes _ Stützmittel wirkt.
Wird eine Abstützung mit Kugeln als Wälzkörper verwendet, so ist dieser nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung so aufgebaut, daß die Innenfläche des äußeren Laufrings eine um den äußersten Umfang der Laufbahn verlaufende Ringnut aufweist, die mit den Bohrungen in Verbindung steht.
Die Vorteile der nach der vorliegenden Erfindung aufgebauten Abstüfzung für Wälzlager sind darin zu ; sehen, daß der im Ringspalt herrschende öldruck bei erhöhter Drehzahl des Wälzlagers und damit bei stärker auftretenden-. Radiallasten selbsttätig erhöht wird. Ein Rücklaufen des Schmieröls und damit ein Abbau des Öldrucks- Wird verhindert, da die Bohrungen im äußeren Laufring tangential zur Innenfläche desselben und in Wellendrehrichtung von dieser Innenfläche weglaufend ausgerichtet sind.
Durch die Abstützung für Wälzlager nach der vorliegenden Erfindung wurde ein einfaches, selbttätig wirkendes System geschaffen, um den öldruck insbesondere bei erhöhter Drehzahl der umlaufenden Wälzlagerteile zu erhöhen, da die Fördergeschwindigkeit der das Schmieröl in die Bohrungen drückenden Wälzkörper durch die Drehgeschwindigkeit selbst bestimmbar ist.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind an Hand der Zeichnungen erläutert. F i g. 1 der Zeichnungen ist eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Abstützung für Wälzlager; F i g. 2 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Wälzlagers; und F i g. 3 ist eine Teilschnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Abstützung mit Kugeln als Wälzkörper.
In F i g. 1 und 2 der Zeichnungen ist ein Wälzlager 1® mit Rollen 11 dargestellt, welche sich zwischen einem äußeren Laufring 12 und einem inneren Laufring 13 befinden. Die Rollen 11 des Wälzlagers sind durch einen passenden Käfig 14 in gleichem Abstand zwischen beiden Laufringen 12 und 13 gehalten.. Bei dem dargestellten Wälzlager befindet sich der innere Laufring 13 auf einer sich drehenden Welle 16 und wird durch einen Ring 17 und durch eine Mutter 18, welche auf das Ende der Welle 16 aufgeschraubt ist, festgehalten. Der äußere Laufring 12 befindet sich innerhalb einer Bohrung 19 in einem Lagergehäuse 21. Die Bohrung 19 ist mit einer sich nach innen. erstreckenden Kante 22 versehen, gegen welche sich der äußere Laufring 12 anlegt. Eine Kante 23 in Form eines geeigneten Halte- bzw. Spannrings auf der anderen Seite des Laufrings verhindert, däß dieser axial nach außen auswandert.
Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Abstützung des Wälzlagers umgibt den äußeren Laufring 12 ein als Ringspalt 24 ausgebildeter Ringraum, welcher eine Höhe, also einen Abstand zwischen Laufringaußenseite und Innenseite des Lagergehäuses, von 0,05 mm aufweist. Schmieröl wird bei sich drehender Welle 16 durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Wälzlagers ständig in den Ringspalt 24 eingepreßt. Der sich innerhalb des Ringspalts 24 bildende ölfihn dient als dämpfendes Stützmittel, so daß das Wälzlager, insbesondere bei hohen Drehzahlen, rädialseitig gestützt auswandern kann. Da der äußere Laufring 12 frei innerhalb der Bohrung 19 angebracht ist, kann er sich frei drehen, wodurch das Wälzlager die Wirkung eines schwebenden Lagers besitzt.
Um das Schmieröl nach außen in den Ringspalt 24 drücken zu können, sind Bohrungen 31 im gleichen Abstand zueinander in den äußeren Laufring 12 gebohrt. Bei der dargestellten Ausführungsform werden sechs Bohrungen 31 verwendet, um das Schmieröl gleichmäßig um den äußeren Laufring zu verteilen und um genügend unter Druck stehendes Öl zuzuführen. Es können natürlich je nach Verwendungszweck mehr oder weniger zur Zuführung des Schmieröls dienende Bohrungen 31 vorgesehen sein. Um eine bei Drehung der Welle 16 gute Pumpwirkung zu erzielen, sind die Bohrungen 31 im äußeren Laufring tangential zur Innenfläche 28 des Laufrings und in Wellendrehrichtung von dieser Innenfläche weglaufend'ausgerichtet.
