-
Beschreibung Die Erfundung betrifft ein Wülzlager, insbesondere zur
Lagerung eines Körpers mit großem Durchmesser.
-
Walzlager zur Lagerrung von Körpern großen Durchmessers sind bekannt.
-
Beispielsweise beschreibt das Deutsche Gebrauchsmuster Nr. GM 7604
570 ein Kugel-Segmentlager für eine dreh- bzw.
-
schwenkbare Anordung von Maschinenteilen oder dergleichen, insbesondere
von glchen großen Durchmessers, bei dem ein mit dem beispielsweise drehenden Maschinenteil
verbundenes ringförmig s oder ringsegmentförmiges Innenelement und ein mit dem beispielsweise
feststehenden Maschinenteil verbundenes ring-segmentförmiges Außenelement rillenförmige
Kugellaufbahnen für wenigstens eine endlose Kugelkette bildende Kugelreihe und anschließende
Kugelrücklaufkanäle aufweisen, w@ei die Kugelrücklaufkanäle aus Rohrabschnitten
gebildet sind, die mit gekrümmten Enden an die LaUFBAHNENDEN eines der ringsegmentförmige
Laufbahnelemente angeschlossen sind.
-
Die Kugeln werden durch sogenannte Trennstücke auf Abstand geha ten
Die bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß sie sich infolge ihrer feinmechanischen
Ausführung offensichtlich nicht zur Lagerung von schweren und massiven Körpern und
insbesondere
nicht als Betrieb bei höheren Temperaturen eignet und
daß darüber hinaus die zwischen den Kugeln schiebend durch die Rücklaufkanäle fortbewegte
Vielzahl von Trennstücken zusammen mit den Kugeln erhablichen Reibungsbelastungen
ausgesetzt ind.
-
Anderseits sind Wälzlager der Standardbauart zum Einsatz bei sehr
großen Durchmesse exobitant teuer und wegen der Dehnungsdifferenz bei geschlossenen
Wälzlagerringen in wechselnden P ereibstemperaturen hinsichtlich der Einhaltung
erforderlicher Maßtoleranzen oberhalb begrenzter Abmessungen mechanisch und funktionell
nicht mehr zu beherrschen.
-
Deshalb werden Lagerungen für große Durchmesser in der Praxis überwiegend
als Gleitlager ausgebildet.
-
Aber auch diese Gleitlager sind ausgesprochen teuer, empfindlich gegen
Kipppneigung und berhaupt gegen schwierige Betriebsbedingungen empfindlich und bedürfen
eines besonders sorgfaltig ausgelegten Schmierungssystems. Darüber hinaus haben
Gleitlager den Nachteil, daß sie an relativ eng begrenzte Betriebstemeraturen, insbesondere
im oberen Bereich gebunden sind.
-
Weiter ist ein Wälzlager bekannt, insbesondere zum Betrieb unter hoher
Temperatureiwirkung, für die Lagerung hochbelasteter Wellenzapfen schwerer Maschinenteile
wie Walzwerke, Kalander oder dergleichen (DOS 1 779 339).
-
Dabei besteht die Lagerung in der Druckzone des Wellenzapfens aus
zwei segmentartigen Rollenbahnen, die sich parallel und auch senkrecht zur Wellenchase
pendelnd einstellen. Jede dieser Rollenbahnen besteht aus einer Vielzahl von Rollen,
die bei Abrollung auf dem Wellenzapfen auf einer Endlosbahn um ein der Krümmung
des Walzenzapfens angepaßtes und sich gen das Lagergehäuse abstützendes Mittelstück
im Kreise umlaufen. Der Rücklauf der Laufrollen erfolgt durch eine gegenüber dem
Rollendurchmesser etwas weitere Kanalausbildung.
-
Hierbei ergibt sich der Nachteil, daß die Rollen einander schiebend
und reibend weiter befördern und daß ihre Bahn dabei Stellen mit relativ kleinen
Umlenkradien enthält, weswegen die Rollen einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt
sind.
-
Infolgedessen muß die Anzahl der Rollen begrenzt bleiben, was wiederum
dazu führt, daß die gesamte Rollenbahn in eine Mehrzahl kleInerer segmentartiger
Rollenbahnen unterteilt werden muß, um die Anzahl von Rollen im Rücklaufkanal nicht
zu groß en zu lassen. Dies führt zwangsläufig zu einer Schwächung der Tragfähigkeit
des lagers, fernerhin zu einer erhöhten Komplizierung des Lagersystems und bringt
außerdem Probleme von Schmierung und Wartung sowie ein kompliziertes Anpassungssystem
mit sich.
-
Dagegen besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Walzlager für
hohe Belastungen und insbesondere große Durchmesser in der Weise auszubilden und
gegenüber dem bekannten Stand der Technik in der Weise zu verbessern, daß dieses
Wälzlager für höchste Beanspruchungen, gegebenenfalls auch ohne Schmierung sowie
zum Betrieb unter erhöhten Temperaturen und unter schwier -en Betriebs edingungen
geeignet ist.
-
Dabei soll das Wälzlager unkompliziert, robust und wegen der Unempfindlichkeit
gegenüber Betriebsbedigungen insbesondere auch bei evhöhterl'l'emperaturen nicht
auf die Einhaltung enger machanischer Toleranzgrenzen bei der Herstellung und im
Betrieb angewiesen sein.
-
Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß die Wälzkörper
durch Verbindungselemente ir definiertem Absatnd drehbeweglich und gekenkig miteinander
verbunden sind.
-
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß die Wälzkörper zwangsläufig
und sicher geführt werden, wobei sie untereinander keiner abrasiven und/oder hemmenden
Berührung ausgesetzt sind.
-
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Verbindungselemente
mit den Wälzkörpen auferhalb des Bereiches von deren Lauffläche des et verbunden
sind, daß ein Kontakt der Wälzkörper untereinander und/oder von deren Laufflächen
mit den Verbindungselemente verhindert wird.
-
Weiterhin ist vegesenen, daß die Wälzkörper durch die Verbindungselemente
sowohl gegen Zugkräfte als auch vorzugsweise gegen Druckkräfte- in der jeweiligen
Kraftrichtung unnaachgieoig -mitel nander verbunden sind.
-
Durch diese Maßnahme ergibt sich der Vorteil, daß die Wälzkörper frei
zwi :en der Laufflächen, insbesondere der ungeteilten Laufflächen und dem rotierenden
Körper abrollen können, wobei der cklauf lediglich durch Zugkräfte der Verbindungselemente
bewirkt wird, ohne daß die Wälzkörper durch einen Rückführkanal oder ein ähnlich
geartetes Führungsorgan hindurchgewangt werden müssen.
-
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Verbindungselemente
seitlich neben den Wälzkörpern angeordnet und an diesen mittels drehbarer Verbindungen
befestigt sind.
-
Diese Anordnung hat den Vorteil, daß eine sichere und insbesondere
absolut reibungslose Führung der Wälzkörper erreicht wird.
-
Eine derartige Anordnung ist in zweckmäßiger Weise so beschaffen,
daß Wälzkörper in Verlagerung ihrer Rotationsachse, vorzugsweise an beiden Stirnseiten,
je einen Lagerzapfen aufweisen und daß mit einem Lagerzapfen mindestens ein Verbindungselement
gelenkig und/oder derhbar verbunden ist.
-
In Ausgestaltung der Erfindung ist weiter vorgesehen, daß ein Wälzkörper
mindestens eine zu dessen Rotationsachse konzentrische Bohrung aufweist, in welcher
eine als Lagerzapfen ausgebildetete We le angeordnet ist. Dabei ist es VO"! besonderem
Vorteil, wenn die Welle an dem Wälzkörper drehbar, vorzugsweise mit Hilfe eines
Wälzlagers, angeordnet ist.
-
Bei einer besonders robusten und unempfindlichen Ausführung, welche
sich auch im Trockenlauf bewährt hat, weisen dabei die Wälzkörper die Form eines
langgestreckten Zylinders auf Dabei sind die Verbindungselemente vorteilhaft als
Kettenlaschen ausgebildet, wobei jeweils ein Wälzkörper mit an dessen Stirnseiten
beweglich argelenkten Verbindungselementen ein Glied einer Kette bildet.
-
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich bei dieser
Ausgestaltung dadurch, daß die Wälzkörper untereinander zu einer Kette, vorzugsweise
zu einer endlosen Kette verbunden sind, wobei die Länge der Kette größer, vorzugsweise
erheblich größer als der Lagerumfang ist.
-
Mit diesen Ausgestaltungen nach der Erfindung wird insgesamt das vorteilhafte
Ergebnis erzielt, daß die Führung der Wälzkörper durch den Spalt zwischen Lauffläche
und Körper absolut sicher und problemlos erfolgt, ohne daß Temperatureinflüsse und
rauhe Betriebsbedingungen einen schädlichen Einfluß auf die LageruILg haben, wobei
insbesondere die unproblematische Rückführung der Wälzkörper unter Vermeidung enger
Rückführur skanäle oder dergleichen ohne Reibung und Verschleiß bewerkstelligt wird.
-
Dabei ergibt sich ein weiterer Vorteil mit der Erfindung dadurch,
daß die endlose Kette, vorzugsweise im nichttragenden Bereich, um einen Umlenkkörper
herung rührt ist. Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß der Umlenkkörper
als Kettenspannvorrichtung ausgebildet ist. Dies verhindert vorteilhaft unkontrollierte
Schwingungen der Kette.
-
Und schließlich kann von der Maßnahme Gebrauch gemacht sein, daß die
Kette durch ein Ölbac gelanrt ist. Hierdurch wird vorteilhaft und unkompliziert
Schmierung und Kühlung gewährleistet.
-
Um auch bei Durchbiegung oder unvermeidlichen Taumelbewegungen des
rotierenden Körpers eine ideale Linienführung zwischen Wälzkörpern und Lauffläche
einerseits sowie dem Körper
andereseits herzustellen, ist es zur
Erzielung einer optimalen Betriebssicherheit, zur Erhaltung der notwendigen Laufruhe
sowie zur Vermeldung von Verschleiß im Sinne der Erfindung zweckmäßig, daß die Lauffläche
zur Selbsteinstellung gegenüber den Wälzkörpen beweglien, vorzugsweise pendel beweglich,
auf dem Widerlager angeordnet ist. Dies ist an sich bekannt. Die Erfi- ung sieht
eine besonders einfache und zweckmäßige Anordnung vor, welche darin besteht, daß
die Lauffläche duech mindestend ein elastisches Zwischenglied, vorzugsweise in Form
von Dämpfungsorganen, Federn und/ oder einem Kissen aus elastischen Material, mit
dem Widerlager verbunden ist. Der Vorteil besteht darin, daß ein solches elstischen
Zwischenglied völlig ausreichend ist.
-
um die notwendigen, geringfügigen Fendelbewegungen zur Selbstanpassung
der Lauffläche an beispielsweise geringfügige Taumelbewegungen des gelagerten Körpers
zu ermöglichen.
-
Darüber hina- s ist eln elastisches Zwischenglied hervorragend geeignet,
durch Schwingungsdämpfung eine extreme Laufruhe - ähnlich der Laufruhe eines Gleitlagers
- herzustellen.
-
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht schließlich vor, daß die Verbindungselemente
als elastisches Band, vorzugsweise als Metallband oder als Metallseil ausgebildet
sind.
-
Auf weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung wird in der Beschreibung,
von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen verwiesen.
-
Es zeigen: Fig. 1: eine Teilansicht des Lagers nach der Erfindung
in vergrößartem Meßstab, Fig. 2: einen Wälzkörper mit durchgehebender Weile und
angelenksen Verbindungselementen, im Schnitt, Fig. 3: die Gesamtanordnung eines
Wälzlagers nach der Erfindung mit über Kopf geführter Wälzkörper-Kette, in Seitenansicht,
Fig. 4: eine Anordne gänlich Fig. 3 mit Führung derWälzlager-Kette nach unten durch
ein Ölbad, ebenfalls in Seitenansicht.
-
Gemäß Fig. 1 wird ein schwerer Körper 1 mit großem Durchmesser von
den Wälzkörpen 3 drehbar aufgenommen. Diese rollen ihrerseits auf der Laufbahn 2
ab. Von dem Körper 1 und der Laufb hn 2 ist im gezeigten Beispiel nur ein bruchstückhaftes
Segment dargestellt.
