SE433655B - Hallare for ett koniskt rullager - Google Patents

Description

s1o7e79-9 2 10 15 20 25 30 ss' 40 elasticitet. Dessa begränsningar kräver installation av kransringen på könen med kransringsbryggorna spridda, dvs. något böjda, eftersom annars passerar inte kransringen över rullarna som ligger kring konen. I och med att krans- ringen och rullarna ligger kring konen, sträckes bryggorna under pressning.

Detta kräver mycket speciell utrustning. Frånvaron av väsentliga elastiska rörelser hos stålet innebär också formgivningsbegränsningar.

För att förenkla hopsättningen och öka formgivningsmöjligheterna har vissa lagertillverkare utnyttjat kransringar gjutna av lämpliga polymer- hartser. Dessa kransringar är inte enbart billigare i sig utan de är också mycket enklare att installera på grund av sin flexibilitet. Men för att kunna ge lämplig styrka och tillräckliga egenskaper för att hålla kvar rullarna har de polymerkransringar som hittills utvecklats varit rela- tivt stora med bryggor som ofta överskrider halva diametern av rullarna.

Som ett resultat därav krävs för framställning av dessa kransringar en väsentlig mängd polymerharts. Dessutom ökar den stora yta som dessa bryggor uppvisar mot rullarna kontaktkrafterna mellan rullarna och kransringen och lämnar mindre fritt utryme för smörjmedel, vilket icke är önsk- värt. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en krans- ring för ett koniskt rullager, vilket är billigt att framställa och enkelt att installera.

. Således tillhandahållas genom föreliggande_uppfinning ett koniskt rull- lager innefattande en inre bana med en utåtriktad konisk rullbana; en yttre bana med en inâtriktad konisk rullbana som omger rullbanan av den inre banan, och ett flertal rullar anordnade i en rad mellan de två rullbanorna, där de axiella centrumlinjerna för rullarna definierar en delningscirkel; en för- bättrad kransring för att bibehålla rätt avstånd mellan rullarna, där krans- ringen är formad som en enhet av ett syntetiskt harts och vilken innefattar: åtminstone en slutring som omsluter den inre banan och löper över ändytorna av rullarna vid ena änden av raden av rullar och bryggor, vilka är utformade i ett stycke med och skjuter ut från slutringen in i utrymmena mellan när- liggande rullar, varvid bryggorna ligger bortom delningscirkeln för att vara närmare rullbanan för den yttre banan än rullbanan för den inre banan och vilka har sidor som är vända mot de avstympade konytorna av de koniska rullarna, där varje sida innefattar inre och yttre fasade ytor, vilka är huvudsakligen plana och skär varandra, och där den inre ytan är placerad nännare den inre banan än den yttre ytan och uppvisar en större vinkel i förhållande till del- ningscirkeln så att den yttre ytan sträcker sig längre över sidytan av den när- stående rullen än den inre ytan, varvid rullarna är säkert kvarhållna i den inre banan av kransringen då den inre banan och den yttre banan separeras. 10 l5 20 25 30 35 40 3 8107079-9 Kransringen enligt föreliggande uppfinning har utmärkande rullkvarhållande egenskaper. Kransringen tjänar till att fördela smörjmedlet av lagret enhet- ligt över ytorna av rullarna och i lämplig tjocklek. Dessutom upptar inte kransringen väsentligt mycket större del av lagrets inre än en pressad metall- kransring. Kransringen har tillräcklig styrka och flexibilitet för att medge lätt installering över en lagerkon och rullar och är idealisk för självverkande hjullager av den koniska rulltypen.

I de medföljande ritningarna, vilka är en del av beskrivningen och vari samma nummer och bokstäver hänför sig till samma delar varän de finns med- tagna. _ Fig. l är en tvärsnittsbild av en enkel rad koniska rullager; utrustad med en kransring, vilken är konstruerad i enlighet med föreliggande uppfinning.

Fig. 2 är en perspektivbild av kransringen, varav delar är borttagna och vilken visas i tvärsnitt; ' Fig. 3 är en tvärsnittsbild tagen längs linjen 3-3 i fig. 2; Fig. 4 är en tvärsnittsbild tagen längs linjen 4-4 i fig. 3; Fig. 5 är en tvärsnittsbild tagen längs linjen 5-5 i fig. 3; och Fig. 6 är delar av en planvy av kransringen tagen längs linjen 6-6 i fig. 5 och vilken visar utformningen av en av rullfickorna och bryggorna, vilka utgör konturen av dem. ' Med hänvisning till ritningarna (fig. l och 2) anger B ett koniskt rullager, vilket till största del är konventionell till sin struktur förutom att det har en förbättrad kransring C, vilken är gjuten av ett polymerharts med låg vikt.

