DE1021657B - Cylindrical roller bearings - Google Patents
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Description
Zylinderrollenlager Die Erfindung hat den Zweck, die Rollenlager durch Maßnahmen, welche sich sowohl auf die Anwendung neuer Merkmale als auch deren Zusammenfassung mit bereits bekannten Merkmalen erstrecken, zu verbessern und dadurch einen erheblichen technischen Fortschritt zu erzielen, der sich in einer beträchtlichen Erhöhung der Tragfähigkeit, einer mit geringerem Aufwand erreichbaren größeren Genauigkeit, Senkung der Herstellungskosten und Schaffung einer Einheitskonstruktion, die für alle üblichen Bauformen verwendet werden kann, auswirkt.Cylindrical roller bearings The purpose of the invention is to make roller bearings through Measures which apply to the application of new features as well as their summary with already known features extend, improve and thereby a considerable to achieve technical progress, which translates into a considerable increase in Load capacity, greater accuracy that can be achieved with less effort, lowering the manufacturing cost and creating a unitary structure common to all Types of construction can be used, affects.
Bis jetzt wurden bei Zylinderrollenlagern die Rollen fast ausnahmslos zwischen den festen Borden eines Rollbahnringes geführt (siehe z. B. DIN 5412). Es sind auch Bauarten bekanntgeworden, bei denen die Rollen zwischen losen Bordringen geführt werden, die Breite des Rollbahnringes etwa der Rollenlänge entspricht und ein Rollenlager je nach dem Einbaufall zwei oder auch mehr lose Bordringe hat (s. deutsches Patent 855 027). Die mit dieser Bauart verbundenen Nachteile sind aber bereits in der genannten Patentschrift angegeben. Der Werkstoffverlust und die Zerspanungsarbeit sind größer als bei der üblichen Ausführung nach DIN 5412, so daß der Vorteil der mehrteiligen Herstellung wieder verlorengeht. Andererseits muß zugegeben werden, daß die bordlose Ausführung der Rollbahnringe große Vorzüge besitzt. Das Bearbeiten der Rollbahn ist bei bordloser Ausführung wesentlich einfacher. Mit einem viel geringeren Aufwand kann eine sehr große Genauigkeit und Oberflächengiite erreicht werden. Ohne Zweifel werden durch die größere Genauigkeit und feinere Oberfläche die Laufeigenschaften des Lagers verbessert. Damit diese Maßnahme sich voll auswirken kann, müssen die Rollen jedoch seitlich einwandfrei geführt sein.Until now, in cylindrical roller bearings, the rollers have been almost invariably guided between the fixed edges of a roller conveyor ring (see e.g. DIN 5412). There are also designs known in which the roles between loose rim rings are performed, the width of the roller conveyor ring corresponds approximately to the roller length and Depending on the installation, a roller bearing has two or more loose flange rings (see Sect. German patent 855 027). The disadvantages associated with this design are, however already stated in the patent mentioned. The loss of material and the machining work are larger than the usual version according to DIN 5412, so that the advantage of multi-part production is lost again. On the other hand, it must be admitted that the rimless execution of the runway rings has great advantages. The editing the runway is much simpler with a borderless design. With a much lesser one A very high level of accuracy and surface quality can be achieved with great effort. Without The running properties are doubtful due to the greater accuracy and finer surface of the camp improved. In order for this measure to take full effect, the However, roles must be properly guided laterally.