-
Die Wälzkörper 3 sind durch die Verbindungselemente 4, 4', 4'', 4''',
drehteweglich und miteinander gelenkig im definierten Abstand "A" miteinander verbunden.
-
Fig, 2 zeigt einen Wälzkörper 3 im Schnitt. Dieser hat die Form eines
langgestreckten Zylinders und weis eine durchgehende Bohrung 5 auf. Der Bohrungsdurchmesser
istan beiden Seiten des Wälzkörpers 3 zur Aufnahme von je einem Kugellager 6, 7
erweitert. Mit den Kugellagern 6, ' ist eine zentrale Welle 8 drehbeweglich innerhalb
der Bohrung 5 angeordnet, den @a beide Enden 9, 10 zur beweglichen Aufnahme der
Verbindungselemente a, 4' mit einem abgesetzten Zapfen und einem Schraubgewinde
versehen sind. Mit dieser Anordnung ist Vorsorge getroffen, daß sich ein Wälzkörper
3 frei und annähernd reibingslas um die Welle 8 drehen kann, während die Verbindungselemente
4, 4' an den zapfenförmigen Enden der Welle 8 gelenkig angeordnet sind, wobei sie
die Möglichkeit haben, sich wie Laschen einer Laschenkette gegeneinander gelenkig
frei zu bewegen Fig. 3 zeigt eine Gesamtanordnung eines Wälzlagers nach der Erfindung
mit dem rotierenden schweren Körper 30. Es handelt sich beispielsweise um eine Rohrmühle.
Zur Aufnahme der Lager-Kröfte dient die Lauffläche 31, welche ihrerseits über ein
elastisches Zwischenglied 32 auf dem festen Widerlager
33 derart
angeordnet ist, eine es geringe Kippbewegungen zur Seibstanpassung an die Rotationsachse
des Körpers 30 pendelbeweglich ausführen kann. Zwischen der Laufflüche 31 und dem
Körper 30 rollen Wälzlager 34 ab, welche durch Verbindungselememnte in definiertem
Abstand drehbeweglich und gelenkig zu einer endlosen Kette 36 miteinander verbunden
sind. Die Drehrichtung des rotierenden Körpers 30 ist durch den Pfeil 37 dargestellt,
während Bewegung der Kette durch Pfeile 38 und 753 kenntlich gemacht ist. Die Kette
36 mit den Wälzkörpern 34 ist über Kopf aus dem Spalt zwischen dem rotierenden Körper
30 und der Lauffläche 31 herausgeführt und um den Emlennkörper 40 herumgeführt.
Dieser Umlenkkörper 40 ist gegen der einem schematisch angedeuteten festen Widelager
41 in: Hilfe --om Federn 42 in der Funktion eines Kettenspanners nach oben elastisch
federnd angeordnet, so daß die Kette 36 durch diese Art der Führung stets in leicht
gespanntem Zustand gehalten wird, wodurch vermieden ist, daß die Kette 46 in Schwingungen
gerät.
-
Gemäß Fig. 4 ist der rotierende Körper 30 ebenfalls auf der Lauffläche
31 mit den dazwischen abrollenden Wälzkörpern 34 freidrehend angeordnet. Die Lauffläche
besitzt abgerundete Zu- und Ablaufkanten 43, 44, um welche die Kette 36 herumgeführt
ist. im Gegensatz zur Darstellung nach Fig. 3 hängt jedoch die Kette 36 frei nach
unten durch und ist im unteren Bereich durch eine Ölwan. 45 mit einem darin befindlichen
Ölbad hindurchgeführt.
-
Zur Verdeutlichung der in der Praxis zur Anwendung kommenden Großenordnungen
bei erwähnt, daß bei einem Ausführungsbeispiel mit einem @egerungs- Durchmesser
von beispielsweise 1,8 m die Wälzkörper einen Durchmesser von 80 mm aufwiesen und
durch Verbindungselemente in einem Achsabstand von 90 mm geführt wurden. Die endlose
Lange der Kette betrug 7,5 m.
-
Diese sowie die beschriebenen und gezeichneten Ausführungen können
darüber hinaus nach dem Ermessen des Fachmannes beliebig ausgestattet und konstruktiv
variiert werden.