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Vereinigte Kugellagerfabriken Aktiengesellschaft, Schweinfurt Die
Laufflächen von Rollenlagern, insbesondere von Ring-Zylinderlagern mit zylindrischen
Rollen, werden schon bei theoretisch einwandfreier Kraft-Übertragung durch Querbelastung
an den Kantenübergängen höher beansprucht als in der Mitte der Laufflächen. Deshalb
ist es besonders bedenklich, wenn zu dieser Überbeanspruchung noch Kantenbeanspruchungen
kommen, sei es infolge von Einbauungenauigkeiten oder als Folge von Achsendurchbiegungen.
lm Bereich der Kanten entsteht dadurch Ül)erbela@stung des Werkstoffes, die eine
vorzeitige Ermüdung de.s Lagers zur Folge !hat, sofern es nicht zu unmittelbarer
Zerstörung des Lagers kommt. Man hat schon versucht, solche Überbeanspruchungen
dadurch zu verhindern oder ein.zuschränken, daß man die Kanten der Laufflächen .durch
besondere Bearbeitung verrundet oder abschrägt, wobei der mittlere Teil der Fläche
zylindrisch bleibt. Solche Maßnahmen haben zwar zur Folge, daß die spezifische Beanspruchung
an den Kanten vermindert wird, es ist aber schwierig, die Kegeligkeit oder Balligkeit
der Laufflächen genau maßhaltig herzustellen, weil der Kegelwinkel meist sehr klein
und .der Halbmesser der Balligkeit sehr groß sein muß. Es gelingt dann nur durch
besonders sorgfältige und naturgemäß teuere Bearbeitung, den zylindrisch bleibenden
Teil der Lauffläche auf
eine bestimmte Länge auf genaues Maß zu
bringen.
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Vorliegende Erfindung vermeidet die erwähnten Nachteile dadurch, :daß
auf eine besondere, spatial)hel>ende Bearbeitung zur Erlangung eines günstigen Laufflächenumrisses
verzichtet wird. Statt dessen werden die Rollkörper und Laufringe an den Kantenübergängen
mit einer geringeren Härte versehen. Dadurch entsteht die Wirkung, daß bei Auftreten
von Kantenüberlastungen an diesen Stellen ein Ausbrechen oder eine Übermüdung verhindert
wird. Eine weitere Folge der Härteverminderung ist die während ,des Laufs bzw. der
Verkantung sich @selbsttätig ergebende bleibende Verformung im Bereich der höher
beanspruchten Kanten, so daß dann schließlich örtliche Maßänderungen und demzufolge
Minderbelastung an diesen Kanten entstehen, ohne daß sich im Bereich der eigentlichen
Laufflächen nachteilige Veränderungen ergeben. Die Lagerluft wird durch diese Maßnahme
nicht vergrößert.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in :den Zeichnungen
dargestellt.
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Fig. i zeigt in Ansicht eine Ausführungsform bei einem Rollkörper;
Fig. i a zeigt das Schaubi,td@ der Oberflächenhärte dieses Rollkörpers; Fig.2 zeigt,
ebenfalls in Ansicht, den gleichen Rollkörper, jedoch nach Betriebsbeanspruchung;
Fig.3 zeigt als weitere Ausführungsform einen Laufring im Schnitt; Fig. 3 a zeigt
das Schaubild der Oberflächenhärte in der Laufbahn dieses Laufringes; Fig. 4 zeigt
eine Einrichtung zur Verminderung der härte an den Kanten eines Rollkörpers.
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In Fig. i ist die zylindrische Lauffläche a durch die Kanten b begrenzt.
Um diese Kanten vor überheanspruchung zu schützen, sind sie in einer gewissen Ausdehnung,
wie durch die schraffierten Dreiecksflächen c dargestellt, mit verminderter Härte
versehen. Es entstehen auf diese Weise an den Kanten ringförmige Zonen mit dem Querschnitt
der Dreiecke c und einer gegenüber dem Gesamtkörper der Rtylle geringeren Härte.
Der Verlauf der Härte über die zylindrische Lauffläche und im Bereich der Kanten
geht aus dem Schauhild Fig. i a hervor, dessen Ordinaten die Härtewerte und dessen
Abszissen eine Projektion von Fig. t darstellen.
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In Fig. 2 ist gezeigt, wie sich die Rollkörper im Bereich der Kanten
nach eingetretener betriebsmäßiger Belastung bleibend verformen können. Es entstehen
auf diese Weise die beiden mehr oder weniger abgeschrägten Zonen d.
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In Fig. 3 ist die Erfindung auf die Laufbahn eines Innenlaufrings
angewandt. Hier handelt es sich um die Kanten e, deren Härte wie bei den Rollkörpern
von Fig. i vermindert ist gegenüber dem Gesamtkörper f des Laufrings. Fig. 3 a zeigt
den Härteverlauf schaubildlich, entsprechend der Darstellung von Fig. i a.
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In Fig. 4 ist -beispielsweise eine Einrichtung zur Verminderung der
Härte an den Kanten von Rollkörpern h dargestellt, bei denen Über die Kanten eine
gewisse Zeit lang die Innenflächen zweckentsprechend .gestalteter Aussparungen einer
geheizten Platte i gebracht werden.
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Es lassen sich natürlich auch andere Mittel und Verfahren zur Anwendung
,der Härteverminderung anwenden. So werden z. B. bei Laufringen zweckmäßig zangenförmige
Körper eine bestimmte Zeit lang gegen die Kanten der Laufbahnen gedrückt, wobei
.diese Körper die Form von Ringstücken haben und geheizt sind.
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Die Verminderung der Härte selbst erfolgt am einfachsten durch einen
Anlaßvorgang, wobei es notwendig werden kann, die nicht anzulassenden Flächen durch
Kühlung oder andere Mittel vor Erhitzung zu schützen.
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Die Verminderung der Härte an den Kanten ergibt bei der Schleif- und
Polierbearbeitung der Laufflächen im Anschluß an den Anlaßvorgang im Bereich .der
Kanten einen größeren Werkstoffabhub. .Die dadurch bewirkte Maßänderung an den Laufflächen
hat ihrerseits eine Minderbeanspruchung an diesen Stellen zur Folge.
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Aber auch nachträglich kann, z. B. durch Einrollen oder Einwalzen,
vorzugsweise, indem das Lager vor Inbetriebnahme einer Vorbelastung unter Verkantung
unterworfen wird, an den Stellen, deren Härte herabgesetzt worden ist, die bea:bsichtigte
bleibende Verformung und Maßänderung hervorgebracht werden.
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In besonderen Fällen ist es ohnehin zweckmäßig, ein Rollenlager einer
Laufprüfung zu unterwerfen. Bei dieser Gelegenheit kann dann auf irgendeine einfache
Weise die Lagerbelastung in der Weise auf das Lager zur Wirkung gebracht werden,
dßß sich die Ebene des Außenringes während des Laufesgegenüber der Ebene des Innenringes
um einen gewissen Betrag periodisch neigt, damit bei dieser Art Vorbelastung ein
Einwalzen im Bereich der in der Härte verminderten Kanten des Lagers erzielt wird.
Dieser Vorgang stellt an sich keine besonderen Ansprüche an Genauigkeit der Herstellung
und Nachprüfung und, ist mit einfachen Mitteln durchzuführen.
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Die Erfindung wird zweckmäßigerweise vorwiegend an den Kanten der
meist belasteten oder besonders gefährdeten Laufflächen, z. B. an den Rollkörpern,
angewandt und ist nicht beschränkt auf Ringzylinderlager, sondern bei allen Rollenlagern
anwendbar, bei denen mit einer Menbeanspruchung von Kanten an Laufflächen zu rechnen
ist.