DE301127C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei Kugellagern ist es oft wünschenswert,

den Lagerdruck auf die größtmögliche Anzahl

. von* Kugelreihen verteilen zu können, teils, damit die Abmessungen des Lagers — besonders in radialer Richtung — soviel wie möglich herabgesetzt werden können, teils, um bei Kugellagern * mit kugeliger Laufbahn zu ermöglichen, daß das Lager Enddrucke in verschiedenen Richtungen aufnimmt. In den bisher verwendeten Lagerkonstruktionen mit festem oder als ein solcher wirkendem, äußerem oder innerem Laufbahnkörper wird indessen die Druckverteilung auf die betreffenden Kugelreihen, wenn sie mehr als zwei sind, statisch unbestimmt oder teils von der Federung oder der Formveränderung der Laufbahnkörper sowie der Kugeln, teils von der· mehr oder weniger genauen Herstellung der verschiedenen Teile des Lagers oder der Abnutzung dieser Teile abhängig. Infolgedessen kann es vorkommen, daß, auch wenn mehrere Kugelreihen vorhanden sind, nur eine der Kugelreihen die ganze Belastung des Lagers zu tragen hat, wodurch Überbelastung und Zerdrückung der Kugeln dieser Reihe leicht entsteht. Nur bei Kugellagern mit kugeliger Laufbahn kann man eine statisch bestimmte Kraftverteilung auf zwei Kugelreihen erreichen,, trotzdem daß sowohl der äußere als der innere Laufring aus je einem Stück bestehen, wenn das Lager so eingerichtet ist, daß eine achsiale Verschiebung zwischen den beiden Laufringen stattfinden kann. Bei solchen Lagern mit mehr als zwei Kugelreihen ist jedoch eine statisch bestimmte Druckverteilung zwischen den verschiedenen Kugelreihen nicht möglich, auch wenn eine Kugelbahn kugelig ist.

Die Erfindung bezweckt nun, auch bei Kugellagern mit kugeliger Laufbahn und mit mehr als zwei Kugelreihen eine berechenbare Druck-Verteilung auf die sämtlichen Kugelreihen zu ermöglichen, wobei dieser Zweck ohne die damit bei anderen Konstruktionen verknüpften Nachteile erreicht wird.

Zu diesem Zweck besteht die Erfindung 45" hauptsächlich darin, daß in einem Kugellager mit mehr als zwei Kugelreihen und einem mit einer kugeligen Laufbahn bzw. mehreren konzentrischen, kugeligen Laufbahnen für die Kugeln versehenen Laufbahnkörper je zwei Kugelreihen auf einem gemeinsamen Ring laufen, der derart unterstützt und mit Spiel gelagert ist, daß er bei ungleicher Belastung der Kugelreihen nach der einen oder anderen Seite ausschwingen kann.

Die Zeichnung veranschaulicht verschiedene Ausführungsformen der Erfindung, und zwar zeigen: ■

Fig. ι a in Längsschnitt ein Kugellager mit äußerer, kugeliger Laufbahn und vier Kugelreihen, . .

Fig. ib das in Fig. ia gezeigte Lager im Querschnitt und in Stirnansicht,

Fig. 2 in Längsschnitt ein anderes Kugel-.

lager mit äußerer, kugeliger Laufbahn und vier Kugelreihen. .

Fig. 3 stellt teilweise in Längsschnitt ein Lager mit acht Kugclreihen dar, und
Fig. 4 ist eine Seitenansicht eines Lagers mvt innerer, kugeliger Lauffläche, teilweise im Schnitt. - . .

Bei dem in Fig. ia und Ib gezeigten Kugellager bildet die gemeinsame, äußere Laufbahn

ίο der vier Kugelreihen eine in dem äußeren Lagerring α geformte, kugelige Fläche, deren Mittelpunkt m auf der JDrehachse des Lagers liegt. Die inneren Laufbahnen der Kugeln sind auf zwei ringförmige Laufbahnkörper. & und b₁ verteilt, von welchen jeder mit zwei Laufbahnen versehen ist und von einem ringförmigen Stützkörper c getragen wird. Dadurch, daß die Innenseite des Ringes b und der entsprechende Teil der Außenseite des Ringes c entsprechend geformt werden, kann man erreichen, daß der Druck zwischen jedem dieser Ringe b und ^₁ und dem Stützkörper durch einen - gewissen Auflagepunkt e bzw. e_x oder in dessen Nähe geht und in diesem Punkte eine gewisse bestimmte Richtung erhält.· Falls lediglich eine Kugelreihe des Ringes b gegen die äußere Laufbahn anfänglich anliegen würde, so wird der Ring durch die von der Belastung auf das Lager ausgeübte Wirkung eine Schwenkung um den Punkt e oder eine gleichzeitige Schwenkung um den Punkt β und eine Gleitung an diesem Punkte ausführen, bis beide Kugelreihen an dem äußeren Lagerring zur Anlage kommen, unter der Voraussetzung, daß ein gewisser Spielraum zwischen dem Ring b und dem Ring c vorhanden ist oder durch die Zusanimendrückung der Kugeln und der Ringe entsteht. Falls der Punkt β auf einem Halbmesser m-e der kugeligen Lauffläche mitten zwischen den' beiden Kugelreihen liegt, und die Ringe b und c bei dem Punkt e so geformt sind, daß. die Druckrichtung längs dieses Hai οι messers fällt, so erhalten die beiden Kugelreihen die gleiche Belastung, abgesehen von den kleinen Abänderungen, die durch die Reibung und die ungleichmäßige Zusammendrükkung der Kugeln sowie durch die von der Fliehkraft der Kugeln und des Laufbahnringes

; bewirkten Änderungen der Druckrichtung hervorgerufen werden. Dadurch, daß man die Lage des Punktes e und die Neigung der Tangente der Schnittkurven der Ringe in verschiedener Weise wählt, wird man imstande sein, die Wirkung der Fliehkraft zu kompensieren und auch erforderlichenfalls den Druck

;.. auf die beiden Kugelreihen ungleich zu verteilen. Bei dieser Ausführungsform ist der Ring J₁ wie der Ring b aus je einem Stück hergestellt. Falls die Belastung der Welle senkrecht zu der letzteren längs der Linie m-n

: gerichtet ist und die Winkel α und Ct₁ zwischen j jener Linie und den Linien m-e bzw. m-e_x gleich sind, so leuchtet es ein, daß der Ring c in achsialer Richtung gegenüber dem Ringe α verschoben wird, so daß die Belastungen auf den beiden Laiifbahnkörpern b und O₁ und somit, auch auf den vier Kugelreihen gleich oder ,annähernd gleich werden. Falls die Belastung anderswie als längs der Linie m-n gerichtet ist, so werden die Drücke auf die verschiedenen Kugelreihen nicht gleich, es wird aber möglich, die Druckverteilung zu bestimmen.

Falls das Lager dazu bestimmt ist, eine Belastung aufzunehmen, die nicht senkrecht zu der Lagerachse gerichtet ist, so kann man, indem man den Winkeln α und U₁ andere Werte gibt, annähernd gleiche Belastungen auf die verschiedenen Kugelreihen erhalten. Eine derartige Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt. In diesem Fall ist a — 0 und K₁ = 45°; diesen Winkeln können indessen auch ganz andere Werte gegeben werden. Die ■ Wellenbelastung soll selbstverständlich mitten zwischen die Linien m-e und m-e_x gerichtet sein, damit die'verschiedenen Kugelreihen von gleichen oder annähernd gleichen Drücken be-, einflußt werden. . _:

Bei den' oben beschriebenen Ausführungsformen wird der Stützkörper oder Stützring c der schwenkbaren Laufbahnkörper unmittelbar von der Welle getragen bzw. auf ihr befestigt. Falls die Anzahl der Kugelreihen größer als bei diesen Ausführungsformen ist, wird es erforderlich sein, noch einen Stützring anzuordnen. Ein solches Lager mit acht Kugelreihen ist in Fig. 3 gezeigt. Hier bildet die gemeinsame äußere Laufbahn der acht Kugelreihen eine auf dem äußeren Lagerring α befindliche kugelige Fläche, während die inneren Laufbahnen auf vier Ringe b, b₁, b₂ und b₃ verteilt sind, wobei jeder Ring mit zwei Kugelreihen versehen ist. Diese Laufbahnkörper werden in den Punkten e, e_v e₂ und e₃ von zwei Ringen c und C₁ "getragen, die ihrerseits von dem Ring d getragen werden. Aus der Fig. 3 und der obigen Beschreibung der Fig. 1 geht hervor, daß, falls die Winkel β und ß₁ gleich sind und die Belastung der Welle senkrecht zu ihr längs der Linie m-n gerichtet ist, no der auf die sämtlichen acht Kugelreihen ausgeübte Druck annähernd gleich groß wird. Die Druckverteilung kann aber auch nach Belieben geändert oder nach einer anderen Druckrichtung dadurch angepaßt werden, daß den Winkeln β und P₁ andere Werte gegeben werden, oder dadurch, daß die Lagen der Punkte e und f. sowie die Neigungswinkel der Ringschnitte in ' diesen Punkten ein wenig geändert werden. .

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen bilden die äußeren Laufbahnen der

r f ■■·■-.

Kugelreihcn cine konkave, kugelige Fläche. Nichts hindert indessen, die inneren Laufbahnen der sämtlichen Kugelreihen auf eine konvexe, kugelige Fläche zu verlegen und im

S übrigen die Konstruktion nach den oben angegebenen Prinzipen auszuführen. In Fig. 4 ist eine Ausführungsform eines derartigen, vierreihigen Kugellagers gezeigt. Die inneren Laufbahnen der vier Kugelreihen sind auf die konvexe, kugelige Fläche des Ringes α verlegt.. Die äußeren Bahnen sind auf zwei Ringe b und I₁ verteilt, die in den Punkten e und ^₁ von dem Ringe e gestützt werden. Die Bedingungen für die Druckverteilung auf die verschiedenen Kugelreihen sind dieselben wie die betreffend Kugellager mit kugeliger äußerer Laufbahn oben angegebenen. Abänderungen der Ausführungsformen, entsprechend den bezüglich der letztgenannten Lager beschriebenen, können selbstredend auch bei Lagern mit kugeliger, innerer Laufbahn vorgenommen werden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist die eine Laufbahn der betreffenden Kugelreihen auf eine und dieselbe kugelige «5 Fläche verlegt. Nichts hindert indessen, jene Laufbahn auf mehrere kugelige Flächen zu verteilen, wenn nur diese Flächen konzentrisch sind.

■

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:'

   Mehrreihiges Tragkugellager mit kugeliger Laufbahn, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Kugelreihen auf einem gemeinsamen Ring laufen, der derart unterstützt und mit Spiel gelagert ist, daß er bei ungleicher' Belastung der Kugelreihen nach der einen oder anderen Seite ausschwingen kann. '

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.

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