Es sind Bauarten bekannt mit zwei losen Bordringen an einem Rollbahnring, bei denen etwa entprechend der Rollenlänge ringsum laufende Nuten in der Rollbahn angebracht sind, in die geschlitzte Sprengringe eingesetzt werden (siehe z. B. die Zylinderrollenlager Reihe TS der Hyatt Bearings Division, Harrison, New Jersey, USA.). Die bei diesen Zylinderrollenlagern verwendeten geschlitzten Sprengringe sind nicht geschliffen und weisen deshalb verhältnismäßig große Maßabweichungen auf. Das gleiche gilt für die Nuten zur Aufnahme der Sprengringe, die schon bei der Weichbearbeitung der Rollbahnringe angebracht werden. Daraus ergeben sich so grobe Toleranzen, daß die Rollen nicht mehr einwandfrei geführt sind und die auf Grund der durchgehend bearbeiteten Rollbahn erwarteten günstigen Laufeigenschaften nicht erhalten werden. Dazu kommt noch, daß die Rollen an den Stoßkanten der geschlitzten Sprengringe anlaufen, haken und dadurch den Lauf des Lagers stören.There are designs known with two loose flange rings on a runway ring, where grooves running all around in the runway correspond approximately to the roll length are attached, into which slotted snap rings are inserted (see e.g. the TS series cylindrical roller bearings of the Hyatt Bearings Division, Harrison, New Jersey, UNITED STATES.). The slotted snap rings used in these cylindrical roller bearings are not ground and therefore have relatively large dimensional deviations on. The same applies to the grooves for receiving the snap rings, which are already at the soft machining of the raceway rings. So it emerges from this rough tolerances that the roles are no longer properly performed and that on Due to the continuously machined runway, expected favorable running properties will not be obtained. In addition, the rollers are slotted on the butting edges Circlips run against, hook and thereby disturb the running of the bearing.
Von den bekannten Ausführungen unterscheidet sich das erfindungsgemäße Rollenlager dadurch, daß es a) bordlose Rollbahnringe hat und zur Rollenführung ungeschlitzte, in Nuten der Rollbahnringe angeordnete Bordringe dienen, b) mit Rollkörpern größerer Abmessungen ausgerüstet ist als abmessungsgleiche Lager der bisherigen Ausführung nach DIN, wobei die Rollbahnringe auf Grund neuer Erkenntnisse mit geringerer Wandstärke als in DIN angegeben ausgeführt werden und die größere tragende Rollenlänge sich durch die bordlose Bauart ergibt, c) Rollkörper hat, deren Mantel nach einer spannungselastischen Kurve geformt ist.The one according to the invention differs from the known designs Roller bearing in that it has a) rimless roller conveyor rings and for roller guidance unslotted flange rings arranged in the grooves of the runway rings are used, b) with rolling elements is equipped with larger dimensions than the previous bearings of the same dimensions Execution according to DIN, whereby the roller conveyor rings due to new knowledge with lower Wall thickness than specified in DIN and the larger load-bearing roll length results from the brimless design, c) has rolling bodies, the jacket after a elastic curve is shaped.
Durch die erfindungsgemäße Kombination der vorstehend genannten Merkmale wird ein Rollenlager erhalten, das gegenüber den Rollenlagern der bisherigen Ausführung nach DIN eine größere Tragfähigkeit besitzt, das genauer und wirtschaftlicher hergestellt werden kann als die bekannten Rollenlager nach DIN und das infolge seiner Konstruktion eine einheitliche Grundform für alle üblichen Zylinderrollenlagerbauformen schafft.Due to the inventive combination of the features mentioned above a roller bearing is obtained, which compared to the roller bearings of the previous design according to DIN has a greater load-bearing capacity, which is manufactured more precisely and economically can be called the well-known roller bearings according to DIN and that due to its construction creates a uniform basic shape for all common cylindrical roller bearing designs.
In Abb. 1 der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand dargestellt; Abb. 2 zeigt einen Teilschnitt eines Rollenlagers der bisherigen Ausführung nach DIN mit festen Borden, Abb.3 einen Teilschnitt des erfindungsgemäßen Lagers, Abb. 4 eine, Ausführung des erfindungsgemäßen Lagers mit beispielsweise drei losen Bordringen. Der Außenring 1 ist zur Aufnahme der nicht geschlitzten Bordringe 2 mit Ringnuten 3 versehen. Der Außendurchmesser der nicht geschlitzten Bordringe 2 ist größer als der Rollbahndurchmesser des Außenringes 1, jedoch kleiner als der Durchmesser der Ringnut 3 im Nutgrund. Das Übermaß zwischen Außendurchmesser des losen Bordringes 2 und Rollbahndurchmesser des Außenringes 1 ist so groß bemessen, daß die Bordringe nur mittels einer geeigneten Vorrichtung unter einer Presse in die Ringnuten 3 eingesetzt werden können. Um das Einsetzen der Bordringe 2 zu erleichtern. ist die Rollbahn beiderseits mit Anschrägungen 4 versehen. Außerdem kann der Außenring bis etwa 90° angewärmt werden, so daß auch bei großen Lagern das Einsetzen der ungeschlitzten Bordringe 2 trotz des großen Übermaßes gegenüber der Rollbahn ohne Schwierigkeiten vonstatten geht. In der Ringnut 3 haben die Bordringe 2 etwas radiales Spiel, sie können also keine nachteiligen Verformungen des Mantels oder der Rollbahn hervorrufen. In axialer Richtung passen die Bordringe 2 mit sehr geringem Spiel in die Ringnuten. Letztere sind auch so genau angebracht, daß die für die einwandfreie Rollenführung zulässigen Maßabweichungen nicht überschritten werden. Die Bordringe 2 sind in den Ringnuten 3 gegen Wandern, d. h. Drehen gegenüber dem Rollbahnring gesichert, z. B. durch in den Ringnuten 3 angebrachte Einengungen, die in Ausnehmungen am Mantel der Bordringe 2 greifen.In Fig. 1 of the drawing, the subject of the invention is shown; Fig. 2 shows a partial section of a roller bearing of the previous design DIN with fixed ribs, Fig. 3 a partial section of the bearing according to the invention, Fig. 4 shows an embodiment of the bearing according to the invention with, for example, three loose flange rings. Of the Outer ring 1 is to accommodate the non-slotted flange rings 2 with annular grooves 3 Mistake. The outer diameter of the non-slotted flange rings 2 is greater than the roller path diameter of the outer ring 1, but smaller than the diameter of the Ring groove 3 in the groove base. The oversize between the outer diameter of the loose rim 2 and the roller path diameter of the outer ring 1 is dimensioned so large that the rim rings only inserted into the annular grooves 3 by means of a suitable device under a press can be. To make it easier to insert the flange rings 2. is the runway Provided with bevels 4 on both sides. In addition, the outer ring can be up to about 90 ° be warmed, so that even with large bearings the onset of the unslotted Rim rings 2 without difficulty despite the large oversize compared to the runway going on. In the annular groove 3, the rim rings 2 have some radial play, they can therefore not cause any disadvantageous deformations of the shell or the runway. In the axial direction, the flange rings 2 fit into the ring grooves with very little play. The latter are also attached so precisely that they are necessary for proper roller guidance permissible dimensional deviations are not exceeded. The rim rings 2 are in the Ring grooves 3 against wandering, d. H. Rotating against the runway ring secured, z. B. by in the annular grooves 3 constrictions that are in recesses on the jacket the rim rings 2 grip.
Wie aus Abb. 2 ersichtlich, muß bei der bekannten Ausführung mit festen Borden am Übergang der zylindrischen Rollbahn 5 in die ebene Gleitbahn 6 ein Einstich 7 angebracht werden, damit die Schleifscheibe frei schneiden kann. Infolge des Einstiches 7 muß der Bord 8 eine gewisse Breite B haben, damit er beim Härten und bei schlagartiger Axialbeanspruchung des Lagers nicht abplatzt. Bei dein erfindungsgemäßen Rollenlager kann für den losen Bordring 2 mit der geringeren, beiderseits über die Rolle 9 vorstehenden Breite b gerechnet werden, so daß bei gleichen Außenabmessungen des Lagers um das Maß 2 (B - b) längere Rollen verwendet werden können. -Wie weiter aus Abb. 2 hervorgeht, trägt infolge des Einstiches 7 die Rolle 9 nicht auf ihrer ganzen Länge, es geht beiderseits der Betrag R verloren. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung ergeben sich auch in dieser Hinsicht günstigere Verhältnisse, denn es ist beiderseits nur r in Abzug zu bringen (s. Abb. 3). Die tragende Rollenlänge ist beim Erfindungsgegenstand infolgedessen um den Betrag 2 (B - b + R - y) größer. Es werden erfindungsgemäß nicht nur längere Rollen verwendet, sondern auch die tragende Länge der Rollen besser ausgenutzt, so daß ein beachtlicher Zuwachs an Tragfähigkeit erzielt wird.As can be seen from Fig. 2, must in the known version with fixed Borden at the transition from the cylindrical runway 5 to the flat slide 6 is a recess 7 so that the grinding wheel can cut freely. As a result of the puncture 7, the board 8 must have a certain width B so that it can withstand hardening and sudden Axial load on the bearing does not flake off. With your roller bearing according to the invention can for the loose rim 2 with the smaller one protruding on both sides over the roller 9 Width b can be calculated, so that with the same external dimensions of the bearing around the Dimension 2 (B - b) longer rolls can be used. -As can be seen from Fig. 2, as a result of the groove 7 does not carry the roller 9 over its entire length, it works both sides lost the amount R. In the execution of the invention result In this respect, too, more favorable conditions, because it is only on both sides r to be deducted (see Fig. 3). The supporting roll length is the subject matter of the invention consequently by the amount 2 (B - b + R - y) larger. There are according to the invention not only used longer rollers, but also the load-bearing length of the rollers better exploited, so that a considerable increase in load-bearing capacity is achieved.
Bei zahlreichen durchgeführten Versuchen hat sich gezeigt, daß es nicht notwendig ist, die Rollbahnringe mit der bisher üblichen Wandstärke auszuführen. Der gegenüber der Belastung umlaufende Rollbahnring muß Festsitz erhalten, so daß er dem Gegenstück immer mit einer gewissen Spannung anliegt, die um so größer ist, je größer Abmessungen und Belastung des Lagers sind. Bei Zylinderrollenlagern werden in den weitaus meisten Fällen beide Rollbahnringe eines Lagers mit Festsitz eingebaut, so daß sowohl Innenring als auch Außenring durch die Gegenstücke auf dem ganzen Umfang einwandfrei unterstützt sind. Sind die Rollbahnringe aber gut unterstützt, so kann, wie die obenerwähnten Versuche zeigten, ihre Wandstärke ohne Bedenken verringert werden. Das bedeutet aber, daß bei gegebenen Außenabmessungen nicht nur längere, sondern auch dickere Rollen im Lager unter gebracht werden können. Im Gegensatz zur üblichen Ausführung nach DIN 5412, bei der die Wandstärke der Rollbahringe etwa 50°/o des Rollendurchmessers beträgt, wird beim Erfindungsgegenstand die Wandstärke des Rollbahnringes nur mit etwa 400/o des Rollendurchmessers ausgeführt. Bei gegebener Profil höhe eines Lagers kann dann entsprechend der schwächeren Ringen das Lager mit dickeren Rollen ausgerüstet werden. Es liegt auf der Hand, daß auch diese Maßnahme sich in eine Erhöhung der Tragfähigkeit auswirkt.In numerous tests carried out it has been shown that it it is not necessary to carry out the runway rings with the previously customary wall thickness. The runway ring rotating against the load must be firmly seated so that it is always applied to the counterpart with a certain tension, which is all the greater, the larger the dimensions and load of the bearing. In the case of cylindrical roller bearings in the vast majority of cases, both raceway rings of a bearing are installed with a tight fit, so that both inner ring and outer ring through the counterparts on the whole Scope are properly supported. But if the runway rings are well supported, so, as the above-mentioned experiments showed, their wall thickness can be reduced without hesitation will. However, this means that given the external dimensions, not only longer, but also thicker rolls can be accommodated in the warehouse. In contrast to the usual design according to DIN 5412, in which the wall thickness of the roll bars is about 50% of the roll diameter, the wall thickness is the subject matter of the invention of the runway ring is only made with about 400 / o of the roller diameter. Given Profile height of a bearing can then correspond to the weaker rings of the bearing be equipped with thicker rollers. It is obvious that this measure too has the effect of increasing the load-bearing capacity.
Sind Rollen und Rollbahnen als rein zylindrische Körper ausgebildet, so wird, wie die tägliche Erfahrung lehrt, die Belastung ungleichmäßig über die Rollenlänge bzw. Rollbahnbreite verteilt. Es entstehen, insbesondere bei hohen Belastungen. an den Rollenkanten Spannungsspitzen, die sich sehr nachteilig auswirken. Erfindungsgemäß werden für die neue Rollenlagerkonstruktion Rollen mit schwach gewölbtem Mantel verwendet, dessen Profillinie einen veränderlichen Krümmungshalbmesser hat. Der Krümmungshalbmesser ist in Rollenmitte unendlich groß, so daß die Rolle hier zylindrisch geformt ist. Gegen die Rollenenden zu verringert sich der Krümmungshalbmesser. Mit diesem Rollenprofil wird in sehr weitgehender Annäherung eine gleichmäßige Spannungsverteilung auf der ganzen Berührung zwischen Rolle und Rollbahn erhalten. Infolge der gleichmäßigen Spannungsverteilung ergibt sich eine höhere Tragfähigkeit, denn die ganze Rollbahnbreite kann jetzt gleichmäßig hoch beansprucht werden, ohne daß die Gefahr einer Überanstrengung des Werkstoffs durch Spannungsspitzen besteht.Are rollers and runways designed as purely cylindrical bodies, thus, as daily experience teaches, the load becomes unevenly over the Roll length or roller conveyor width distributed. It arise, especially with high loads. Tension peaks at the roll edges, which have a very negative effect. According to the invention For the new roller bearing design, rollers with a slightly curved jacket are used used whose profile line has a variable radius of curvature. Of the The radius of curvature is infinitely large in the middle of the roll, so that the roll is cylindrical here is shaped. The radius of curvature decreases towards the ends of the roll. With a very close approximation of this role profile is a uniform distribution of stress on all the contact between the roller and the runway. As a result of the uniform Stress distribution results in a higher load-bearing capacity, because the entire width of the runway can now be used to a consistently high level without the risk of overexertion of the material consists of stress peaks.
Beim Schleifen der zwischen festen Borden liegenden Rollbahn (s. Abb. 2) kann auch bei Verwendung von Spezialmaschinen bei gleichem Aufwand nicht die Oberflächengüte und Genauigkeit erhalten werden wie bei der glatt durchgehenden Rollbahn des Rollenlagers mit losen Bordringen nach Abb. 1. Die größere Genauigkeit und höhere Oberflächengüte sind gleichbedeutend mit einer weiteren, sich in Erhöhung der Lebensdauer und Verbesserung der Laufeigenschaften auswirkenden Qualitätssteigerung der Lager. Es ist aber von größter Bedeutung, daß die Rollen seitlich einwandfrei geführt sind, wie dies gemäß der Erfindung durch die nicht geschlitzten losen Bordringe und deren Anordnung im Rollbahnring gewährleistet ist Nur dann ist es möglich, die für die verbesserten Laufeigenschaften des Lagers erforderlichen engen Toleranzen einzuhalten.When sanding the runway between fixed ribs (see Fig. 2) even when using special machines with the same effort, the Surface finish and accuracy are obtained as with the smooth continuous Rolling track of the roller bearing with loose flange rings according to Fig. 1. The greater accuracy and higher surface finish are synonymous with further increasing oneself the service life and improvement of the running properties resulting in an increase in quality the storage. However, it is of the utmost importance that the rollers are in perfect condition from the side are performed, as in accordance with the invention by the loose rim rings that are not slotted and their arrangement in the runway ring is guaranteed. Only then is it possible to use the tight tolerances required for the improved running properties of the bearing to be observed.
Wie eine einfache Rechnung -zeigt, ist bei Herstellung der Rollbahnringe üblicher Ausführung mit festen Borden ein größeres Volumen zu verspannen als bei der erfindungsgemäßen Bauart. Geringeres Spanvolumen bedeutet geringeren Aufwand an Werkstoff und Fertigungszeit, d. h. geringere Herstellkosten. Für die bordlosen Rollbahnringe kann schwächeres Ausgangsmaterial verwendet werden, das Schleifen der glatten Rollbahn ist wesentlich einfacher als bei Rollbahnringen mit festen Borden, und das teuere Bordschleifen entfällt ganz. Mit dem erfindungsgemäßen Rollenlager können deshalb die Herstellungskosten erheblich gesenkt werden.As a simple calculation shows, it is during the manufacture of the runway rings the usual design with fixed rims to clamp a larger volume than with of the type according to the invention. Lower chip volume means less effort in terms of material and production time, d. H. lower manufacturing costs. For the borderless Runway rings can be used weaker starting material, the grinding the smooth runway is much easier than with fixed runway rings Borden, and the expensive edge grinding is completely eliminated. With the roller bearing according to the invention therefore, the manufacturing cost can be reduced significantly.
Ein weiterer nicht zu unterschätzender Vorteil ist, daß rnit dem erfindungsgemäßen Rollenlager Fertigung und Vorratshaltung sich vereinfachen. In DIN 5412 sind beispielsweise für jede Lagergröße vier verschiedene Bauformen genormt. Für diese vier Bauformen müssen Innen- oder- Außenringe in kleinen Losen gesondert hergestellt werden. Die Fertigung wird dadurch sehr zersplittert. Das beste Mittel zur Kostensenkung ist aber die Serie. Bei der neuen Konstruktion sind Innen- und Außenringe für alle Bauformen gleich, so daß eine größere Fabrikationsmenge aufgelegt werden kann. Innen- und Außenring werden bei der neuen Konstruktion nur je nach Bauform mit der nötigen Anzahl von Bordringen versehen. Die Bordringe sind unter sich auch wieder vollkommen gleich, so daß auch hier größere Mengen in Fabrikation genommen werden können.Another advantage that should not be underestimated is that with the inventive Roller bearing manufacture and inventory management are simplified. In DIN 5412, for example four different types of construction standardized for each bearing size. For these four designs need inner or outer rings in small Lots made separately will. The production is very fragmented as a result. The best way to reduce costs but is the series. With the new design, inner and outer rings are for everyone Same designs, so that a larger production volume can be placed. Inside- and outer ring are only required with the new design, depending on the design Number of rim rings provided. The rim rings are also perfect among themselves the same, so that even here larger quantities can be used in production.
Durch die erfindungsgemäße Anwendung und Kombination der vorstehend beschriebenen Mittel wird eine Erhöhung der Tragfähigkeit, Erhöhung der Laufgenauigkeit, wirtschaftliche Herstellung und Standardkonstruktion, die alle üblichen Bauformen zu bilden ermöglicht, bei Zylinderrollenlagern erreicht. Bei dem erfindungsgemäßen Rollenlager kann ein einfacher, an sich bekannter, billiger, in den Raum der losen Bordringe hineinragender Käfig 10 verwendet werden, an dem beim Zusammensetzen des Lagers keine nachträglichen Verformungen oder zusätzlichen Arbeiten vorgenommen werden müssen, so daß sich auch in dieser Hinsicht beachtliche Vorteile ergeben. Ergänzend wird doch darauf hingewiesen, daß selbst-V ändlich, wie dies z. B. aus Abb. 4 der Zeichnung erst, ersichtlich ist, auch der Innenring mit Ringnuten zum Einsetzen der nicht geschlitzten, losen Bordringe versehen werden kann.The inventive application and combination of the above described means will increase the load capacity, increase the running accuracy, economical production and standard construction, all of the usual designs makes it possible to achieve with cylindrical roller bearings. In the inventive Roller bearings can be a simpler, known per se, cheaper, in the space of the loose Edge rings protruding cage 10 are used on which when assembling the No subsequent deformation or additional work was carried out in the warehouse must be, so that there are also considerable advantages in this respect. In addition, it is pointed out that self-V ändlich, as z. B. off Fig. 4 of the drawing can only be seen, also the inner ring with annular grooves for Insertion of the non-slotted, loose rim rings can be provided.
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