Medan lagret B är ett enkelradslager av den typ som vanligtvis användes vid hjulen av automatiska fordon, bör det påpekas redan från början att kransringen C är lämplig för varje typ av koniska rullager, vars rullar är på tillräckligt avstånd från varandra för att kunna hysa en kransring av ficktyp.

Förutom kransringen C innefattar lagret B en kon 2, en kåpa 4 och koniska rullar 6 arrangerade i en enkel rad mellan konen 2 och kåpan 4. För att kunna hysa rullarna 6 är konen 2 utrustad med en konisk rullbana 8, medan kåpan 4 på samma sätt är utrustad med en konisk rullbana l0, vilken är placerad direkt motstâende och omgivande rullbanan 8 av konen 2. Konerna av de tvâ rullbanorna 8 och l0 är sådana att om dessa rullbanor skjutes ut till sina respektive spetsar kommer dessa spetsar att ligga vid en gemensam punkt längs rotationsaxeln X för lagret B. Dessutom har konen 2 en belastningslist l2 vid den stora diameteränden av rullbanan 8 och en hållarring l4 vid den lilla diameteränden.

De stora diameterändarna hos rullarna 6 ligger an mot belastningslisten 12 då lagret B är belastat, och denna list hindrar inte enbart rullarna 6 från att pressas ut från utrynmet mellan konen 2 och kåpan 4 utan i begränsad omfattning 8107079-9 4 l0 15 20 25 30 35 40 tjänar den även till att bibehålla rullarna 6 orienterade i rätt vinkel i för- hållande till axeln X. Hållarlisten l4 hindrar helt enkelt rullarna 6 liksom kransringen C från att glida av från konen 2, då konen 2 och kåpan 4 är sepa- rerade. _ 1 Kransringen C, liksom rullarna 6, upptar det ringformiga utrymnet mellan konen 2 och kåpan 4 och syftar huvudsakligen till att upprätthålla rätt avstånd mellan rullarna 6 så att de kan förbli jämnt fördelade längs rullbanorna 8 och 10, då lagret B är i drift. Den hjälper också till att hålla rullarna 6 rätt orienterade. Dessutom kvarhåller kransringen C rullarna 6 på konen 2, då konen 2 och kåpan 4 separeras så att konen 2, dess komplement till rullarna 6, och kransringen C förenas till en enhet känd såsom en konenhet. Kransringen C hjälper till vid fördelningen av smörjmedlet inom lagret B på så sätt att den sprider smörjmedlet till en hydrodynamisk smörjmedelsfilm på sidytorna av rullarna 6 och för smörjmedlet mot de större ändarna av rullarna 6 och ytan av belastnings- listen l2, mot vilken de stora ändarna ligger an. 2 Kransringen C är fonnsprutad av ett polymert harts med hög styrka, en viss flexibilitet och möjlighet att motstå en odämpad lager-driftstemperatur av åtmin- stone l2l,l°C. En lämplig polymer är vännestabiliserad nylon 6/6, vilken är ett vanligt, kommersiellt tillgängligt, termoplastiskt harts. Dessutom formas krans- ringen C som en enhetlig enhet och uttages från formen som en sådan. fKransringen C innefattar huvudsakligen (fig. 2-6) en ring 20 med stor diameter, en ring 22 med liten diameter och bryggor 24, vilka sträcker sig mellan de två ringarna 20 och 22 och är placerade med jämnt avstånd från varandra för att förse kransringen C med fickor 26 för rullarna. Storleken och utformningen av fickorna 26 är sådan att de kan mottaga rullarna 6 relativt löst, även om de omsluter dem tillräckligt för att jämnt fördela rullarna kring konen 2. Då rullarna 6 är sålunda mottagna omger ringen 20 med stor diameter belastningslisten l2 och sträcker sig utöver de stora ändytorna av rullarna 6 (fig. l). Ringen 22 med liten diameter omger å andra sidan hâllarlisten l4 och sträcker sig utöver de små ändytorna av rullarna 6. Bryggorna 24, vilka förenar de två ringarna 20 och 22, passar mellan rullarna 6 och tjänar till att skilja rullarna 6 från varandra med jämnt avstånd längs rull- banorna 8 och l0. Diametrarna för de två ringarna 20 och 22 är sådana att bryggorna 24, vilka sträcker sig mellan dem, vanligtvis följer konen för de axiella centrum- linjerna av rullarna 6. I detta avseendet beskriver de axiella centrumlinjerna av rullarna 6, då lagret är i drift, en imaginär kon med sin spets vid de gemensanma spetsarna av rullbanorna 8 och l0. Varje cirkel längs denna kon är känd som en delningscirkel P (fig. l, 4 och 5). Således har delningscirkeln P nära ringen 20 med stor diameter en större diameter än delningscirkeln P nära ringen 22 med liten diameter. Bryggorna 24 av kransringen C ligger helt bortom delningscirkeln P i vilket plan denna än lägges och är inte större i tvärsnittstjocklek än ca 30-40 % lO l5 20 25 30 35 40 5 8107079-9 av rulldiametern i samma tvärsnittsplan.

De utåtriktade ytorna av bryggorna 24 är i jämnhöjd med den utåtriktade ytan av ringen 22 med liten diameter och samma gäller för de inåtriktade ytorna av bryggorna 24 och ringen 22 med den lilla diametern (fig. 3). Dessutom konar de utåt- och inåtriktade ytorna av bryggorna 24 bort från lager- och kransringsaxeln X och är i allmänhet parallella längs hela längden av bryggorna 24 även om de yttre ytorna närmar sig varandra nära ringen 20 med stor diameter. I området kring kanterna, men inte kring centran, blir bryggorna 24 allmänt parallella med axeln X och bildar smala triangelformade segment 28 av en imaginär cylinder med sitt centrum vid axeln X. De inätriktade ytorna av bryggorna 24 kvarhåller emellertid samma koning hela vägen till den stora ringen 20. På grund av närvaron av dessa triangelformade segment 28 avtar bryggorna 24 inåt mot den stora ringen 20, vilken ger upphov till svaga reliefer 30 vid förbindningen mellan bryggorna 24 och den stora ringen 20.

Vid de ställena där bryggorna 24 övergår i den stora ringen 20 har de triangel- formade segmenten 28 längs de utåtriktade ytorna av bryggorna 24 ungefär samma diameter som den inâtriktade ytan av den stora ringen 20 och de inåtriktade ytorna av bryggorna 24 är ställda inåt från de inâtgâende ytorna av den stora ringen 20.

För att säkert förena bryggorna 24 till den stora ringen 20 sträcker sig relativt smala förbindningslister 32 från den senare till de förra. Relieferna 30 och de utformningar som de skapar är nödvändiga för att medge uttagning av kransringen C från den tvådelade teleskopformade fonnen i vilken den kan formas.

Sidorna av bryggorna 24 utgör sidorna av rullfickorna 26 och varje sida inne- fattar en avfasad inre yta 34 och en avfasad yttre yta 36, där den senare är place- rad längre från delningscirkeln P än den förra (fig. 5). Vidare är de bägge ytorna 34 och 36 plana och skär varandra längs en linje 38 för att ge upphov till en allmänt V-formad försänkning 40. De två ytorna 34 och 36 motsvarar i kombination allmänt de koniska sidoytorna av rullarna 6, vilka rullar mottages vid fickorna 26, och tangerar allmänt sidoytorna av rullarna 6. Dessutom är innerytan 34 och ytter- ytan 36 placerade så att konvergenta eller kilformade hålrum leder upp till tangent- punkten från kanterna av dessa ytor. Medan innerytorna 34 följer längs hela längden av bryggorna 24 försvinner de yttre ytorna på grund av närvaron av de triangel- formade segmenten 28 kort innan den stora ringen 20. De yttre ytorna 36 vilka upp- visar en mindre vinkel mot delningscirkeln P än innerytorna 34 tjänar som klackar för att öka kvarhållningsegenskaperna för kransringen C. Med avseende på radien r vilken härrör från rotationsaxeln X och passerar genom centrum för bryggorna 24, är de yttre avfasade ytorna 36 placerade med en väsentligt större vinkel än de inre avfasade ytorna. Normalt ligger vinkeln m av de inre avfasade ytorna 34 mellan 20 'och 300 medan vinkeln n av de yttre avfasade ytorna 36 ligger mellan 40 och 500, där de föredragna vinklarna beror på och varierar med specifika lagringsgeometrier.

