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Rollenläger für achsiale und. radiale Belastung. Die Erfindung betrifft
ein Rollenlager, das alle Forderungen der modernen Technik an ein solches Lager
erfüllt. Unter diesen Forderungen mag erwähnt werden, daß das Lager, wie die modernen
Ringkugellager, ein Maschinenelement bilden soll, das in Normalserien hergestellt
und auf den Platz gebracht werden kann, wo es verwendet werden soll, ohne daß hierzu
irgendwelche besonderen Einrichtungen getroffen werden müssen. Die Abmessungen sollen
,den für Ringkugellager allgemein gebräuchlichen Abmessungen entsprechen, so daß
benutzte Kugellager, wenn erwünscht, durch Rollenlager ersetzt werden können. Die
Laufringe sollen je in einem einzigen Stück hergestellt werden, so daß keine Teile
sich loslösen können. Das Lager soll ferner derart gebaut sein, daß es lediglich
durch die Rollen zusammengehalten wird, so daß es als ein geschlossenes Ganzes auf
seinen Platz gebracht werden -kann. Die Rollen und Laufbahnen sollen derart angeordnet
werden, daß eine theoretisch einwandfreie rollende Bewegung entsteht. Das Lager
soll ferner derart gebaut sein, daß es den Längsdruck, zweckmäßig in beiden Richtungen,
aufnehmen kann. Die Lagerbreite soll möglichst vollständig für die Rollen ausgenutzt
werden können.
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Die obigen Bedingungen brauchen nicht sämtliche erfüllt werden, das
Lager wird jedoch um so besser, je mehr von diesen Bedingungen durch das Lager erfüllt
sind.
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Um die Aufnahme der Längsbelastung zu ermöglichen, ist das Lager mit
wenigstens zwei Reihen von Rollen versehen, die zweckmäßig in entgegengesetzten
Richtungen geneigt angeordnet sind. Zwar können auch Rollenlager mit nur einer Reihe
(zylinderförmigen) Rollen Längsbelastung in gewissem Maße aufnehmen, falls die Laufringe
mit seitlichen Flanschen versehen sind. Aber es haben bei der Entstehung eines einseitigen
Längsdruckes an einem: Ende der Rollen-die Rollen das Bestreben, sich schräg zu
stellen. Ferner entsteht in diesem Falle .große Reibung.
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Um normale Abmessungen der Lager zu erhalten; sind die Rollen jeder
Reihe zwischen den Rollen der anderen Reihe oder Reihen eingeschoben, zweckmäßig
derart, daß die Mitte sämtlicher Rollen in oder in der Nähe der mittleren Ebene
des Lagers liegt. Es ist allerdings für denselben Zweck bereits vorgeschlagen worden,
zwei Reihen schräg gestellter Rollen zu verwenden. wobei die Rollen jeder Reihe
auf die genannte Weise zwischen den Rollen der anderen Reihe eingeschoben sind.
In diesem bekannten Lager aber war es nicht möglich, die ganze Breite des Lagers
auszunutzen, weil die kegeligen Laufbahnen für jede Reihe von Rollen auf entgegengesetzten
Seiten
der mittleren Ebene des Lagers liegen, so daß die Breite der Rollen höchstens etwas
größer als -die halbe Lagerbreite gewählt werden kann. - -Gemäß dieser Erfindung
liegen die Rollen einer Reihe an dem einen Laufring oder an beiden Laufsingen gegen
Laufflächen (zweckmäßig kegelige Laufflächen) größerer oder geringerer achsialer-
Länge an, die in der Längsrichtung des Lagers abwechselnd mit- Laufflächen (zweckmäßig
entgegengesetzt gerichteten kegeligen Laufflächen) für die Rollen einer anderen
Reihe angeordnet sind, wodurch die Verwendung von Rollen großer Länge im Verhältnis
zur Breite des` Lagers ermöglicht wird. Die Rollen sollen zweckmäßig kegelig sein
und die Laufbahncri und Rollen sollen ihre Spitzen auf. der Achsenlinie des Lagers
haben, was zur Erreichung einer theoretisch einwandfreien rollenden Bewegung beiträgt.
Durch diese Bauart wird somit erreicht, daß das Lager große Radialbelastung mit
geringer Reibung, und zwar unter selbsttätiger Verteilung des Radialdruckes auf
die beiden Reihen von Rollen, sowie große Längsbelastung in beiden Richtungen aufnehmen
kann. Außerdem wird das Einfüllen der Rollen ohne Verwendung geteilter Ringe, sowie
eine gute Führung der Rolfen in seitlicher Richtung gesichert.
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In der Zeichnung sind einige beispielsweise Ausführungsformen der
Erfindung dargestellt. Fig. i ist ein Längsschnitt einer Ausführungsform des Lagers;
bei dem die Rollen an beiden Enden gegen den inneren Laufring und zwischen den Enden
gegen -den äußeren Laufring anliegen.
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Fig. 2 zeigt den Rollenkäfig in Seitenansicht, teilweise im Schnitt.
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Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform des Rollenkäfigs in Seitenansicht.
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Fig. q. zeigt das ausgeschnittene Blech, aus welchem der in Fig. 3
dargestellte Rollenkäfig hergestellt wird, vor dem Pressen.
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Fig. 5 zeigt eine Abänderung des in Fig. 3 dargestellten Rollenkäfigs.
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Fig. 6 stellt noch eine weitere Ausführungsform des Rollenkäfigs dar.
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Fig. 7 zeigt ein Rollenlager, das in dem in Fig. z dargestellten Lager
ähnlich, aber mit Timkenführung für die Rollen ausgerüstet ist.
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Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform des Rollenlagers mit einem mittleren
Führungsflansch auf dem inneren Laufring.
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Fig. g und =o zeigen zwei Ausführungsformen mit konvexer Laufbahn
auf dem äußeren Laufring.
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Fig. =i stellt eine Ausführungsform dar, die der Ausführungsform der
Fig. i ähnlich, aber mit seitlicher Führung für die Rollen an dem äußeren Laufring
anstatt an. dem inneren Laufring versehen ist. Fig. 12 stellt eine Ausführungsform
des Rollenlagers mit teilweise konkaven Rollen dar.
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Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform des Lagers, bei der die Rollen
an den beiden Enden sowohl gegen den äußeren als gegen den inneren Laufring anliegen.
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Fig. 14 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, aber mit seitlicher Führung
für beide Enden der Rollen, sowohl an dem inneren als an dem äußeren Laufring.
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Fig. 15 zeigt eine Ausführungsfo:m des Lagers, die der in Fig. i dargestellten
ähnlich ist; obwohl sie mit einem massiven Ring mit Blechdeckel zum Festhalten der
Rollen versehen ist. -Fig. 16 zeigt denselben Rollenkäfig in Draufsicht.
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Fig. 17 und 18 zeigen einen der Blechdeckel in mittlerem Schnitt und
Seitenansicht.
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Fig. =g zeigt ein Rollenlager mit einem ähnlichen Rollenkäfig, jedoch
ohne Blechdeckel. Fig. 2o zeigt eine Ausführungsform des Rol= lenlagers mit zwei
Reihen entgegengesetzt gerichteter kegeliger Rollen sowie mit einer Reihe zylinderförmiger
Rollen.
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Fig. 2i zeigt eine ähnliche Ausführungsform, in der die kegeligen
Rollen verlängert sind und sowohl miteinander -als mit den zylinderfärmigerr Rollen
- abwechseln.
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In der in Fig. i dargestellten Ausführungsform ruhen die Rollen i
der einen Reihe mit ihren Enden auf kegeligen Flächen 2, 3, während die Enden der
Rollen q. der anderen Reihe auf kegeligen Flächen 5, 6 des inneren Laufringes 7
ruhen. An dem äußeren Laufring 8 liegen die Rollen zwischen den Enden gegen kegelige
Laufflächen g, =o an. Ferner stützen sich die Rollen mit ihren größeren Enden gegen
je einen seitlichen Flansch i=, 12 des inneren Laufringes Diese Flanschen dienen
zum Verhindern der Längsverschiebung .der Rollen im Lager. Der Rollenkäfig 13 kann
zweckmäßig aus einem ringförmigen gefalteten Band bestehen, dessen Falten die Rollen
aufnehmen, indem die Rollen mit ihren kleineren Enden in die Falten eingreifen,
während die größeren Enden freiliegen (vgl. auch Fig. 2). An dem einen (zweckmäßig
dem äußeren) Rand dieses Bardes (oder an dessen beiden Rändern) sind Zungen =q:
vorgesehen, die zwischen den Rollen heruntergebogen sind, um als Hilfsstützen zu
dienen. In der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind die Rollen von dem Rollenkäfig
15 und den Zungen 16 desselben teilweise übergriffen, welch letztere durch
Vorsprünge eines Blechringes gebildet sind, wie in Fig. q. dargestellt ist. In der
in Fig. 5 dargestellten abgeänder-_ ten Ausführungsform des- Rollenkäfigs =5 sind
die Zungen 16 über die größeren Enden der
Rollen umgebogen, zweckmäßig
derart, daß sie einen kleinen, federnden Längsdruck auf die Rollen ausüben.
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Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform des Rollenkäfigs besteht,
wie der Rollenkäfig gemäß Fig. x und 2, aus einem ringförmigen, gefalteten Band
33, dessen Falten die kleineren Enden der Rollen aufnehmen. Aus den längs dieser
Rollenenden liegenden Teilen 34 des Rollenkäfigs sind Zungen 35 ausgeschnitten,
die bis an die kegeligen größeren Enden der Rollen umgebogen sind, so daß letztere
in bezug auf ihren Platz gesichert werden.
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Die dargestellten Rollenkäfige bilden selbstverständlich nur Beispiele
der für den betreffenden Zweck verwendbaren Konstruktionen. Es ist einleuchtend,
daß die Kugelkäfige in bezug auf ihre Konstruktion und Anordnung auf mehrfache Weise
verändert werden können.
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Die Rollen können, wenn erwünscht, derart angeordnet. ,sein, daß sie
gegen die äußeren Enden der seitlichen Flanschen anliegen, wie in Fig. 7 dargestellt
ist, wo die Rollen jeder Reihe in der Nähe ihrer kleineren Enden mit Ausnehmungen
17_ versehen sind, so daß Köpfe 18 gebildet werden, die mit ihren inneren, Flächen
gegen die äußere Seite eines Flansches xg bzw. 2o des inneren Laufringes anliegen
(sog. Timkenführung). An Stolle der beiden seitlichen Flanschen des inneren Laufringes
kann, wenn erwünscht, ein mittlerer Flansch ax angeordnet sein, .wie in Fig, 8 dargestellt
ist, Die Ausführung gemäß Fig. 7 und 8 stimmt im übrigen mit der in Fig. x dargestellten
überein: Die Ausführung gemäß Fig. 1 kann auch derart abgeändert werden, daß die
Rollen an dem äußeren Laufring gegen eine doppelt gekrümmte Fläche anliegen. Zwecks
Verhinderung einer Längsverschiebung der Rollen ist der äußere Laufring (Fig. 9)
oder der innere Laufring (Fig. xo) mit seitlichen Flanschen 22 bzw. 23 versehen.
Die ;Ausführung kann auch umgekehrt sein, indem die Rollen an den Enden gegen den
äußeren Laufring und zwischen den Enden gegen den inneren Laufring, gegebenenfalls
gegen eine doppelt gekrümmte Fläche des letztgenannten Ringes, anliegen können.
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. In Fig. xi ist noch eine abgeänderte Ausführung des Lagers nach
Fig. 1 dargestellt, die sich dadurch von - Fig. i unterscheidet, daß statt der Flanschen
11, 12 des Innenringes Flanschen 2q., 25 - am Außenring vorgesehen sind. Im übrigen
stimmt die Ausführung mit derjenigen gemäß Fig. 1 überein.
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In der in'Fig, 12 dargestellten Ausführungsform des Lagers ist der
äußere Ring; wie in Fig. 9 und xo, auf der inneren Seite mit einer konvexen Oberfläche
versehen. Die Rollen weisen zwischen ihren Enden einen konkaven Teil 26 auf, .der
gegen die konvexe Oberfläche des 'äußeren Ringes anliegt. Die konvexe Fläche kann,
wenn erwünscht, durch zwei konvexe Flächen ersetzt werden, und zwar durch eine Fläche
für jede Reihe von Rollen. ,Auch in diesem Lager kann die Anordnung umgekehrt sein,
indem die konvexe Fläche oder die konvexen Flächen auf dem inneren Laufring anstatt
auf dem äußeren Laufring vorgesehen werden können.
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Fig. x3 stellt eine Ausführungsform des Lagers dar, in der die Rollen
mit den Enden gegen jeden Laufring anliegen. Am äußeren Laufring sind zwei Seitenflanschen
27, 28 vorgesehen, und zwar je einer für jede Reihe von Rollen, um eine Längsverschiebung
der Rollen zu - verhindern. Der Rollenhalter besteht aus zwei .Blechringen 29, die
durch Zungen 30 verbunden sind, welche zwischen je zwei benachbarten Rollen
eingreifen und an dem entgegengesetzten Laufring vernietet sind. Außerdem kann der
eine (und zwar zweckmäßig der innere) Rand der Laufringe mit Zungen 31: versehen
sein, die ebenfalls in die -Zwischenräume zwischen den Rollen eingreifen.
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Auch in der zuletzt beschriebenen Ausführungsform kann, wenn erwünscht,
eine sog. Timkenführung verwendet werden, indem beispielsweise ein Flansch an der
Mitte des einen -Laufringes vorgesehen wird.
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In Fig. 1q. ist ein Lager dargestellt, bei. dem eine Führung für beide
Enden der Rollen, sowohl an dem inneren als auch an dem äußeren Laufring, vorgesehen
ist. Die Ausführung stimmt im übrigen mit derjenigen nach Fig. 13 überein, In der
in Fig. 15 dargestellten Ausführungsform des Lagers besteht der Rollenkäfig aus
einem massiven Ring 36, in dem von beiden Enden aus kegelige Bohrungen zur Aufnahme
der Rollen vorgesehen sind. Zur Festhaltung der Rollen können Blechdeckel 37 (Fig.
17 und 18) verwendet werden, die in Nuten eingreifen, welche an den äußeren Rändern
des Rollenkäfigringes vorgesehen sind. Die Blechdeckel 37 können zu diesem Zweck
zunächst mit größerer Verjüngung als die endgültige ausgeführt werden, wie durch
voll ausgezogene Linien in Fig. 17 dargestellt ist. Nach der Anbringung der Deckel
auf ihre Plätze werden sie mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs gegen die -Seiten
des Rollenkäfigs angepreßt, so. daß sie mit ihren Rändern in die an den äußeren
Rändern des Rollenkäfigringes vorgesehenen Nuten eingreifen: Der Rollenkäfig kann
auch ohne Blechdeckel ausgeführt werden, wie in Fig. xg dargestellt ist.
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In sämtlichen, oben beschriebenen, Ausführungsformen, sind die Rollen
kegelig gestaltet. Es- steht aber nichts im Wege, wenn
erwünscht,
eine Reihe zylinderförmiger Rollen 40 zu verwenden, wie in Fig. 2o dargestellt ist.
Die Längsbelastung wird hier durch kleine kegelige Rollen 41 aufgenommen, von denen
je zwei (entgegengesetzt gerichtete) zwischen je zwei aüfeinanderfolgenden zylinderförmigen
Rollen eingreifen. Die Berührungsflächen für die kegeligen Rollen am inneren Laufring
(oder am äußeren Laufring oder auch an den beiden Laufringen) sind abwechselnd mit
Berührungsflächen für die zylinderförmigen Rollen angeordnet.
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Es steht selbstverständlich nichts im Wege, das Lager gemäß Fig. 2o
auch mit -nur einer Reihe kegeliger Rollen 'zu bauen, falls -das Lager nur in einer
Richtung wirkende Längsbelastung aufnehmen soll.
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I In Fig. 21 ist schließlich ein Lager dargestellt, bei dem drei ineinander
geschobene Reihen von Rollen vorgesehen sind, und zwar eine Reihe. zylinderförmiger
Rollen 42 und zwei Reihen kegeliger Rollen. 43, 44. Die Rollen- sind zweckmäßig
so verlegt, daß' jede zylinderförmige Rolle durch zwei kegelige, entgegengesetzt
gerichtete. Rollen umgeben ist.
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Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß 'die Ausführung des Lagers,
ohne Abweichen vom Wesen der Erfindung, weiter abgeändert werden kann.
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Das Einfüllen der Rollen kann durch exzentrische, gegenseitige Verstellung
.der Laufringe, Einfüllung einer so großen Anzahl von Rollen, die in solcher gegenseitiger
Stellung der Ringe eingeführt werden können,. und durch nachfolgende Auseinanderführung
der , Rollen nach System Conrad erfolgen. Zwecks Einfüllens einer größeren Anzahl
von Rollen empfiehlt es sich, eine Einfüllöffnung in einem Laufring oder in beiden
Laufringen vorzusehen.
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Die Laufbahnen für die kegeligen Rollen sollen, wie erwähnt, zwecks
Erreichens einer theoretisch einwandfreien rollenden Bewegung, ihre Spitzen auf
der Achsenlinie des Lagers haben. Dies verhindert aber nicht, daß es sich in der
Praxis als vorteilhaft erweisen kann, von der theoretisch richtigen Verjüngung der
Laufbahnen und Rollen abzuweichen, beispielsweise zwecks Ausgleichung der Reibung
an den größeren Enden der Rollen.
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Die kegeligen Laufflächen der Laufringe können selbstverständlich
eine größere oder geringere achsiale Länge haben; oder gar derart vermindert werden,
daß Punktberührung -entsteht, falls die Laufbahnen beider Ringe konvex ausgeführt
- werden.