DE2105761A1

DE2105761A1 - Zylinderrollenlagerkafig

Info

Publication number: DE2105761A1
Application number: DE19712105761
Authority: DE
Inventors: Eugene Everett Indianapolis Ind Pfaffenberg (V St A )
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1970-03-23
Filing date: 1971-02-08
Publication date: 1971-12-02
Also published as: CA938647A; ZA711765B; JPS5114649B1; SE371271B; GB1274628A; US3647273A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22 . <983921/22>

Schu/Ni

Corporation, San Jose, Kalifornien/USA Goleman Avenue

Zylinderrollenlagerkäfig

Die Erfindung betrifft Zylinderrollenlager und insbesondere einen verbesserten Käfig für derartige Lager, wobei dieser Käfig Abstandshalter aufweist, die den Rollen zugewandte zusammengesetzt gekrümmte Flächen besitzen.

Eine zur Zeit im Betrieb befindliche Art von Lagerkäfig verwendet Abstandshalter, die konkav zylindrische Oberflächen besitzen, die den zylindrischen Flächen der angrenzenden Rollen zugewandt sind. Derartige Abstandshalter sind in der US-Patentschrift 2 071 797 gezeigt. Es dürfte einleuchtend sein, daß derartige einander gegenüberliegende zylindrische Flächen im Betrieb eine maximale Reibung zwischen den Rollen und den Abstandshaltern erzeugen. Bei an-

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deren Käfigen werden Abstandshalterungsstücke vorgesehen, die ebene Flächen besitzen, die tangential gegen die zylindrischen Rollen anliegen, wie es etwa in der USA-Patentschrift 3 365 255 gezeigt ist, wodurch leicht große Drucke zwischen dem Abstandsstück und dem Lager erzeugt werden»

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein für hohe Geschwindigkeiten geeigneter Käfig mit niedriger Reibung durch die Verwendung von Abstandsstücken erhalten, die auf den den Rollen zugewandten Seiten konkave Flächen aufweisen, die aus Flächen mit zwei sich schneidenden Radien gebildet sind.

Dementsprechend soll gemäß der vorliegenden Erfindung ein verbesserter Käfig für ein Zylinderrollenlager angegeben werden.

Die Erfindung bezweckt weiterhin ein Abstandsstück für den Käfig eines Zylinderrollenlagers anzugeben, das innerhalb eines Bereichs von Größen für die Lager verwandt werden kann.

Der Zylinderrollenlagerkäfig der vorliegenden Erfindung enthält einen inneren und einen äußeren Ring, die im Abstand voneinander angeordnet sind, und zwischen denen mehrere Zylinderrollenlager angeordnet sind. Zwischen je zwei nebeneinander liegenden Rollenlagern ist ein Abstandsstück angeordnet, wobei alle Abstandsstücke an jedem Ende des Lagers mit einem Ring verbunden sind, um den gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten verbesserten Käfig zu bilden. Die Abstandsstaicke weisen zwei gekrümmte

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Oberflächen auf, von denen jede durch zwei sich schneidende konkave Flächen gebildet wird.

Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Zeichnung dargestellten Vorzugs v/ei sen Aus führungs formen erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 eine perspektivische Teilansicht eines Lagers, das

mit dem gemäß der Erfindung verbesserten Käfig aus- · gestattet ist; J|

Pig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abstandsstückes, das gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;

Pig. 3 eine schematische -vergrößerte Teilansicht eines Teils des in Pig. 1 gezeigten lagers, wobei insbesondere ein Abstandsstück in seiner Betriebsstellung zwischen zwei Rollen dargestellt ist;

Fig. 4 eine vergrößerte schematische Teilansicht, die insbesondere den Bereich zeigt, in dem das Abstands-

M stück gegen eine Rolle anliegt; Wl

Pig. 5 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie 5-5 in Pig. 1;

Pig. 6 eine schematische Endansicht des in Pig. 2 gezeigten Abstandsstückes;

Pig« 7, 8 und 9 schematische Darstellungen von drei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Abstands-

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Stückes, wobei insbesondere die Stellungen gezeigt sind, die diese Abstandsstücke in Lagern mit verschiedenen Größen einnehmen.

Pig. 10 eine schematische Endansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abstandsstückes.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 20 eine Lageranordnung bezeichnet, die mehrere Zylinderrollen 22 aufweist, die zwischen einem inneren Ring 24 und einem äußeren Ring 26 angeordnet sind. Ein Käfig 28, der die Rollen in gleichmässigen Abständen in ihrer Lage hält, umfaßt mehrere Abstendsstücke 30, die zwischen identischen Endringen 32 und 34 befestigt sind.

Jedes Abstandsstück 30 (Figo 2) besteht aus einem langgestreckten Glied, das eine ebene rechteckige obere und untere Y/andfläche 35 bzw. 36 und konkave Seitenflächen 37 bzw. 38 (Pig. 3) besitzt. Die Enden eines Abstandsstückes sind abgesetzt, so daß Vorsprünge oder Lagerzapfen 39 und 40 gebildet werden_#. die beim Zusammenbau des Lagers in Löcher in den Endringen 32 bzw. 34 eingepaßt und durch einen Gesenk schmiede vor gang festgelegt werden, um die Endringe gegeneinander festzulegen. Da der äußere Ring 26 an jedem Ende eine nach einv/ärts vorstehende Rippe 29a (Pig. 5) besitzt, weist der obere Teil des Abstandsstückes 30 abgesetzte obere Kantenteile in der Nähe Jedes Endes auf, wodurch Aussparungen 43 gebildet werden, die die Möglichkeit ausschalten, daß die obere Wandfläche 35 jemals gegen eine der Rippen 29a zur Anlage kommt.

Die Seitenflächen 37 und 38 jedes Abstandsstückes sind ein-

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ander gleich, jedoch lediglich entgegengesetzt zueinander angeordnet, wie es aus Pig. 2 ersichtlich ist, wobei jede Fläche 2 zylindrische Teilflächen 47 und 48 umfaßt, die sieh entlang einer linie 49 schneiden. Die Radien R1 und R2 der zylindrischen Flächen 47 und 48 sind einander gleich, und, was am "besten aus Fig. 3 zu ersehen ist, die Achse X1, um die die Fläche 48 erzeugt wird, liegt über dem Wälzkreis P der Rollen, während die Achse X2 für die Fläche 47 unter dem Wälzkreis liegt. Hierdurch wird zv/ischen der Oberfläche jeder Rolle und den Flächen 47 und 48 des angrenzenden Abstandsstückes eine Zone 50 (Fig. 4) gebildet. Diese Zone schafft zwei keilförmige Räume 50a und 50b, die Schmieröl aufnehmen und festhalten, und die während des Betriebes des Lagers Schmiermittelkeile bilden. Von jeder Kante der oberen Fläche 35 aus erstreckt sich eine ebene Lippe 51 nach abwärts, wobei jede Lippe so mit der angrenzenden Rollenoberfläche zusammenwirkt, daß eine keilförmige Eintrittsöffnung 52 gebildet wird, die zu einem verhältnismäßig schmalen keilförmigen Eintrittsspalt 53 zwischen der Rolle und der gekrümmten Oberfläche 46 des Abstandsstückes führt. In ähnlicher Weise wirken an dem unteren Ende des Abstandsstückes Lippen 55 so mit den angrenzenden Rollenoberflächen zusammen, daß keilförmige Eintrittsöffnungen 56 gebildet werden, die zu verhältnismäßig dünnen Keilspalten 57 führen. Somit werden bei einer Drehung der Rolle in beiden Richtungen in Bezug auf das Abstandsstück Schmiermittelkeile gebildet, die eine angemessene Schmierung der aneinander grenzenden einander gegenüberliegenden Flächen der Rolle und des AbstandsStückes sicherstellen.

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Die Radien R1 und R2 der sich schneidenden zylindrischen Flächen 47 und 48 sind gleich groß, und sie sind etwas größer als der Durchmesser der zylindrischen Rollen 22, mit denen sie zusammenwirken. Gemäß einer vorzugsweisen Ausbildungsform besitzen die Rollen 22 einen Durchmesser von 1,2662 cm (0,4985") während die Radien R1 und R2 jeweils 1,270 cm (0,500") betragen. Eine Endansicht des Abstandsstückes 30 dieser Ausführungsform ist in Pig. β dargestellt, und aus dieser Darstellung ist zu ersehen, daß die Achse X1 der Fläche 48 über einer Ebene P¹ liegt, in der die Fläche 36 liegt, während die Achse X2 der Fläche 47 unter dieser Ebene liegt. Der Wert für D betrug 0,681 cm (0,268"); E betrug 0,610 cm (0,240»); F betrug 0,338 cm (0,134"); G betrug 0,038 cm (0,015"); H betrug 1,133 cm (0,446"); J betrug 1,154 cm (0,454"); K betrug 0,073 cm (0,029"); und L betrug 0,406 cm (0,160").

Dieses in Fig. 6 gezeigte Abstandsstück, dessen Wert für R1 und R2 1,270 cm (0,500") beträgt und das die oben angegebenen Abmessungen aufweist, ist in einem Bereich von Zylinderlagern mit verschiedenen Größen verwendbar, die Rollen der Größe der Rollen 22 verwenden. Die einzigen Abmessungen, die geändert v/erden müssen, sind die Abmessungen A, B und C, um Abstandsänderungen zwischen den Mitten der Rollen durch Änderungen in der Zahl der Rollen auszugleichen. In Fig. 7 ist eine Lageranordnung 60 dargestellt, bei der der Wälzkreis PC der Rollen 22 einen Durchmesser von 12,02 cm (4,73") aufweist, und bei der 24 Rollen vorgesehen sind. In diesem Falle beträgt die Abmessung A des AbstandsStückes 30a 0,536 cm (0,211··); B beträgt 0,336 cm (0,132"); und C beträgt 0,260 em (0,103"). In Fig. 8 ist eine Lageranordnung 65 dargestellt, bei der der Wälzkreis

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PC der Rollen 22 einen Durchmesser von 9,300 cm (3,660") aufweist und "bei der 18 Rollen vorgesehen sind. In diesem Falle "betragen die Abmessungen jedes Abstandsstückes 30b A = 0,582 cm (0,229"); B = 0,381 cm (0,150"); und C = 0,308cm (0,121"). In Mg. 9 ist eine Lageranordnung 67 dargestellt, bei der der Durchmesser des Wälzkreises PG" 6,48 cm (2,55") beträgt, und bei der 12 Rollen 22 vorgesehen sind. Die Abmessungen des Abstandsstückes 30c betragen hierbei: A = 0,648 cm (0,255"); B = 0,447 cm (0,176"); und C = 0,374cm (0,147").

Es ist zu bemerken, daß die einzige Änderungdie an den Abstandsstücken vorgenommen werden muß, um sie für die Verwendung bei Zylinderlagern mit verschiedenen Größen anzupaßen, darin besteht, die Breite der Abstandsstücke zu ändern. So ist ersichtlich, daß das Abstandsstück 30b (Pig.8) um den Teil breiter als das Abstandsstück 30a (Pig. 7) ist, der durch den punktiert gezeichneten Bereich S in Pig. 8 angedeutet ist. In ähnlicher Weise ist das Abstandsstück 30c (Pig. 9) um den Teil, der durch den punktiert gezeichneten Bereich S¹ angedeutet ist, breiter als das Abstandsstück 30a.

Aus den Pig, 2 und 3 ist zu ersehen, daß die Plächen 37 und 38 eine kontinuierliche Pläche bilden, wodurch die Herstellung der Abstandsstücke vermittels vereinfachter Herstellungstechniken ermöglicht wird. Gemäß einem derartigen Verfahren wird jedes Abstandsstück aus pulverförmigem Metall in einem Formhohlraum hergestellt, der einen längsquerschnitt aufweist, der der Form des Abstandsstückes ent-

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spricht, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Zwei Stanzstempel bzw_e Gesenke, die einander gegenüberliegende Stirnflächen aufweisen, die die komplementäre Form der Flächen 37 und (Fig. 6) besitzen, sind so angeordnet, daß sie sich von entgegengesetzten Seiten aus gleichzeitig in den Formhohlraum hinein bewegen, um das pulverförmige Metall in dem Hohlraum zusammenzudrücken und um das Abstandsstück zu bilden. Da die einzigen veränderlichen Abmessungen für ein Abstandsstück die Größen A, B und C sind, können verschieden große Abstandsstücke dadurch hergestellt werden, daß lediglich die Menge an Pulver, die in den Formhohlraum eingebracht wird, und die Kraft verändert werden, mit der die Gesenke zusammengepreßt werden.

