DE1575494B1

DE1575494B1 - Rolling bearings for the storage of longitudinally movable parts

Info

Publication number: DE1575494B1
Application number: DE19671575494D
Authority: DE
Inventors: Hudson Arthur Franklin
Original assignee: HUDSON ARTHUR FRANKLIN
Current assignee: HUDSON ARTHUR FRANKLIN
Priority date: 1967-04-22
Filing date: 1967-04-22
Publication date: 1970-05-14

Description

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager zur Lagerung längsbeweglicher Teile, z. B. Wellen, bestehend aus einer zylindrischen Hülse mit über ihren Umfang verteilten Wälzkörperführungen, die je aus zwei geradlinig und parallel zur Längsachse verlaufenden Führungskanälen und zwei diese an ihren Enden verbindenden Umlenkkanälen bestehen, wobei an dem zu lagernden Teil anliegende Wälzkörper die Last -übertragen.The invention relates to a roller bearing for storing longitudinally movable parts such. B. shafts, consisting of a cylindrical sleeve with rolling element guides distributed over its circumference, each consisting of two straight and parallel to the longitudinal axis running guide channels and two deflection channels connecting these at their ends, with rolling elements resting on the part to be supported transferring the load.

Ein derartiges Wälzlager ist durch die USA.-Patentschrift 2 503 009 vorbekannt. Dabei sind die Führungskanäle für die Wälzkörper etwa in Gestalt eines langgestreckten Greifringes ausgebildet. Die Wälzkörper selbst werden durch Kugeln gebildet. Insbesondere bei größerer Belastung des gelagerten Teils bringen diese Kugeln jedoch eine verhältnismäßig große Reibung mit sich, da sie beim Umlauf alle gleichsinnig rotieren wollen, so daß sie sich gegeneinander reiben.Such a rolling bearing is already known by the USA. Patent 2,503,009. The guide channels for the rolling elements are designed approximately in the form of an elongated gripping ring. The rolling elements themselves are formed by balls. In particular, when the bearing part is heavily loaded, these balls bring with them a relatively high level of friction, since they all want to rotate in the same direction during rotation, so that they rub against each other.

Durch die USA.-Patentschrift 2 889 180 ist ferner ein Wälzlager für eine Welle bekannt, bei dem die rotationssymmetrischen Wälzkörper mittig eine ebenfalls rotationssymmetrische Auskehlung und auf jeder Seite hieran anschließend jeweils eine Abschrägung aufweisen. Dabei sind zwischen jeweils zweien dieser Wälzkörper trapezförmige Distanzkörper angeordnet. Da die Wälzkörper bei dieser Anordnung in dem kreissymmetrischen Führungskanal derart angeordnet sind, daß ihre Achse parallel zu einer Tangente des Führungskanals verläuft, bilden nur die jeweils an der Außenfläche der Führungskanäle anliegenden Abschrägungen Laufflächen der Wälzkörper. Nach innen hin liegt dieser Wälzkörper mit seiner rotationssymmetrischen Auskehlung an der Welle an.By USA. Patent 2,889,180 a rolling bearing for a shaft is also known in which the rotationally symmetrical rolling elements centrally and subsequently thereto each having a likewise rotationally symmetrical groove on each side of a bevel. Trapezoidal spacers are arranged between two of these rolling elements. Since the rolling elements in this arrangement are arranged in the circularly symmetrical guide channel in such a way that their axis runs parallel to a tangent of the guide channel, only the bevels resting on the outer surface of the guide channels form running surfaces of the rolling elements. Inwardly, this rolling element rests on the shaft with its rotationally symmetrical groove.

Ausgehend von dem Wälzlager nach der zuerst genannten Patentschrift liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Reibung des vorbekannten Wälzlagers auch bei hoher Belastung gering zu halten.Based on the roller bearing according to the first-mentioned patent specification The invention is based on the object of reducing the friction of the previously known rolling bearing to be kept low even with high loads.

Diese Aufgabe wird bei einem Wälzlager der ein-Grangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wälzkörper mittig eine rotationssymmetrische Auskehlung und auf jeder Seite hieran anschließend jeweils eine der Lauffläche der Hülse angepaßte Lagerfläche aufweisen, wobei zwischen je zwei Wälzkörpern eine Distanzrolle angeordnet ist.This object is achieved in a rolling bearing of the type specified according to the invention in that the rolling elements have a rotationally symmetrical groove in the center and a bearing surface adapted to the running surface of the sleeve on each side, a spacer roller being arranged between each two rolling elements.

