DE2622457B2

DE2622457B2 - Rollenlagerung

Info

Publication number: DE2622457B2
Application number: DE2622457A
Authority: DE
Inventors: Hermann Winterthur Straub (Schweiz)
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1976-05-14
Filing date: 1976-05-20
Publication date: 1981-01-15
Also published as: NL7606101A; DE2622457A1; NL162181B; CH607717A5; NL162181C; DE2622457C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollenlagerung großen Durchmessers mit einer festen und einer beweglichen Laufschiene, die einen inneren und einen äußeren Ring bilden und mit ihren konkaven Seiten einander zugewandte, U-förmige Querschnitte aufweisen, deren Schenkel jeweils gemeinsam längs zweier Radialebenen bezüglich der Ringachsen verlaufen, wobei in den U-förmigen Querschnitten scheibenförmige Rollkörper abrollen, deren Scheibenebenen abwechslungsweise in Richtung der einen bzw. der anderen Diagonale im Raum zwischen den Ringen liegen.

Rollenlagerungen der vorstehend genannten Art sind beispielsweise als Kugellager bekannt (FR-PS 4 62 728); bei diesen bekannten Lagerungen werden die Oberflächen von Laufschienen und Rollkörpern im allgemeinen glättenden Oberflächenbearbeitungen unterworfen, um den Rollwiderstand möglichst gering zu halten. Darüber hinaus werden aus dem gleichen Grund die Laufschienen sorgfältig gerundet und relativ steif und unnachgiebig ausgeführt. Sollen solche Lager daher für Durchmesser in der Größenordnung Meter gefertigt werden, so werden sie sehr teuer, da die Hersteilung der Laufschienen kostspielig ist und für die Rollkorper viel Material aufzuwenden ist

Weiterhin ist aus der US-PS 9 78 392 ein Rollenlager ϊ relativ großen Durchmessers bekannt, bei dem leicht konisch ausgebildete Rollkorper zwischen aus handelsüblichen Profilteilen zu Kreisen gebogenen eisenbahnschienenartigen Laufschienen laufen; die Führung dieser Rollkörper erfolgt dabei an den Seitenflanken der

ίο Laufschienen, zwischen denen ein aus jedem Füllkörper hervorstehender Radialflansch geführt ist

Dieses Lager wirkt — im Gegensatz zu Rollenlagerungen bei denen die Rollkörper in U-förmigen Schienen laufen — axial nur in einer Richtung, d. h, durch Momente exzer.zrisch angreifender Kräfte können die Rollkörper von den Auflageschienen abheben. Darüber hinaus sind die zu Kreisen gebogenen »Eisenbahn«-Schienen aufgrund ihres T-artigen Profils relativ steif, so daß Unrundheiten und sonstige Fertigungstoleranzen in Verbindung mit relativ rauhen Oberflächen zu starker Reibung und großem Verschleiß führen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Rollenlager großen Durchmessers mit relativ geringem Bearbeitungsaufwand und bei relativ geringem Materialbedarf herzustellen. Um Rollwiderstand und Verschleiß niedrig zu halten, sollen die neuen Rollenlager so so weit wie möglich nachgiebig ausgebildet sein, um den beim Abrollen auftretenden Kräften in gewissem Umfang

so nachgeben zu können. Diese Kräfte werden in erster Linie durch die Unrundheit der gebogenen Profilteile und anderen Fe/iigungstoleranzen hervorgerufen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ringe aus handelsüblichen, zu einem Kreis gebogenen und derart nachgiebigen Profilteilen bestehen, daß sie den infolge Unrundheit der Ringe hervorgerufenen Kräften beim Abrollen relativ leicht nachgeben, und daß ferner der äußere Ring in einer Meridianebene geteilt ist und Mittel zum tangentialen Zusammenspannen aufweist

Auf der einen Seite verringert die an sich bekannte Verwendung handelsüblicher Profilteile den Fertigungsaufwand erheblich, während andererseits die Verwendung von U-Profilen zum einen eine Wirksamkeit axial in beiden Richtungen gewährleistet und zum anderen eine gegenüber T-Profilen erhöhte Nachgiebigkeit schafft.

