DE2904368A1

DE2904368A1 - Zweireihiges pendelrollenlager

Info

Publication number: DE2904368A1
Application number: DE19792904368
Authority: DE
Inventors: Ingemar Dr Fernlund
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1978-02-06
Filing date: 1979-02-06
Publication date: 1979-08-09
Also published as: GB2013791B; IT1111110B; GB2013791A; FR2416378A1; DE2904368C2; JPS54113744A; FR2416378B1; US4280743A; IT7919878A0; SE7801322L

Description

SKF KUGELLAGERFABRIKEIJ GMBH Schweinfurt, 01.02.1979

SW 78 005 DT TPA/vh/mn

Zweireihiges Pendelrollenlager

Die vorliegende Erfindung betrifft ein zweireihiges Pendelrollenlager mit einem Innenring und einem Außenring und dazwischen auf Laufbahnen des Innen- bzw. Außenringes laufenden Rollen, die eine konvex gewölbte, symmetrisch ausgebildete Mantelfläche aufweisen und in einem Käfig bezüglich

ihrer gegenseitigen Abstände und auf den Laufbahnen bezüglich der Ausrichtung ihrer Drehachsen geführt sind.

Zweireihige Pendelrollenlager werden in der Lagertechnik verwendet um sowohl radiale als auch axiale Belastungen aufzunehmen. Es gibt zwei herkömmliche Bauarten von Pendelrollenlagern, nämlich eine Bauart mit unsymmetrischen Rollen, die von einem festen Bord des Innenringes geführt werden, der
sich zwischen den beiden Reihen von Rollen befindet, sowie

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eine Bauart mit symmetrischen Rollen, bei der ein loser Führungsring anstelle des festen Bordes zwischen den beiden Rollenreihen angeordnet ist.

Bei der Bauart mit unsymmetrischen Rollen werden die Rollen durch eine radiale Lagerbelastung dauernd gegen den festen Führungsbord gedrückt und entsprechend geführt, und zwar aufgrund ihrer unsymmetrischen Gestaltung. Die unsymmetrischen Rollen verursachen also bei radialer Belastung ständig Gleitreibung und entwickeln eine entsprechende Reibungswärme im Pendelrollenlager. Diese Reibungswärme kann nicht ohne weiteres aus dem Innern des Pendelrollenlagers nach außen abströmen, so daß im Betrieb des Pendelrollenlagers die Gefahr besteht, daß sich im Innern des Pendelrollenlagers ein schädlicher Wärmestau bildet.

Bei der Bauart des Pendelrollenlagers mit symmetrischen Rollen und losem Führungsring werden die Rollen auch bei radialer Belastung nicht'mehr dauernd gegen die Führungsflächen angedrückt. Bei dieser Bauart werden nämlich die Rollen von den Laufbahnen geführt. Bei axialer Belastung des Pendelrollenlagers werden die Rollen der einzelnen Reihen seitlich, d. h. in axialer Richtung, etwas verlagert. Diese seitliche Verlagerung wird auch vom losen Führungsring zwischen den beiden Reihen von Rollen mitgemacht. Die entsprechende Führung der symmetrischen Rollen des Pendelrollenlagers dieser Bauart ist übrigens im schwedischen Patent Nr. 365 852 näher beschrieben.

In Figur 1 ist das herkömmliche zweireihige Pendelrollenlager mit symmetrischen Rollen 3 in der Schnittdarstellung gezeigt. Das Pendelrollenlager weist einen zwischen den beiden Reihen von Rollen 3 eingebauten losen Führungsring 4 auf. Die bal-

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ligen, symmetrisch ausgebildeten Rollen 3 laufen zwischen dem Außenring 1 und dem Innenring 2 des Pendelrollenlagers. Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist der Käfig 5 in zwei, je eine Reihe von Rollen 3 aufnehmende Hälften radial geteilt, welche auf dem Führungsring 4 gleitend abgestützt werden. Die Hälften des Käfigs 5 weisen Käfigtaschen auf, in denen die einzelnen Rollen im Abstand voneinander geführt sind. Die seitlich äußeren Abschnitte der Hälften des Käfigs sind schulterförmig radial nach innen zum Innenring 2 gebogen.

