-
Zweireihiges Rollenlager und Werkzeug für dessen Zusammenbau Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf zweireihige Rollenlager der Bauart, die ein äußeres und
ein inneres ringförmiges Lagerelement mit dazwischenliegenden Rollen umfaßt, deren
Durchmesser @ in der Längsrichtung abnimmt, deren Längsachse gegen die Längsachse
des Lagers schräg gestellt ist, und die durch an den Lagerelementen vorgesehene
einerseits Rollbahnen und andererseits Leitflächen axial in beiden Richtungen festgehalten
sind. Damit die in dieser Weise ausgeführten zweireihigen Rollenlager als marktfähige
Einheiten ausgeformt werden können, die unmittelbar zum Einbau auf einer Welle bzw.
in einem Lagergehäuse fertig sind, sind die Lager gemäß dem Schweizer Patent 265
925 des Erfinders mit Rollenkäfigen zur Sicherstellung der gegenseitigen Umfangslage
der Rollen ausgestattet. Diese Rollenkäfige sind aus zwischen den Rollen vorgesehenen
Distanzstücken und einem diese Distanzstücke lediglich auf der Außenseite des Lagers
verbindenden Haltering zusammengesetzt. Die Distanzstücke sind so geformt, daß sie,
in axialer Richtung gesehen, einen Teil von größerer Breite im Innern des Lagers
besitzen, als ein anderer näher an der Stirnseite des Lagers gelegener Teil breit
ist. Auf diese Weise erhält man, eine Wechselwirkung zwischen den einzelnen Teilen
des Rollenkäfigs und den Rollen, indem der Rollenkäfig die gegenseitige Lage der
Rollen sichert, während diese den Rollenkäfig im Lager festhalten. Gemäß dem genannten
Patent sind die Distanzstücke und der Haltering für diesen Zweck als getrennte Elemente
ausgeführt, die erst dann miteinander verbunden werden, wenn die Distanzstücke zwischen
die Rollen eingeführt worden sind.
-
Die Erfindung bezweckt eine verbesserte Ausführung der Rollenkäfige,
so daß sie in das Lager eingesetzt werden können ungeachtet dessen, daß
die
Distanzstücke und das ringförmige Halteorgan im voraus als zusammenhängende Einheit
ausgeführt sind. Hierdurch wird der Zusammenbau des Lagers vereinfacht. Dies wird
im wesentlichen dadurch erzielt, daß der Rollenkäfig aus Distanzstücken zusammengesetzt
ist, welche, in axialer Richtung gesehen, eine zum Lagerinnern hin zunehmende Breite
entsprechend der Form der Lücke zwischen den Rollen auf der einen Seite der Längsachse
der Rollen aufweisen, und welche lediglich auf der Stirnseite des Lagers mit einem
ringförmigen Halteorgan verbunden sind, und daß der Rollenkäfig als eine Einheit
ausgeführt ist, in der die Distanzstücke so Hausgeformt sind, daß sie sich beim
Zusammenbau des Lagers nach einer elastischen Verformung des Halteringes zwischen
die Rollen einführen lassen.
-
Die Erfindung soll nachstehend an Hand der in den Zeichnungen beispielsweise
gezeigten Ausführungsformen näher beschrieben werden, und dabei sollen auch weitere
die Erfindung kennzeichnende Eigenschaften angegeben werden.
-
Fig. i ist ein Längsschnitt durch ein gemäß der Erfindung ausgeführtes
zweireihiges Rollenlager; Fig. 2 zeigt einen Teil des Lagers in demselben Schnitt
wie die Fig. i, aber in größerem Maßstab; Fig.3 zeigt zwei Rollen mit dazwischenliegendem
Distanzstück in einem Schnitt nach einem Zylinder mit der zur Lagerachse parallelen
Erzeugenden 111-III gemäß der Fig. 2 und in einer Ebene ausgebreitet; Fig. d zeigt
ein Lager gemäß einer etwas Ausführungsform und Fig.5 einen Schnitt durch den Rollenkäfig
längs der Linie V-V der Fig. q.; Fig.6 ist ein Schnitt durch ein Lager gemäß einer
weiteren Abwandlung des Erfindungsgedankens; Fig. 7 schließlich ist ein Längsschnitt
durch ein Werkzeug für den Einbau des Rollenkäfigs in das Lager.
-
In der Zeichnung bezeichnet io den Innenring und 12 den Außenring
des Lagers. Beide Ringe sind als ungeteilte Einheiten um den Umkreis herum und vorzugsweise
auch in axialer Richtung ausgeführt, so daß sie somit jeweils aus einem einzigen
Stück bestehen. Zwischen den beiden Ringen sind zwei Reihen kegelstumpfförmiger
oder im wesentlichen kegelstumpfförmiger Rollen 14 eingesetzt. Diese stützen sich
an ihren Großkanten mittels in bekannter Weise zweckmäßig schwach konvex sphärischen
Stirnflächen 16 auf einer zentralen, ringförmigen Rippe 18 am Außenring 12 ab. Letzterer
hat zwei Roll- oder Laufbahnen 2o keeeliger oder annähernd kegeliger Form, deren
Durchmesser in Richtung zur Mitte des Außenringes hin zunimmt. Der Innenring io
hat gleichfalls zwei kegelförmige oder annähernd kegelförmige Roll- oder Laufbahnen
22, eine für jede Rollenreihe, deren Durchmesser in der Richtung zur Mitte des Ringes
zunimmt. Die Laufbahnen 2o, 22 für eine Rollenreihe ebenso wie die kegelstumpfförmigen
Flächen der Rollen konvergieren so, daß sie einen Teil der Mantelfläche von Kegeln
bilden, deren Spitzen in einem gemeinsamen Punkt auf der Lagerachse zusammenfallen.
Dieser Punkt ist auf derselben Seite von der Lagermitte gelegen wie die betreffende
Rollenreihe. Hieraus ergibt sich, daß die Lage der Rollen 14 in beiden Richtungen
axial festgelegt ist.
-
Um Rollen in gewünschter Anzahl einbauen zu können, wird der äußere
Lagerring einer elastischen Verformung unterworfen, während gleichzeitig in ihm
der Innenring eine außermittige Lage erhält. Die Rollenbahnen 2o können bei gewissen
Lagertypen vor .den nach außen gewendeten Stirnflächen der Rollen aufhören, und
zwar infolge Wegnahme von Werkstoff in entsprechendem Ausmaße von dem Außenring
12, wie bei 24 angedeutet ist. Hierdurch wird das Einführen von Rollen in erforderlicher
Anzahl erleichtert, denn der in dieser Weise abgeflachte Außenring 12 läßt eine
stärkere Verformung zu. Da die Rippe 18 in einem Stück mit dem Außenring 12 ausgeführt
ist, besitzt er einen sog. Freischlupf 25 für die Schleifscheibe, dessen Größe so
bestimmt wird, claß die Berührungslinie der Rollen am Außenring im wesentlichen
dieselben Beanspruchungen ergibt wie am Innenring io und daß die Berührungslinie
in der Hauptsache symmetrisch zur Rollenlänge liegt.
-
Die gegenseitige Lage der Rollen 14 jeder Reihe wird durch je einen,
allgemein mit 26 bezeichneten Rollenkäfig sichergestellt. jeder Rollenkäfig ist
bei der Ausführungsfortn gemäß den Fig. i bis 3 zusammengesetzt aus zwischen die
Rollen eingeschobenen Distanzstücken 28 und einem geschlossenen Ring bzw. einer
geschlossenen Scheibe 30. Diese Teile sind in einem Stück ausgeführt. Der Haltering
3o besitzt größere Ausdehnung in radialer als axialer Richtung, und sein innerer
Umfang ist vorzugsweise nach rückwärts abgeschrägt ausgebildet, so daß der Ring
durch eine am Innenring io vorgesehene Fläche 32 zentriert wird. Hierbei kann eine
Anzahl über den Umfang verteilter Einfüllöffnungen 3:I für Schmiermittel am Innerumfang
des Halteringes vorgesehen sein.
-
In dem fertig zusammengebauten Lager befinden sich die Distanzstücke
28 in einigem Abstand von der Rollenlaufbahn 22 auf dem Innenring. Dort liegen sie
oder wenigstens ihr Hauptteil radial gesehen innerhalb der Mittelachse 36 der Rollen
14. Innerhalb dieses Bereiches erweitert sich der Zwischenraum zwischen ihnen in
axialer Richtung vom Haltering 3o aus und nach innen zur Mitte des Lagers in zylindrischen,
durch die Mittelachse des Lagers gelegt gedachten Schnitten, wie aus der Fig. 3
ersichtlich ist. In dieser Figur ist die Erweiterung für jede der beiden Rollen
mit a bezeichnet. Die Lücke zwischen zwei Rollen erweitert sich in zu dem Zylinderschnitt
III-III konzentrischen Schnitten in der Richtung von der Mittelachse 36 der Rollen
zu dem Innenring io hin, und ferner wächst a in derselben Richtung. Wenn nun die
Distanzstücke 28 eine Form haben, die der Lücke zwischen den Rollen in dem soeben
beschriebenen Sinne angepaßt ist, so kann 6ffensichtlich
der Rollenkäfig
26, nachdem er in seine vorgesehene Lage im Lager gebracht worden ist, diese Lage
während des Betriebes' des Lagers nicht mehr verlassen. Die Distanzstücke können
an ihrem dem Haltering 3o am nächsten liegenden Teil bis zur Mittelachse 36 reichen,
ziehen sich dann aber in radialer Richtung von ihr zurück in dem Maße, wie sie tiefer
in das Lager hineinragen.
-
Andererseits kann dann der Rollenkäfig 26 aber auch nicht in der Form,
die er an sich hat, zwischen die Rollen 14 eingesetzt werden. Es hat sich jedoch
als möglich erwiesen, den Rollenkäfig so auszuformen, claß er nach einer elastischen
Verformung in das Lager eingesetzt werden kann, um danach seine Aufgabe in voll
zufriedenstellender Weise zu erfüllen. Zu diesem Zweck wird der Haltering 30 aus
einem Werkstoff ausgeführt, der seine Ausbiegung in die in Fig.2 mit strichpunktierten
Linien angezeigte Lage gestattet, ohne daß dabei die Streckgrenze des Werkstoffs
überschritten wird. Diese Ausbiegung wird dadurch zustandegebracht, daß der Haltering
3o an seinen äußeren und inneren Partien um den Umkreis herum gemäß den Pfeilen
P wirkenden Kräften ausgesetzt wird. Hierbei werden die Distanzstücke 28 nach einwärts
verschwenkt, bis ihre freie Außenkante ungefähr der Laufbahn 22 gemäß Fig. 2 gegenüber
liegt. Nachdem die freien Enden der Distanzstücke zwischen die Rollen eingeschoben
worden sind, wird das ern#i ß den Pfeilen P wirkende Moment verkleinert,
g und der Haltering geht in seine ursprüngliche Form entsprechend den ausgezogenen
Linien der Fig.2 zurück. Wie aus den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, wird
dieses Einführen der Distanzstücke 28 von der radialen Innenseite der Rollen aus
ermöglicht durch die eigenartige Form der Lücken zwischen den Rollen. In der Endlage
folgen die Distanzstücke mit einem gewissen Gleitsitzspiel der Mantelfläche der
Rollen.
-
Falls der Rollenkäfig in Übereinstimmung mit Fig. i in einem Stück
ausgeführt ist, muß er aus einem Werkstoff mit hoher Elastizitätsgrenze, wie edellegierter
Bronze, bestehen. Die Distanzstücke und der Haltering können aber auch aus verschiedenem
Werkstoff hergestellt sein, erstere beispielsweise aus Lagerbronze und letzterer
aus Stahlblech. Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 sind die Distanzstücke
38 an den Enden mit Zapfen 40 versehen, die in Öffnungen 42 im Haltering 44 eingreifen
und an dessen Außenseite vernietet sein können. Um einem Mitdrehen der Distanzstücke
38 infolge des auf sie von den Rollen her einwirkenden Reibungsmomentes vorzubeugen,
können die Öffnungen 42 unrund ausgeführt sein, beispielsweise rechteckig mit größter
Erstreckung in der Umfangsrichtung gemäß Fig. 5.
-
Wie in Fig. 6 veranschaulicht, kann der Haltering aus aufeinanderliegenden
Blechringen 46 zusammengesetzt sein. Hierdurch wird die Beanspruchung, der die schräg
gestellten Distanzstücke 38 während des Einbaus ausgesetzt werden, besonders niedrig.
In diesem Fall kann der Haltering aus verhältnismäßig weichem Eisenblech bestehen,
und trotzdem ist die erforderliche elastische Verformbarkeit und Stärke des Halters
gewährleistet.
-
Es hat sich gezeigt, daß die Beanspruchungen, denen die einzelnen
Teile des Halteringes beim Betrieb des Lagers durch dieEinwirkung derFliehkraft
und auch durch Ungleichförmigkeit im Gang der Rollen infolge unausweichlicher Abweichungen
in ihren genauen Abmessungen auch unter den denkbar schwierigsten Verhältnissen
nur ganz ungefährliche Werte erreichen.
-
Das in Fig. 7 veranschaulichte Werkzeug umfaßt eine Hülse o. dgl.
48 mit in axialer Richtung verhältnismäßig langen, ringförmig angeordneten Fingern
5o. Diese Finger stehen gewöhnlich etwas schräg einwärts zur Mittellängsachse des
Werkzeugs, lassen sich aber von einem Element 52 nach außen pressen. Dieses Element
52 ist in der Hülse 48 an einer Fläche 54 geführt und bei 56 in die Hülse eingeschraubt.
Durch Einschrauben des Elementes 52 in die Hülse 56 werden die Finger 5o bzw. an
diesen vorgesehene Wulste 58 auf das verdickte Ende 6o der Hülse 52 gezwungen und
so zum Eingriff mit ihren Ansätzen 62 hinter die Innerkante der Halteringscheibe
30 (44 bzw. 46) gebracht. Damit ist die Lage dieser Kante festgelegt. Wenn daher
eine äußere Hülse 64, die eine Leitfläche 66 an der Außenseite der Hülse 48 besitzt
und von einer Mutter 68 betätigt wird, mit ihrer Kante 70 zu dem Außenumfang
des Halterings 30 hinbewegt wird, wird der Ring den Kräften P gemäß der Fig. 2 ausgesetzt
und erfährt dadurch die für den Einbau erforderliche Ausbiegung.
-
Nachdem die Distanzstücke 28 bzw. 38 zwischen den Rollen eingesetzt
sind, wird, wie bereits oben erwähnt, das ausbiegende Moment aufgehoben, und zwar
indem die äußere Hülse 64, gesehen wie in der Fig. 7, nach links geführt wird, woraufhin
die Distanzstücke nach außen zurückgehen. Schließlich wird das Element 52 axial
verschoben, so daß die Finger 50 einwärts federn können, bis ihre Ansätze
62 den Haltering 30 freigeben. Infolge dieser radialen Bewegung der Finger
50 wird während des Zusammenbaus des Lagers für, das Werkzeug nur der geringe
axiale Platz benötigt, der von den Ansätzen 62 eingenommen wird.
-
Die Distanzstücke können hohl oder aus zu der vorgesehenen Form zurechtgebogenem
Blech ausgeführt werden. Die Fig. 7 veranschaulicht nur den Leitgedanken für die
Ausformung des Werkzeugs, das somit in bezug auf seine Einzelheiten von vorbekannter
Beschaffenheit sein kann. Es ist auch denkbar, die Erfindung auf doppelreihige Rollenlager
zu übertragen, bei denen die größeren Stirnflächen der Rollen nach außen gewendet
sind und daher von Flanschen geleitet werden, die wohl der ringförmigen Rippe 18
entsprechen, aber auf die Außenseiten des Lagers verlegt sind: In diesem Fall wächst
die Lücke zwischen zwei Rollen in der Richtung zum Lager hin gemäß dem Zylinderschnitt
111-11I (Fig. 2) bei dem Teil der Rollen, der in radialer Richtung gesehen außerhalb
ihrer Mittelachse gelegen ist. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform muß der
Roll.enhaltering in entgegengesetzter
Richtung als bei der gezeigten
Ausführungsform ausgebogen werden, so daß die Distanzstücke also radial auswärts
geschwenkt werden. Die Erfindung ist auch übertragbar auf doppelreihige Rollenlager
mit sphärischer Lauffläche auf dem Außenring, wo der Durchmesser der Rollen ebenfalls
in der Längsrichtung wechselt, indem er zur Mitte des Lagers hin zunimmt, während
gleichzeitig die Längsachse der Rollen im Verhältnis zur Längsachse des Lagers schräg
gestellt ist.