Således kvarhâlles rullarna 6 vid sina små diameterändar av såväl de inre som de 8lÛ7Û79f-9 e l0 l5 20 25 30 35 40 yttre avfasade ytorna 34 och 36 av kransringsbryggorna 24, medan vid sina stora diameterändar kvarhâlles rullarna 6 huvudsakligen av de inre avfasade ytorna 34.

Slutligen uppvisar den lilla ringen 22,bredvid ställena där bryggorna 24 skär denna/ufgröpningar 42 (fig. 5 och 6), vilka följer den allmänna konturen-av de av- fasade ytorna 34 och 36 på sidorna av bryggorna 24 och sträcker sig längs dessa ytor, varvid de i begränsad omfattning förlänger dessa ytor in i stomnen av den lilla ringen 22. Urgröpningarna 42 tjänar som kanaler för att medge olja att cir- kulera runt rullarna 6, vilket gör det möjligt för rullarna att pumpa smörjmedel mot sina ändytor med stor diameter och belastningslisten 12 mot vilken dessa änd- ytor ligger an. Urgröpningarna 42 eliminerar vidare varje tendens för änden av rullfickorna 26, dvs. ytorna av fickorna 26 längs den lilla ringen 22, att styra rullarna 6.

Lagret B kan hopsättas på ungefär sanma sätt som beskrivits i US patent- skriften 4.l36.9l6. Men enligt denna patentskrift tvingas rullarna, efter det att polymerkransringen placerats i en fixtur, in i rullfickorna och kransringen greppar tag om rullarna och håller dem på plats medan konen tvingas in genom dem. Krans- ringen C greppar inte lätt tag om rullarna 6 på grund av placeringen av bryggorna 24 bortom delningscirkeln och närvaron av de kraftigt avfasade yttre ytorna 36 längs dessa bryggor. För att förhindra att rullarna 6 faller ut från kransrings- fickorna 26 placeras en plugg med rullmottagande spår som vetter mot dess perifera yta i kransringen C, då rullarna 6 placeras. Denna plugg borttages då konen 2 föres in i kransringen C. Naturligtvis böjer sig kransringen C på grund av sin flexibili- - tet och elasticitet för att anpassa sig till den temporära förflyttningen av rullarna 6 då den konhållande listen l4 passerar genom dem.

Vid drift av lagret B roteras kransringen C mellan kåpan 4 och konen 2 och följer komplementet av rullarna 6 då dessa rullar längs rullbanorna 8 och l0 av konen 2 respektive kåpan 41 Bryggorna 24 av kransringen C, vilka är placerade mellan närliggande rullar 6 garanterar att rullarna 6 är skilda från varandra med jämna avstånd längs rullbanorna 8 och l0. Eftersom kransringen C är relativt tunn, dvs. inte mer än ca 40 % av diametern av rullarna 6 ger den upphov till lämpligt utrymme kring rullarna 6 för lagersmörjmedlet att cirkulera i. Det faktum att de avfasade ytorna 34 och 36 är plana och allmänt tangerar sidoytorna av rullarna 6 förhindrar de två avfasade ytorna 34 och 36 att precis motsvara konturen av rullarnas sidoytor.

Som en följd därav kan smörjmedel som föres längs sidoytorna passera in i de konver- gerande utrynmena mellan de inre och yttre avfasade ytorna 34 och 36, å ena sidan, och rullarnas sidoytor å andra sidan, där det reduceras till en filmtjocklek som är idealisk för smörjning av ytorna av rullarna 6. Med andra ord ger den tangentiella kontakten mellan ytorna 34 och 36 och rullarna 6 upphov till en smörjmedelskil eller hydrodynamisk smörjmedelsfilm, vilket är en mycket pålitlig smörjmedelsteknik.

I motsats därtill kan ytor som precis följer konturen av rullarna och vilka slutar 10 7 8107079-9 med skarpa hörn skumna av praktiskt taget allt smörjmedel från sidoytorna av rullarna så att sidoytorna i stort sett utarmas på smörjmedel under drift av lagret B. Vidare tenderar de V-formade försänkningarna 40 vid bryggorna 24 att innesluta smörjmedel och därvid bibehålla tjockleken av smörjmedelsfilmen.

