Die Erfindung betrifft ein mehrreihiges Wälzlager zur Aufnahme gleichzeitig auftretender Axial-, Radial- und Momentbelastung, bei dem die Laufbahnen für die Wälzkörper auf Drahtkörpern vorgesehen sind, mit einem äusseren und einem inneren Lagerring, wobei der äussere oder der innere der beiden Lagerringe geteilt ist und jeder Lagerring mit mindestens einer Eindrehung versehen ist.
Es ist bekannt, Wälzlager mit Wälzkörpern, bei denen jeder Wälzkörperreihe mindestens je vier Drahtkörper, wenn es sich um Kugellager handelt, oder mindestens je zwei Drahtkörper beim Einsatz von Rollenlagern zugeordnet sind, auszustatten.
Bei Verwendung von Kugeln kann das Lager einreihig sein, bei Verwendung von Rollen muss es mehrreihig sein, um Axialbelastungen aus den beiden Richtungen zugleich mit Radialbelastangen und Momentenbelastungen aufnehmen zu können.
Die Tragfähigkeit jedes derartigen Wälzlagers ist abhängig von der Anzahl und von dem Durchmesser der Wälzkörper.
Die Folge hiervon ist, dass, wenn Wälzlager mit höherer Tragfähigkeit zur Aufnahme der drei Belastungen (Axial-, Radialund Momentenkräfte) gefordert werden. die Bauhöhe und der Durchmesser der Wälzlager zwangsläufig grösser zu wählen sind. Andererseits sind Ausführungen für eine höhere Tragfähigkeit in dieser Richtung - grössere Durchmesser, grössere Bauhöhe - oft insofern Grenzen gesetzt, als es schwierig ist, derartige grosse Abmessungen in dem für die Konstruktion oft nur beengt zur Verfügung stehenden Raum unterzubringen.
Man hat deshalb - allerdings bei Kugellagern, welche nur für die Aufnahme von Kräften in axialer Richtung geeignet sind vorgeschlagen, die Abmessungen eines zweireihigen Wälzlagers dadurch zu verringern, dass man anstelle von acht Drahtkörpern sechs Drahtkörper als Laufbahnen vorgesehen hat, und zwar derart, dass zwei Drahtkörper zwischen den benachbarten Kugelreihen angeordnet sind, so dass sie zugleich beiden Kugelreihen als Laufbahnen dienen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Wälzlager der vorgenannten Gattung zu schaffen, welches bei gleicher Tragfähigkeit gegenüber anderen Ausführungen eine möglichst geringe Anzahl von Drahtkörpern benötigt, um die Abmessungen für den Einbau in möglichst engen Grenzen zu halten, den Drehwiderstand zu verringern und um beim Einsatz von Rollen als Wälzkörper zu vermeiden, dass die Rollen unter einem geringen Winkel gegenüber der Laufbahn lediglich mit einer, die Laufbahn berührenden Kante aufliegen. Das ist nicht erwünscht.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, dass in dem geteilten Lagerring mindestens zwei Drahtkörper mit je einer Laufbahn und in dem ungeteilten Lagerring ein Drahtkörper mit zwei Laufbahnen angeordnet sind, wobei die zwischen ihnen befindlichen Wälzkörper sich auf die einander zugeordneten Laufbahnen abstützen und die Werte für die Stützwinkel von der Lagerebene aus gemessen im Bereich von O bis 90o liegen.
Die in den Eindrehungen anliegenden Rücken aller Drahtkörper können im Querschnitt kreisbogenförmig gewölbt und die Laufbahnen der Drahtkörper entsprechend der geometrischen Form des zugeordneten Wälzkörpers ausgebildet sein.
Zweckmässigerweise kann bei einer anderen Ausführung der Querschnitt des im ungeteilten Lagerring befindlichen Drahtkörpers ein Vieleck sein, das mindestens vier gerade Seiten aufweist. Die Lagerringe können aus Stahl, Leichtmetall, Bronze oder Kunststoff gefertigt und gegebenenfalls, wenn sie mit einem Antrieb, beispielsweise über Zahnradritzel in Verbindung stehen, mit einer Verzahnung versehen sein, die je nach der Anordnung und Lage des Antriebs als Innen- oder Aussenverzahnung ausgeführt sein kann.
Die Wälzkörper können entweder durch Käfige oder durch Distanzstücke in Abstand gehalten sein. Der Käfig kann einteilig oder zweiteilig ausgeführt sein. Es können auch Käfigsegmente eingesetzt sein. Dank des geteilten Lagerringes kann die Lagerluft mittels Abstimmbeilagen eingestellt, bzw. das Lagersystem vorgespannt werden.
Entsprechend der Grösse der einzelnen auf das Wälzlager wirkenden Belastungen können die Wälzkörperdurchmesser für die beiden Wälzkörperreihen entweder gleich gross oder verschieden gross gewählt werden.
Aus den gleichen Gründen können für die Haupttragreihe Rollen eingesetzt sein, während für die Sicherungsreihe lediglich Kugeln als Wälzkörper eingesetzt sein können. Bei Verwendung von Rollen in beiden Wälzkörperreihen können die Rollen in ihrem Durchmesser und in ihrer Länge gleich oder verschieden gross ausgeführt sein. Für Lastfälle, bei denen die Rollen zur Abstützung der axial wirkenden Hauptlast erforderlich sind, während die zweite Wälzkörperreihe nur zur Abstützung einer kleinen radialen Last dient, kann eine Kugel Rollen-Kombination verwendet werden, so dass ein Abheben des Wälzlagers vermieden werden kann. Weiter kann der Stützwinkel für jede der beiden Wälzkörperreihen unterschiedlich gross gewählt werden, wobei z.
B. für die eine Wälzkörperreihe der Stützwinkel der Wert Oo und für die andere Wäkkörperreihe der Stützwinkel der Wert 90o beträgt. Selbstverständlich können die Stützwinkel auch für sämtliche Zwischenwerte wie beispielsweise 300/600, 450/45 usw. vorgesehen werden, jeweils entsprechend der vorgesehenen Belastungsfälle.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass bei gleicher, höchstmöglicher Tragfähigkeit anderer Ausführungen lediglich drei Drahtkörper erforderlich sind. Ausserdem können die Stützwinkel den auftretenden Axial-, Radial- und Momentenbelastungen genau angepasst werden. Bei vorwiegender Radiallast und geringer Axiallast aus beiden Richtungen ergibt sich ein kleiner Stützwinkel, der von der Lagerebene aus gemessen wird. Bei vorwiegender Axiallast und geringer Radiallast ergibt sich dagegen ein grosser Stützwinkel bis zu einem Wert von 900. Eine erfindungsgemässe Ausführungsform kann sich ausserdem durch einen geringeren Lagerquerschnitt sowohl in seiner Höhe als auch in seiner Breite auszeichnen.
Beim Einwirken aller drei Belastungskomponenten ändert sich bei einem einreihigen Kugellager die Drehachse der Kugel so, dass die grösste eingreifende Lastkomponente die Drehachse bestimmt, welche auf dem Umfang des Lagers unterschiedlich ist. Dagegen dreht sich beim Erfindungsgegenstand die Rolle stets um ihre eigene Drehachse, ganz gleich, welche Belastungskomponenten auf das Lager wirken, so dass das Klemmen vermieden ist, gleichgültig, ob als Wälzkörper Kugeln oder Rollen oder eine Kombination von beiden eingesetzt ist. Ausserdem ist der Drehwiderstand weitgehend vermindert; infolge der geringeren Anzahl von Drahtkörpern.
Anhand von einigen Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind, wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fg. 1 ein doppelreihiges Wälzlager als Teilstück mit Rollen in einem geteilten Innenring im Schnitt,
Fig. 2 ein Wälzlager gemäss Fig. 1, jedoch mit einem geteilten Aussenring,
Fig. 3 ein doppelreihiges Wälzlager als Teilstück mit Kugelreihen in einem geteilten Innenring im Schnitt,
Fig. 4 ein doppelreihiges Wälzlager als Teilstück mit je einer Kugel- und Rollenreihe und einem geteilten Aussenring,
Fig. 5 ein doppelreihiges Wälzlager als Teilstück mit Rollen, bei dem der im umgeteilten Aussenring mit zwei Laufbahnen versehene Drahtkörper im Querschnitt als Vieleck ausgebildet ist und
Fig.
6 ein mehrreihiges Wälzlager als Teilstück mit unter schiedlichen Stützwinkeln für die über drei Drahtkörper sich abstützenden Rollen.
Bei einem doppelreihigen Wälzlager, bestehend aus einem Aussenring und einem Innenring, von denen entweder der eine oder der andere der beiden Lagerringe entsprechend der geforderten Ausführung als geteilter Lagerring gestaltet ist, ist in den Darstellungen der jeweils als geteilte Ausführung wiedergegebene Lagerring als Lagerringeinheit mit der Bezugsziffer 10 versehen, so dass den beiden Lagerringhälften die Ziffern 101,102 zugeordnet sind, während der ungeteilte Lagerring die Bezugsziffer 11 trägt.
In dem geteilten Lagerring 10 (Fig. 1) mit den beiden Lagerringhälften 101,102 sind je zwei Drahtkörper 12, 13 mit je einer Laufbahn 121, 131 eingesetzt, während in dem ungeteilten Lagerring 11 (Fg. 1) ein Drahtkörper 14 mit je zwei Laufbahnen 141,142 angeordnet ist. Je zwei einander zugeordnete Laufbahnen 141,121 bzw. 142,131 sind über zwischen ihnen angeordnete Wälzkörper 15 gegeneinander abgestützt. Die Stützwinkel 16, 17 der Wälzkörper 15 werden entsprechend den auftretenden Belastungskomponenten festgelegt und sind entweder gleich oder verschieden gross. Die Grösse der Stützwinkel 16, 17 mit den Werten von Oo bis 90o wird von der Lagerebene aus gemessen.
Die Rücken 122, 132,143 der Drahtkörper 12, 13, 14 sind kreisbogenförmig gewölbt. Die Laufbahnen 121, 131, 141, 142 der Drahtkörper 12, 13, 14 sind entsprechend der geometrischen Form der Wälzkörper 15 - Kugel oder Rolle - ausgebildet.
Unter der Bezeichnung Drahtkörper sollen die in den Lagerringen eingebetteten Laufdrähte verstanden sein, von denen die Wälzkörper abrollen. Die Drahtkörper können im Querschnitt unterschiedlich sein, jenachdem, ob Kugeln oder Rollen als Wälzkörper für das Laufbahnsystem aufgrund der aufzunehmenden Belastungen gewählt werden.
In Fig. 5 besitzt der Drahtkörper den Querschnitt eines Vielecks annähernd ein Quadraht mit den Laufbahnen 181, 182 für die Wälzkörper 15. Hierbei wird der Rücken des Drahtkörpers 18 durch die Flächen 183,184 gebildet, so dass eine als Drahtkörperbett dienende Eindrehung 111 im Lagerring 11 dementsprechend geformt ist. Die Wälzkörper 15 werden durch Käfige 19 oder durch Distanzstücke - nicht dargestellt - in Abstand gehalten.
Bei der Anordnung von geteilten Lagerringen 10 wird die Lagerluft zwischen den Lagerringshälften 101,102 mittels Distanzbeilagen 20 eingestellt. Im Hinblick auf die für beide Wälzkörperreihen gleichen Stützwinkel von 45 wird hierbei das Axial- und Radialspiel gleichzeitig eingestellt.
In Fig. 6, in der ein dreireihiges Wälzlager dargestellt ist, um zu zeigen, dass der Gedanke der Erfindung sich nicht ausschliesslich auf doppelreihige Wälzlager zu beschränken braucht, beträgt der Stützwinkel 16 für die Radialrollenreihe 21 Oo, und der Stützwinkel 17 für die Axialrollenreihe 22 beträgt 90. Eine zusätzliche Rollenreihe 23 ist als Haltebahn angeordnet, die als Abhebesicherung dient. Von den beiden Distanzbeilagen 20 dienen die unteren zum Nachstellen des Radialsspiels über einen Konusring 24. Durch die oberen Distanzbeilagen 20 wird das Axialspiel eingestellt.
The invention relates to a multi-row roller bearing for absorbing simultaneously occurring axial, radial and moment loads, in which the raceways for the rolling elements are provided on wire bodies, with an outer and an inner bearing ring, the outer or the inner of the two bearing rings being divided and each bearing ring is provided with at least one recess.
It is known to equip rolling bearings with rolling elements in which each row of rolling elements is assigned at least four wire elements if it is a matter of ball bearings, or at least two wire elements if roller bearings are used.
When using balls, the bearing can be in a single row; when using rollers, it must be multiple rows in order to be able to absorb axial loads from both directions with radial loads and moment loads at the same time.
The load capacity of each roller bearing of this type depends on the number and diameter of the rolling elements.
The consequence of this is that if rolling bearings with a higher load capacity are required to absorb the three loads (axial, radial and moment forces). the overall height and the diameter of the roller bearings must necessarily be larger. On the other hand, designs for a higher load-bearing capacity in this direction - larger diameter, larger overall height - are often limited insofar as it is difficult to accommodate such large dimensions in the space that is often only cramped for the construction.
It has therefore been proposed - however, in ball bearings which are only suitable for absorbing forces in the axial direction - to reduce the dimensions of a two-row roller bearing by providing six wire bodies as raceways instead of eight wire bodies, namely in such a way that two Wire bodies are arranged between the adjacent rows of balls so that they also serve as raceways for both rows of balls.
The object of the invention is to create a roller bearing of the aforementioned type which, with the same load capacity compared to other designs, requires the smallest possible number of wire bodies in order to keep the dimensions for installation within the narrowest possible limits, to reduce the rotational resistance and in order to avoid when using rollers as rolling elements that the rollers only rest at a small angle with respect to the raceway with one edge touching the raceway. That is not wanted.
This object is achieved with the invention in that at least two wire bodies with one raceway each are arranged in the split bearing ring and a wire body with two raceways in the undivided bearing ring, the rolling bodies between them being supported on the raceways assigned to one another and the values for the support brackets, measured from the bearing plane, lie in the range from 0 to 90o.
The backs of all wire bodies resting in the indentations can be arched in the shape of a circular arc in cross section and the raceways of the wire bodies can be designed according to the geometric shape of the associated rolling body.
In another embodiment, the cross section of the wire body located in the undivided bearing ring can expediently be a polygon which has at least four straight sides. The bearing rings can be made of steel, light metal, bronze or plastic and, if necessary, if they are connected to a drive, for example via a pinion, they can be provided with a toothing that is designed as an internal or external toothing, depending on the arrangement and position of the drive can.
The rolling elements can be held at a distance either by cages or by spacers. The cage can be made in one piece or in two pieces. Cage segments can also be used. Thanks to the split bearing ring, the bearing clearance can be adjusted using adjustment shims, or the bearing system can be preloaded.
Depending on the size of the individual loads acting on the rolling bearing, the rolling element diameters for the two rows of rolling elements can be selected to be either the same size or different sizes.
For the same reasons, rollers can be used for the main supporting row, while only balls can be used as rolling elements for the safety row. When using rollers in both rows of rolling elements, the rollers can have the same or different sizes in terms of their diameter and length. For load cases in which the rollers are required to support the main axial load, while the second row of rolling elements is only used to support a small radial load, a ball-roller combination can be used so that the rolling bearing can be prevented from lifting. Next, the support angle can be selected to be of different sizes for each of the two rows of rolling elements, with z.
B. for one row of rolling bodies the support angle is the value Oo and for the other row of Wäkkörpergruppe the support angle is 90o. Of course, the support brackets can also be provided for all intermediate values such as 300/600, 450/45 etc., in each case according to the intended load cases.
The advantages achieved with the invention are, in particular, that only three wire bodies are required for the same, highest possible load-bearing capacity of other designs. In addition, the support brackets can be precisely adapted to the axial, radial and moment loads that occur. With a predominantly radial load and a low axial load from both directions, there is a small support angle that is measured from the bearing plane. With a predominantly axial load and a low radial load, on the other hand, there is a large support angle up to a value of 900. An embodiment according to the invention can also be characterized by a smaller bearing cross-section both in its height and in its width.
When all three load components act, the axis of rotation of the ball changes in a single-row ball bearing in such a way that the largest engaging load component determines the axis of rotation, which is different on the circumference of the bearing. In contrast, in the subject matter of the invention, the roller always rotates around its own axis of rotation, regardless of which load components act on the bearing, so that jamming is avoided, regardless of whether balls or rollers or a combination of both are used as rolling elements. In addition, the rotational resistance is largely reduced; due to the smaller number of wire bodies.
The invention is explained in more detail below on the basis of some exemplary embodiments which are shown schematically in the drawing. Show it:
Fig. 1 a double-row roller bearing as a section with rollers in a divided inner ring,
FIG. 2 shows a roller bearing according to FIG. 1, but with a divided outer ring,
3 shows a double-row rolling bearing as a section with rows of balls in a divided inner ring,
4 shows a double-row rolling bearing as a section, each with a row of balls and a row of rollers and a divided outer ring,
5 shows a double-row rolling bearing as a section with rollers, in which the wire body provided with two raceways in the divided outer ring is designed as a polygon in cross section and
Fig.
6 a multi-row roller bearing as a section with different support angles for the rollers supported by three wire bodies.
In the case of a double-row rolling bearing, consisting of an outer ring and an inner ring, of which either one or the other of the two bearing rings is designed as a split bearing ring according to the required design, the bearing ring shown as a bearing ring unit is shown in the illustrations as a split design with the reference number 10, so that the numbers 101, 102 are assigned to the two bearing ring halves, while the undivided bearing ring bears the reference number 11.
In the divided bearing ring 10 (Fig. 1) with the two bearing ring halves 101,102 two wire bodies 12, 13 each with a raceway 121, 131 are used, while in the undivided bearing ring 11 (Fig. 1) a wire body 14 with two raceways 141,142 is arranged. In each case two raceways 141, 121 and 142, 131 assigned to one another are supported against one another via rolling elements 15 arranged between them. The support angles 16, 17 of the rolling elements 15 are determined according to the load components occurring and are either the same or different sizes. The size of the support brackets 16, 17 with the values from 0o to 90o is measured from the bearing plane.
The backs 122, 132, 143 of the wire bodies 12, 13, 14 are arched in the shape of a circular arc. The raceways 121, 131, 141, 142 of the wire bodies 12, 13, 14 are designed in accordance with the geometric shape of the rolling bodies 15 - ball or roller.
The term wire body should be understood to mean the running wires embedded in the bearing rings from which the rolling bodies roll. The wire bodies can have different cross-sections, depending on whether balls or rollers are selected as rolling bodies for the raceway system due to the loads to be absorbed.
In Fig. 5 the wire body has the cross-section of a polygon approximately a quad wire with the raceways 181, 182 for the rolling elements 15. Here, the back of the wire body 18 is formed by the surfaces 183,184, so that a recess 111 serving as a wire body bed in the bearing ring 11 accordingly is shaped. The rolling elements 15 are held at a distance - not shown - by cages 19 or by spacers.
With the arrangement of split bearing rings 10, the bearing clearance between the bearing ring halves 101, 102 is adjusted by means of spacer shims 20. With regard to the support angle of 45, which is the same for both rows of rolling elements, the axial and radial play is set simultaneously.
In FIG. 6, in which a three-row roller bearing is shown in order to show that the concept of the invention need not be restricted exclusively to double-row roller bearings, the support angle 16 for the radial row of rollers is 2100 and the support angle 17 for the axial roller row 22 is 90. An additional row of rollers 23 is arranged as a holding track, which serves as a lift-off protection. Of the two spacer shims 20, the lower ones are used to readjust the radial play via a conical ring 24. The upper spacer shims 20 adjust the axial play.