Ein zweites vereinfachtes Herstellungsverfahren besteht darin, die Abstandsstücke aus Stahlwalzdraht herzustellen, der zu einer rohen Form gewalzt worden ist und der sodann durch eine Form gezogen wird, um eine Stange mit einer Länge von z.B. 3>öO m herzustellen, die einen in Querrichtung gesehenen Querschnitt besitzt, der der Umfangsform des Abetandsstückes 3Od entspricht, wie es in Fig. 10 dargestellt ist. Die 3»6 m lange Stange wird in Abschnitte der gewünschten Länge zerschnitten und jedes Ende eines jeden Abschnittes wird in einer automatischen Mehrspindelmaschine abgedreht, um eine Teilzylinderendflache 70 zu bilden, die den Lagerzapfen an diesem Ende bildet, und um eine Teilzylinderfläche 71 auszubilden, die die Aussparung entsprechend der Aussparung 43 in Fig. 5 bildet.

Somit wird dadurch, daß an den den Rollen eines Zylinderrollenlagers gegenüberliegenden Flächen eines Abstandsstückes sich schneidende konkave Flächen vorgesehen werden,

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nicht nur die wirksame Schmierung der sich berührenden Flächen der Rollen und der Abstandsstücke sichergestellt, sondern es werden auch einfache, wirksame Herstellungsverfahren ermöglicht. 7/eiterhin wird durch die "Verwendung einer kontinuierlichen konkaven Oberfläche mit besonderer Krümmung in Bezug auf die zylindrischen Rollen der Einheit ein Abstandsstück geschaffen, das leicht an eine Vielzahl von Lagergrößen, die einen bestimmten Rollendurchmesser verwenden, lediglich dadurch angepaßt werden kann, daß die Breite des Abstandsstückes geändert wird, ohne die Krümmung der konkaven Fläche zu ändern.

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Claims

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Patentansprüche

Halterung für die Rollen eines Zylinderrollenlagers, dadurch gekennzeichnet , da3 zwei im Abstand voneinander angeordnete Endringe (32, 34) vorgesehen sind, daß mehrere im gleichen Abstand voneinander angeordnete Abstandsstücke (30) zwischen den Endringen befestigt sind, so daß sie einen Ringraum bilden, daß je zv/ei benachbarte Abstandsstücke (30) einander gegenüberliegende konkave Flächen (37, 38) aufweisen, die eine Zylinderrolle (22) zwischen sich aufnehmen können, und daß jede konkave Fläche durch zwei zylindrische Teilflächen (47, 48) gebildet wird, die um Achsen (X1, X2), parallel zu der Achse der Rolle (22) erzeugt werden und sich entlang einer Linie (49) schneiden.

2ο Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Radien (R1, R2) der beiden zylindrischen Teilflächen (47, 48) gleich groß sind und daß die Radien (R1, R2) etwas größer als der Durchmesser der Zylinderrolle (22) ist, die zwischen den aneinander grenzenden Abstandsstücken (30) angeordnet ist.

3. Halterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Radien (R1, R2) der beiden zylindrischen Teilflächen annähernd .1,270 cm (0,500") betragen, und daß der Durchmesser der Zylinderrolle (22) 1,2662 cm (0,4985") beträgt.

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4« Halterung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Unterschied zwischen den Radien (R1, R2) der beiden zylindrischen Teilflächen und dem Rollendurchmesser so groß ist, daß zwischen der Rolle und jeder Oberfläche eines Abstandsstückes (30) ei= ne Schmiermitteltasche (50) gebildet wird, und daß diese Schmiermitteltasche in ihrem mittleren Bereich verhältnismäßig breit ist und sich in entgegengesetzten&ichtungen zu diesem Bereich verjüngt, so daß zwischen der Rollenoberfläche und der Oberfläche eines Abstandsstückes keilförmige Eintritte gebildet werden.

5. Halterung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Unterschied zwischen den Radien der beiden zylindrischen Teilflächen und dem Rollendurchmesser so groß ist, daß zwischen jeder Kante der konkaven Oberfläche eines Abstandsstückes und der angrenzenden Rollenoberfläche eine keilförmige Eintrittsöffnung (53, 57) gebildet wird.

6. Halterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden zylindrischen Teilflächen (47, 48) durch Radien (R1, R2) gebildet werden, die etwas größer als der Durchmesser der Zylinderrollen ist, und daß die Achse (X2) für die außenliegende Fläche (47) radial einwärts von dem Wälzkreis '(P) der Rollen des Lagers liegt, und daß die Achse (X1) für die innenliegende Fläche (48) radial auswärts von dem Wälzkreis (P) liegt.

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