Die neuartige Abstützung für Wälzlager arbeitet wie folgt: Zunächst wird das Schmieröl durch eine Düse 26 auf die Rollen 11 des Wälzlagers gesprüht. Der innere Laufring 13 ist mit einer Lauffläche 27 versehen, auf welcher die Rollen 11 abrollen. Die Innenfläche 28 des äußeren Laufrings 12 -jedoch ist beidseitig mit als Führung dienenden Kanten 29 versehen, welche sich auf jeder Seite der- Rollen 11 befinden. Das über die Düse in den Bereich der Rollen und der beiden Laufringe eingesprühte Schmieröl wird bei sich drehendem Wälzlager unter Wirkung der Zentrifugalkraft nach außen an die Innenfläche 28 des äußeren Laufrings 12 gepreßt, von wo - es durch die Bohrungen 31 in den schmalen Ringspalt 24 gelangt. Da sich die Welle 16 in Richtun- des in F i g. 1 dargestellten Pfeils 32 dreht, sind die Bohrun-en 31 im äußeren Laufrint 12 tangential zur Innenfläche des Laufrings und in Wellendrehrichtung von dieser Innenfläche weglaufend ausgerichtet. Das durch die Bohrungen 31 ablaufende Schmieröl folgt infolgedessen einer Tangentialbahn. wodurch eine ölverwirbelung.innerhalb des äußeren Laufrings verhindert wird. Durch die Verschiebungskräfte der Rollen, welche das Schmieröl mittels Zentrifugalkraft in die Bohrungen 31 drücken, wird das öl unter einem bestimmten Druck in den Ringspalt 24 zwischen äußerem Laufring 12 und Lagergehäuse eingedrückt. Dies geschieht z. B. mit einem Druck von etwa 2,1 kp/cm'=, um eine dämpfende Abstützung in Radialrichtung herbeizuführen. Es ist auf diese Weise ein Wälzlager geschaffen, welches beim Anlaufen den niedrigen Reibungskoeffizienten eines Rollenlagers aufweist. während es bei hochtourigem Betrieb die Elastizität und Dämpfung eines Gleitlagers besitzt.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf mit Rollen 11 versehene Wälzlager beschränkt. So können auch andere Ausführungsformen, beispielsweise gemäß F i g. 3 der Zeichnungen Wälzlager mit Kugeln 35 als Wälzkörper für die Abstützung nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein. Wie bei gewöhnlichen Rollenwälzlagern liegen die Kugeln 35 an der Lauffläche 27 a des inneren Laufrings und an der Innenfläche 28 a des äußeren Laufrings an. Die Lauffläche 27a und die Innenfläche 28a sind kurvenförmig ausgebildet und schmiegen sich infolgedessen an die Kugeln 35 an. Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die tangential sich erstreckenden Bohrungen 31 im äußeren Laufring vorzugsweise so angeordnet, daß die radialseitig: inneren Öffnungen der Bohrungen jeweils an einem Punkt münden; welcher den größten Abstand vom Wälzlagermittelpunkt aufweist. Um Berührungsunregelmäßigkeiten zwischen den Kugeln 35 und der Innenfläche 28a des äußeren Laufrings zu vermeiden, ist die Abstützung so aufgebaut, daß die Innenfläche des äußeren Laufrings eine um den äußersten der Laufbahn verlaufende Ringnut 36 aufweist, welche mit den Bohrungen in Verbindung steht.

Claims

Patentansprüche: 1. Abstützung eines Wälzlagers gegen das Lagergehäuse mit einem äußeren Laufring, dessen Innenfläche durch sich nach innen erstreckende Kanten begrenzt ist. zwischen denen die Wälzkörper laufen. mit Bohrungen im äußeren Laufring, die dessen Innenfläche mit seiner Außen-Räche verbinden und durch die im äußeren Laufring befindliches Schmieröl unter Druck nach außen gefördert wird, sowie mit einem das Schmieröl aufnehmenden, den äußeren Laufring umgebenden. Ringraum, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Bohrungen (31) im äußeren Laufring (12) tangential zur Innenfläche (28) des Laufrings und in Wellendrehrichtung von dieser Innenfläche weelaüfend ausgerichtet sind und daß der den äußeren Laufring umgebende Ringraum als Ringspalt (24) ausgebildet ist, in welchem ein Schmierölfilm als dämpfendes Stützmittel wirkt. ?. Abstützung nach Anspruch 1 mit Kugeln als Wälzkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des äußeren Laufrings (12) eine um den äußersten Umfang der Laufbahn verlaufende Ringnut (36) aufweist, die mit den Bohrungen (31) in Verbindung steht.