Zur Verringerung der Anzahl der umlaufenden Wälzkörper und Distanzrollen werden die sich in der Rücklaufbahn befindenden Wälzkörper und Distanzrollen nach Wenden in dem Umkehrbogen mit Vorteil achsparallel oder nahezu achsparallel liegend geführt.To reduce the number of rotating rolling elements and spacer rollers the rolling elements and spacer rollers located in the return path will follow Turning in the reverse bend is advantageous when lying axially parallel or almost axially parallel guided.

Um die Reibung des Wälzlagers weiter zu verringern, können die Wälzkörper und die Distanzrolle derart ausgebildet sein, daß einer konkaven Auskehlung der Wälzkörper eine konvexe Form der Distanzrollen zugeordnet ist. Auch können die Wälzkörper und Distanzrollen konische Stirnflächen besitzen.In order to further reduce the friction of the rolling bearing, the rolling elements and the spacer roller be designed such that a concave groove of the Rolling body is assigned a convex shape of the spacer rollers. The rolling elements and spacer rollers have conical faces.

Es ergibt sich eine besonders einfache Konstruktion des Wälzlagers, wenn die Flächen der Umkehrkanäle zusammen mit den konischen Stirnflächen der Wälzkörper und Distanzrollen deren Umsetzung üi den Rücklaufkanal bzw. in der. die lasttragenden Wälzkörper aufnehmenden anderen geraden Führungskanal bewirken.The result is a particularly simple design of the rolling bearing, when the surfaces of the reversing channels together with the conical end faces of the rolling elements and spacer rollers whose implementation üi the return channel or in the. the load-bearing Cause rolling elements receiving other straight guide channel.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Ansicht im Längsschnitt durch eine Laufspur eines Wälzlagers, die die Wälzkörper mit den dazwischen angeordneten Distanzrollen zeigt, F i g. 2 eine Ansicht entsprechend F i a. 1, wobei die Wälzkörper und die Distanzrollen herausgenommen sind, F i g. 3 das Lager in Betriebsstellung, wobei einige im Teile herausgebrochen sind, F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der F i g. 3, F i g. 5 einen Wälzkörper in vergrößerter Ansicht und F i g. 6 eine vergrößerte Ansicht einer Distanzrolle.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. It shows F i g. 1 shows a view in longitudinal section through a track of a roller bearing, showing the roller bodies with the spacer rollers arranged between them, FIG . 2 is a view corresponding to FIG . 1, with the rolling elements and the spacer rollers removed, F i g. 3 the bearing in the operating position, some of which have broken out in parts, FIG. 4 is a section along the line 4-4 of FIG . 3, fig. 5 shows a rolling element in an enlarged view, and FIG. 6 is an enlarged view of a spacer roller.

Das Lager 10 enthält eine Laufrinne 12 mit einer Spur 14, welche als endlose geschlossene Schleife ausgebildet ist, sowie einen senkrechten Teil 16, zu dem sich Wälzkörper 18 in einer Druck aufnehmenden Stellung befinden und einen Rückkehrteil 17, in dem die Lagerteile in nicht wirksamer Stellung liegen. Die zwei Spurteile sind durch Umkehrflächen 20 und 22 miteinander verbunden, worin die Lagerelemente ihre Richtung und Stellung wechseln, wie in F i g. 2 gezeigt wird. In dem senkrechten Teil 16 bewegen sich die Lagerelemente nach unten in Richtung der Pfeile 24, biegen dann in eine durch den Pfeil 26 angezeigte Bewegungsrichtung ein, kehren dann ihre Richtun- um wie durch die Pfeile 28 und 30 gezeigt wird und wandern in dem Spurteil 34 nach oben, wie der Pfeil 32 anzeigt, an dessen oberem Ende die Lagerteile wieder Richtung und Stellung ändern, wie durch die Pfeile 36, 38 und 39 veranschaulicht ist. Durch die Umkehr der Richtung der Lagertefle wird die Bewegungsrichtung der Komponenten in ähnlicher Weise umgekehrt. Jede in F i g. 5 angezeigte Lagerrolle weist eine zentrale Auskehlung 40 auf, welche eine konkav geformte Lagerfläche und zwei äußere Lagerflächen 42 vorsieht, die konkave Lagerflächen bilden. Die konischen Stirnflächen 46 und 48 können so geformt sein, daß sie durch die Komplementärflächen50 und 52 des Lagerkäfigs 54 aufgenommen werden und leicht daran anliegen. Die Lagerelemente bewegen sich in einem Käfig 54 (vgl. F i g. 2).The bearing 10 includes a trough 12 with a track 14, which is designed as an endless closed loop, as well as a vertical part 16, to which the rolling elements 18 are in a pressure-absorbing position and a return part 17 in which the bearing parts are in an inoperative position lie. The two track parts are connected to one another by reversing surfaces 20 and 22, in which the bearing elements change their direction and position, as in FIG . 2 is shown. In the vertical part 16 , the bearing elements move downward in the direction of the arrows 24, then bend in a direction of movement indicated by the arrow 26 , then reverse their direction as shown by the arrows 28 and 30 and wander in the track part 34 upwards, as indicated by arrow 32 , at the upper end of which the bearing parts change direction and position again, as illustrated by arrows 36, 38 and 39. By reversing the direction of the bearing flats, the direction of movement of the components is similarly reversed. Each in Fig. Bearing roller shown in Figure 5 has a central groove 40 which provides a concave shaped bearing surface and two outer bearing surfaces 42 which define concave bearing surfaces. The conical end faces 46 and 48 can be shaped to be received by the complementary surfaces 50 and 52 of the bearing cage 54 and to rest lightly thereon. The bearing elements move in a cage 54 (see FIG. 2).

Wie in F i g. 4 gezeigt wird, liegen die konvex geformten Lagerflächen 42 an der Fläche 56 des Lagerkäfigs 54 an und bilden damit eine Berührungslinie. b CD Die zentrale Auskehlung 40 schafft eine Berührungslinie 57 mit der Außenfläche 58 der Welle 60, welche dabei durch den rollenden Angriff der Flächen der drehbaren Wälzkörper 18 gehalten wird. Zwischen jedem drehbaren Lagerelement befindet sich eine Distanzrolle 62, mit einer konvex geformten Außenfläche 64, welche üi der zentralen Auskehlung 40 aufgenommen wird und rollend darin eingreift.As in Fig. 4, the convex shaped bearing surfaces 42 abut the surface 56 of the bearing cage 54 and thus form a line of contact. b CD The central groove 40 creates a line of contact 57 with the outer surface 58 of the shaft 60, which is held by the rolling engagement of the surfaces of the rotatable rolling elements 18 . Between each rotatable bearing element there is a spacer roller 62, with a convexly shaped outer surface 64, which is received via the central groove 40 and rollingly engages therein.

Die Kraft, die die Wälzkörper und Distanzrollen in Richtung der Pfeile von F i g. 2 bewegt, veranlaßt diese endlos durch die Teile 16 und 34 zu zirkulieren, wobei die benachbarten Wälzkörper und Distanzrollen im rollenden Eingriff miteinander stehen, um die Reibung und Abnutzung zu vermindern.The force that the rolling elements and spacer rollers in the direction of the arrows of F i g. 2, causes it to circulate endlessly through parts 16 and 34, the adjacent rolling elements and spacer rollers being in rolling engagement with one another to reduce friction and wear.

Die Wälzkörper und die dazwischenliegenden Distanzrollen drehen sich also in entgegengesetzten Richtungen; somit rotieren die Wälzkörper alle in derselben Richtung, und die dazwischenliegenden Distanzrollen rotieren in der entgegengesetzten Richtung. Folglich gibt es keine reibenden Flächen in dem Lager als Ganzes, so daß die Welle 60 sich leicht bewecyen kann und die Abnutzunc, im Laaer wesentlich vermindert wird.The rolling elements and the spacer rollers in between therefore rotate in opposite directions; thus the rolling elements all rotate in the same direction and the spacer rollers between them rotate in the opposite direction. As a result, there are no rubbing surfaces in the bearing as a whole, so that the shaft 60 can move easily and the wear in the bearing is substantially reduced.

