DE371497C

DE371497C - Ball bearing of the rollers that interact with the cam track in machines with working pistons controlled by a cam track

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Publication number: DE371497C
Application number: DEM75798D
Authority: DE
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Publication date: 1923-03-19

Description

Kugellagerung der mit der Kurvenbahn zusammenwirkenden Rollen bei Maschinen mit durch eine Kurvenbahn gesteuerten Arbeitskolben. Bei Maschinen mit durch eine Kurvenbahn gesteuerten Arbeitskolben werden die Kolbenkräfte auf die Kurvenbahn vorteilhaft durch Rollen übertragen, die in einem mit dem Arbeitskolben verbundenen Querhaupt mittels Kugellagern bzw. Rollenlagern gelagert sind. Läßt man die Rollen unmittelbar auf den Kugellagern laufen, wie dies bereits vorgeschlagen wurde, so nehmen nur die der Berührungsstelle der Rollen mit der Kurvenbahn am nächsten liegenden Kugeln den gesamten, auf die Rolle ausgeübten Kolbendruck auf.Ball bearings of the rollers interacting with the cam track Machines with working pistons controlled by a cam track. For machines with The piston forces are applied to the working piston controlled by a cam track The cam track is advantageously transferred by rollers that work in one with the working piston connected crosshead are mounted by means of ball bearings or roller bearings. Leaves you can run the rollers directly on the ball bearings, as already suggested only take those closest to the point of contact between the rollers and the cam track the entire piston pressure exerted on the roller.

Diese ungiinstigeBeanspruchung desKugellagers ist bei der Rollenlagerung nach der Erfindung dadurch vermieden, daß diese Rollen auf einer Achse sitzen, die in dem mit dem Arbeitskolben verbundenen Querhaupt mittels neben den Rollen angeordneten Kugellager gelagert ist. Durch die Verlegung der Kugellager an die Seite der Rollen ist ermöglicht, die Kugellager so abzustützen, daß eine größere Anzahl von Kugeln den Kolbendruck aufnimmt. Zugleich ist bei dieser Rollenlagerung der Rollendurchmesser unabhängig vorn Durchmesser des Kugellagers gemacht und kann daher der jeweiligen Gestalt der Kurvenbahn angepaßt werden.This unfavorable stress on the ball bearing is associated with roller bearings avoided according to the invention in that these roles sit on an axis that in the crosshead connected to the working piston by means of arranged next to the rollers Ball bearing is mounted. By moving the ball bearings to the side of the rollers is possible to support the ball bearings so that a larger number of balls picks up the piston pressure. At the same time, the roller diameter is in this roller bearing made independent of the front diameter of the ball bearing and can therefore be of the respective Shape of the curved path can be adapted.

Die Kugellager können weiter dadurch rngünstig beansprucht werden, daß die ungleichförmige Bewegung der Rollen, die eine Folge der Kurvenbahnforin ist, auf die Kugellager übertragen wird. Eine mittlere gleichförmige Geschwindigkeit der Kugellager läßt sich erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß die Rollen auf der Achse lose drehbar gelagert sind, wodurch die Kugellager wesentlich geschont werden. Um außerdem die Kugellager von achsialen Drücken zu entlasten, sind die Rollen auf der Achse längsverschiehbar gelagert.The ball bearings can continue to be subjected to low loads as a result, that the uneven movement of the rollers, which is a consequence of the curved path forin is transferred to the ball bearing. A medium steady speed the ball bearing can be achieved according to the invention in that the rollers on the Axis are loosely rotatably mounted, whereby the ball bearings are significantly spared. In order to also relieve the ball bearings of axial pressures, the rollers are open mounted longitudinally displaceable on the axis.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausfühiungsformen der Rollenlagerung nach der Erfindung dargestellt.The drawing shows several embodiments of the roller bearing shown according to the invention.

Abb. i ist eine teilweise im Längsschnitt gezeichnete Seitenansicht einer mit der Lagerung ausgerüsteten Verbrennungkraftniaschine.Fig. I is a side view, partly in longitudinal section an internal combustion engine equipped with storage.

Abb. 2 ist ein teilweiser Querschnitt nach der Linie _1-B der Abb. i.Fig. 2 is a partial cross-section along line _1-B of Fig. i.

Abb.3 zeigt eine Ausführungsform der T.agerung im Längsschnitt und im größeren Maßstabe.Fig.3 shows an embodiment of the T.agerung in longitudinal section and on a larger scale.

Abb.4 bis ö zeigen Abänderungfo@rinen der Lagerung nach Abb. 3.Fig. 4 to ö show modification profiles of the storage according to Fig. 3.

Abb. ; ist die Stirnansicht eines Teiles der Abb. 6.Fig.; FIG. 6 is an end view of part of FIG.

Bei der in Abb. i und 2 dargestellten Verbrennungskraftmaschine Spielen in einem feststehenden Zylinder i zwei gegenläufige Koll;qn 2, die durch zwei gleichartige Kurvenbahnen 3 gesteuert werden. Diese Bahnen sind an umlaufenden Schwungscheiben d zu beiden Seiten des Zylinders i angebracht. Die Schwungscheiben, «-elche durch einen Ring a.' miteinander zu einem öldichten; die Triebwerksteile einschließenden Gehäuse verbunden sind, sind einerseits auf einem den Zylinder i tragenden Bock 5 drehbar gelagert und anderseits mit der im Bock 5' gelagerten Treibwelle 6 der Maschine fest verbunden. Die Kräfte der Kolben 2 werden auf die Kurvenbahnen 3 durch mit den Kolbenstangen 7 verbundene Querhäupter 8 übertragen, in welchen zur Vermeidung gleitender Reibung Rollen 9 gelagert sind, die sich gegen die Kun-enbahnen 3 legen. Um insbesondere beim Stillstand der Maschine ein Herabfallen der Kolben 2 zu verhüten, können noch innere Kurvenbahnen io vorgesehen sein. mit denen Rollen i i zusammen wirken.Play with the internal combustion engine shown in Fig. I and 2 in a stationary cylinder i two opposing coll; qn 2, which are separated by two similar Cam tracks 3 are controlled. These tracks are on rotating flywheels d attached to both sides of cylinder i. The flywheels, "-moose through a ring a. ' together to an oil-tight one; including the engine parts Housings are connected, are on the one hand on a bracket supporting the cylinder i 5 rotatably mounted and on the other hand with the drive shaft 6 mounted in the bracket 5 ' Machine firmly connected. The forces of the pistons 2 are transmitted to the cam tracks 3 with the piston rods 7 connected crossheads 8 transferred, in which to avoid sliding friction rollers 9 are mounted, which lie against the Kun-enbahnen 3. In order to prevent the pistons 2 from falling, especially when the machine is at a standstill, inner curved paths can still be provided. with which roles i i related works.

Die Rollen 9 sind bei der Ausführungsform nach Abb. 3 auf den Enden einer Hohlachse 12 befestigt, die im Querhaupt 8 mittels Kugellager 13, 14, 15 gelagert ist. Diese Lager sind in seitlich am Querhaupt vorgesehenen Augen 16 mittels kugelförmig ausgedrehter Buchsen 17 achsial eingesetzt. Die Augen 16 haben im Verhältnis zu ihrer Länge eine so dünne Wandstärke, daß sie bei Beanspruchung durch die Kolbenkräfte als elastisch anzusehen sind. Die Buchse 17 ist mit dem Querhaupt 8 und der innere Laufring 15 mit der Achse 12 fest verbunden.The rollers 9 are in the embodiment according to Fig. 3 on the ends a hollow axle 12 attached, which in the crosshead 8 by means of ball-bearing 13, 14, 15 is mounted. These bearings are provided on the side of the crosshead Eyes 16 inserted axially by means of spherically machined sockets 17. The eyes 16 have such a thin wall thickness in relation to their length that they are under stress due to the piston forces are to be regarded as elastic. The socket 17 is with the crosshead 8 and the inner race 15 firmly connected to the axle 12.

Würde das Kugellager 13, 14, 15 in der Rolle 9 untergebracht werden, so würde die vom Kolben 2 bzw. der Kurvenbahn 3 auf die Rollen ausgeübte Kraft nur durch die Kugeln 14, die sich gerade an der Stelle befinden, an der die Kraft auf die Rolle wirkt, auf den einen Laufring 15 des Kugellagers übertragen werden. Di°_se Beanspruchung des Kugellagers ist sehr ungünstig, weil die gesamte Kraft nur von diesen und allenfalls noch von den benachbarten Kugeln aufgenommen wird, während alle anderen Kugeln an der Kraftübertragung nicht teilnehmen. Es muß daher die Größe des Kugellagers nach der Beanspruchung dieser wenigen belasteten Kugeln bemessen werden, so daß -las Kugellager unverhältnismäßig groß und schwer ausfällt.If the ball bearing 13, 14, 15 were to be accommodated in the roller 9, so the force exerted by the piston 2 or the cam track 3 on the rollers would only be by the balls 14, which are currently at the point where the force is applied the role acts on which a race 15 of the ball bearing are transferred. Di ° _se Stress on the ball bearing is very unfavorable because the entire force is only from this and possibly still from the neighboring balls is taken while all other balls do not participate in the power transmission. It must therefore be the size of the ball bearing is dimensioned according to the stress of these few loaded balls so that the ball bearing turns out to be disproportionately large and heavy.

Durch die Anordnung des Kugellagers i i, 14, 15 neben den Rolleng ist ermöglicht, den Kräftedurchgang durch das Kugellager beliebig zu gestalten. Wird das Kugellager elastisch gelagert, so läßt sich erreichen, daß sich die durch das Kugellager zu übertragende Kraft fast gleichmäßig auf den in der Kraftrichtung liegenden halben Umfang (!es äußeren Laufringes 13 verteilt. Fast die Hälfte der im Kugellager befindlichen Kugeln 14 werden dann zur Kraftübertragung herangezogen, so daß das Kugellager bei der gleichen Größe der zu übertragenden Kräfte kleiner und leichter ausfällt. Diese günstige Beanspruchung des Kugellagers ist bei der Ausführungsform nach Abb.3 dadurch erreicht, daß das Kugellager in dem Auge 16 von verhältnismäßig dünner Wandstärke gelagert ist, also von einem dünnen Ringe umgeben wird, der so weit nachgiebig .ist, daß durch seine elastische Formveränderung die Hälfte der Kugeln 14 belastet wird.Due to the arrangement of the ball bearing i i, 14, 15 next to the rollers is made possible to design the passage of forces through the ball bearing as desired. If the ball bearing is mounted elastically, it can be achieved that the through the force to be transmitted by the ball bearing is almost uniform on that in the direction of force lying half the circumference (! it distributed outer race 13. Almost half of the Balls 14 located in the ball bearing are then used for power transmission, so that the ball bearing is smaller for the same size of the forces to be transmitted and turns out lighter. This favorable stress on the ball bearing is at the Embodiment according to Fig.3 achieved in that the ball bearing in the eye 16 of is stored relatively thin wall thickness, so surrounded by a thin ring which is so flexible that, due to its elastic change in shape, the Half of the balls 14 is loaded.

Auch kann den Rollen 9 der für das Zusammenwirken mit den Kurvenbahnen 3 je-«-eilig günstigste Durchmesser gegeben werden, da bei dessen Wahl keine Rücksicht auf die Größe des Kugellagers mehr genommen zu werden braucht.The rollers 9 can also be used to interact with the cam tracks 3 each - «- hastily given the most favorable diameter, since there is no consideration in its choice needs to be taken more to the size of the ball bearing.

Da die einzelnen Punkte der Kurvenbahnen 3 in verschiedenen Abständen vom Drehungsmittelpunkte der umlaufenden Schwungmassen 4 liegen, haben sie verschiedene Geschwindigkeiten, so daß auch die Umlaufsgeschwindigkeit der Rollen 9 ungleichförmig ist. Die Rollen werden abwechselnd beschleunigt und verzögert, j e nachdem sie sich den der äußeren oder inneren Totlage der Kolben 2 entsprechenden Bahnpunkten nähern.Since the individual points of the cam tracks 3 at different distances from the center of rotation of the rotating centrifugal masses 4, they have different Speeds, so that the rotational speed of the rollers 9 is also non-uniform is. The roles are alternately accelerated and decelerated according to how they are approach the path points corresponding to the outer or inner dead position of the pistons 2.

Werden die Rollen, wie bei der Ausführungsform nach Abb. 3, auf der Achse 12 befestigt, so teilen sich diese Beschleunigungen und Verzögerungen dem inneren Laufring 15. den Kugeln 14 und deren Käfig mit. Kugellager sind nun aber bekanntlich für Schwankungen in der Umlaufszahl sehr empfindlich, so daß deren Lebensdauer bei starrer Verbindung mit den Rollen wesentlich verkürzt wird.If the roles, as in the embodiment of Fig. 3, on the Axis 12 attached, these accelerations and decelerations are shared by the inner race 15 with the balls 14 and their cage. Ball bearings are now but is known to be very sensitive to fluctuations in the number of revolutions, so that their service life with a rigid connection with the rollers is significantly shortened.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 4. ist dieser Nachteil dadurch fast aufgehoben, daß die Rollen 18 auf der Achse 12 bzw. auf einer mit der Achse fest verbundenen Lagerbuchse 19 lose drehbar angeordnet und durch auf der Achse befestigte Scheiben 2o gegen eine Längsverschiebung gesichert sind. Da die Reibung an den Lagerflächen der Rollen 18 größer ist als die Reibung der Kugellager 13, 14, 15, so wird die Achse 12 in Drehung versetzt. Werden aber die Rollen 18 durch ihr Zusammenwirken mit den Kurvenbahnen 3 beschleunigt oder verzögert, so reicht die Lagerreibung der Rolle nicht aus, um die Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte sofort auf die Kugellager zu übertragen. Da die Rollen bei einer Umdrehung der Schwungmasse 4 ihre Geschwindigkeit mehrmals vergrößern und verkleinern, nimmt die Achse 12 selbst mit dem inneren Laufringe 15 und den Kugeln 14 eine mittlere gleichförmige Geschwindigkeit an, so daß der Kugelkäfig geschont wird.In the embodiment according to Fig. 4, this disadvantage is almost there canceled that the rollers 18 on the axis 12 or on one with the axis fixed connected bearing bush 19 loosely rotatably arranged and fastened by on the axis Discs 2o are secured against longitudinal displacement. Because the friction on the bearing surfaces of the rollers 18 is greater than the friction of the ball bearings 13, 14, 15, the Axis 12 set in rotation. But become the roles 18 through their interaction accelerated or decelerated with the cam tracks 3, the bearing friction is sufficient Do not roll out the acceleration and deceleration forces immediately on the ball bearings transferred to. Since the roles with one revolution of the flywheel 4 their speed Increase and decrease several times, the axis 12 takes itself with the inner races 15 and the balls 14 at an average uniform speed so that the Ball cage is spared.

Sind wie bei der Ausführungsform der Maschine nach Abb. i zu beiden Seiten des Querhauptes 8 Kurvenbahnen 3 vorgesehen, so kann durch Ungenauigkeit in .der Ausführung oder Montage der Fall eintreten, daß die eine Bahn 3 gegen die andere in der Umlaufsrichtung etwas versetzt ist. Da die Rollen stets an beiden Bahnen anzuliegen bestrebt sind, will sich die Achse 12 schräg zu der durch die Achse der Kolbenstange 7 gehenden Senkrechtebene einstellen, wobei sich das Querhaupt 8 um die Achse der Kolbenstange 7 dreht. Bei der Schrägstellung der Achse 12 wirken auf die Rollen achsiale Kräfte, die sich auf die Achse 12 und die Kugellager 13, 14, 15 übertragen, wenn die Rollen mit der Achse gegen Längsverschiebung gesichert verbunden sind, wie bei den Ausführungsformen nach Abb.3 und 4. Gegen achsiale Kräfte sind Faber Kugellager ganz besonders empfindlich.Are as in the embodiment of the machine according to Fig. I to both Sides of the crosshead 8 curved tracks 3 are provided, so can by inaccuracy In .der execution or assembly the case occur that a web 3 against the other is slightly offset in the direction of rotation. Since the roles are always on both Strive to lie lanes, the axis 12 wants to be oblique to the through the Set the axis of the piston rod 7 going vertical plane, with the crosshead 8 rotates around the axis of the piston rod 7. Take effect when the axis 12 is inclined axial forces on the rollers that affect the axis 12 and the ball bearings 13, 14, 15 transferred when the rollers are secured against longitudinal displacement with the axis are connected, as in the embodiments according to Fig.3 and 4. Against axial forces Faber ball bearings are particularly sensitive.

Zur Entlastung der Kugellager vom Achsialdruck sind die Rollen 23 bei der Ausführungsform nach Abb. 5 auf der Achse 12 hzw. den Lagerbuchsen i9 längsverschiebbar gelagert und umfassen die Kurvenbahnen 3 seitlich mit Spurkränzen 2-..To relieve the ball bearings from Are axial pressure the rollers 23 in the embodiment according to Fig. 5 on the axis 12 hzw. the bearing bushes i9 mounted so as to be longitudinally displaceable and encompass the curved tracks 3 laterally with wheel flanges 2- ..

Stellt sich die Achse 12 schräg, so können sich die Rollen 23 unter der Wirkung der auf sie ausgeübten achsialen Drücke auf den Lagerbuchsen i9 längs verschieben, so daß von den Rollen in der Achsialrichtung keine Kräfte mehr auf die Achse 12 und die Kugellager 13, 14, 15 übertragen. werden.If the axis 12 is inclined, the rollers 23 can come under the effect of the axial pressures exerted on them on the bearing bushes 19 longitudinally move so that no more forces on the rollers in the axial direction the axle 12 and the ball bearings 13, 14, 15 are transmitted. will.

Uni dabei zu verhüten, daß die Rollen 23 unter der Wirkung der Achsialdrücke so weit wandern, daß sie nicht mehr mit ihrer ganzen Breite an den Kurvenbahnen 3 anliegen, sind die Pollen durch die Spurkränze 2-. auf den Kurvenbahnen 3 geführt. Die Spurkränze können auch an den Kurvenbahnen 3 vorgesehen sein, indem sie z. B. als an der Bahn befestigte Leisten 25 ausgebildet j sind, «-elche die Rollen an den Stirnflächen j umfassen (Abb.6).Uni to prevent that the rollers 23 under the action of the axial pressures wander so far that they are no longer with their full width on the curved paths 3 are present, the pollen is 2-. guided on the cam tracks 3. The flanges can also be provided on the cam tracks 3 by z. B. are designed as strips 25 fastened to the track, "- what are the roles encompass the end faces j (Fig.6).

Sind die Rollen auf der Achse 12 lose drehbar gelagert, gemäß den Ausführungsformen nach Abb..f bis 6, so muß für eine gute selbsttätige Schmierung der Lagerflächen gesorgt werden. Läuft das Querhaupt 8 in einem geschlossenen Gehäuse, wie bei der Ausführungsform der 1Zaschine nach Abb. i und 2, so ist das Gehäuse von fein zerstäubtem Öl angefüllt. Die Schmierung der Rollen 23 erfolgt dann mittels an den Stirnenden der Achse 12 angeordneter Fangflächen für das Schmieröl.Are the rollers loosely rotatably mounted on the axis 12, according to the Embodiments according to Fig..f to 6, must for a good automatic lubrication the storage areas are taken care of. If the crosshead 8 runs in a closed housing, as in the embodiment of the 1 machine according to Fig. i and 2, so is the housing filled with finely atomized oil. The rollers 23 are then lubricated by means of at the ends of the axis 12 arranged catch surfaces for the lubricating oil.

Bei der Ausführungsform nach Abb.6 und 7 sind die Stirnenden 26 der Hohlachse 12 durch eine Mutter 27 abgeschlossen, die mit einer sich nach dem Innern der Hohlachse trichterförmig erweiternden Öffnung 28 j versehen ist. Auf der äußeren Stirnfläche der Mutter 27 ist ein spiralförmiges Gehäuse 29 angebracht, in das die Öffnung 28 mündet. j Das Gehäuse ist mit einer außermittig gelegenen Auffangöffnung 3o versehen. Gegenüber der Mutter 27 ist in einem gewissen j Abstand der Hohlraum der Achse 12 durch eine Prallwand 31 abgeschlossen. In den Raum zwischen Mutter und Prallwand münden radiale Bohrungen 32, 33, die in den Stirnenden 26 der Achse 12 und in der Lagerbuchse i9 vorgesehen sind und zu der Lagerfläche der Rollen 23 führen.In the embodiment according to Fig.6 and 7, the end faces 26 are the Hollow axle 12 completed by a nut 27, which is with a to the inside the hollow axis is provided in a funnel-shaped widening opening 28 j. On the outer End face of the nut 27, a spiral housing 29 is attached, in which the Opening 28 opens. j The housing has an eccentric collecting opening 3o provided. Opposite the nut 27 is the cavity at a certain j distance the axis 12 is closed off by a baffle wall 31. In the space between mother Radial bores 32, 33 open into the front ends 26 of the axle 12 and i9 are provided in the bearing bush and to the bearing surface of the rollers 23 to lead.

Durch die Öffnung 30 wird beim Umlaufen der Achse 12 im Gehäuse .I, q.' der Maschine (Abb. i) schwebendes Öl aufgefangen und infolge der spiralförmigen Gestalt des Gehäuses 29 nach der Mitte geleitet, so daß es durch die Öffnung 28 in das Innere des Stirnendes 26 der Achse 12 tritt. Da das Öl beim Durchtritt durch das Gehäuse 29 und die Mutter 27 in kreisende Bewegung gerät, wird es durch die Fliehkraft beim Eintritt in das Innere der Hohlachse in die Bohrungen 32, 33 geschleudert und gelangt auf die Lagerfläche der Rollen 23. Die gute selbsttätige Schmierung der mit den Kurvenbahnen 3 zusammenwirkenden Rollen ist hierdurch gesichert.Through the opening 30 when rotating the axis 12 in the housing .I, q. ' Oil floating in the machine (Fig. i) is collected and, as a result of the spiral shape of the housing 29, is directed towards the center, so that it passes through the opening 28 into the interior of the front end 26 of the axle 12. Since the oil is in a circular motion when it passes through the housing 29 and the nut 27, it is thrown into the bores 32, 33 by the centrifugal force when it enters the interior of the hollow axle and reaches the bearing surface of the rollers 23. The good automatic lubrication the co-operating with the cam tracks 3 roles is secured.

Claims

PATEN L-AN SPRTJCHL: i. Ball bearing of the rollers interacting with the cam track in machines with working pistons controlled by a cam track, characterized in that the rollers (9) sit on an axis (12) which is connected to the cross head (8) by means of a next to the working piston (2) the roller lying ball bearing (13, 1..1, 15) is mounted.

2. Storage according to claim i, characterized in that the rollers (18) are loosely rotatably mounted on the axle (12) are (Fig. a.).

3. Storage according to claim i, characterized in that when arranged two curved tracks (3) provided on the side of the Ouerhaupt (8) the rollers (23) are longitudinally displaceable on the axis (12) (Fig. 5).

Storage according to claim i and 3, characterized in that the rollers (23) on the cam tracks (3) through these or the rollers provided lateral flanges (25 or 2o) are guided (Fig. 5 and 6).

5. Storage according to claim 2 to d., Characterized in that attached to the front ends (26) of the axis (12) catch surfaces for the lubricant through which it is the bearing surfaces of the loosely rotatable rollers (23) is supplied (Fig. 6).

6. Storage according to claim 2 to 5, characterized in that that the catch surfaces as a spiral housing (29) finitely eccentric catch opening (30) are formed (Fig. 7).