Die Rollen 3 besitzen an ihren inneren, dem Führungsring 4 zugewandten Enden kugelig ballige Stirnflächen 7', damit diese in wirkungsvoller Berührung auf der betreffenden Seitenfläche des losen Führungsringes 4 gleiten können. Im Betrieb dieses herkömmlichen Pendelrollenlagers mit symmetrisehen Rollen 3 entstehen noch Reibungskräfte, die zu einer Wärmeentwicklung und einem entsprechenden Wärmestau im Innern des Pendelrollenlagers führen können, und zwar aufgrund der Gleitreibung zwischen dem losen Führungsring 4 , den Rollen 3 und den Hälften des Käfigs 5, die sich auf dem losen Führungsring 4 gleitend abstützen.

Sowohl das bekannte Pendelrollenlager mit unsymmetrischen Rollen als auch das herkömmliche Pendelrollenlager mit symmetrischen Rollen ist in seiner Fertigung relativ teuer, weil ein schwierig herzustellender fester Bord oder ein loser Führungsring zwischen den beiden Reihen von Rollen eingepaßt werden muß.

Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zweireihiges Pendelrollenlager der genannten Art zu schaffen, welches in seinem Innern relativ geringe Gleitreibungswärme entwickelt. Das Pendelrollenlager soll außerdem einfach konstruiert und wirtschaftlich herstellbar sein.

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Gelöst wird dieses Aufgabe mittels des in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmales.

Mit der Anordnung nach der Erfindung wird erreicht, daß der Käfig an Stellen auf dem Innenring geführt ist, die sich vor den äußeren Stirnflächen der Rollen jeder Reihe auf den beiden äußeren Endabschnitten des Innenringes befinden. Beim Führen und Zentrieren des Käfigs auf dem Innenring entsteht eine Gleitreibung, die von den stirnseitigen Enden des Pendelrollenlagers relativ leicht und ungehindert nach außen abgeführt werden kann. Dadurch wird die Gefahr abgewendet, daß im Innern des Pendelrollenlagers ein gefährlicher Wärmestau entsteht. Außerdem wird erreicht, daß die Pendelrollen ohne stirnseitige Gleitführung eines losen Führungsringes im Pendelrollenlager auskommen, so daß das Pendelrollenlager auch eine relativ kleine Laufreibung aufweist und dementsprechend im Betrieb mit vorteilhaft niedrigen Lauftemperaturen funktioniert. Mit der Ausbildung nach der Erfindung werden die Herstellungskosten des Pendelrollenlagers gesenkt, denn die Herstellung eines zwischen die beiden Reihen von Rollen einzupassenden Führungsringes erübrigt sich. Mit dem Weglassen des Führungsringes wird natürlich auch Werkstoff für das Pendelrollenlager gespart. Schließlich ist eine wirtschaftliche Fertigung des Pendelrollenlagers dadurch gegeben, daß die Stirnseiten der Rollen, welche ohne den herkömmlichen Gleitführungskontakt mit einem Führungsring oder dgl. auskommen, nunmehr beliebig geformt sein können. Beide Stirnseiten der Rollen brauchen also nicht mehr formgeschliffen zu werden, so daß ein teurer Bearbeitungsgang wegfällt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen beschrieben.

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Mit den Ausgestaltungen nach Anspruch 2 und 3 wird der Vorteil erzielt, daß der Käfig an seiner Berührungsfläche, welche auf der Mantelfläche des Innenringes gleitet, einen hohen Verschleißwiderstand aufweist, und daß diese Berührungsfläche beim Gleiten auf der Mantelfläche nur eine relativ geringe Laufreibung verursacht.

Eine besonders einfache und robuste Konstruktion des Käfigs ist mit der Ausgestaltung nach Anspruch verwirklicht.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 5 hat zur Folge, daß die Fertigung des Käfigs und der Zusammenbau des Pendelrollenlagers vereinfacht sind.

Die Ausgestaltungen nach Anspruch 6 und 7 bewirken, daß die Hälften des Käfigs durch einen Haltering zentrisch zueinander und ohne schädliches Spiel zusammengehalten sind.

