DE533000C - Rollenlager - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Rollenlageranordnungen für Wellen, die im Betriebe einer Durchbiegung ausgesetzt sind. Hauptaufgabe der Erfindung ist die Sicherung eines Linienkontaktes der Lagerrollen über ihre ganze Länge sowohl mit dem inneren wie mit dem äußeren Laufringteil, wenn die Welle unter einer Belastung steht, die ausreicht, sie zu biegen. Die Erfindung besteht hauptsäch-Hch in einer Gestaltung der Teile der Lager j in solcher Weise, daß dann, wenn die Achsen von innerem und äußerem Laufring zusammenfallen und die Rollen über ihre ganze Länge hin mit einem der Ringe in Verbindung stehen, sie mit dem anderen Laufring nur an ihren Enden in Berührung stehen und daß sie einen solchen Winkel dazwischen frei lassen, wenn die Achsen schwach geneigt sind, daß die unter Belastung stehende Rolle eine Berührung über ihre ganze Länge sowohl mit dem inneren wie mit dem äußeren Laufring hat.

Die Erfindung ist durch die Zeichnung beispielsweise dargestellt, und zwar ist

Fig. ι ein senkrechter Längsschnitt durch eine Eisenbahnachslageranordnung gemäß der Erfindung, wobei die umlaufende Achse im Aufriß als gerades, horizontales Glied dargestellt ist, wie es vorliegt, wenn der Wagen unbelastet ist; die oberste Rolle jedes Lagers ist hier mit dem inneren Laufring über die ganze Länge, mit dem äußeren Laufring dag^eg^{en nur an} einem Ende in Berührung.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung des oberen Teiles der Lager vor Zurwirkungkommen der Last.

Fig. 3 ist eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung, zeigt jedoch die Welle schwach nach unten durchgebogen, wie sie erscheint, wenn der Wagen voll belastet ist. Hierbei hat die oberste Rolle jedes Lagers eine Linienberührung sowohl mit dem inneren Laufkegel wie mit dem äußeren Laufring.

Fig. 4 ist eine vergrößerte Einzeldarstellung des oberen Teiles eines der Lager nach Zurwirkungkommen der Last,

Fig. 5 ein Schnitt durch den äußeren Laufring eines normalen Kegelrollenlagers; sie zeigt in punktierten Linien die Art, in welcher die kegelige Bohrung an der Innenseite des Lauf ringes abgeändert werden kann, um den gewünschten Spielwinkel zu erzielen.

Fig. 6 ist ein in größerem Maßstabe gehaltener Aufriß einer der Kegelrollen solcher normalen -Rollenlager, an der in punktierten Linien gezeigt ist, wie die Kegelform der Rollen zur Erzielung des gewünschten Freiwinkels abgeändert werden kann, und

Fig. 7 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung'durch den inneren Laufring oder -kegel derartiger normaler Kegelrollenlager, wobei wiederum in punktierten Linien -gezeigt.ist, in welcher Weise die Verjüngung der Kegelfläche vorgenommen werden kann, um- den gewünschten Spielwinkel zu erzielen. " ■ Bei der beispielsweise dargestellten Aus-

führungsform sind die Eisenbahnwagenräder ι auf der Achse 2 befestigt, die sich innerhalb eines Gehäuses 3 dreht, auf dessen Enden die Träger 4 des Wagenrahmens aufsitzen. Zwisehen jedem Ende der Achse und ihrem Gehäuse sitzt ein Rollenlager aus einem Kegeloder inneren Laufring 5, der auf dem drehbaren Achsteil befestigt ist, und einem Lagerbecher oder äußerem Laufring-, der· seinen Sitz in den Enden des Gehäuses 3 findet. Zwischen beiden Laufringen liegen Kegelrollen, die durch einen Käfig 8 im richtigen Abstande gehalten werden. Weiter ist bei der dargestellten Ausführung ein Abstandsringo. zwischen Kegel 5 und Rad 1 vorhanden, der den Laufkegel gegen einen Bundring 10 der Achse 2 angedrückt hält. Der äußere Laufring wird durch einen Ring 11 in seiner Lage gehalten, der durch Kopfschraube 12 am ao Achsgehäuse 3 befestigt ist.

Die bisher beschriebene Konstruktion ist bekannt. Früher waren nun jedoch die Teile der Lager so zueinander bemessen, daß bei nicht belastetem Wagen die Rollen einen Linienkontakt über ihre ganze Länge sowohl mit dem inneren wie mit dem äußeren Laufring ergaben. Die Wagenlast wird durch die Seitenrahmen auf das Achsgehäuse und von hier durch den äußeren Laufring und die obersten Rollen auf den inneren Laufring zur Achse um eine gewisse Strecke einwärts von den Punkten übertragen, wo die Achse durch die Räder abgestützt wird. Ist der Wagen stark genug beladen, so wird die darauf ruhende Last ein Durchbiegen der Achse herbeiführen, und da der innere Laufring der Achse folgt, während der äußere seine waagerechte Lage im Gehäuse beibehält, so erfolgt eine nicht unbeträchtliche Versetzung des inneren Laufkegels gegen den äußeren Laufring oder Lagerbecher. Die Wirkung dieses Versetzens bei der alten Konstruktion besteht in einem Zerstören des Linienkontaktes zwischen den obersten Rollen und dem äußeren Laufring, der doch gerade am besten geeignet ist, die schweren Lasten aufzunehmen, und es wird der Linienkontakt in einen bloßen Punktkontakt verwandelt zwischen der obersten Rolle oder den obersten Rollen und dem äußeren Laufring, trotzdem dieser Punktkontakt bezüglich der Belastungsfähigkeit dem Linienkontakt wesentlich unterlegen ist. Da somit der Linienkontakt bei schwerer Belastung in einen Punktkontakt umgewandelt wird, so nutzen sich Rollen und Laufringe im Gebrauch bei einer der Biegung ausgesetzten Welle rasch ab.

Gemäß der Erfindung ist nun, wenn innerer Laufring 5 und äußerer Laufring 6 in einer Lage sind, in der ihre Achsen genau zusammenfallen, die Berührung zwischen Rollen 7 und einem Laufring über die ganze Rollenlänge vorhanden; dagegen findet die Berührung mit dem anderen Laufringe nur an . einem Ende der Laufringe statt, wie die Fig. ι und 2 zeigen. Kommt die erwartete Last zur Wirkung und wird dadurch die Welle oder Achse gebogen, so versetzt sich der innere Laufring 5 gegenüber dem äußeren Laufring 6 in der beschriebenen Weise. Die Teile des Lagers sind aber nun so bemessen, daß in dieser versetzten Stellung die oberste Rolle einen Linienkontakt über ihre ganze Länge sowohl mit innerem wie mit äußerem Ring herstellt (s. Fig. 3 und 4). Wie in Fig. 5 bis 7 gezeigt ist; läßt sich der zu Anfang vorhandene Spielraum, der für diese Wirkung nötig ist, dadurch erzielen, daß man entweder den Kegelwinkel des Kegels 5^a oder des Bechers oder äußeren Laufringes 6° oder der Rollen 7⁰ eines normalen Rollenlagers ändert, bei dem ein Linienkontakt der Rollen über die ganze Länge sowohl mit innerem wie mit äußerem Laufring dann stattfindet, wenn die Ringteile mit zusammenfallenden Achsen angeordnet sind: Wie Fig. 6 zeigt, kann die Rolle η^α des normalen Lagers dadurch abgeändert werden, daß man ihre Kegelneigung vergrößert entweder durch Vergrößerung des großen Durchmessers, wie durch die punktierte Linie 7⁶ angedeutet, oder durch Verkleinerung des kleinen Durchmessers, wie die punktierte Linie j^c zeigt. Es kann aber der Spielraum nach Fig. 5 in der Weise erzeugt werden, daß man den Becher oder Außenring mit schwächerer Kegelneigung herstellt als den normalen äußeren Ring 6^a, d. h. man. kann entweder seinen kleinen Innendurchmesser vergrößern, wie die punktierte Linie 6^b zeigt, oder seinen größeren Durchmesser verringern entsprechend der punktierten Linie 6^C. In gleicher Weise kann das Spiel auch dadurch erzielt werden, daß man die Kegelneigung des normalen Innenkegels 5" (Fig. 7) verändert, nämlich den kleinen Durchmesser nach Maßgabe der punktierten Linie 5⁶ verringert, oder daß-man den größeren Durchmesser entsprechend der punktierten Linie 5^C vergrößert. In allen Fällen ist der Leitgedanke der, herbeizuführen, daß die obersten Rollen über ihre ganze Länge hin sowohl mit innerem wie äußerem Laufring in Berührung sind, wenn die Achse durch die Last durchgebogen ist. Mit Rücksicht hierauf sollte der anfängliche Spielwinkel der Rollen im wesentlichen gleich dem Winkel sein, um welchen sich die Achse unter Belastung gegenüber dem nicht belasteten Zustände durchbiegt. Durch das Wort »Spielwinkel« soll der Winkel in der Ebene der

gemeinsamen Achse der beiden Laufringe und einer Rolle bezeichnet werden, den ein Element dieser Rolle und ein Element des Laufringes einschließen, mit welchem die Rolle nur an einem Ende in Berührung ist.

Damit die Rolle unter leichter Last, bei welcher die Berührung auf das Rollenende beschränkt ist, der Abnutzung besser widersteht, ist es zweckmäßig, das Rollenende ab-

ίο zurunden, so daß der Berührungspunkt ein merkliches Stück vom äußersten Rollenende weg nach innen gerückt ist. Bei einer solchen Anordnung wird der Berührungspunkt so stark abgestützt, daß ein Schroten oder

1-5 Fressen nicht leicht unter der leichten Last eintreten kann. Dieser Berührungspunkt befindet sich am Ende der Lagerfläche der Rolle und ist als das »Ende der Rolle« für die Bemessung der Stellung und Länge der Berührung zu betrachten.

In der dargestellten Achskonstruktion sind zwei Lager vorhanden, und zwar eines in der Nähe jedes Rades, und sie liegen so, daß ihre Laufkegel die Spitze nach außen kehren.

Diese Anordnung ist aber nur ein typisches Ausführungsbeispiel, und es ist klar, daß die Erfindung auch auf ein Einzellager anwendbar ist und auch auf andere Anordnungen. Die Erfindung ist auch nicht auf Kegelrollenlager beschränkt, sondern auch auf zy- jo lindrische Lager anwendbar, indem man den einen oder anderen Laufring der Rollen kegelig ausführt, um das anfängliche Winkelspiel zu erzielen, das im wesentlichen gleich ist dem Durchbiegungswinkel der Welle bzw. dem Winkel, um welchen sich der Lagerkegel gegen den Lagerbecher kippend versetzt.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Rollenlager mit zwischen einem inneren und einem äußeren Laufring angeordnetem Rollensatz, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (7) beim Zusammenfall der Achsen beider Laufringe (5, 6) mit dem einen Ring (z. B. 5) über ihre ganze Länge hin in Linienberührung stehen, jedoch den anderen Ring nur mit einem Ende berühren, und daß die Rollenerzeugende mit diesem Laufring einen Winkel einschließt, der im wesentlichen der zu erwartenden Durchbiegung oder Ablenkung der Achse des einen Ringes gegen die des anderen bzw. der durch die Lagerbelastung bewirkten Durchbiegung der gelagerten Welle (2) entspricht.
2. 2. Rollenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager als Kegelrollenlager ausgebildet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen