DE854607C

DE854607C - Waelzlager mit in zwei oder mehrere Teile geteiltem Innen- und/oder Aussenlaufring

Info

Publication number: DE854607C
Application number: DEA1860A
Authority: DE
Inventors: Charles Antony Ablett
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1940-05-11
Filing date: 1950-06-10
Publication date: 1952-11-06
Also published as: FR1023314A

Description

Wälzlager mit in zwei oder mehrere Teile geteiltem Innen- und/oder Außenlaufring Die Erfindung bezieht sich auf Kugel- und Rollenlager, und zwar auf solche Wälzlager, bei denen der Innen- oder Außenlaufring oder beide Laufringe geteilt sind.
Die Erfindung ist insbesondere auf Kugel- und Rollenlager für Wellenleitungen, Achslager u. dgl. und auf solche Wälzlager anwendbar, wie sie bei den Lafetten von Kanonen, Torpedorohren, Scheinwerfern, Entfernungsmessern u. dgl. gebraucht werden.
Gemäß der Erfindung bestehen zwischen den ein, zelnen Teilcri der Laufringe, die aus Stahd hergestellt sind, dessen Gefüge in Umfangsrichtung parallel zur Laufbahn verläuft, im eingebauten Zustand enge Spalte. Geteilte Innenlaufringe werden gemäß der Erfindung unter Belassung der engen Spalte zwischen den einzelnen Teilen, indem diese kürzer ausgeführt werden, als dem Wellenumfang entsprechen würde, mittels außerhalb der Laufbahnen angeordneter Klemmeinrichtungen auf die Welle aufgeklemmt. Werden Außenlaufringe geteilt ausgeführt, so können die engen Spalte gemäß dier Erfindung durch an den Stirnseiten der Teile des Außenlaufrings in der Nachbarschaft des Außendurchmessers belassene Ansätze oder Blechzw ischenr lagen an dieser Stelle sichergestellt werden. Um einen allmählichen Übergang der Wälzkörper von einem Laufringteil über die Fuge zum anderen Laufringteil zu gewährleisten, werden die Spalte gemäß der Erfindung schief zur Lagerachse oder in V-Form angeordnet.
Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
Die Erfindung ist an .Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Fig. i zeigt eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines Rollenlagers gemäß der Erfindung; Fig. 2 ist ein Schema eines Kugel- und Rollenlagers, das zeigt, wie sich die Belastung des Lagers auf die einzelnen Kugeln bzw. Rollen aufteilt; Fig. 3 ist ein Schema des unteren Teils des Lagers gemäß der Erfindung und zeigt das Zusammenwirken der Teile im Betrieb; Fig.4 ist ein ähnliches Schema wie Fig.3 und zeigt ein anderes Stadium des Zusammenwirkens; Fig. 5 ist ein Schema des Verlaufs der Gefügestruktur in den Laufringteilen; Fig. 6 ist ein Schema einer anderen Lagerkonstruktion ; Fig.7 ist eine perspektivische Ansicht einer von der in Fig. i gezeigten abweichenden Befestigungseinrichtung; Fig. 8 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 7 von einer weiteren Konstruktion.
In Fig. i sind die Rollen a in einem geteilten, aus zwei Teilen b und c bestehenden Käfig angeordnet. Der Innenlaufring ist aus zwei Teilend und d' mnit den Trennflächen d" hergestellt, die so schräg verlaufen, daß ein allmählicher Übergang der Rollen a von einem Teil des Laufrings zu dem anderen über die Fuge gewährleistet ist. Der Außenlaufring besteht aus den Teilen e und e'. Die Enden dieser Lauf -ringteile sind, um einen allmählichen Übergang der Rollen über die Fuge zu gewährleisten:, schnabelförmig ausgebildet. Erfindungsgemäß ist jeder Laufringteil aus Bandstahl, Stabstahl od. dgl. hergestellt, wobei je nach Belastung Stahd mit geringem Kohlenstoffgehalt ohne oder mit aufgekohlter Lauffläche, Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt oder legierter Stahl Verwendung findet. Das Material wird gebogen oder in anderer Weise dazu gebracht, eine gebogene, im wesentlichen halbzylindrische Form zu bilden, und dann, gehärtet und geschliffen.
Die Innenlaufringteile d, d' sind an den Enden der Flächen d" mit Ansätzen f, f'versehen, durch die mit Muttern g' versehene Schrauben g hindurchgehen. Diese Schrauben dienen .dazu, nach dem Einbau der Teile die Ansätze f und f' zusammenzuspannen und dadurch den Laufring auf der Welle festzuhalten. Die Innenfläche des Laufrings d, d' ist zu der Welle passend geschliffen.
Die beiden Hälften bzw. die Teile des Innenlaufrings sind etwas kürzer hergestellt, als .dem Umfang der Welle an der Lagerstelle entspricht, so daß, wenn sie durch die Schrauben g auf der Welle aufgeklemmt werden, zwischen den Laufringteilen an den Stoßstellen enge Spalte übrigbieiben. Die Laufringteile d, d' sind aus Stahlrohlingen hergestellt, die vor dem Wegarbeiten des Metalls zur Bildung der Ansätze f, f', wie bereits beschrieben, in eine halbzylindrische Form gebogen sind, so daß sich das Gefüge des Metalls in Umfangsrichtung erstreckt. Der Gefügeverlauf kann aus dem in Fig. 5 gezeigten Schema ersehep werden, (las eine Wiedergabe eines metallographischen Schnitts ist, und zeigt, wie die das Gefüge des Metalls bildenden verlängerten bzw. deformierten Kristalle mit ihrer Längsachse in die Flächen d" hinein verlaufen. Dies ist in Verbindung mit den Spalten ein wichtiges Merkmal der Erfindung, wie jetzt näher erläutert wird.
Fig. 2 zeigt eine Welle k mit den darauf befestigten Laufringteilen d und d', die über die Rollen a in den Außenlaufringteilen e und e' laufen. Wenn die Belastung der Welle k durch den Pfeil n dargestellt ist, sind die Druckkräfte zwischen den unteren Rollen und dem diese Last übertragenden Innenlaufring durch die Pfeile W dargestellt. Es ist ers4chtlich, daß in dem angenommenen Fall die Last auf fünf Rollen aufgeteilt ist. Da sich der Innenlaufring mit der Welle k dreht, passieren die Spalte zwischen den beiden Hälften des Laufrings nacheinander jede der fünf Rollen, wie es in Fig.3 und 4 gezeigt ist. Fig. 3 zeigt den Augenblick, wo die Hinterkante des Innenlaufringteils d die Rolle a gerade verläßt. Hierbei drückt die Last, die von der Rolle .a aufgenommen wird, auf die Hinterkante der Laufbahn, und wenn dort .dank der Fuge zwischen den beiden Hälften der Laufbahn kein Spalt zwischen den Teilen d, d' wäre, würde an diesem Punkt eine übermäßige Beanspruchung des Metalls eintreten, was an der Kante zum Ausbröckeln des Metalls führen würde. Tatsächlich kann sich jedoch das Metall des Laufrings d infolge des kleinen, zwisehen den beiden Teilen d, d' gelassenen Spalts in den Spalt hinein ausbauchen, wie in stark übertriebener Weise durch die bogenförmige Linie p angedeutet ist. Anders ausgedrückt, gibt das Metall an der Ecke in dem Augenblick, wo die Rolle auf diese drückt, etwas nach, da es in den. Spalt ausweichen kann, und die Belastung der Rolle wird verringert. Die von der Rolle nicht aufgenommene Last wird dabei auf die anderen, sich nicht über einem Spalt befindlichen Rollen aufgeteilt, die einen kurzen Augenblick einen größeren Teil der ganzen Last tragen müssen. Überdies nimmt die Rolle a außer dem Teil, der gerade den Spalt passiert, ihren vollen Anteil an der Belastung auf, da die Rolle a nicht gleichzeitig über die ganze Breite-des Spalts rollt, weil die Fugen zwischen den beiden Hälften der Laufbahn schräg verlaufen, so daß der Übergang Tiber die Länge der Rolle allmählich stattfindet.