Anspruch 8 weist auf eine Ausgestaltung hin, bei der ein in weiten Grenzen radial elastischer Haltering vorhanden ist, der mit seiner Berührungsfläche, welche mit einer Schicht aus Gummi Kunststoff oder dgl. versehen ist, immer in spielfreie elastisch spannende Berührung mit den Hälften des Käfigs kommt, und zwar auch dann, wenn an den sich berührenden Flächen von Käfig und Haltering große Fertigungstoleranzen zugelassen sind. Dabei kann nach der zusätzlichen Ausgestaltung des Anspruches 9 die elastische Nachgiebigkeit der Schicht des Halteringes entsprechend eingestellt und vergrößert werden.

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Die Ausgestaltungen nach Anspruch 10, 11 und 12 bewirken, daß der Haltering durch Eigenfederung elastisch nachgiebig ist.

Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 13 wird ein Käfig geschaffen, dessen Hälften über den Haltering robust und fest miteinander verbunden sind.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 14 bewirkt, daß der Käfig wirtschaftlich herstellbar ist.

Mit den Ausgestaltungen nach Anspruch 15, 16 und 17 ist ein Käfig gegeben, dessen zwei Hälften in einfacher Weise direkt aneinander befestigt, und miteinander zentriert sind, so daß die Herstellung und Montage eines besonderen die beiden Hälften zusammenhaltenden Halteringes entfällt.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 18 hat ein Pendelroilenlager zum Ziel, welches ohne Führungsborde der Lagerringe für die Rollen auskommt, so daß die Laufreibung der Rollen im Pendelrollenlager entsprechend klein ist und das Pendelrollenlager eine vorteilhaft niedrige Betriebstemperatur aufweist.

0 Schließlich wird mit der Ausgestaltung nach Anspruch 19 die Herstellung des Pendelrollenlagers durch einfache Formgebung der Rollen weiter verbilligt. Die Rollen können auch bezüglich ihrer Stirnflächen seitensymmetrisch ausgebildet sein und dürfen somit seitenverkehrt in das Pendelrollenlager eingebaut werden, so daß der Zusammenbau des Pendelrollenlagers vereinfacht ist.

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Das erfindungsgemäße zweireihige Pendelrollenlager wird in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren 2 bis 6 dargestellt sind, näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 wie bereits erwähnt, ein zweireihiges Pendelrollenlager nach dem Stand der Technik im Querschnitt,

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein zweireihiges Pendelrollenlager,

Fig. 3A und 3B je einen teilweisen Querschnitt durch einen Haltering in vergrößerter Darstellung,

Fig. 4 eine teilweise Draufsicht auf einen abgeänderten Haltering,

Fig. 5 einen Querschnitt durch einen weiteren abgeänderten Haltering und

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein abgeändertes zweireihiges Pendelrollenlager ohne Haltering.

In Figur 2 ist ein zweireihiges Pendelrollenlager dargestellt, in dem ein Käfig 5 eingebaut ist, der in zwei, je eine Reihe von Rollen 3 aufnehmende Hälften radial geteilt ist. Die Hälften des Käfigs 5 weisen auf ihrer äußeren Seite je eine radial nach innen umgebogene Schulter 6 auf. Jede der beiden Schultern 6 gleitet auf der Mantelfläche des Innenringes 7 des Pendelrollenlagers. Der

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Käfig 5 wird also unmittelbar neben der äußeren Stirnfläche der Rollen 3 der betreffenden Rollenreihe auf dem Innenring gleitend geführt und zentrisch gehalten. Die Berührungsfläche der Schulter 6 der Hälften des Käfigs 5, welche auf der Mantelfläche des Innenringes 2 gleitet, ist karbonitriert und somit oberflächengehärtet, so daß diese einen hohen Verschleißwiderstand aufweist. Reibungswärme in den Führungsflächen zwischen Käfig 5 und Innenring 2 entsteht also nur an den Seiten des Pendelroilenlagers, wo sie ohne Wärmestau zu entwickeln abgeführt werden kann.

Die konvex gewölbten symmetrischen Rollen 3 weisen beidseitig ebene Stirnflächen 7 auf und sind somit vollständig seitensymmetrisch ausgebildet. Auf diese Weise ist eine einfache und wirtschaftliche Fertigung der Rollen möglich; die Rollen dürfen auch seitenverkehrt in das Pendelrollenlager eingebaut werden. Die Rollen werden übrigens in den Laufbahnen bezüglich der Ausrichtung ihrer Drehachsen geführt. Dabei kommen die ebenen Stirnflächen 7 der Rollen ausschließlich mit dem Käfig 5 in Berührung.

Zwischen den beiden Reihen von Rollen 3 ist der Haltering eingebaut, welcher im vorliegenden Fall in der Bohrung der Hälften des Käfigs 5 sitzt und radial von innen nach außen gegen die Bohrung der zwei Hälften federt. Normalerweise braucht der Haltering 8 keine hohe Preßspannung in seiner Berührungsfläche mit den Hälften des Käfigs 5 aufzuweisen, es genügt vielmehr in den meisten Fällen, daß ein mittlerer Preßsitz vorhanden ist, um eine ausreichende spielfreie Verbindung zwischen dem Haltering 8 und den beiden Hälften herzustellen.

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In Figur 3Ά ist der teilweise Querschnitt eines Halteringes 8 gezeigt. Die Mantelfläche dieses Halteringes 8, welche gemäß der Anordnung in Figur 2 mit den Hälften des Käfigs 5 in elastisch spannende Berührung kommt, ist mit einer Schicht 9 aus elastisch nachgiebigem Werkstoff, z. B. Kunststoff, Gummi oder dgl., versehen. Die Oberfläche dieser Schicht 9 ist hier glatt ausgebildet.

In Abänderung des in Figur 3A gezeigten Halteringes ist in Figur 3B ein Haltering 8 dargestellt, bei der die Schicht der Oberfläche geriffelt ausgebildet ist. Diese Oberfläche ist also in weiten Grenzen elastisch nachgiebig, so daß unvermeidliche Fertigungstoleranzen in den Abmessungen der Sitzflächen zwischen Haltering 8 und den Hälften des Käfigs 5 ohne Veränderung des Sitzcharakters des Halteringes 8 ausgeglichen werden.

In Figur 4 ist ein weiterer abgeänderter Haltering 8 dargestellt, der radial federnd in der Bohrung der Hälften des in Figur 2 gezeigten Käfigs 5 sitzen kann. Dieser Haltering 8 ist an seinem Umfang mit radial durchgehenden, in ümfangsrichtung verlaufenden Schlitzen 10, sowie mit im wesentlichen axial verlaufenden Einschnitten 11 versehen, so daß dieser eine relativ große Eigenfederung besitzt. Der Haltering 8 ist übrigens durch zwei radial geteilte Ringhälften wirtschaftlich hergestellt, die an ihren gegenseitig gegenüberliegenden Stirnflächen durch Schweißungen 12 fest miteinander verbunden sind.

Tn Figur 5 ist ein anderer abgeänderter Haltering 8 gezeigt, der radial federnd in der Bohrung der Hälften des Käfigs 5 sitzt. Der Haltering 8 ist an seinen Seitenabschnitten mit Zungen 13 versehen, welche gegen die Hälften des Käfigs 5 radial spannen bzw. federn. Der Querschnitt

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des Halteringes 8 ist etwas bogenförmig ausgebildet, so daß die Hälften des Käfigs 5 leicht auf den Haltering 8 aufgeschnappt werden können.

Die Darstellung in Figur 6 zeigt ein zweireihiges Pendelrollenlager, welches einen in zwei Hälften geteilten Käfig 5 besitzt. Unter Weglassung von Halteringen sind hier die Hälften des Käfigs 5 an ihren gegenseitigen Enden axial ineinander gleitend einschiebbar angeordnet. Die in der Zeichnung linke Hälfte des Käfigs 5 weist an ihrem betreffenden Ende einen ringförmigen Kragen 14 auf, in den das gegenüberliegende Ende der rechten Hälfte hineingeschoben worden ist.

Das erfindungsgemäße zweireihige Pendelrollenlager hat den großen Vorteil, daß dieses in seinem Innern relativ geringe Gleitreibungswärme entwickelt, und daß dieses einfach konstruiert und wirtschaftlich herstellbar ist.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens kann das oben beschriebene zweireihige Pendelrollenlager weitgehend abgewandelt werden.

Der Käfig des zweireihigen Pendelrollenlagers kann z. B. durch zwei radial geteilte, je eine Reihe von Rollen aufnehmende Hälften gebildet sein, die an ihren gegenseitigen Enden durch Schweißungen oder dgl. fest miteinander verbunden sind. Der Käfig des Pendelrollenlagers kann aber auch einstückig ausgebildet sein.

Schließlich braucht der Haltering nicht in der Bohrung der beiden Hälften des Käfigs zu sitzen. Vielmehr kann dieser bei einem Käfig, der in zwei, je eine Reihe von Rollen auf-

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nehmende Hälften radial geteilt ist, zwischen den beiden Reihen von Rollen eingebaut und radial von außen nach innen gegen die Mantelfläche der beiden Hälften federnd angeordnet sein.

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Claims

SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 01.02.1979

TPA/vh/mh SW 78 005 DT

Zweireihiges Pendelrollenlager

Patentansprüche

Zweireihiges Pendelrollenlager mit einem Innenring ^^ und einem Außenring und dazwischen auf Laufbahnen des Innen- bzw. Außenringes laufenden Rollen, die eine konvex gewölbte, symmetrisch ausgebildete Mantelflache aufweisen und in einem Käfig bezüglich ihrer gegenseitigen Abstände und auf den Laufbahnen bezüglich der Ausrichtung—-ihrer Drehachsen geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (5) ausschließlich neben der äußeren Stirnfläche der Rollen

(3) jeder Rollenreihe auf einer Fläche des Innenringes (2) gleitend geführt ist.
2. Pendelrollenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Fläche des Innenringes (2) gleitende Berührungsfläche des Käfigs (5) oberflächengehärtet ist.
3. Pendelrollenlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsfläche des Käfigs (5) karbonitriert ist.

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4. Pendelrollenlager nach Anspruch 1,2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig einstückig ausgebildet ist.
5. Pendelrollenlager nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (5) in zwei,je eine Reihe von Rollen (3) aufnehmende Hälften geteilt ist.
6. Pendelrollenlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein radial von innen nach außen gegen die Bohrung der beiden Hälften federnder Haltering (8) zwischen den beiden Reihen von Rollen (3) eingebaut ist.
7. Pendelrollenlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein radial von außen nach innen gegen die Mantelfläche der beiden Hälften federnder Haltering (8) zwischen den beiden Reihen von Rollen (3) eingebaut ist.
8. Pendelrollenlager nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (8) auf seiner mit den Häflten des Käfigs (5) in federnde Berührung kommenden Berührungsfläche eine Schicht (9) aus einem elastisch nachgiebigen Werkstoff, zum Beispiel Gummi oder Kunststoff, aufweist.
9. Pendelrollenlager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Schicht (9) geriffeit ausgebildet ist.

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10. Pendelrollenlager nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (8) an seinem Umfang mit radial durchgehenden, in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitzen (10) versehen ist.
11. Pendelrollenlager nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (8) im wesentlichen axial verlaufende Einschnitte (11) aufweist.
12. Pendelrollenlager nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (8) radial federnde, gegen die Hälften des Käfigs (5) spannende Zungen (13) aufweist.
13. Pendelrollenlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hälften des Käfigs über einen mit diesem durch Löten oder Schweißen verbundenen Haltering, der zwischen den beiden Reihen von Rollen eingebaut ist, aneinander befestigt sind.
14. Pendelrollenlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hälften des Käfigs an ihren gegenseitigen Enden durch Schweißen oder dergl. fest miteinander verbunden sind.
15. Pendelrollenlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hälften des Käfigs (5) an ihren gegenseitigen Enden axial ineinander gleitend einschiebbar angeordnet sind.
16. Pendelrollenlager nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der beiden Hälften des Käfigs (5) an ihrem Ende zur Aufnahme des einschiebbar angeordneten Endes der anderen Hälfte einen ringförmigen Kragen (14) aufweist.

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17. Pendelrollenlager nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der beiden Hälften des Käfigs an ihrem Ende zur Aufnahme des einschiebbar angeordneten Endes der anderen Hälfte radial federnde Zungen aufweist.
18. Pendelrollenlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerringe bordlos ausgebildet und die Stirnflächen (7) der Rollen (3) ausschließlich mit dem Käfig (5) in Berührung kommend angeordnet sind.
19. Pendelrollenlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (7) der Rollen (3) eben ausgebildet sind.

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