Wenn die Wälzkörper18 in der Spur14 nach unten bewegt werden und den Teil65 erreichen, berühren die konischen Stirnflächen die Flächen66 und 68 (Fig.2), wodurch sie in der Richtung des Pfeiles26 bewegt werden. Die dem untersten Wälzkörper fol-en C g de Distanzrolle (F i -. 1) verschiebt, wenn sie abwärts bewegt wird, den Wälzkörper entlan- der Fläche 70, während sie zur cleichen Zeit die Längsachse des Wälzkörpers in die Richtung des Pfeiles 28 brinat. Wenn die Stirnfläche des Wälzkörpers die Fläche 72 berührt, schiebt die nachrückende Distanzrolle, wenn sie längs der Fläche 70 bewegt wird, den verdrehbaren Wälzkörper nach oben längs der Fläche 74 und bewegt ihre Rotationsachse in' die Richtung des Pfeiles 76. Wenn der Wälzkörper dann in den Spurteil 34 eintritt, hat sich ihre Stellung wieder geändert und liegt dann im wesentlichen parallel zu der Richtung des Pfeiles 32 (F i 2). Der Wälzkörper bewegt sich dann nach oben, bis sie den oberen Teil des Käfigs erreicht hat, wo sie umaelenkt wird und ihre Abwärtsbewegung beginnt, wobei ihre Rotationsachse quer zur Richtung des Pfeiles 24 (F i g. 2) verläuft. Wenn die Lagerelemente 18, 62 sich in der beschriebenen, geschlossenen Schleife bewegen, werden sie in der richti-en Stellung gehalten, und zwar wenn sie abwärts beweat werden entweder durch die Kornplementärwände 50, 52 (F i a. 4), oder wenn sie sich aufwärts beweaen durch den Spurteil 34 (F i g. 4) mit einem kreisförmigen Querschnitt, und zwar während einer Zeit, in der sie sich in unbefasteter Stellung befinden.When the rolling elements 18 are moved downward in the track 14 and reach the part 65, the conical end faces contact the surfaces 66 and 68 (FIG. 2), whereby they are moved in the direction of the arrow 26. The the lowest rolling elements fol-en C g de spacer roller (F i -. 1) moves when it is moved downward, the rolling element entlan- the surface 70, while at the cleichen time, the longitudinal axis of the roller in the direction of arrow 28 brinat . When the end face of the roller contacts surface 72 , the advancing spacer roller, when moved along surface 70 , pushes the rotatable roller up along surface 74 and moves its axis of rotation in the direction of arrow 76. When the roller then moves in the track part 34 enters, its position has changed again and is then essentially parallel to the direction of the arrow 32 (F i 2). The roller then moves upwards until it has reached the top of the cage where it is deflected and begins to move downwards, its axis of rotation being transverse to the direction of arrow 24 (FIG . 2). When the bearing elements 18, 62 move in the described closed loop, they are held in the correct position, namely when they are fed downwards either by the complementary walls 50, 52 ( FIG. 4), or when they Beweaen upwards through the track part 34 (Fig. 4) with a circular cross-section, during a time in which they are in the unfastened position.

