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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein selbstausrichtendes Rollenlager
mit Käfig
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1. Ein derartiges Rollenlager wird beispielsweise
für die
Lagerung einer Drehwelle in einem Gehäuse verwendet und kann in verschiedenen
Typen von Maschinen montiert werden kann.
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Um
eine schwere Welle in einem Gehäuse drehbar
zu lagern, ist im Stand der Technik ein selbstausrichtendes Rollenlager
verwendet worden, das beispielsweise aus der
JP 5-157116-A oder der
DE 42 40 770 A1 bekannt
ist. Dieses selbstausrichtende Rollenlager mit Käfig ist in
11 gezeigt
und durch Anordnung mehrerer zylinderförmiger Rollen
3 gebildet,
die zwischen einem äußeren Laufring
1 und einem
inneren Laufring
2, die konzentrisch angeordnet sind, rollen
können.
Käfige
4 verhindern,
daß die mehreren
zylinderförmigen
Rollen
3 voneinander getrennt werden. Die Käfige
4 sind
sogenannte "Preßkäfige", die durch Preßformen
einer Metallplatte gebildet sind.
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In
der inneren Umfangsfläche
des äußeren Laufrings 1 ist
eine äußere Laufbahn 5 gebildet,
die eine sphärisch
ausgesparte Oberfläche
mit einem einzigen Zentrum ist. An der äußeren Umfangsfläche des
inneren Laufrings 2 ist in Breitenrichtung (in 11 in
horizontaler Richtung) an deren beiden Seiten jeweils eine innere
Laufbahn 6 gebildet, wovon jede innere Laufbahn der äußeren Laufbahn 5 gegenüberliegt.
Die mehreren zylinderförmigen
Rollen 3 sind so gebildet, daß jede von ihnen in bezug auf
den Abschnitt mit größtem Durchmesser,
der sich in Längsrichtung
in der Mitte befindet, symmetrisch ist. Die mehreren zylinderförmigen Rollen 3 sind
in zwei Reihen zwischen der äußeren Laufbahn 5 und den
beiden inneren Laufbahnen 6 angeordnet, so daß sie dazwischen
rollen können.
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Wie
in den 11 und 12 gezeigt,
besitzt jeder der Käfige 4 einen
konischen, zylindrischen Hauptabschnitt 7, einen nach außen gerichteten
Flanschabschnitt 8, der sich in radialer Richtung vom Kantenabschnitt
mit großem
Durchmesser des Hauptabschnitts 7 nach außen erstreckt,
sowie einen nach innen gerichteten Flanschabschnitt 9,
der sich in radialer Richtung vom Kantenabschnitt mit kleinem Durchmesser
des Hauptabschnitts 7 nach innen erstreckt. Der Hauptabschnitt 7 besitzt
mehrere Taschen 10. Jede Tasche 10 enthält eine
einzige zylinderförmige
Rolle 3, die darin rollen kann.
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Die äußeren Umfangskanten
der nach außen
gerichteten Flanschabschnitte 8 der beiden Käfige 4 werden
von einem Führungsring 11 in
der Weise geführt,
daß sie
mit der inneren Umfangsfläche
des Führungsrings 11 in
gleitendem Kontakt sind. Dieser Führungsring 11 ist
so angeordnet, daß er
zwischen den beiden Reihen, in denen die mehreren zylinderförmigen Rollen 3 angeordnet
sind, drehbar ist. Weiterhin führen
die beiden Seitenflächen
des Führungsrings 11 die
zylinderförmigen
Rollen 3, derart, daß sich
die Seitenflächen
an die Enden der beiden entsprechenden zylinderförmigen Rollen 3 annähern und
verhindern, daß die
Drehachsen der zylinderförmigen
Rollen 3 aus ihren regulären Orientierungen bewegt werden.
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Um
zum Beispiel eine Drehwelle in einem Gehäuse mittels des auf diese Weise
konstruierten selbstausrichtenden Rollenlagers mit Käfig zu lagern, wird
der äußere Laufring 1 in
das Gehäuse
von innen fest eingepaßt,
während
der innere Laufring 2 auf der Drehwelle von außen fest
angebracht wird. Wenn der innere Laufring 2 zusammen mit
der Drehwelle gedreht wird, rollen die mehreren zylinderförmigen Rollen 3 und
erlauben so die Drehung des inneren Laufrings 2. Wenn die
axiale Mitte des Gehäuses
nicht auf diejenige der Drehwelle ausgerichtet ist, stellt der innere
Laufring 2 die Ausrichtung mit dem äußeren Laufring 1 her
(die Mittelachse des inneren Laufrings 2 wird in bezug
auf diejenige des äußeren Laufrings 1 geneigt),
wodurch eine derartige Fehlausrichtung korrigiert wird. Da hierbei
die äußere Laufbahn 5 so geformt
ist, daß sie
eine einzige sphärische
Oberfläche
bildet, können
die mehreren zylinderförmigen Rollen 3 selbst
nach der Korrektur der Fehlausrichtung auf gleichmäßige Weise
rollen.
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Bei
dem aus der vorangehend genannten Druckschrift bekannten selbstausrichtenden
Rollenlager sind die beiden Käfige
in zueinander drehbewegbarer Weise in den äußeren Laufring eingesetzt und über ihre
radial nach innen weisenden Flanschabschnitte auf dem inneren Laufring
gegen eine übermäßige Bewegung
in radialer Richtung abgestützt.
Zur Positionierung der Rollkörper
der beiden Laufbahnen ist zusätzlich
zu den beiden Käfigen
zwischen die beiden Laufbahnen der Rollkörper der Führungsring eingesetzt, der
durch die radial nach außen ragenden
Flansche der beiden Käfige
hinsichtlich seiner Radialposition zentriert ist.
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Es
ist ferner ein selbstausrichtendes Rollenlager mit Käfigen bekannt,
das in 13 gezeigt ist, in dem die Käfige 4a keine
nach außen
gerichteten Flanschabschnitte 8 wie in den 11 und 12 besitzen
und in dem die inneren Umfangsflächen
an den Enden der Käfige 4a sich
an die äußere Umfangsfläche eines
Führungsrings 118 annähern. Wie in
der obigen Struktur ist auch die in 13 gezeigte Struktur
so beschaffen, daß die
zylinderförmigen
Rollen 3 durch die beiden Seitenflächen eines Führungsrings 11a,
der an die Enden der zylinderförmigen
Rollen 3 angenähert
ist, geführt
werden, so daß eine Fehlausrichtung
der zylinderförmigen
Rollen 3 verhindert wird.
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In
dem auf diese Weise aufgebauten herkömmlichen selbstausrichtenden
Rollenlager mit Käfig
bestehen jedoch unabhängig
von der speziellen Struktur, die das Lager besitzt, die folgenden
Probleme.
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Wenn
auf das selbstausrichtende Rollenlager mit Käfig eine große axiale
Last ausgeübt
wird, stoßen
nur die Rolloberflächen
der zylinderförmigen Rollen 3 einer
Reihe der in zwei Reihen angeordneten zylinderförmigen Rollen 3 gegen
die äußere Laufbahn 5 und
die innere Laufbahn 6, um die Last abzustützen. Der
Druck, mit dem die Rolloberflächen
der zylinderförmigen
Rollen 3 in der anderen Reihe gegen die beiden Laufbahnen 5, 6 stoßen, ist
nahezu auf Null reduziert, so daß sich die zylinderförmigen Rollen 3 in
der anderen Reihe in axialer Richtung bewegen können. Daher kann jeder der
Führungsringe 11, 11a zu
den zylinderförmigen
Rollen 3 in der anderen Reihe verschoben werden. Wenn jeder
der Führungsringe 11, 11a verschoben
wird, wird der Abstand zwischen den Enden der zylinderförmigen Rollen 3 in
der einen Reihe und der Seitenfläche
eines jeden der Führungsringe, 11, 11a so
groß,
daß die
zylinderförmigen
Rollen 3 in der einen Reihe eine andere, fehlerhafte Orientierung
annehmen können.
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Wenn
beispielsweise in den selbstausrichtenden Rollenlagern mit Käfigen, die
in den 11 bzw. 13 gezeigt
sind, eine axiale Last auf den äußeren Laufring 1 nach
links oder auf den inneren Laufring 2 nach rechts wirkt,
können
die Führungsringe 11 bzw. 11a in
den beiden Figuren nach links verschoben werden. Die zylinderförmigen Rollen 3 in
der rechten Reihe können
dann leicht eine Fehlausrichtung erfahren, wenn sie die axiale Last
abstützen.
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Wenn
die zylinderförmigen
Rollen 3, welche die Last abstützen, eine Fehlausrichtung
erfahren haben, wird die Reibungskraft, die zwischen den Rolloberflächen der
zylinderförmigen
Rollen 3 und den inneren bzw. den äußeren Laufbahnen 5 und 6 wirkt, übermäßig groß, so daß das Drehmoment,
das für die
Drehung des selbstausrichtenden Rollenlagers mit Käfig notwendig
ist, ansteigt. Wenn die Reibungskraft extrem groß wird, nimmt außerdem die
Größe der Rollen
zu, so daß das
selbstausrichtende Rollenlager zu einem Bruch neigt. Andererseits
besteht gegen eine Fehlausrichtung der zylinderförmigen Rolle 3, die
im wesentlichen nicht mit einer Schublast beaufschlagt ist (die
Rollen 3 auf der linken Seiten in den beiden Figuren) kein
Einwand.
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Ferner
tritt in der Struktur, in welcher der Führungsring 11a vom
inneren Laufring 2 gehalten wird, wie in 13 gezeigt
ist, nicht nur der sogenannte Rollschlupf auf, indem die innere
Umfangskante des Führungsrings 11a die äußere Umfangsfläche des
inneren Laufrings 2 in Richtung der Rollbewegung gleitend
berührt,
sondern es tritt außerdem ein
Rollschlupf zwischen dem Führungsring 11a und den
zylinderförmigen
Rollen 3 auf. Die durch den Rollschlupf erzeugte Reibungswärme erhöht die Temperatur
im selbstausrichtenden Rollenlager, wodurch die Betriebseigenschaften
des selbstausrichtenden Rollenlagers mit Käfig verschlechtert werden.
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Bei
einem selbstausrichtenden Wälzlager, wie
es beispielsweise aus
EP
0 051 083 A1 bekannt ist, ist der Durchmesser der jeweiligen
Rollenkörper im
Verhältnis
zur Breite des Wälzlagers
relativ klein. Daher sind die Rollenelemente bereits durch die Laufbahnen
des Wälzlagers
relativ präzise
positioniert, so daß auf
ein Führungsring
verzichtet werden kann. Für
ein derartiges Lager wird ein Metallkäfig vorgeschlagen. Der vorgeschlagene
Metallfensterkäfig
ist in seinen lageraußenseitigen
Umfangskanten mit radial nach innen weisenden Flanschabschnitten versehen.
Bei einer Integral-Ausführungsform
des vorgeschlagenen Metallfensterkäfigs ist der Innendurchmesser
des radial nach innen weisenden Flansches derart bemessen, daß der Metallfensterkäfig über den
inneren Laufring des Wälzlagers übergescho ben
werden kann. Eine Zentrierung des Metallfensterkäfigs in Radialrichtung erfolgt
bei der integral-Ausführungsform
des Metallfensterkäfigs über einen
zwischen den beiden Laufreihen liegenden Mittenbereich des Metallfensterkäfigs. Bei
einer zweiten Ausführungsform
des aus
EP 0 051 083
A1 bekannten Wälzlagers
sind, anstelle eines Integral-Käfigs, für jede Laufreihe
jeweils ein separater Käfig
vorgesehen. Diese beiden separaten Käfige sind im Gegensatz zu dem
Integral-Käfig über ihre
jeweils lageraußenseitig
ausgebildeten, nach innen weisenden Flanschabschnitte zentriert.
Um die Montage der separat ausgebildeten Metallfensterkäfige zu
erleichtern, ist der sich im Mittenbereich des Lagers befindende
Umfangsbereich des jeweiligen Käfigs
im Bereich der einzelnen Rollkörperfenster
mit "Eindellungen" versehen. Diese
Eindellungen sind im Bereich jeder Tasche für die Rollelemente vorgesehen.
Bei der Ausführungsform
mit zwei einreihigen Käfigen sind
diese Käfige
derart voneinander beabstandet, daß ein Zwischenraum verbleibt.
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Aus
der
DE Sch 1995 1 A2 ist
ein weiteres selbstausrichtendes Rollenlager bekannt, bei welchem
ebenfalls kein Führungsring
vorgesehen ist. Auch bei diesem selbstausrichtenden Rollenlager sind
zwei separat ausgebildete Fensterkäfige vorgesehen, über welche
die einzelnen Rollkörper
in dem Lager positioniert werden. Die beiden Fensterkäfige sind
im Bereich ihrer Fenster jeweils mit radial nach außen ragenden
Stützlaschen
versehen, welche mit der äußeren Lauffläche des
jeweiligen Wälzelementes
in Berührungskontakt
stehen. Über
diese Stützlaschen
werden die jeweiligen Wälzkörper aufgrund
ihrer balligen Außengeometrie
in den einzelnen Fenstern auch hinsichtlich ihrer Axialposition
positioniert.
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Aus
der Druckschrift
DE
35 37 243 A1 ist ein zweireihiges Pendelrollenlager bestehend
aus einem einteiligen Außenring
und einem einteiligen Innenring sowie einem ein- oder zweiteiligen
Käfig,
vorzugsweise aus Kunststoff, bekannt. Bei der Ausführungsform
mit einem zweiteiligen Käfig
weist dieser einen inneren Seitenring und einen äußeren Seitenring auf. Zwischen
dem inneren Seitenring und dem äußeren Seitenring
sind Stege ausgebildet. Der innere Seitenring, der äußere Seitenring
und die Stege bilden Käfigtaschen,
um die Rollen einer Reihe des zweireihigen Pendelrollenlagers aufzunehmen.
Zur radialen Zentrierung des Käfigs
sind Vorsprünge
vorgesehen, die von dem inneren Seitenring ausgehen und sich in radialer
Richtung bis zu dem Außenring
erstrecken. Diese Vorsprünge
sind gleichmäßig in Umfangsrichtung
verteilt, wobei zwischen den Vorsprüngen Aussparungen mit abgerundeten
Begrenzungsflächen ausgebildet
sind. Diese Vorsprünge
ermöglichen eine
Abstützung
des Käfigs
am Außenring,
wobei die Aussparungen eine Montage des Käfigs in den Außenring
sicherstellen. Diese Aussparungen sind im Bereich der Käfigstege
vorgesehen, während
sich die Vorsprünge
im Bereich der Taschen befinden. Dadurch wird die Schmierung des
Pendelrollenlagers verbessert. Um bei radialen Stößen zu verhindern, daß der Käfig mit
dem äußeren Seitenring
am Innenring des Pendelrollenlagers zur Anlage kommt, ist zwischen
den gegenüberliegenden
Flächen
des Seitenrings und des Innenrings ein Spalt vorgesehen. Dieser
Spalt ist größer bemessen
als ein Spalt zwischen den Vorsprüngen und der Lauffläche des
Außenrings.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein selbstausrichtendes
Rollenlager der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einfachem und
kostengünstigem
Aufbau eine hohe axiale Last aufnehmen kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein selbstausrichtenden Rollenlager mit den Merkmalen des Anspruches
1.
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Die
Funktion des erfindungsgemäßen selbstausrichtenden
Rollenlagers mit Käfig
ist im Falle der Unterstützung
einer Drehwelle innerhalb eines Gehäuses ähnlich der Funktion des herkömmlichen selbstausrichtenden
Rollenlagers mit Käfig.
Bei dem erfindungsgemäßen selbstausrichtenden
Rollenlager mit Käfig
ist ein Ende einer jeden zylinderförmigen Rolle durch die Seitenfläche des
an jedem Käfig gebildeten
nach außen
gerichteten Flanschabschnitts geführt wird. Daher ändert sich
der Spalt zwischen dem Ende und der dieses Ende führenden Oberfläche selbst
dann nicht, wenn eine axiale Last aufgenommen wird. Selbst wenn
daher die zylinderförmigen
Rollen in einer Reihe in axialer Richtung verschiebbar sind, wenn
sie die axiale Last aufnehmen, kann die zylinderförmige Rolle
in der anderen Reihe kaum eine Fehlausrichtung erfahren.
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Ferner
tritt erfindungsgemäß zwischen
den zylinderförmigen
Rollen und dem Käfig
kein Rollschlupf auf. Daher wird die im Lager erzeugte Reibungswärme im Vergleich
zu der herkömmlichen Struktur,
in der zwischen dem Führungsring
und den zylinderförmigen
Rollen ein Rollschlupf auftritt, verringert, so daß die Beeinträchtigung
der Betriebseigenschaften des erfindungsgemäßen selbstausrichtende Rollenlagers
kontrollierbar ist.
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Bevorzugte
Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf
die beigefügten
Zeichnungen näher
beschrieben und erläutert.
In den Zeichnungen zeigt:
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1 eine
Teilschnittansicht einer ersten Ausführungsform;
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2 eine
perspektivische Teilansicht der ersten Ausführungsform, in der nur ein
Käfig gezeigt ist;
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3 eine
Schnittansicht des in 2 gezeigten Käfigs;
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4 eine
Ansicht zur Veranschaulichung einer ersten beispielhaften Form von Ölrinnen,
die an dem in 3 auf der linken Seite befindlichen
nach außen
gerichteten Flanschabschnitt des Käfigs ausgebildet sind;
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5 eine
Ansicht zur Veranschaulichung einer zweiten beispielhaften Form
einer Ölrinne,
die derjenigen von 4 ähnlich ist;
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6 eine
Teilschnittansicht einer zweiten Ausführungsform;
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7 eine
Teilschnittansicht einer dritten Ausführungsform;
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8 eine
Teilschnittansicht einer vierten Ausführungsform;
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9 eine
Teilseitenansicht des Käfigs,
der sich in 8 auf der linken Seite befindet;
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10 eine
perspektivische Teilansicht eines Käfigs, der in der vierten Ausführungsform
verwendet wird;
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11 die
bereits erwähnte
Teilschnittansicht eines ersten Beispiels einer herkömmlichen Struktur
eines selbstausrichtenden Rollenlagers mit Käfig;
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12 die
bereits erwähnte
perspektivische Teilansicht des Käfigs der herkömmlichen
Struktur von 11; und
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13 die
bereits erwähnte
Teilschnittansicht eines zweiten Beispiels einer herkömmlichen Struktur
eines selbstausrichtenden Rollenlagers mit Käfig.
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In
den 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform
des selbstausrichtenden Rollenlagers mit Käfig gezeigt. Bei der Darstellung
der ersten Ausführungsform
ist die erfindungsgemäße Ölrinne nicht
gezeigt. Im folgenden werden die Merkmale der Ausführungsform
beschrieben. Diejenigen Teile und Komponenten, die den entsprechenden
Teilen und Komponenten eines herkömmlichen selbstausrichtenden Rollenlagers
mit Käfig ähnlich sind,
sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, außerdem werden nochmalige
Beschreibungen dieser Teile und Komponenten weggelassen.
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Ein
zu einem selbstausrichtenden Rollenlager mit Käfig gemäß der Ausführungsform zusammengebauter
Käfig 12 wird
durch Preßformen
einer Metallplatte oder durch Spritzguß von Kunstharz auf ähnliche
Weise gebildet wie der Käfig 4,
der zu einer herkömmlichen
Struktur zusammengefügt
ist, wie in den 11 und 12 gezeigt.
Dieser Käfig 12 besitzt
einen konischen zylindrischen Hauptabschnitt 7a, einen
nach außen
gerichteten Flanschabschnitt 8a, der sich in radialer Richtung
vom Kantenabschnitt mit großem
Durchmesser des Hauptabschnitts 7a nach außen erstreckt,
sowie einen nach innen gerichteten Flanschabschnitt 9a,
der sich in radialer Richtung vom Kantenabschnitt mit kleinem Durchmesser des
Hauptabschnitts 7a nach innen erstreckt. Im Hauptabschnitt 7a sind
mehrere Taschen 10a gebildet. Jede Tasche 10a trägt eine
einzige zylinderförmige
Rolle 3 in der Weise, daß sie darin rollen kann.
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Der
Hauptabschnitt 7a befindet sich in radialer Richtung außerhalb
des Rollkreises der mehreren zylinderförmigen Rollen 3, so
daß ein
Heraustreten der zylinderför migen
Rollen 3 aus dem Hauptabschnitt 7a in radialer
Richtung durch die Taschen 10a verhindert wird. In der
in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform sind jeweils im
wesentlichen in der Mitte zweier axialer Seitenkanten in der Umfangskante
einer jeden Tasche 10a vorstehende Ansätze 13 ausgebildet.
Die Vorderkante eines jeden dieser vorstehenden Ansätze 13 ist
so abgeschrägt,
daß ihr Abstand
von der entsprechenden Seitenkante der Tasche 10a in radialer
Richtung nach außen
zunimmt. Wenn die vorstehenden Ansätze 13 mit den Rolloberflächen der
zylinderförmigen
Rollen 3 in Eingriff sind, wird verhindert, daß die zylinderförmigen Rollen 3 in
radialer Richtung des Käfigs 12 (in 1 nach
oben) fehlerhaft aus den Taschen 10a heraustreten können.
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Weiterhin
ist an einem Halbabschnitt in der Nähe der äußeren Umfangsfläche des
nach innen gerichteten Flanschabschnitts 9a eine flache
Oberfläche 14 ausgebildet.
Diese flache Oberfläche 14 erstreckt
sich zu einem Ende 1a des äußeren Laufrings 1 und
zu einem Ende 2a des inneren Laufrings 2 im wesentlichen
parallel, wenn das selbstausrichtende Rollenlager zusammengebaut
ist. Die flache Oberfläche 14 verhindert,
daß der
Halbabschnitt in der Nähe der äußeren Umfangslinie
des nach Innen gerichteten Flanschabschnitts 9a von den
Enden 1a, 2a vorsteht. An Abschnitten, die an
den äußeren Seitenflächen des
nach außen
gerichteten Flanschabschnitts 8a den Taschen 10a zugewandt
sind, sind flache Führungsflächen 15 gebildet.
Die Führungsflächen 15,
die in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind, sind über Verbindungsflächen 16 miteinander
verbunden. Die Führungsflächen 15 sind
zu den Enden 17 der zylinderförmigen Rollen 3, die
in den Taschen 10a gehalten werden, im wesentlichen parallel
und befinden sich in der Nähe
dieser Enden 17. Unter diesen Umständen führen die Führungsflächen 15 die zylinderförmigen Rollen 3 und
verhindern, daß die
Drehachse der Rollen 3 ihre korrekte Orientierung verliert.
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Um
die in zwei Reihen angeordneten zylinderförmigen Rollen 3 zu
halten, besitzen die nach außen
gerichteten Flanschabschnitte 8a des zu dem selbstausrichtenden
Rollenlager montierten Paars von Käfigen 12 innere Enden 18,
die längs
der Umfangslinie gegeneinander stoßen. Daher drehen sich die
beiden Käfige 12 in
der gleichen Richtung, wobei ein Käfig den jeweils anderen führt.
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Die
Funktionsweise des auf diese Weise konstruierten selbstausrichtenden
Rollenlagers mit Käfig
gemäß der Ausführungsform,
das z. B. eine Drehwelle in einem Gehäuse lagert, ist ähnlich derjenigen
des herkömmlichen
selbstausrichtenden Rollenlagers mit Käfig.
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Insbesondere
führt das
selbstausrichtende Rollenlager mit Käfig gemäß der Ausführungsform die Enden 17 der
zylinderförmigen
Rollen 3 mittels der Führungsflächen 15,
die an den äußeren Seitenflächen der
an den Käfigen 12 ausgebildeten
nach außen
gerichteten Flanschabschnitte 8a angeordnet sind. Daher ändert sich
die Beziehung zwischen den Enden 17 und den Führungsflächen 15 unabhängig von
den Betriebsbedingungen des selbstausrichtende Rollenlagers mit
Käfig nicht.
Das bedeutet, daß sich
die Spalte zwischen den Enden 17 und den Führungsflächen 15 selbst
dann nicht ändern,
wenn der äußere Laufring 1 oder
der innere Laufring 2 eine axiale Last aufnimmt und die
räumliche
Beziehung zwischen der äußeren Laufbahn 5 und
der inneren Laufbahn 6 in axialer Richtung geändert wird.
Selbst wenn daher die in einer Reihe befindlichen zylinderförmigen Rollen 3 bei
Aufnahme einer axialen Last in axialer Richtung verschoben werden,
wird die Orientierung der Drehachse der zylinderförmigen Rollen
in der anderen Reihe (ebenso wie in der einen Reihe) nur schwer
geändert.
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Im
Falle der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform sind die Führungsflächen 15 flach und
erstrecken sich parallel zu den Enden 17 der zylinderförmigen Rollen 3.
Daher stoßen
die Führungsflächen 15 an
die Enden 17 der zylinderförmigen Rollen 3 im
wesentlichen gleichmäßig über die
gesamte Fläche,
an denen die Führungsflächen die
Enden berühren.
Daher können
die zylinderförmigen
Rollen 3 durch die Führungsflächen 15 zufriedenstellend
geführt
werden; dies bewirkt, daß die
zylinderförmigen Rollen 3 mit
größerer Sicherheit
nicht fehlausgerichtet werden.
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Andererseits
sind in der in den 11 bzw. 13 gezeigten
herkömmlichen
Struktur die beiden Seitenflächen
der Führungsringe 11 bzw. 11a leicht konisch
bzw. leicht sphärisch
ausgespart. Wenn daher die Enden 17 der zylinderförmigen Rollen 3 nicht in
der Weise bearbeitet sind, daß sie
konisch bzw. sphärisch
ausgebaucht sind, ist es unwahrscheinlich, daß die beiden Seitenflächen dieser
Führungsringe 11, 11a auf
der gesamten Fläche
an die Enden 17 stoßen,
denen die Führungsrin ge
gegenüberliegen. Daher
kann in der herkömmlichen
Struktur nicht immer gewährleistet
werden, daß die
zylinderförmigen Rollen 3 nicht
fehlausgerichtet werden, selbst wenn das selbstausrichtende Rollenlager
mit Käfig
keine axiale Last aufnimmt. Die maschinelle Bearbeitung der Enden 17 der
zylinderförmigen
Rollen 3 in der Weise, daß sie konisch oder sphärisch ausgebauchte Oberflächen erhalten,
ist schwierig und daher im Hinblick auf die Herstellungskosten nachteilig.
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Ferner
sind in der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform die Führungsringe 11, 11a der
herkömmlichen
Struktur weggelassen, statt dessen sind die nach außen gerichteten
Flanschabschnitte 8a der beiden Käfige 12 Ende an Ende
angeordnet. Im Ergebnis kann nicht nur die im Lager erzeugte Reibungswärme durch
Reduzierung des Rollschlupfs reduziert werden, vielmehr kann das selbstausrichtende
Rollenlager auch wirksam geschmiert werden. Wenn das selbstausrichtende
Rollenlager mit rotierendem inneren Laufring 2 geschmiert
werden muß,
wird das Schmieröl
im allgemeinen durch einen Ölzufuhrkanal 23 (siehe 8, die
später
beschrieben wird), der in Breitenrichtung des äußeren Laufrings 1 (in
horizontaler Richtung in 1) im wesentlichen in der Mitte
gebildet ist, an Abschnitte zugeführt, an denen die zylinderförmigen Rolle 3 angeordnet
sind. Während
die Führungsringe 11 bzw. 11a der
Strömung
dieses Schmieröls
in den obenerwähnten
herkömmlichen
Strukturen widerstehen, trägt
die Abwesenheit der Führungsringe 11, 11a zur
gleichmäßigen Strömung des
Schmieröls
im selbstausrichtenden Rollenlager mit Käfig gemäß der Ausführungsform bei. Die Abwesenheit
der Führungsringe 11, 11a trägt außerdem zu
einer Kostenreduzierung bei, die sich aus einer Reduzierung der Anzahl
der Teile ergibt.
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Die
Technik, durch die die starke Konzentration der Beanspruchung an
den Ecken der gekrümmten
Abschnitte und der Taschen 10a durch kontrollierte Festlegung
der Positionen, an denen die nach außen gerichteten Flanschabschnitte 8a gebogen
werden, verhindert wird, ist derjenigen, ähnlich, die in dem herkömmlichen
selbstausrichtenden Rollenlager mit Käfig verwendet wird. Daher wird
die Beschreibung dieser Strukturweggelassen. Diese Struktur ist
lediglich in den Zeichnungen gezeigt.
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An
den inneren Enden 18 der nach außen gerichteten Flanschabschnitte 8a,
die an der äußeren Umfangslinie
der inneren Enden der beiden Käfige 12 angeordnet
sind, können
erforderlichenfalls Ölrinnen 20,
wie sie in den 4 oder 5 gezeigt sind,
ausgebildet sein. Die Ölrinnen 20 sind
so beschaffen, daß sie
die Reibung durch Verbesserung der Schmierung zwischen den nach
außen
gerichteten Flanschabschnitten 8a verringern. Das heißt, die inneren
Enden 18 der nach außen
gerichteten Flanschabschnitte 8a sind Ende an Ende gegeneinander gesetzt,
wenn sie zu dem Rollenlager zusammengebaut sind. Die Drehzahlen
der beiden Käfige 12 sind in
Abhängigkeit
von den Lasten, mit denen das selbstausrichtende Rollenlager beaufschlagt
wird, voneinander verschieden, wodurch die inneren Enden 18 der
nach außen
gerichteten Flanschabschnitte 8a aneinander reiben. Wenn
das selbstausrichtende Rollenlager beispielsweise eine große axiale
Last aufnimmt drehen sich eine zylinderförmige Rolle 3 auf
seiten der Last sowie der Käfig 12,
der diese zylinderförmige
Rolle 3 hält,
zusammen mit der Drehung des äußeren Laufrings 1 und
relativ zum inneren Laufring, während
sich eine zylinderförmige
Rolle 3 auf der der Last gegenüberliegenden Seite sowie der
Käfig 12,
der diese zylinderförmige
Rolle hält, kaum
drehen. Daher reiben die inneren Enden 18 der nach außen gerichteten
Flanschabschnitte 8a gegeneinander.
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Wenn
die Reibung zwischen den nach außen gerichteten Flanschabschnitten 8a zunimmt, steigt
das zum Drehen des selbstausrichtenden Rollenlagers erforderliche
Drehmoment an; diese beeinträchtigen
wiederum die Betriebseigenschaften der Maschine, in die das selbstausrichtende
Rollenlager eingebaut ist. Da ferner die Reibungswärme die
Temperatur im Lager erhöht,
werden die Betriebseigenschaften des selbstausrichtenden Rollenlagers
verschlechtert. Falls andererseits die Ölrinnen 20 wie in den 4 und 5 gezeigt
an den gegenüberliegenden
inneren Enden 18 der nach außen gerichteten Flanschabschnitte 8a ausgebildet
sind, kann die Reibung zwischen diesen inneren Enden 18 reduziert
werden, wodurch die Zunahme des Drehmoments zum Drehen des Lagers
sowie der Anstieg der Temperatur im Lager kontrolliert werden können. 4 zeigt
ein Beispiel, in dem mehrere X-förmige Ölrinnen 20 in
Umfangsrichtung ausgebildet sind; 5 zeigt
ein Beispiel, in dem sich der Hauptabschnitt der Ölrinne 20 in
Umfangsrichtung erstreckt, wobei der Hauptabschnitt an mehreren
Positionen durch Unterabschnitte unterteilt ist. Jede Ölrinne 20 besitzt
eine herkömmliche,
bekannte Querschnittsform wie et wa eine V-, U- oder C-Form oder
dergleichen. Diese Ölrinnen 20 sind
für das
selbstausrichtende Rollenlager mit Käfig gemäß der Ausführungsform nicht stets wesentlich.
Die Ölrinnen
können
jedoch auch lediglich an dem nach außen gerichteten Flanschabschnitt 8a eines
Käfigs 12 angeordnet sein.
Wenn sie jedoch an den beiden nach außen gerichteten Flanschabschnitten 8a angeordnet
sind, kann zwischen die Anschlagflächen eine ausreichende Menge
von Schmiermittel eingeleitet werden, so daß eine erhebliche Verringerung
der Reibung erzielt werden kann.
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In
den 6 und 7 sind eine zweite bzw. eine
dritte Ausführungsform
gezeigt. In der in 6 gezeigten zweiten Ausführungsform
sind die nach außen
gerichteten Flanschabschnitte 8b an inneren Enden von Käfigen 12a ausgebildet,
wobei jeder äußere Flanschabschnitt 8b durch
Zurückbiegen
einer Metallplatte gebildet ist. Durch maschinelles Bearbeiten der
Vorderkanten dieser nach außen
gerichteten Flanschabschnitte 8b in flache Formen werden
Führungsflächen 15a,
die die Enden 17 der zylinderförmigen Rollen 3 führen, gebildet.
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In
der in 7 gezeigten dritten Ausführungsform werden durch Biegen
der äußeren Umfangskanten
der an den Innenkanten von Käfigen 12b ausgebildeten
nach außen
gerichteten Flanschabschnitte 8c nach innen gebogene Kanten 19 gebildet.
Die Innenkanten der gebogenen Kanten 19, die an den beiden
Käfigen 12b ausgebildet
sind, werden Ende an Ende angeordnet. An den inneren Umfangskanten
der nach außen
gerichteten Flanschabschnitte 8c sind Führungsflächen 15b gebildet,
welche die Enden 17 der zylinderförmigen Rollen 3 führen.
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Wie
in der ersten Ausführungsform
sind auch die zweite und die dritte Ausführungsform so beschaffen, daß wirksam
verhindert wird, daß die
in einer Reihe befindlichen zylinderförmigen Rollen 3 fehlausgerichtet
werden, indem verhindert wird, daß sich die Spalte zwischen
den Enden 17 der zylinderförmigen Rollen 3 und
den Führungsflächen 15a bzw. 15b verändern, selbst
wenn eine axiale Last aufgenommen wird. Weiterhin können auch
in der zweiten und in der dritten Ausführungsform die in den 4 und 5 gezeigten Ölrinnen 20 an
den inneren Enden der nach außen
gerichteten Flanschabschnitte 8b bzw. 8c ausgebildet
werden, falls dies notwendig ist.
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In
den 8 bis 10 ist eine vierte Ausführungsform
gezeigt. Diese Ausführungsform
ist dadurch gekennzeichnet, daß sie
ein Herausziehen der zylinderförmigen
Rollen 3 aus den Taschen 10 in radialer Richtung
verhindert, indem die an den Enden 17 der zylinderförmigen Rollen 3 ausgebildeten
ausgesparten Abschnitte 21 mit Zungen 22 in Eingriff sind,
die an den inneren Umfangskanten der Taschen 10 der Käfige 12c ausgebildet
sind. Diese Konstruktion bewirkt, daß sich die Hauptabschnitte 7b der
entsprechenden Käfige 12c in
radialer Richtung (in den 8 und 9 in
Abwärtsrichtung)
innerhalb des Rollkreises der zylinderförmigen Rollen 3 befinden. Die
jeweiligen Zungen 22 sind mit den ausgesparten Abschnitten 21 in
Eingriff, indem ihre vorderen Enden in die ausgesparten Abschnitte 21 eindringen.
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Die
ausgesparten Abschnitte 21 in der obigen Ausführungsform
sind im wesentlichen kreisförmig
und befinden sich im wesentlichen in der Mitte der Enden der zylinderförmigen Rollen 3.
Die an den Enden der zylinderförmigen
Rollen 3 ausgebildeten Aussparungen können jedoch auch die Form eines Rings
besitzen, der zu den zylinderförmigen
Rollen 3 konzentrisch ist. Die Ölrinnen 20, wie sie
etwa in den 4 und 5 gezeigt
sind, können
auch in der vierten Ausführungsform
an den inneren Seitenflächen
der nach außen
gerichteten Flanschabschnitte 8d ausgebildet sein.
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Mit
den oben beschrieben Ausführungsformen
kann verhindert werden, daß die
zylinderförmigen
Rollen unabhängig
von den Betriebsbedingungen fehlausgerichtet werden, und die Zunahme
des zum Drehen des selbstausrichtenden Rollenlagers mit Käfig erforderlichen
Drehmoments und/oder die Zunahme der Größe der Rollen kann wirksam
verhindert werden.