DE935288C

DE935288C - Axial-Zylinderrollenlager fuer die genaue axiale Fuehrung schnell laufender Wellen

Info

Publication number: DE935288C
Application number: DEV4573A
Authority: DE
Inventors: Helmuth Von Dipl-Ing Bezold; Hermann Falk
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1952-05-03
Filing date: 1952-05-03
Publication date: 1955-11-17

Description

Axial-Zylinderrollenlager für die genaue axiale Führung schnell laufender Wellen Gegenstand der Erfindung ist ein Axial-Zylinderrollenlager für die genaue axiale Führung schnell laufender Wellen, das infolge der Kombinationmehrerer, an sich bekannter Konstruktionsmerkmale hierfür besonders geeignet ist.
Die genaue axiale Führung schnell laufender Wellen bereitet große Schwierigkeiten. Besonders bei den Arbeitsspindeln von Werkzeugmaschinen wird dieser Mangel empfunden, und es bedeutet ohne Zweifel einen großen technischen Fortschritt, diesem Mangel wirksam abzuhelfen.
Es sind mehrere Bauarten von Axial-Rollenlagern bekanntgeworden, die jedoch alle zur Lösung der genannten Aufgabe nicht geeignet sind. So ist in Patentschrift 456 196, Kl. 2od, ein Achsrollenlager beschrieben und dargestellt, bei dem ein Axial-Zylinderrollenlager zur Aufnahme der Axialkräfte verwendet wird. Abgesehen davon, daß Achsrollenlager mit einer verhältnismäßig geringen Drehzahl laufen, kommt es hier auch gar nicht auf genaue axiale Führung an. Auch die Bauart nach Patentschrift 821 739 ist weder für hohe Drehzahlen noch für genaue axiale Führung geeignet. Das in der Patentschrift 829 973, Kl. 47b, beschriebene Zylinderrollenlager nimmt Radial- und Axialkräfte auf und dient für die Drehverbindung zwischen Ober- und Unterwagen von Baggern oder Kranen. Alle diese Bauarten sind zur genauen axialen Führung schnell laufender Wellen nicht geeignet; sie sind ja auch unter ganz anderen betrieblichen Voraussetzungen entworfen.
Bei Wellen, welche in radialer und axialer Richtung sehr genau geführt werden müssen, wie dies z. B. bei Arbeitsspindeln von Werkzeugmaschinen der Fall ist, hat nicht nur der radiale und axiale Schlag der Rollbahnen eine große Bedeutung, sondern auch die elastische Verformung, welche unter Belastung an den Berührungsstellen zwischen Rollkörper und Rollbahn auftritt. Außerdem können noch die Laufgenauigkeit beeinflussende Lageveränderungen der Rollbahnkörper eintreten, wenn die Rollkörper bei hohen Geschwindigkeiten durch Fliehkräfte nach außen gedrängt werden oder z. B. bei Axial-Kegelrollenlagern die Rollen sich radial verschieben oder sich, wenn auch nur geringfügig, schräg stellen.
Das erfindungsgemäße Axial-Zylinderrollenlager ist infolge der Kombination von a) einem oder mehreren Borden, an welchen die Rollen mit ihren nach außen gerichteten Seitenflächen geführt sind, b) Rollen von im Verhältnis zum Lagerdurchmesser kleinen Abmessungen, beispielsweise Rollen, deren Durchmesser 1/1s bis 1/3o des Lageraußendurchmessers beträgt, c) gewölbten oder kegeligen Rollenseitenflächen, d) schwach gewölbtem Rollenmantel, e) planparallel geschliffenen Rollbahnscheiben besonders für hohe Drehzahlen und sehr genaue axiale Führung geeignet. Die Rollbahnkörper erhalten vollkommen ebene und parallele Rollbahnen, die sich am wirtschaftlichsten mit sehr großer Genauigkeit herstellen lassen. Die als Rollkörper verwendeten Zylinderrollen haben eine geringere Federung als Kugeln und können mit größerer Genauigkeit als beispielsweise Kegelrollen hergestellt werden. Zylinderrollen verursachen auch keine Lageveränderung der Rollbahnkörper, wenn sie sich radial zwischen den ebenen parallelen Rollbahnen verschieben oder die Achsen der Rollen von ihrer Richtung abweichen.
In der Zeichnung ist ein zweiseitig wirkendes Axiallager der erfindungsgemäßen Bauart dargestellt. Aus Abb. I ist ersichtlich, daß die Rollbahnkörper ebene Scheiben mit genau planparallel geschliffenen, die Rollbahn bildenden Seitenflächen sind. Die Wellenscheibe a hat eine kleinere Bohrung als die beiden Gehäusescheiben b; sie läuft mit der Welle um und wird axial auf der Welle festgespannt. Die Gehäusescheiben b haben einen größeren Manteldurchmesser als die Wellenscheibe a sie werden radial und axial im Gehäuse geführt. Ihre Bohrung ist so groß, daß die Welle sich mit Spiel frei in den beiden Gehäusescheiben bewegen kann.
Die Wellenscheibe a ist mit Führungsborden c versehen, die beispielsweise von einem auf die Wellenscheibe a aufgepreßten oder aufgeschrumpften Ring d gebildet werden. An diesen Borden werden die Zylinderrollen e geführt. Die Rollen e haben vorzugsweise annähernd quadratischen Querschnitt, d. h. der Rollendurchmesser ist etwa gleich der Rollenlänge. Die Seitenflächen f der Rollen e können gewölbt oder kegelig sein, wobei selbstverständlich die Anlauffläche der Borde c in Übereinstimmung mit der Rollenseitenfläche auszubilden ist. Zweckmäßig erfolgt die Anlage zwischen Bord und Rollenseitenfläche so, daß eine hydrodynamische Schmierwirkung zustande kommt. Dadurch, daß die kugelige Seitenfläche der Rolle nur in einer Ebene senkrecht zur Lagerachse mit Linienberührung an der zylindrischen Bordfläche anliegt, bilden sich keilförmige Hohlräume zwischen Rolle und Bord, und es entsteht bei geeigneter Zähigkeit des Schmiermittels ein genügend starker Ölfilm, der die Reibung herabsetzt und Verschleiß verhindert.
Um bei den schnell laufenden Lagern die auf die Rollen wirkenden Fliehkräfte klein zu halten, sind die Lager mit verhältnismäßig kleinen Rollen ausgerüstet; beispielsweise beträgt der Rollendurchmesser etwa 1/1s bis 1/3o des Lageraußendurchmessers. Vorzugsweise erhalten die Rollen einen schwach gewölbten Mantel, so daß die Rollenkanten nicht auf der Rollbahn aufliegen.
Die Rollen c werden in Käfigen h gehalten. Die Käfigtaschen i werden entweder radial von außen gebohrt (Abb.2) oder in axialer Richtung durchgefräst (Abb. 3). Im letzteren Falle sind die Taschen i von ebenen Wänden begrenzt. Die Käfige können entweder auf den Rollen, auf der Welle oder auf einer Scheibe geführt sein.
Die Führungsborde c können statt an der Wellenscheibe auch an den beiden äußeren Scheiben angebracht sein. Ferner kann, wie Abb.4 zeigt, das Lager so ausgebildet sein, daß die Mittelscheibe b' im Gehäuse festgespannt ist und stillsteht, während die beiden äußeren Scheiben a' auf der Welle sitzen und mit dieser umlaufen. Schließlich kann diese Konstruktion auch für einseitig wirkende Axiallager Anwendung finden.
Auf vielen Gebieten, hauptsächlich bei Arbeitsspindeln von Werkzeugmaschinen, liegt ein großes Bedürfnis vor für Lager, die zur genauen axialen Führung schnell laufender Wellen geeignet sind. Mit dem erfindungsgemäßen Axial-Zylinderrollenlager wird diese Aufgabe zufriedenstellend gelöst.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Axial Zylinderrollenlager für die genaue axiale Führung schnell laufender Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß infolge der Kombination von a) einem oder mehreren Borden, an welchen die Rollen mit ihren nach außen gerichteten Seitenflächen geführt sind, b) Rollen von im Verhältnis zum Lagerdurchmesser kleinen Abmessungen, beispielsweise Rollen, deren Durchmesser 1/15 bis 1/3o des Lageraußendurchmessers beträgt, c) gewölbten oder kegeligen Rollenseitenflächen, d) schwach gewölbtem Rollenmantel, e) planparallel geschliffenen Rollbahnscheiben die Lager besonders für hohe Drehzahlen und sehr genaue axiale Führung geeignet sind.
2. Axial-Zylinderrollenlager nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage zwischen Rollenseitenflächen und Führungsbord so ausgebildet ist, daß eine hydrodynamische Schmierwirkung zustande kommt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 829 973, 821739, 456 196, 359 465; britische Patentschrift Nr. 677 687.