Im Betrieb kann sich die Welle 60 frei und im wesentlichen widerstandslos bewegen, indem sie auf den drehbaren Laaerrollen18 durch lineare Berührune damit cehalten wird. Diese lineare Berühruna vermindert die spezifische Belastung und erhöht dadurch die AufnahmefähiAeit des La(zers. Die Lageraufnahme ist an so vielen verschiedenen Stellen am Unifang vorgesehen, wie die Konstruktion es erfordert. In der Fig.4 sind vier Lagersätze gleichmäßig am Umfanor der Welle 60 verteilt. Diese Anzahl kann drei, vier, fünf und mehr Lagersätze betragen, und zwar abhänaig von den Erfordernissen der Konstruktion. Infolg e der Linienberührung des Lagers mit der Welle 60 wird die Welle nicht nur zwangläufiger geführt und die Aufnahmefähigkeit ver-C arößert, sondern auch die Neiguna, zu Abnutzungsvertiefungen oder Spuren in der Welle 60 wird proportional vermindert. Die Lagerbelastung wird durch die Wälzkörper auf die innere Fläche 56 (F i g. 4) durch die Flächen 42 der Wälzkörper übertragen, welche in Linienberühruno, mit der Fläche 56 stehen. Solche Linienberühruna vermindert wieder die spezifische Belastung. erhöht dadurch die Aufnahmefähi-keit des La-ers und vermindert dessen Ab- nutzung. Wenn eine Abnutzung in dem Lager auftritt, können die Teile 54 entfernt und erneuert werden. Auf diese Weise kann eine -enaue Toleranz eingehalten werden, welche ein loses Spiel der Welle 60 in der Lageraufnahme verhindert.In operation, the shaft 60 can move freely and essentially without resistance in that it is held on the rotatable Laaer rollers 18 by linear contact therewith. This linear Berühruna reduces the specific load and thereby increases the AufnahmefähiAeit of La (dec. The bearing receptacle is provided in so many different locations on Unifang as the design requires it. In Figure 4 four sets of bearings are uniformly distributed on Umfanor the shaft 60 This number can be three, four, five or more bearing sets, depending on the requirements of the design. As a result of the line contact of the bearing with the shaft 60 , the shaft is not only guided more positively and the capacity is increased, but also the Neiguna to wear grooves or tracks in the shaft 60 is reduced proportionally. the bearing load is determined by the rolling elements on the inner surface 56 transmitted through the surfaces 42 of the rolling elements which are in Linienberühruno, with the surface 56 (g F i 4). Such line contact again reduces the specific load, thereby increasing the absorption capacity of the laser and reducing it the wear and tear. When wear occurs in the bearing, the parts 54 can be removed and replaced. In this way, a precise tolerance can be maintained, which prevents loose play of the shaft 60 in the bearing seat.

Als eine Folue des vorher-ehenden Aufbaues ist es möglich, eine Lagerung von beträchtlicher Auf-C CD C nahmefähigkeit zu schaffen, welche geringes Gewicht aufweist und von dauerhafter und billiger Konstruktion ist. Außerdem ist es infolge der hohen Aufnahmefähigkeit der Lagerelemente möglich, die Variation in der Größe der La-erelemente auf ein Minimum zu brinaen und statt dessen einfach eine größere Anzahl von Lagerelementen vorzusehen, die or eichmäßi- um den Umfang des zu lagernden Teiles ei C C angeordnet werden. So kann z. B., wenn nötig die Anzahl der Lauerelemente in F i a. 4 rund um N den C C Umfang einer Welle oder eines anderen Teiles erhöht oder vermindert werden.As a Folue the previously-before construction ends, it is possible to create a storage of considerable on-C CD C absorption capacity, which has low weight and is more durable and cheaper construction. It is also possible due to the high absorption capacity of the bearing elements to brinaen the variation in the size of the La-erelemente to a minimum and instead simply provide a larger number of storage elements or eichmäßi- arranged around the periphery of the product to be stored part ei CC will. So z. B., if necessary, the number of Lauer elements in F i a. 4 around N the CC circumference of a shaft or another part can be increased or decreased.

Claims

Claims: 1. Wälzlacaer for storing longitudinally movable parts such. B. shafts, consisting of a cylindrical sleeve with rolling element guides distributed over its circumference, each consisting of two linear g and parallel to the Laaer axis extending guide channels and two deflecting channels connecting these at their ends, with rolling elements g C resting on the part to be supported, the load transmitted eichnet gekennz characterized in that the rolling bodies (18) centrally a rotationally symmetrical Auskehlun-O-, (40) and subsequently thereto having on each side one of the running surface of the sleeve matched bearing surface (42), said clipboard # s two rolling elements a Spacer roller (62) is arranged.

2. Wälzla-er according to claim 1, characterized in that the rolling elements (18) and spacer rollers (62) located in the return path are guided lying axially parallel or almost axially parallel after turning in the reverse arc. 3. Rolling bearing according to claim 1, characterized in that a concave groove of the rolling elements (18) is assigned a convex shape of the spacer rollers (62). 4. rolling lacer according to one of claims 1 to 3, characterized in that the rolling elements (18) and spacer rollers (62) have conical end faces. 5. Wälzlaaer according to claim 1 to 4, characterized Gre, indicates that the surfaces (66, 68, 70, 72, 74) of the return ducts (20, 22) together with the conical faces of the rolling bodies (18) and spacers (62) their implementation in the return channel (34) or in the other straight guide channel receiving the load-bearing rolling elements.