DE2900663C2 - Verfahren zum Herstellen und Prüfen von Wälzkörpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen und Prüfen von Wälzkörpern, insbesondere von Zylinderrollen für Hochgeschwindigkeitswälzlager für die Luft- und Raumfahranwendung.

Der allgemeine Trend zur Leistungssteigerung fordert auch von den Wälzlagern immer höhere Leistungen bezüglich Lebensdauer, Zuverlässigkeit, Tragzahl und Drehzahlen. Insbesondere in der Luft- und Raumfahrt rücken die Leistungsgrenzen immer näher.

Dies hat zur Folge, daß an die Qualität und Präzision der Wälzlagerteile sehr hohe Anforderungen gestellt werden. Mit Meßgeräten werden z. B. zahlreiche Parameter an Zylinderrollen geprüft, deren Formgenauigkeit oft nur noch um Bruchteile von μίτι voneinander abweichen (siehe auch FAG Publ. Nr. 52 102 »Das Messen und Sortieren von Wälzkörpern für Präzisionswälzlager« von W. Kirchner).

Trotz aller Genauigkeit und Sorgfalt hat man in einzelnen Fällen bei den hohen Geschwindigkeiten einen Verschleiß an den Stirnseiten einzelner Rollen festgestellt, der zunächst nicht erklärbar war. Diese Rollen entsprachen den gleichen Maß- und Qualitätsnormen wie alle anderen Rollen, die bei gleichen Belastungen und Drehzahlen keinen Verschleiß aufwiesen und konnten von diesen mit den vorhandenen Meß- und Prüfmitteln nicht unterschieden werden. Es hat sich gezeigt, daß der Verschleiß dann auftritt, wenn die betreffende Rolle Abweichungen von der Symmetrie aufweist, d. h. wenn die geometrische Achse nicht mit der Trägheitsachse übereinstimmt. Handelt es sich um eine einzelne große Abweichung, kann sie mit den üblichen Meßverfahren erfaßt werden. Wirken jedoch viele kleine Abweichungen der maßgebenden Rollenparameter wie Rundheit, Kegeligkeit, Parallelität der Stirnflächen, Axialschlag einer Stirnfläche, Radialschläge der Kantenabrundung und des Kantenabfalls und dergleichen in ungünstiger Weise zusammen, kommt es vor, daß die einzelnen Abweichungen zwar unterhalb der mit üblichen Verfahren gegebenen Nachweisgrenze liegen, in der vektoriellen Addition mit anderen — ebenfalls nicht einzeln nachweisbaren — Abweichungen aber denselben Verschleiß erzeugen wie eine einzelne große Abweichung. Die Nachweisgrenzen lassen sich nur mit unerträglich hohem Aufwand oder in einzelnen Fällen gar nicht verringern. Die statische Verteilung der Abweichungen der zahlreichen Parameter, die sich zudem unterschiedlich auf das Verschleißverhalten der schnellaufenden Rollen auswirken, würde es auch bei verringerten Nachweisgrenzen erschweren, das ver

60 schleißerzeugende Resultat analytisch aus den Einzelabweichungen zu bestimmen. Materialinhomogenitäten und unsymmetrisch verteilte Hohlstellen sind weitere verschleißerzeugende Eigenschaften der Rollen, die sich — wenn sie nicht an die Oberfläche hervortreten — der Becbachtung und Messung entziehen.

Da jedoch schon eine einzige verschleißzeigende Rolle die Lebensdauer des Lagers erheblich beeinträchtigen kann und somit die Funktionsfähigkeit des gesamten Gerätes (Flugzeug, Satellit, o.a.) erheblich gefährdet wird, ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen und Prüfen von Wälzkörpern, mit dem die vorgenannten Nachteile vermieden werden und das mit relativ geringem Aufwand eine bessere Qualität der Wälzkörper und somit eine Erhöhung der Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Hochgeschwindigkeitswälzlager ergibt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs ! zu entnehmen.

Dadurch, daß neben den anderen genauen Prüfungen der Wälzlagerteile auch die Unwucht der Wälzkörper kontrolliert wird bzw. die Wälzkörper ausgewuchtet werden, kann der Stirnseitenverschleiß der Zylinderrollen wesentlich herabgesetzt werden. Die Unwucht erfaßt alle geometrischen Abweichungen und auch die Inhomogenitäten und Fehlstellungen genau in der Weise, in der sie verschleißerzeugend wirksam werden, ohne daß man die Größe, Phasenlage und den Wirkabstand ihrer einzelnen Komponenten kennen muß. Es hat sich herausgestellt, daß nicht nur die Größe der Unwucht, sondern auch ihre Art eine entscheidende Rolle spielt. Wenn nämlich die Unwucht statisch ist, so daß sie auf die Rolle keine Kippkräfte ausübt, dann ist das unschädlich. Wenn die Unwucht jedoch dynamisch ist, d. h. die Rolle zu verkippen versucht, kann dies zu erhöhtem Stirnseitenverschleiß führen.

Die Erfindung soll an den nachfolgenden Figuren näher erklärt werden.

F i g. 1 zeigt ein Zylinderrollenlager im Querschnitt.

F i g. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine abgewickelte Laufbahn mit Rollen in verschiedenen Kipp-Lagen.

F i g. 3 zeigt eine Rolle mit meist zulässiger, gleich umlaufender, d. h. die Rolle nicht verkippender Unwucht.

F i g. 4 zeigt eine Rolle mit unzulässiger Unwucht.

Nach Fi g. 1 besteht ein Zylinderrollenlager aus dem Außenring 1, der im dargestellten Fall mit Rollenführungsborden 2 und 3 versehen ist, welche die Rolle 4 führen. Der Innenring 5 ist in diesem FaIi bordlos.

Wie aus Fig.2 ersichtlich, sitzen die Rollen 4 mit Spiel zwischen den Rollenführungsborden 2 und 3, weshalb sie verkippen können, wenn eine dynamische Unwucht auf sie wirkt.

In F i g. 3 ist eine Rolle 4 dargestellt, an der eine statische Unwucht angreift. Da hierbei keine Kippkräfte auf die Rolle wirken, tritt auch kein Verschleiß an den Rollenstirnseiten auf.

Bei einer Rolle 4 nach Fig.4 hingegen, tritt eine dynamische Unwucht auf, die ein Moment senkrecht zur Rollenachse bewirkt und die Rolle 4 verkippt. Damit kann erhöhter Stirnseitenverschleiß auftreten.

Mit einem Rollenauswuchtgerät ist man in der Lage, neben der Größe der Unwucht auch deren Art festzustellen und die Rollen zu sortieren bzw. auszuwuchten. Dabei werden die einzelnen Rollen axial und radial in einem Luftlager mit geringer Reibung gelagert und z. B. über einen Riemen angetrieben. Das Luftlager ist in einer Ebene elastisch gegenüber der Meßmaschine

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:t. Nach dem Abheben des Antriebsriemens nisch verarbeitet und zur Anzeige gebracht werden. Die

die Rolle auf ihre Hauptträgheitsachse ein und Eichung erfolgt mit Hilfe von Rollen bekannter

ι um diese. Die Hauptträgheitsachse ruht dabei. Unwucht. Die Meßgeräte sind so empfindlich, daß

die geometrische Achse jedoch von der Unwuchtmassen von wenigen tausendstel Gramm

gheitsachse ab, so führt das zu Bewegungen ⁵ festgesteüt werden können. Ein derartiges Meßgerät ist

igers, die über Sensoren abgegriffen, elektro- z. B. das FAG MGR 25.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen und Prüfen von Wälzkörpern, insbesondere von Zylinderrollen für Hochgeschwindigkeitswälzlager für die Luft- und ~, Raumfahrtanwendung, dadurch gekennzeichnet, daß die in an sich bekannter Weise hergestellten und geprüften Wälzkörper (4) noch zusätzlich dynamisch ausgewuchtet bzw. auf dynamische Unwucht überprüft und entsprechend ihrer ι υ Unwuchtmasse sortiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für Hochgeschwindigkeitslager nur Wälzkörper verwendet werden, deren Unwuchtmasse kleiner als 0,25 mg ist. ι ~->