DE537156C - Selbsteinstellendes Rollenlager - Google Patents

Description

Rollenlager mit selbsteinstellenden Rollensystemen sind bereits bekannt. Der Zweck solcher Ausführungen ist, Durchbiegungen der Welle bzw. des Zapfens, auf dem die Lager angeordnet sind, oder Montageungenauigkeiten auszugleichen. Die Rollen haben hierbei statt einer zylindrischen 'eine gewölbte Form oder die Form einer Tonne und werden in einer Rollenreihe angeordnet; für den gleichen Zweck werden auch zweireihige Pendelrollenlager hergestellt, d. h. solche Lager, bei denen sich die Innenringe mit Rollen in den kugelförmigen Laufbahnen der Außenringe selbst einstellen können.

Diese Rollenlagerarten weisen erhebliche Konstruktionsschwierigkeiten auf, und sie besitzen im Vergleich zu den üblichen Lagern mit zylindrischen Rollen eine geringere Tragfähigkeit.

Es ist nun schon äußerst schwierig, mit den üblichen technischen Hilfsmitteln einreihige Rollenlager derart herzustellen, daß die Achsen der Rollen mit der Lagerachse genau parallel laufen, um eine annähernd gleichmäßige Berührung auf der ganzen Rollenmantellinie herbeizuführen; auf noch größere Schwierigkeiten stößt man bei der Bearbeitung, wenn man von der Ausführung eines einreihigen Rollenlagers zu einem zweireihigen Lager übergehen will, besonders wenn es sich um Herstellung in großen Mengen zu niedrigen Preisen handelt.

Die Erfindung bezieht sich auf ein einreihiges, selbsteinstellendes Rollenlager, dessen Fabrikation sich in einer normalen Rollenlagerfabrik ohne Schwierigkeiten durchführen, läßt und das erhöhte Lebensdauer und Be-triebssicherheit auch unter schwierigsten Arbeitsbedingungen gewährleistet.

Nach der Erfindung besitzen die durch einen geeigneten Käfig getrennten Rollen im wesentlichen die Form einer Tonne; sie be-• stehen aus zwei zueinander gleichachsigen Hälften mit gekrümmten Erzeugenden, deren Gleichachsigkeit entweder durch den bereits erwähnten Käfig oder durch einen Mittelbolzen gewährleistet wird. Die Berührung zwischen den Mantelflächen der Rollenhälften und den Laiifbahnen der Ringe erfolgt an vier Stellen, die auf den Erzeugenden der gekrümmten Flächen liegen, und zwar ungefähr in der Mitte jeder Rollenhälfte. Die Tangenten in den Berührungsstellen sind zur Rollenachse etwas geneigt, so daß die von außen auf das Lager wirkende Belastung eine geringe axiale Komponente erzeugt, die bestrebt ist, die beiden Rollenhälften einander zu nähern.

Zwischen den Hälften jeder Rolle ist ein nachgiebiges Zwischenstück eingeschaltet, das die geringe, durch die Lagerbelastung erzeugte Komponente aufnimmt; hierdurch werden etwaige Ungenauigkeiten in der Ausführung in der Weise ausgeglichen, daß die Lagerbelastung sich auf sämtliche Rollen der belasteten Zone in entsprechender Weise verteilt, also auf jede belastete Rolle stets genau der entsprechende Belastungsanteil entfällt.

In der Praxis kann das nachgiebige Zwischenstück aus einer dauernd deformierbaren

Scheibe, ζ. B. einer Kupferscheibe, oder aus einer federnd deformierbaren Scheibe, ζ. Β einer Gummischeibe, oder auch, aus geeigneten Federn bestehen, wobei diese Organe einzeln oder auch kombiniert verwendet werden können. Das zwischen den beiden Rollenhälften eingeschaltete nachgiebige Organ ermöglicht unter dem Einfluß der auf das Rollenlager wirkenden Belastung die Annäherung der ίο Rollenhälften, bis die vorher angeführte Verteilung der Belastung erreicht wird. Infolge dieser Annäherung wirken auch die Beanspruchungen des Materials auf verschiedene und veränderliche Abwälzdurchmesser; demnach wird nicht nur die Lauffläche des Außenringes durch die Verschiebung und Verteilung der Rollenberührungsstellen auf verschiedene Kugelkreise, sondern auch die Lauffläche des Innenringes in veränderlichen Abschnitten beansprucht; denn die axiale Komponente der Radialbelastung deformiert das zwischen den gegenüberliegenden Stirnflächen der beiden Rollenhälften eingeschaltete nachgiebige Organ so, daß die dem Höchstdruck unterworfenen Rollen sich in Richtung der Rollenachse zusammenschieben, wodurch sich die Rollenhälften der Mittelebene des Lagers nähern.

Die ,Größe dieser Axialkomponente wird selbstverständlich in engen Grenzen gehalten, indem man den Winkel, der durch eine Tangente zur Rollenmantellinie an der Berührungsstelle mit der Rollenmittelachse gebildet wird, in zweckmäßiger Weise beschränkt. Die 35' Größe des Winkels muß den Abmessungen der Rollen und des Lagers angepaßt werden. Bei dem den Gegenstand der Erfindung bildenden Lager strebt die am meisten beanspruchte Rolle danach, sich unter Belastung in dem durch die Nachgiebigkeit des zwischen den Rollenstirnflächen eingeschalteten Organs zulässigem Maße zu verschieben, wenn auf diese Rollen ein größerer Anteil der Lagerbelastung entfällt, als es durch ihre geometrische Stellung zur Belastungsrichtung bedingt wäre. Mit anderen Worten: Es ist eine Annäherung in der Längsrichtung der beiden Rollenhälften infolge der Belastungsverteilung gleichwertig einer Verringerung des tatsächliehen Abwälzdurchmessers der im Scheitel (d. h. an der am meisten beanspruchten Stelle) des Lagers liegenden Rolle und demnach gleichwertig einer Erhöhung des axialen Anpressungsdruckes der Rollenstirnflächen. Bei Unrundhcit der Laufringe sowie bei geringen Unterschieden in den Rollendurchmessern wird somit durch das Nachgeben der Zwischenorgane ein Ausgleich geschaffen.

Die vorliegende Erfindung ergibt demnach die folgenden wesentlichen Vorteile: billige Herstellung in Anbetracht der Möglichkeit weiterer Toleranzgrenzen, ferner erhöhte Lebensdauer des Lagers infolge der selbsttätigen Belastungsverteilung und schließlich die Möglichkeit einer Wiederverwendung der im Betrieb abgenutzten Lager durch Nachschleifen deT Laufbahnen sowie Wiederanpassung der nachgiebigen Zwischenstücke.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen des den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden Rollenlagers beispielsweise dargestellt.

Abb. ι stellt einen Schnitt einer Ausführungsform des Lagers dar.

Abb. 2 zeigt einen ähnlichen Schnitt einer anderen Ausführungsform, bei der das nachgiebige, zwischen den beiden Rollenteilen eingeschaltete Organ aus einer federnden gewellten Scheibe besteht.

Abb. 3 zeigt den Schnitt einer weiteren Ausführungsform, bei der die Verbindung der beiden Rollenhälften durch eine Schraubenfeder hergestellt ist, die auch als nachgiebiges Organ zwischen den beiden Rollenstücken wirkt. .

Abb. 4 veranschaulicht einen Schnitt der Ausführungsform, bei der der Rollenkäfig zwischen den beiden Hälften einer jeden Rolle hindurchgeht und von dem. die Rpllenteile zusammenhaltenden Bolzen durchquert wird, während . die nachgiebigen Organe zwischen dem Käfig und den entsprechenden gegenüberliegenden Stirnflächen der beiden Rollenhälften angeordnet sind.

In Abb. ι bezeichnet 1 den Außenring des Lagers, dessen Lauffläche 1' durch eine Kugelfläche, deren Mittelpunkt mit dem Punkte! des Lagers zusammenfällt, gebildet wird. 2 bezeichnet den Innenring, dessen Lauffläche 2' ehe Rotationsfläche ist; die Erzeugende dieser Fläche ist ein Bogen, dessen Radius dem der Kugelfläche 1' des Außenringes gleich ist. 4 bezeichnet die beiden Rollenhälften, deren Erzeugende gekrümmte Linien sind; die Mittelpunkte liegen in B bzw. B' und sind so gewählt, daß die Stellen der Berührung zwischen Rollen und Laufbahnen auf den Erzeugenden der Laufflächen des Innen- bzw. des Außenringes liegen. Die zusammengesetzten Rollenhälften weisen annähernd die Form einer Tonne auf.

Die Rollenhälften werden durch den Bolzen s gleichachsig erhalten; der Bolzen wird in die axialen Aussparungen 6 der Rollenteile, wie dargestellt, eingeführt.

Das gleiche Ergebnis läßt sich auch durch geeignete Vertiefungen in dem Käfig 7 zur Aufnahme der Rollciitcüe erzielen. Zwischen den beiden gegenüberliegenden Enden der beiden Rollenteile ist die Scheibe 8 eingeschaltet, die aus einem Material hergestellt ist, das sich unter Belastung entweder dauernd

deformiert (z. B. Kupfer) oder federt (Gummi o. dgl.)·

Auf der Zeichnung ist der Innenring 2 mit seitlichen Schultern (Borden) versehen, die ausschließlich als Führung zum Zentrieren des Käfigs dienen und deshalb bei der Aufnahme der Belastung keine Rolle spielen.

Bei der Ausführung nach Abb. 2 besteht dieses nachgiebige Organ aus einer gewellten Metallscheibe, deren Wellungen das Nachgeben unter Belastung und das elastische Rückfedern gestatten.

Bei der Ausführung nach Abb. 3 erfolgt die axiale Verbindung der beiden Rollenteile anstatt durch den Bolzen 5 durch eine Schraubenfeder 5', die auch als nachgiebiges Zwischenstück wirkt. Hler kann auch noch eine Scheibe 8' aus nachgiebigem Material (z. B. Kupfer) verwendet werden, die jedoch erst nach einem bestimmten elastischen Nachgeben der Schraubenfeder in Wirkung tritt.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 4 ist der Käfig 7, in dem die Vertiefungen zur Aufnahme der Rollenteile 4 vorgesehen sind, zwischen diesen Rollen angeordnet; er wird am axialen Verbindungsbolzen 5 der zweiteiligen Rollen durchquert.

Zwischen den gegenüberliegenden Flächen der Rollenteile und dem Käfig ist das z. B. durch eine Schalenfeder gebildete nachgiebige ' Organ eingeschaltet.

Die Form und die baulichen Einzelheiten des Lagers können selbstverständlich innerhalb weiter Grenzen von dem beschriebenen und dargestellten Beispiel abweichen, ohne deshalb den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   I. Einreihiges, selbsteinstellendes Rollenlager, bei welchem jede Rolle in zwei Hälften mit Tonnenprofil geteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rolle in zwei mit Bezug auf die mittlere Querebene symmetrische Teile geteilt ist, zwischen die in an sich bekannter Weise ein nachgiebiges Organ eingeschaltet wird, wobei ferner das Profil dieser beiden Teile so gewählt ist, daß die radiale Außenbelastung eine Komponente erzeugt, die bestrebt ist, die beiden Hälften entgegen der Wirkung des nachgiebigen Organs einander zu nahem.
2. 2. Rollenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührung zwischen den Mantelflächen der beiden Rollenhälften und den Laufflächen der Ringe an vier Stellen der betreffenden Erzeugenden erfolgt und die sich berührenden Bögen ungefähr in der Mitte einer jeden Rollenhälfte liegen und die Tangenten in den Berührungspunkten etwas zur Rollenachse geneigt sind, so daß eine geringe axiale Komponente der Lagerbelastung entstehen kann, die die Annäherung der beiden Rollenhälften derart bewirkt, daß das elastische Organ zusammengedrückt wird.
3. 3. Rollenlager nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rollenhälften durch einen Bolzen, auf dem sie sich verschieben können, axial verbunden sind.
4. 4. Rollenlager nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen durch eine Schraubenfeder ersetzt ist, die das Bestreben hat, die Rollenmantelflächen mit den Laufbahnen am Außen- und Innenring stets in Berührung zu halten, und die unter der Wirkung der Komponente der Lagerbelastung zusammengedrückt wird, so daß die Annäherung der beiden Rollenhälften ermöglicht wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen