DE2313233C2

DE2313233C2 - Lageranordnung

Info

Publication number: DE2313233C2
Application number: DE2313233A
Authority: DE
Inventors: Domenico Camosso; Ugo Dr.-Ing. Pizzotti; Giovanni Torino Pollastro
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1972-03-16
Filing date: 1973-03-16
Publication date: 1982-09-02
Also published as: FR2176448A5; DE2313233A1; IT958706B; JPS493030A; US3799633A

Description

a) die Winkel («_ft «,), die die im Berührungsmittelpunkt senkrecht auf den Laufbahnen (P\_a Ρι_Ά P\k Pi) stehenden Drucklinien irit der Achse bilden, sind bei beiden Kugelreihen (C_a C/) gleich groß;

b) einer der beiden Lagerkörper besteht aus zwei außerhalb des Laufbahnbereiches miteinander verbundenen Lagerscheiben (2, 3), die jeweils eine Laufbahn (Pie, Pz) tragen;

c) der andere Lagerkörper besteht aus einer einzelnen Lagerscheibe (1) und greift in den einseitig offenen Raum zwischen den beiden anderen Lagerscheiben (2,3) ein und

d) die Lagerscheiben (1, 2, 3) bestehen aus Blechformteilen.

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2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel («„ λ,) 45° betragen.

3. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand der beiden Kugelreihen (C_a C) 20% des Durchmessers der kleineren Kugeln nicht überschreitet.

4. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelpunkte der Kugeln beider Kugclreihen (C_a C) in einer ■"> einzigen achsnormalen Ebene liegen.

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung mit den im Oberbegriff des Hauptanspruches aufgeführten Merkmalen.

Eine derartige Lagerordnung ist aus der DE-PS 46 759 bekannt. Diese Druckschrift zeigt in Abbildung so ein Lager zur Aufnahme vornehmlich einseitig wirkender axialer Belastung bei gleichzeitiger Radialbelastung. Die beiden Kugelreihen sind auf verschiedenen Teilkreisdurchmessern angeordnet, wobei die eine Reihe mit im Durchmesser größeren Kugeln zur Aufnahme der Axialbelastung vorgesehen ist während die andere Kugelreihe zur spielfreien Anstellung und Parallelführung der Lagerkörper herangezogen wird. Die Winkel, die die Drucklinien der einzelnen Kugelreihen mit der Lagerachse bilden, sind unterschiedlich groß ausgebildet, wobei einer besonders groß gehalten ist. Damit ist die entsprechende Kugelreihe nicht in der Lage, wesentliche äußere Kräfte aufzunehmen. Weiterhin weisen die Lagerkörper dieses bekannten Lagers eine komplizierte Form auf, die insbesondere bei Fertigung aus Massivmaterial nicht ohne Schwierigkeiten herstellbar und bearbeitbar ist. Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, daß ein Zusammenbau dieses bekannten Lagers nur dadurch ermöglicht wird, daß für eine Kugelreihe eine Einfüllöffnung oder Einfüllnut vorgesehen wird, die den Querschnitt des Lagerkörpers schwächt, die Tragfähigkeit des Lagers herabsetzt und insbesondere bei höheren Drehzahlen zu Ablaufschwierigkeiten der an dieser Einfüllöffnung vorbeirollenden Wälzkörper führt.

Weiterhin ist es bereits bekannt (GB-PS 11 39 144), bei einer Schwenklagerung für Möbelrollen die die Laufbahnen für zwei koaxiale Kugelreihen tragenden Lagerkörper aus Blechformteilen herzustellen, wobei einer der Lagerkörper aus zwei außerhalb des Laufbahnbereiches miteinander verbundenen Lagerscheiben besteht, die jeweils eine Laufbahn tragen, und der andere Lagerkörper als einzelne Lagerscheibe ausgebildet ist, die in den einseitig offenen Raum zwischen den beiden miteinander verbundenen Lagerscheiben eingreift (Merkmal b) und c) des Hauptanspruches). Bei dieser oekannten Ausführung ist eine der Kugelreihen ausschließlich zur Aufnahme von axialen Kräften vorgesehen, wobei die Drucklinie parallel zur Lagerachse verläuft. Die andere Kugelreihe ist so angeordnet, daß sie axiale und radiale Kräfte aufnehmen kann, d. h. die Drucklinie schneidet die Lagerachse unter einem Winkel. Bei dieser bekannten Lagerung, bei der die Winkel, die die Drucklinien mit der Lagerachse bilden, nicht gleich groß sind, tragen somit nicht beide Kugelreihen gleichmäßig zur Aufnahme bzw. Übertragung der äußeren Kräfte und Momente bei.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Lageranordnung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches zu schaffen, die eine geringe axiale Baulänge aufweist, ohne daß dabei die Belastbarkeit mit radialen Kräften und Momenten reduziert wird. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches aufgeführten Merkmale gelöst. Dabei wird Schutz nur für die Kombination der Merkmale des Hauptanspruches beansprucht.

Mit der Erfindung wird der axiale Platzbedarf auf das geringstmögliche Maß verkürzt; gleichwohl ist es möglich, sowohl radiale Belastungen als auch in unterschiedlichen Richtungen wirkende Momente aufzunehmen. Dabei kann die Lageranordnung ohne Einfüllnuten oder dgl. ausgebildet werden, so daß eine Lagerung mit hoher Tragfähigkeit und einwandfreien Abrollbedingungen der Kugeln geschaffen wird. Schließlich ist noch zu erwähnen, daß die Lagerkörper eine einfache Form aufweisen, so daß diese Lageranordnung insgesamt einfacher und billiger herstellbar ist. Die Lageranordnung nach der Erfindung eignet sich vorzüglich zur fliegenden Lagerung von Trommeln von Wasch-, Schleuder- und Trockenmaschinen und dgl.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

In der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele näher erläutert; dabei zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform,

F i g. 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform,

F i g. 3 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform und

F i g. 4 und 5 schematische Darstellungen der Belastungsverhältnisse beim Ausführungsbeispiel nach der Fi g. 1.

Die Lageranordnungen nach den F i g. 1 und 2 bestehen im wesentlichen aus einer Lagerscheibe 1, in die die koaxialen Laufbahnen für zwei Kugelreihen

eingearbeitet sind, und einem aus zwei Lagerscheiben 2 und 3 zusammengesetzten Lagerkörper, wobei die Lagerscheibe 1 in den einseitig offenen Raum zwischen den beiden Lagerscheiben 2 und 3 eingreift Die innere Laufbahn der Lagerscheibe 1 ist mit P₁;, die äußere Laufbahn derselben Lagerscheibe 1 mit P_ic bezeichnet Die Lagerscheibe 2 des zweiteiligen Uigerkörpers trägt die äußere Laufbahn P_2n während die Lagerscheibe 3 desselben Lagerkörpers die innere Laufbahn P₃, trägt Auf den Laufbahnen Pi, und P_2c rollen die Kugeln der äußeren Kugelreihe C_c ab, während die Kugeln der inneren Reiiie Qauf den Laufbahnen Pt/und P3, abrollen.

Das Profil der Laufbahnen P\_e und P_2e ist so gestaltet, daß die im Berührungsmittelpunkt senkrecht auf den Laufbahnen Pi_e und P_2c stehenden Drucklinien einen Kegel bilden, dessen Oberfläche mit der Achse den Winkel ot_e bildet In gleicher Weise bilden die im Berührungsmittelpunkt senkrecht auf den Laufbahnen Pu und P₃, stehenden Drucklinien mit der Achse einen Winkel, der in diesem Fall mit <x/ bezeichnet ist. Wie in den F i g. 1 und 2 deutlich eingezeichnet ist, sind die beiden Kugelreihen C_t und C, so angeordnet, daß die Scheitelpunkte der beiden Winkel «_t und <x, zu beiden Seiten der achsnormalen Ebene liegen, welche die Kugelreihen C_e und C, schneidet. Die Winkel «_c und «,-können jeden geeigneten Wert annehmen.

Die Lageranordnung gemäß F i g. 2 unterscheidet von derjenigen nach Fig. 1 nur dadurch, daß die Mittelpunkte der beiden Kugelreihen C_e und C, nicht in einer einzigen achsnormalen Ebene liegen, sondern daß der jn axiale Abstand der beiden Kugelreihen C_c und C₁ ungefähr 20% des Durchmessers einer Kugel beträgt. Für den Fall, daß die Kugeln in den beiden Kugelreihen C_c und Ci unterschiedliche Durchmesser haben, sollte der Abstand der beiden Kugelreihen 20% des Durchmessers der kleinsten Kugel nicht überschreiten.

In den beiden bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen sind sowohl die Lagerscheibe 1 als auch die Lagerscheiben 2 und 3 aus Blechformteilen hergestellt, in die die Laufbahnen P_lc, P_2n Pi, und P₃, spanabhebend eingearbeitet sind. Die zwischen die beiden Lagerscheiben 2 und 3 eingreifende Lagerscheibe 1 weist am Außenumfang einen Flansch auf, der unmittelbar in einem Gehäuse oder dgl. befestigt werden kann. An diesen Flansch schließt sich radial nach innen die äußere -to Laufbahn P\_e an, die, ebenso wie die übrigen Laufbahnen, im Querschnitt kreissegmentförmig ist. An die Laufbahn P\ _c schließt sich der innere Bereich ib an, der in die Laufbahn Pi, übergeht. Der innere Bereich ib bildet den Boden eines von den beiden Laufbahnen P,„ Pi/seitlich begrenzten Ringraurnes 4.

In ähnlicher Weise besteht auch die Lagerscheibe 2 aus einem Flansch 2a, der mit einem anzutreibenden Maschinenteil oder dgl. verbunden werden kann, einem Zwischenbereich 2b, der eine ringförmige EinJrückung 5 begrenzt, sowie einem inneren Bereich 2c, der im wesentlichen eben und geschlossen ist. Die Lagerscheibe 3 ist ebenfalls mit einem Flansch 3a versehen, an dem unmittelbar ein Maschinenteil befestigt v/erden kann. Der Flansch 3a geht in einen Zwischenbereich 3b über, der die Laufbahn Pj,- trägt und axial in Richtung auf die Lagerscheibe 2 vorspringt und mit deren innerem Bereich 2cdurch einen ebenfalls ebenen und geschlossenen Mittelteil 3c verbunden ist. Die Verbindung des inneren Bereiches 2c mit dem Mittelteil 3c kann durch o5 Schweißen, Kleben, Nieten oder dgl. erfolgen.

Die Flansche la, 2a, 3a können zur Aufnahme und Befestigung entsprechender Maschinenteile mit Bohrungen oder Gewinden versehen sein oder andere geeignete Verbindungselemente aufnehmen.

Die Lagerscheibe 1 ist über die beiden Kugelreihen C_e und Q relativ zu dem aus den beiden Lagerscheiben 2 und 3 bestehenden Lagerkörper drehbar. Die in den F i g. 1 und 2 dargestellten und beschriebenen Lageranordnungen beanspruchen in axialer Richtung einen extrem geringen Raum. Nach der Verbindung der beiden Lagerscheiben 2 und 3 stellt diese Lageranordnung eine einbaufertige und unverlierbare Einheit dar.

In F i g. 3 ist eine Lageranordnung gemäß F i g. 1 im eingebauten Zustand dargestellt Die Lageranordnung trägt ein rotierendes Teil 11, beispielsweise die Trommel einer Waschmaschine, welche in bezug auf die Wand 12 eines Gehäuses fliegend gelagert ist Ähnliche fliegende Lageranordnungen können auch bei anderen Maschinenund Geräten, vor allem in der Haushaltsmaschinentechnik, angewendet werden.

Wie aus F i g. 3 weiter hervorgeht, ist am Flansch 3a mittels Schweißen oder einem anderen geeigneten Verfahren eine Keilriemenscheibe 13 befestigt, die durch einen Keilriemen 14 angetrieben werden kann. Die Lagerscheibe 3 des zweiteiligen Lagerkörpers ist dabei mit der Keilriemenscheibe 13 als eine Einheit ausgebildet. Wie bereits erwähnt, ist der Flansch la in der Bohrung 16 einer Wand 12 mit deren Bord 15 verschraubt oder in anderer Weise verbunden Der rotierende Teil 11, beispielsweise die Trommel einer Waschmaschine, ist in seinem Boden 17 mit dem Flansch 2a verbunden.

Im Betrieb der Lageranordnung nach F i g. 3 wird der zweiteilige Lagerkörper durch den Keilriemen 14 in Drehung versetzt, so daß die mit dem Flansch 2a verbundene Trommel 11 oder dgl. angetrieben wird.

In F i g. 4 ist ein allgemeiner Belastungsfall dargestellt, bei dem die auf die beiden Lagerscheiben 2 und 3 des zweiteiligen Lagerkörpers einwirkende Belastung aus Kräften und Momenten nur eine resultierende Radialkraft Fzur Folge hat. Die Kraft Fliegt in der Ebene, die durch die Mittelpunkte der beiden Kugelreihen C₁. und C, verläuft. Ein derartiger Belastungsfall ist beispielsweise dann denkbar, wenn, beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3, die durch die Zugkraft des Keilriemens 14 hervorgerufene Radialkraft ein Moment für den Antrieb des zweiteiligen Lagerkörpers erzeugt, welches gleich groß aber in entgegengesetzter Richtung verläuft wie das Moment, welches durch das Gewicht der Trommel 11 erzeugt wird. Wenn weiter vereinfachend angenommen wird, daß diese einzige Radialkraft F nur von den Kugeln der beiden Kugelreihen C_cund C, aufgenommen wird, die in der Ebene der Kraft Fliegen, so ergibt sich gemäß Fig.4, daß durch die Kraft F Reaktionskräfte hervorgerufen werden, die mit P.,und P_c bezeichnet sind. Die Wirkungslinien der beiden Kräfte /?, und R_c stehen im Berührungspunkt der belasteten Kugel senkrecht auf der Laufbahn bzw. auf der Berührungstangente. Die beiden Kräfte /?, und R_c sind beide gleich groß; ihre Resultierende ist F. In der Praxis ist wegen der immer vorhandenen Elastizität das System statisch unbestimmt, so daß im allgemeinen die Größe von /?, nicht genau mit derjenigen von R_e übereinstimmt; das Verhältnis der beiden Kräfte ist von der Steifheit der miteinander verbundenen Teile abhängig, die die Reaktionskräfte ausüben.

In F i g. 5 ist ein weiterer Belastungsfall aufgezeigt, bei dem außer der Radialkraft F noch ein resultierendes Moment M vorhanden ist. Zur Vereinfachung ist angenommen, daß das Moment M in derselben Ebene

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wirkt wie die Reaktionskrafl F. Weiterhin ist verein- nehmen die aus der Kraft F und dem Moment M

fachend angenommen, daß nur die Kugeln eine bestehende Belastung auf.

Reaktionskraft zu diesem Belastungssystem erzeugen. In den F i g. 4 und 5 sind nur zwei Belastungsverhält-

die in der Ebene liegen, in der Fund M wirken. In einem nisse aufgezeigt; dadurch ist bereits deutlich geworden,

solchen Belastungsfall jst wegen des Momentes Maußer 5 daß die erfindungsgemäße Lagerung sowohl Radial-

den Kräften/?, und/?<· noch eine weitere Reaktionskraft krä'fte und reine Momentenbelastungen als auch eine

R',vorhanden, die in der oberen Hälfte (Fig.5) an der kombinierte Belastung aus Radialkräftcn und Momen-

Laufbahn Pi, und der damit in Berührung stehenden ten aufnehmen kann.
Kugel aufgenommen wird. Die drei Reaktionskräfte

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lageranordnung, insbesondere zur fliegenden Lagerung von Trommeln von Waschmaschinen oder dg!„ bestehend aus zwei die Laufbahnen für zwei koaxiale, auf verschiedenen Teilkreisdurchmessern liegenden Kugelreihen tragende Lagerkörper, wobei die Kugelreihen so angeordnet sind, daß die Schnittpunkte ihrer Drucklinie zu beiden Seiten der die Kugeln schneidenden achsnormalen Ebene liegen, gekennzeichnetdurchdie Kombination der folgenden Merkmale: