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Vorrichtung zur Sperrung eines Kugel- oder Rollenlagers. Die bekannten
Kugel- oder Rollengesperre dienen dazu, einen treibenden und einen angetriebenen
drehenden Maschinenteil automatisch oder halbautomatisch so miteinander zu verbinden,
daß nur bei Drehung in einer Richtung der getriebene Teil mitgenommen wird. Die
Wirkung beruht darauf, daß die kraftschlüssige Verbindung zwischen beiden Teilen
sich in der Triebrichtung durch Einklemmen von Kugeln oder Rollen herstellt. Bei
entgegengesetzter Drehung hebt sich die Verbindung :durch Abrollen der Kugeln oder
Rollen auf Keilflächen selbsttätig auf. Der Hauptnachteil derartiger Gesperre in
der bekannten Form ist, daß nie sämtliche Rollen gleichzeitig in Eingriff kommen,
meistens nur eine einzige, und daher starke einseitige Belastungen der Triebwellen
entstehen. Die Gesperre sind infolgedessen auch sehr starker Abnutzung unterworfen.
Das den Gegenstand der Erfindung bildende neue Gesperre ist erheblich günstiger
und hat außerdem die Vorteile, daß es gleichzeitig als Lager dient und stoßfrei
arbeitet. Die Beschreibung beschränkt sich auf Rollen als Sperr- und Laufmittel,
sie sind jedoch ohne weiteres durch Kugeln zu ersetzen.
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Bei der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt.
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Abb. i und 2 zeigen je einen teilweisen Längs- und Querschnitt, Abb.
3 zeigt eine Darstellung gemäß Abb. i mit anderer Stellung der Teile, Abb. ¢ zeigt
eine Einzelheit in größerem Maßstabe, Abb. 5 bis 8 zeigen Abänderungen von Einzelheiten,
Abb. 9 verdeutlicht eine geänderte Ausführungsart, Abb, io bis 14 zeigen ein Ausführungsbeispiel
in
verschiedener. Schnitten und Ansichten, entsprechend der Art nach Abb. 9, Abb. i
3 zeigt ein wichtiges Ausführungsbeispiel, Abb. 16 und 17 zeigen zu Abb.
i3 gehörige Einzelheiten, Abb. 18 und i9 zeigen eine weitere geänderte Einzelheit.
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In Ahb. i und 2 ist a der äußere, b der innere Laufring
eines gewöhnlichen Rollenlagers. c, c sind die Rollen, die durch den aus Bolzen
d und Flanschringen e gebildeten Käfig geführt werden. Zwischen die Rollen sind
im allgemeinen frei beweglich Keilkörper f eingefügt. Der Antrie'i erfolge vom äußeren
Laufring a aus. Dann «-erden bei Rotation in Richtung I die Keilkörper f durch an
den Flanschringen c# angebrachte Vorsprünge h mitgenommen, wol:ei sie auf dem inneren
Laufring b gleiten. ALB. i entspricht der Freilaufrichtung I, wo':ei also die Keilkörper
f völlig unwirksam sind und die ganze Einrichtung wie ein gewöhnliches Rollen-oder
Kugellager arbeitet. Kehrt sich die Drehrichtung tun (Richturig II). so werden unter
der Wirkung der Massenträgheit sämtliche Keilkörper f den in Abb. i links befindlichen
Rollen zufliegen und sich hier einkleininen, so claß die Rollen auf die Keile aufrollen
und in der Stellung der Abb. 3 zum Stillstand kommen. Wie in Alb. i und 2 gezeigt,
kann sich der Laufring a nach außen dehnen, h nach innen zusammendrücken,
da ein entsprechender Zwischenraum zwischen ihnen und ihren L agerkörpern hl und
h2 vorgesehen ist. Mit (liesen sind sie durch Mitnehiner t" so verbunden, daß Dehnung
und Zusaminendrückung nicht behindert wird. Die Ringe wirken also als Federn. Dies
ist insofern wichtig, als der Kraftschluß nicht in der Zeit Null hergestellt wird.
Stets erlangt Laufring a und die Masse des Maschinenkörpers hl, in den er eingesetzt
ist, eine gewisse kleine Geschwindigkeit in Richtung 1I, bevor die Verbindung niit
b hergestellt ist. Es ist also von de:i federnden Laufringen ein bestimmter Betrag
von ArLeit aufzunehmen. Der Grad der Federung muß so bemessen sein, daß während
des Aufrollens die freie 1-Iassenarbeit durch Anspannung der Laufringe von diesen
völlig aufgenommen wird, damit die Rollen sich stoßfrei in ihr Bett an den Keilkörpern
f legen können. Sonst ist eine Zerstörung des Materials durch Stoß unvermeidlich.
Beim Abrollen in Richtung I wird diese Arbeit wieder frei. Zur Erzielung gleichförmiger
Anpressung bei allen Rollen ist die Elastizität der Ringe ebenfalls wichtig. Abb.
d. zeigt das Kräftediagramm F1, Pl und die Form des Keils in größerem Maßstabe,
wobei der eigentliche Keil mit dem Keilwinkel a (tangens a muß kleiner als der Rei-Lungskoeffizient
sein) und das zylindrische Bett zu unterscheiden sin(l. Das letztere bremst jede
Bewegung, während (lie Auflaufebene (las Aufrollen in lies Bett gestattet.
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Damit die verhältnismäßig scharfeSchneide des Keils mechanisch gestützt
wird, kann man Flansch k (Abb. 5 und 6) an dem Keil anhringen.
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Abb. 7 ist eine Anordnung, wobei zwischen den Keilen f und. den Vorsprüngen
g der Flanschringe c je eine Feder l eingelegt ist, die den Keil nach seiner
Rolle zu drückt. In den meisten Fällen wird aber die Trägheitswirkung der Keilmasse
genügen, um üeini Richtungswechsel clen Keil zum Eingriff zu bringen.
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Wenn kein Käfig vorhanden ist, an dem man einen Anschlag ä anl,ringen
könnte, so nimmt der Keil etwa die Form der Abb. 8 an. Dann läßt man die Keile im
inaktiven Zustande (1# reilauf-) mit der Rückseite an der benachbarten Rolle anliegen.
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Die neue Einrichtung kann man auch benutzen, um wahlweise den Freilauf
oder die Sperrung nach Richtung I oder 1I wirksam zu machen. Man muß dann zwei Keile
für die verschiedenen Drehrichtungen oder, meisten einfacher, einen Doppelkeil vorsehen,
wie in Abb. 9 dargestellt. Ferner muß der Anschlag b verstellbar eingerichtet sein.
Ist er, wie in Abb. 9 angegeben, nach 2 hinbewegt, so sperrt der Keil f die Drehrichtung
nach I, wird g nach I hin verschoben, so erhält Keil feine Stellung, daß er den
Freilauf in Richtung I ergibt, nach 1I hin dagegen die Bewegung sperrt. Bei dein
Ausführungsbeispiele nach den Abb. io bis 1d. sind die Flanschringe e mit zylindrischen
Winkelflanschen e1 ausgestattet, und in diesen sind für die einzelnen Mitnehmer
ä schräge Schlitze na vorgesehen. Die Keile f sind zu beiden Seiten mit Vorsprüngen
f1 ausgestattet, in welchen sich Querschlitze f2 befinden. Je zwei zapfenförmige
Mitnehmer g greifen durch die Schlitze rii. und f2 hindurch; sie sitzen an Ringen
o1, o2, die untereinander durch Querstangen ia verbunden sind. In den Ring o1 ist
eine Kreisnut s eingearl:eitet, in welche zwei an einem Bügel p sitzende Zapfen
r (Abb. 13 und 1d.) hineinfassen. Der Bügel p ist bei p1 an dem Gestell der
Maschine o. dgl. drehbar gelagert, und er ist durch eine Handschraube q zwischen
zwei Endlagen hin und her zu schwingen, so daß also die Ringe o1, o2 wie die Muffe
einer Kupplung in der Achsrichtung verstellt werden. Indem bei dieser Querstellung
der Ringe die Mitnehmer g in den Schrägschlitzen vc laufen, verstellen sie die Keile
f im Sinne der Abb. 9 entweder in der Richtung I oder in der Richtung 1I.
In
Fällen, in denen es darauf ankommt, ein sehr gleichmäßiges Arbeiten zu erzielen,
kann man gemäß dem Ausführungsbeispiel der Abb. 15 die dem Laufring b zugekehrte
Fläche x der Keile f so gestalten, daß ein Zwischenraum zwischen der
Fläche x und der Lauffläche des Ringes b entsteht. Die Keilkörper f sind dabei mit
Zungen t versehen (Abb. 15 und i6), welche in Nuten v des benachbarten Keilkörpers
eingreifen, und zwar so, daß zwischen t und v ein kleiner Spielraum vorhanden ist.
Die Keilkörper f bilden also eine geschlossene Kette. Laufen Rollen o in ihren Betten;
d. h. zwischen den seitlichen Zungen t auf die Keile f
auf, so kommt
die Bewegung noch nicht sogleich zum Stillstand, weil die Keilkörper f sich mit
ihren Flächen x auf b abwälzen können. Bei diesem Abwälzvorgang gehen
die Zungen t nach außen, die Nuten v jedoch nach innen, und die Wälzbewegung
der Keile kommt zum Stillstand, sobald die Zungen t und die Nuten v zur gegenseitigen
Anlage kommen, weil dann das Drehmoment einer Rolle das der benachbarten hemmt.
Bei ausreichendem Spielraum zwischen t und v sowie zwischen
x und b gleichen sich auch bei verhältnismäßig großen Ungenauigkeiten
die Kräfte in der Keilkette gegenseitig aus. Die Verkettung der Keile läßt sich
in verschiedenartiger Weise vornehmen, beispielsweise kann man die benachbarten
Teile bei v durch Niete o. dgl. miteinander verbinden. Bei beliebiger Sperrichtung
nach bei:len Seiten im Sinne .der Abb. 9 bleiben die Zungen und Nuten wie in Abb.
15 dargestellt. Abb. 17 zeigt eine zweckmäßige Form für einen entsprechend ausgebildeten
Doppelkeil.
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Die Wälzfläche x braucht keine Ebene zu sein, sie kann auch so gestaltet
werden, daß beim Abwälzen die Pressung zwischen Laufringen, Rollen und Keilen vergrößert
wird, so daß die Auflaufstrecke für die Rollen verkleinert werden oder auch vollständig
fortfallen kann.
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Statt, wie in den Abb. 5 und 6 dargestellt, die Schneide des Keiles
durch Flanschen am Keil abzustützen, kann man auch, wie in den Abb. 18 und i g gezeichnet,
in der Lauffläche b und in den Rollen c j e eine Nut anbringen und den Keil f in
dieser unterbringen. In dem Falle kann der Keil vorn beliebig stumpf ausgebildet
werden. Es genügt natürlich auch, diese Nut nur in den Rollen oder nur in der Lauffläche
vorzusehen. Die Anordnung der Keile in derartigen Nuten läßt sich natürlich für
alle erläuterten Ausführungsbeispiele anwenden.