Slutligen om lagret B plockas sönder och konenheten hanteras våldsamt, komer rullarna 6 att kvarhàllas i kransringen C trots den våldsamma behandlingen. I detta avseende ligger de yttre avfasade ytorna 36 längs sidorna av bryggorna 24 över rullarna 6 och minskar väsentligt bredden av rullfickorna 26. Som en följd därav har kransringen C väsentligt större kapacitet att kvarhålla rullarna än hittills producerade polymerkransringar.

Claims (9)

8107079-9 10 15 20 25 30 35 40 S

1. l. Ett koniskt rullager (D) innefattande en inre bana med en utåtriktad konisk rullbana (8) liksom en belastningslist (12), vilken skjuter ut utåt vid den breda änden av den koniska rullbanan (8), en yttre bana med en inåtriktad konisk rullbana (10) som omger rullbanan av den inre banan; och ett flertal rullar (6) anordnade i en rad mellan de två rullbanorna, där de breda ändarna av rullarna ligger an mot belastningslisten och där de axiella centrumlinjerna för rullarna definierar en delningscirkel (P); en kransring (C) utformad som en enhet av ett syntetiskt harts och vilken innefattar en stor slutring (20) som omsluter den inre banan vid belastningslisten och löper över de breda ändytorna av rullarna (6), en liten slutring (22) samt bryggor (24), vilka är utformade i ett stycke med och löper mellan slutringarna in i utrymmena mellan närliggande rullar, k ä n n e- t e c k n a t av att bryggorna (24) ligger fullständigt bortom delningscirkeln (P) så att de ligger närmare rullbanan (10) för den yttre banan än rullbanan (8) för den inre banan, och vilka har sidor som är vända mot de avstympade konytorna av de koniska rullarna (6), där varje sida innefattar inre (34) och yttre (36) fasade ytor, vilka är huvudsakligen plana och skär varandra, och där den inre ytan (34) är placerad närmare den inre banan än den yttre ytan (36) och uppvisar en större vinkel i förhållande till delningscirkeln (P) så att den yttre ytan sträcker sig längre över sidytan av närstående rullar än den inre vtan, och där såväl de inre fasade ytorna (34) på vardera sidan om en rulle (6) och de yttre fasade ytorna (36) på vardera sidan om en rulle (6) är placerade på avstånd från varandra och i övrigt belägna så att de kvarhåller den rullen och förhindrar den från att förflytta sig väsentligen från rullbanan (8) av den inre banan, då den inre banan och den yttre (banan separeras.

2. Rullager enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att slutringen (22) som sträcker sig över de små ändarna av rullarna (6) uppvisar, där den förenas med bryggorna (24), kanaler (42), vilka sträcker sig genom den från dess inâtriktade till dess utåtriktade yta.

3. Rullager enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att de inre fasade ytorna (34) sträcker sig längs hela längden av motsvarande brygga (24) men att de yttre avfasade ytorna (36) inte gör det.

4. Rullager enligt krav 3, k ä n n e t e c k n att av att de utåtriktade ytorna av bryggorna (24) på kransringen (C) konar bort från den lilla slutringen (22), och längs sina kanter vidare sluttar inåt från den utåtriktade ytan av den stora ringen (20).

5. Rullager enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att kransringen (C) vidare innefattar förbindningslister (32), vilka är utformade i ett stycke med bryggorna (24) och den stora slutringen (20) och förenar dessa fast tillsammans.

6. Rullager enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a t av att den inre fasade ytan (34) på varje brygga (24) av kransringen (C) skär den radiellt 10 <1 81B7Û79-9 inåtriktade ytan av bryggan och att den yttre, avfasade ytan (36) skär den radieiit utåtriktade ytan.

7. Ruiïager enïigt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a t av att vin- keïn meïian den inre, fasade ytan (34) av en brygga (24) och ett radiaipian, vilket passerar genom centrum för den bryggan och genom rotationsaxein för iagret är meiïan ca 20 och ca 300, och att vinkeïn meiïan den yttre fasade ytan (36) och radiaïpïanet där meiian 40 och 500.

8. Ruiiager eniigt något av kraven 1-7, k ä n n e t e c k n a t av att de inre fasade ytorna (34) av bryggorna (24) är iängre än de yttre fasade ytorna (36).

9. Ru11ager enïigt krav 8, k ä n n e t e c k n a t av att tjockïeken av bryggorna (24) vid varje tvärsnittspïan iängs den inte överskrider 40 % av diametern för ruïiarna (6) vid samma tvärsnittspïan.