Zur weiteren Verminderung der Reibung beim Abrollen der scheibenförmigen Körper in den Lauf·

so schienen ist es für den Fall, daß die Laufschienen an den einspringenden Ecken ihres U-förmigen Querschnittes mit einem Radius R abgerundet sind, vorteilhaft, wenn die Rollkorper im Abwälzbereich eine Breite von b£2R aufweisen und am Umfang mit einem Radius r< R abgerundet sind.

Auf andere Weise läßt sich die weitere Herabsetzung der Reibung erzielen, wenn der Rollkorper im Querschnitt unsymmetrisch abgerundet ist, und zwar derart, daß jeder Rollkörper mindestens eine der beiden Laufschienen in zwei Punkten berührt und wenn weiterhin die Geraden durch die beiden Berührungspunkte sich mit der Achse des betreffenden Rollkörpers auf der Ringachse schneiden.

Bei der bevorzugten Anwendung ist die Rollenlagerung im Scheitelbereich und koaxial zur Vertikalachse eines Kugeldruckbehälters angeordnet, um eine gebogene Leiter abzustützen, die um den Umfang geschwenkt werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung &n Hand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt in einem vertikalen Schnitt I-I von F ι g. 2 ein Ausführungsbeispiel des neuartigen Rollenlagers; Fig. 2 ist der Schnitt H-Il von Fig. 1;

F i g. 3 stellt schematisch ein Anwendungsbeispiei der Erfindung an einem Kugeldruckbehälter dar, während

Fig.4 rein schematisch die Konstruktion eines Rollkörpers bei vorgegebenem Profil und gegebenen Abmessungen der Laufschienen wiedergibt

Das Rollenlager (F i g. 1 und 2) besteht aus einer kreisförmig gebogenen, inneren Laufschiene 1 und zwei halbkreisförmig gebogenen äußeren Laufschienen 2 und 3. An den Enden der Laufschienen 2 und 3 sind auf der Außenseite Spannklötze 4 und 5 angeschweißt. Die Klötze 4 und 5 weisen Paßbohningen 6 auf, in denen ein Schraubenbolzen 7 mit zylindrischer Paßfläche sitzt Durch auf den Bolzenenden sitzende Muttern 8 lassen sich die beiden halbkreisförmig gebogenen Laufschienen 2 und 3 zu einem kreisförmigen Ganzen zusammenziehen. Die so zusammengespannten Laufschienen 2,3 umgeben die Laufschiene 1 der irt, dab die konkaven Seiten der Schienen einander gegenüberstehen und ihre Schenkel gemeinsam fluchtend in zwei Radialebenen 60 und 61 (Fig.4) liegen. Die innere Laufschiene 1 ist über Flacheisen 10 mit einer nicht gezeichneten Basis-Struktur verbunden.

Im Ringraum zwischen den Laufschienen 1 und 2, 3 sind, z. B. zwölf scheibenförmige Rollkörper 15 derart angeordnet, daß ihre Mittelebene abwechslungsweise in der einen und in der anderen Diagonale 45 und 65 (F i g. 4) des zwischen den Schienen 1 und 2,3 gebildeten Hohlraums liegt Die Rollkörper 15 sind am Umfang mit einem Radius rabgerundet, der kleiner ist als der Radius R der Laufschienen am Fuß der Schenkel. Die Rollkörper 15 sind zentral durchbohrt In den Bohrungen steckt je ein kurzes Wellenstück 16, das auf jeder Seite der Scheibe 15 in je zwei verwundenen, benachbarten Scheiben verbindenden Laschen 17 bzw. 18 steckt D;',s Wellenstück 16 ist durch zwei Federringe gegen Herausfallen gesichert Die Verwindung der inneren Laschen 17 verläuft gestreckter als die der äußeren Laschen 18, so daß die Laschen die Rollkörper 15 am Umfang nicht berühren.

Zur Montage des Systems werden die Rollkörper 15 mit den Laschen zu einer Kette vereinigt Diese Kette wird sodann um die montierte, innere Laufschiene 1 gelegt und geschlossen, gegebenenfalls über ein nicht gezeichnetes Spannglied in Umfangsrichtung leicht gespannt Darauf werden die beiden halbkreisförmigen Laufschienen 2 und 3 an die Laufschiene 1 angeschoben, wobei die Rollkörper 15 in die Laufschienen 2 und 3 eingefädelt werden. Darauf werden die beiden Laufschienen 2 und 3 über die Bolzen 7 miteinander verbunden und zu&mmengespannt

Bei der erwähnten Anwendung der vorgeschlagenen Rollenlagerung ist am Scheitel eines Kugeldruckbehälters 20 über Flacheisen 10 die innere Laufschiene 1 befestigt, die gleichzeitig ein kreisförmig geführtes, an einer Stelle am Umfang offenes Geländer 21 trägt. An der einen der beiden äußeren Laufschienen 2 und 3 ist eine zu einem Viertelkreis gebogene Leiter 24 mit fachwerkartig ausgebildetem Stützgeländer 25 angeschweißt, die an ihrem unteren Ende mit einer Leiter 26 und einem Geländer 27 verbunden ist. Im Bereich des Äquators des Kugeldruckbehälters 20 ist die Leiter 24 über Stützrollen 30 am Y ugelumfang abgestützt.

Mit Hilfe der neuen Rollenlagerung läßt sich die Doppelleiter 24 und 27 leicht um den ganzen Umfang des Druckbehälters 20 drehen, so daß jeder Punkt auf der Oberfläche des Druckbehälters über die Leiter zugänglich ist Überdies gestatten die Leitern den Zugang zum Scheitelbereich des Kugeldruckbehälters, in dem sich Einsteigöffnung, Sicherheitsventil usw., befinden.

Während die in F i g. 1 und 2 gezeigten Rollkörper 15 relativ schmal sind, so daß bei ihnen die erwähnten Forderungen für die Breite b und Radien r und R erfüllbar sind, ist es möglich, daß aus Festigkeitsgründen die halbe Dicke (bl2) der Rollkörper 15 größer gewählt werden muß als der Innenradius R der Laufschienen 1 und 2, 3 oder daß zur Verringerung der axialen Auflagedrücke der Rollkörper 15 auf den Schienen 1 und 2, 3 der Abrundungsradius r am Umfang der Rollkörper 15 größer als der Abrundungsradius R in den Laufschienen 1 und 2,3 gewählt werden muß. In diesem Falle laufen die Rollkörper 15 auf je zwei Bahnen in den Laufschienen 1 und 2,3; in F i g. 4 sir-d die Schnittpunkte dieser Bahnen mit einer Meridiane*c?ne der Laufschienen 1 und 2,3 mit 40 und 41 in dem inneren Ring und mit

42 und 43 im äußeren Ring 2,3 bezeichnet.

Um ein die Reibung verminderndes Rollen der Rollkörper 15 in den Laufschienen 1 und 2,3 in diesem Falle zu gewährleisten, wird die Konstruktion zweckmäßig so gewählt daß die Geraden durch die Berührungspunkte bzw. Bahnen 40 und 41 bzw. 42 und

43 sich auf der Ringachse 59 der zu einem Kreisring gebogenen Laufschienen 1 und 2, 3 in einem Punkte schneidea Die Darstellung der F i g. 4, die der besseren Übersichtlichkeit wegen auf das Notwendigste beschränkt worden ist, zeigt ein dafür zweckmäßiges geometrisches Vorgehen, dargestellt in einer Meridianebene der Laufschienenringe 1 und 2, 3. Dieses Vorgehen ist beispielsweise folgendermaßen:

Die Laufschienen 1 und 2, 3 für die aus wirtschaftlichen Gründen handelsübliche Formen und Größen gewählt werden, werden zunächst derart einander gegenüber fixiert, daß die Winkelhalbierende 45 zvischen den Erzeugenden der inneren Zylinderfläche 46 und der Schenkelfläche 47 der äußeren Laufschiene 2,3 durch den gegenüberliegenden Schnittpunkt 50 der beiden Erzeugenden der inneren Zylinderfläche 51 und der Schenkelfläche 53 der inneren Laufschiene 1 verläuft, wobei die einspringenden Eckpunkte 62 und 63 bzw. 50 und 64 der inneren und der äußeren Laufschiene in die obere 60 bzw. und die untere Radialebene 61 gelegt sind, die in F i g. 4 gestrichelt eingetragen sind.

Nun wird im Schnittpunkt 66 der beiden Winkelhalbierenden 45 und 65 die Achse der Rollkörper 15 als Senkrechte 57 auf der Geraden 45 errichtet Ihr Schnittpunkt mit der Ringachse 59 ergibt einen Punkt J8, in dem sich auch die Geraden 55 und 56 durch die Punkte 40 bis 43 schneiden müssen. Innerhalb gewisser Grenzen läßt sich nun der Winkel zwischen den Geraden 55 und 56 und damit die genaue Lage der Punkte bzw. der Bahnen 40 bis 43, auf denen die Rollkörper 15 in den Schienen 1 und 2, 3 kufen, frei wählen. Diese Grenzen sind u.a. durch die aus Festigkeitsgfünden minimal vorgeschriebene Dicke b für die Körper 15 und durch die Radien η und ri gegeben, die im Minimum für einen zulässigen oberen Grenzwert der maximalen Auflagedrücke notwendig sind.

Unter Berücksichtigung der genannten Forderungen für die Mindestradien sind schließlich die tatsächlichen

Krümmungsradien η und ο ebenfalls frei wählbar, wobei selbstverständlich ein noch sinnvoller Maximalwert eingehalten wird. Mit dem geschilderten Vorgehen wird eine Konstruktion erhalten, bei der die Rollkörper 15 reibungsarm auf den Laufschienen I und 2,3 abrollen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rollenlagerung großen Durchmessers mit einer festen und einer beweglichen Laufschiene, die einen inneren und einen äußeren Ring bilden und mit ihren konkaven Seiten einander zugewandte, U-förmige Querschnitte aufweisen, deren Schenkel jeweils gemeinsam längs zweier Radialebenen bezüglich der Ringachsen verlaufen, wobei in den U-förmigen Querschnitten scheibenförmige Rollkörper abrollen, deren Scheibenebenen abwechslungsweise in Richtung der einen bzw. der anderen Diagonale im Raum zwischen den Ringen liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (1,2,3) aus handelsüblichen, zu einem Kreis gebogenen und derart nachgiebigen Profilteilen bestehen, daß sie den infolge Unrundheit der Ringe hervorgerufenen Kräften beim Abrollen relativ leicht nachgeben und daß ferner der äußere Ring (2, 3) in einer Meridianebene geteilt ist und Mittel (4 bis 8) zum tangentiajen Zusammenspannen aufweist

■ 2. Rollenlagerung nach Anspruch 1, wobei die Laufschienen (1 und 2, 3) an den einspringenden Ecken ihres U-förmigen Querschnittes mit einem Radius R abgerundet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkorper (15) im Abwälzungsbereich eine Breite b< 2R aufweisen und am Umfang mit einem Radius r< R abgerundet sind.

3. Rollenlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper (15) im Querschnitt unsymmetrisch abgerundet ist, und zwar derart, daß jeder Rollkörper (15) mindestens eine der beiden Laufschieren (1 uvd 2,3) in zwei Punkten (40 bis 43) berührt, ucd daß Geraden (55 und 56) durch die beiden Berühmngsp· nkte (42, 43 und 40, 41) sich mit der Achse (57) des betreffenden Rollkörpers (15) auf der Ringachse (59) schneiden.

4. Anwendung der Rollenlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. im Scheitelbereich und koaxial zur Vertikalachse eines Kugeldruckbehälters zur Abstützung einer gebogenen Leiter, die um den Umfang geschwenkt werden kann.