Wenn die Rolle, #wie in Fig. 4 dargestellt, auf die andere Seite des Spalts übergetreten ist, kann sich, wie bei p' angedeutet, das, Metall der Laufbahn d' ein wenig ausbauchen, wodurch die Belastung an dieser Kante der Laufbahn vermindert wird. Es würde nicht allein genügen, Spalte zwischen den Laufbahnteilen vorzusehen, da das Metall der Laufbahn, falls das Gefüge parallel mit der Achse der `Felle k verlaufen würde, noch zum Zerfallen neigen würde. Aber da das Metallgefüge, wie in Fdg. 5 dei Zeichnung gezeigt, in den Spalt hinein verläuft, kann, wie bereits erwähnt, ein Ausbauchen, wie bei p, p' angedeutet, ohne Neigung zum Zerfallen des Gefüges stattfinden. Überdies muß in diesem Zusammenhang daran erinnert werden, daß die Laufringteile d, d' so fest auf die Welle aufgespannt sind, daß sie sich im Grunde des Spalts satt auf der Welle abstützen, und wegen dieser festen Unterstützung der Laufringteile können auch die anderen Rollen des Lagers ihren momentan höheren Anteil der Last weich aufnehmen.
Die satte Abstützung der Laufringteile wird überdies dadurch unterstützt, daß die Schrauben g die Teile auf der Welle festhalten, und nicht unter der Wirkung der Zentrifugalkraft nachgeben.
Gewöhnlich müssen geteilte Laufringe bei niedrigeren Geschwindigkeiten oder unter geringeren Belastungen laufen als durchgehende Laufringe. Geteilte Laufringe gemäß der Erfindung können jedoch ohne Schaden bei hohen Geschwindigkeiten und unter schweren Belastungen laufen. Die Verwendung von Schrauben g und :Muttern g' zum Zusammenziehen der Teile hat gegenüber der Verwendung von Keilen, wie es vordern vorgeschlagen worden war, bei hohen Geschwindigkeiten zu befriedigenden Ergebnisseil geführt. Bei Keilen war festgestellt worden, claß diese dazu neigen, unter der Wirkung hoher Geschwindigkeit aus ihrer Lage zu schlüpfen.
Aus allen diesen Gründen ist die beschriebene Konstruktion, unbeachtet der Tatsache, daß die Laufbahnen des Innenlaufrings geteilt sind, für hohe Gescliw indigkeiten und schwere Belastungen geeignet. Gleich gute Ergebnisse werden mit geteilten Außenlaufringen erreicht. Das Problem der Teilung der Außenlaufbahn ist jedoch, wie sich vorstellen läßt, nicht so schwer wie bei der Innenlaufbahn, weil in dem Fall, wo sich die Außenlaufbahn nicht dreht, die Fugen zwischen den zwei Teilen des Außenlaufrings so angeordnet werden können, daß sie an einem Punkt liegen, wo auf die Rollen oder Kugeln des Lagers keine Belastung kommt. In diesem Fall können deshalb die Außenlaufbahnen e, e', falls erwünscht, ohne einen solchen Spalt wie zwischen den Teilen d, d' tiergestellt werden.
In dem Fall jedoch, wo sich die Außenlaufbahn dreht, lassen sich die bereits in Verbindung mit den Innenlaufbahnen angestellten Betrachtungen auch auf diese anwenden. Fig. 6 zeigt ein solches Beispiel. Hier sind ein feststehender Achsstummel r mit nichtrotierenden Laufbahnen ,s, s' und rotierende Außenlaufbahnen t, t' angenommen, wobei letztere in der Nabe v eines schweren, rotierenden, das Lager tragenden Teils befestigt sind.
In diesem Fall ist gemäß der Erfindung an der Nahtstelle zwischen den Außenlaufringteilen t, t'ein Spalt gelassen. Um die Bildung des Spalts sicherzustellen, könnte jedes der Teile t, t' einen schmalen Absatz 7v aufweisen, oder es könnte, um die Hälften der Außenlaufbahn an der Stoßfuge auseinanderzuhalten, eine Blechzwischenlage oder irgendeine andere Einrichtung vorgesehen sein.
Fig. 7 zeigt eine Konstruktion, bei der die Innenlauf ringe d, d' statt wie in Fig. i mit Hilfe von Ansätzen f, f' dadurch auf der Welle festgespannt werden, daß sie mit den geteilten und durch Schrauben z zusammengezogenen Ringen y, y' zusammenwirken. Die Außenlaufbahnen e, e' und Rollen a entsprechen der Fig. i, und ebenso wie dort ist zwischen den Stirnflächen d" der Laufringteile d, d' ein Spalt gelassen. Die Ringe y, y' sind so gestaltet, daß sie in an den Seiten der Laufringteile d, d' gebildete Nuten passen. Außerdem sind sie, wie bei y" gezeigt, ausgenommen, so daß sie an ihren der Innenlaufbahn abgewendeten Kanten statt auf der Welle aufsitzen und die Schrauben z beim Anziehen die Ringe y, y' kräftig auf die Laufringteile d, d' spannen und diese damit dicht auf die Welle pressen.
Die in Fig.8 gezeigte Konstruktion ist der in Fig. 7 dargestellten ähnlich. Gleiche Teile sind in den Figuren gleich bezeichnet. In Fig. 8 sind die Klemmringteiley, y jedoch im Schnitt rechteckig, und statt daß sie in Nuten der Innenlaufringteile d, d' eingreifen, umspannen sie zylindrische Ansätze dieser Innenlaufringteile. Die Klemmringteile y, y' der Fig. 8 haben keinen Teil, der sich direkt auf der Welle abstützt, auf der das Lager befestigt ist.
Obwohl die Erfindung an Hand von Rollenlager darstellenden Beispielen näher erläutert ist, wird es ohne weiteres verständlich sein, daß sie sich in gleicher Weise auf Kugellager anwenden läßt.
Als Spaltbreite würden an der Oberfläche der Laufbahn zweieinhalb Tausendstelmillimeter ausreichend sein; in der Praxis werden im allgemeinen jedoch etwa fünf Hundertstelmillimeter verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Wälzlager mit in zwei oder mehrere Teile geteiltem Innen- und/oder Außenlaufring, dadurch gekennzeichnet, daß im eingebauten Zustand zwischen den Teilen (d, d'; e, e) mindestens eines der Laufringe enge Spalte bestehen und die Teile aus Stahl hergestellt sind, dessen Gefüge in Umfangsrichtung parallel zur Laufbahn verläuft.
2. Wälzlager nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenla.ufringteile (d, d') durch eine mit Schrauben (g bzw. z) angezogene Klemmeinrichtung auf die Welle bzw. Achse aufgeklemmt sind.
3. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung aus den Innenlaufring (d, d') beiderseits der Innenlaufbahn umgebenden, aus zwei oder mehreren Teilen (y, y') bestehenden, mittels Schrauben (z) zusammengezogenen Klemmringen besteht. :I.
Wälzlager nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die engen Spalte an den Stoßfugen der mit Übermaß in das Lagergehäuse bzw. die Nabe (v) eingepreßten Außenlaufringteile (t, t') durch Ansätze (w) in der Nachbarschaft des Außendurchmessers der Laufringteile oder durch Zwischenlagen aus Blech od. dgl. an dieser Stelle sichergestellt wird.
5. Wälzlager nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalte schief zur Lagerachse verlaufen, und zwar derart, daß ein allmählicher Übergang der Wälzkörper von einem Laufringteil über die Fuge zum anderen La-ufringteil gewährleistet wird.
6. Wälzlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die engen Spalte, in Ridhtung auf die Laufbahn gesehen, V-Form aufweisen.
7. Wälzlager nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (d, d'; e, e'; s, s'; t, t') mindestens eines der geteilten Laufringe aus gewalztem Stahl bestehen, der in Walzrichtung entsprechend der Krümmung,des Laufrings .gebogen und nach dem Biegen bearbeitet, gehärtet und auf Paßsitz geschliften ist. B.
Wälzlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenlaufringteile (d, d') aus gewalztem Stahl bestehen, der in Wa.lzrichtungentsprechend der Krümmung des Laufrings gebogen und nach dem Biegen bearbeitet, gehärtet und auf Paßsitz geschliffen ist.
9. Wälzlager nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des geteilten Laufrings aus gewalztem Bandstahl bestehen. io. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Weite des Spaltes von zweieinhalb bis siebeneinhalb Hundertstelmillimeter für ein 5o-Millimeter-Lager bis zu siebeneinhalb bis zwanzig Hundertstelmillimeter für ein variiert.