DE1195558B

DE1195558B - Roller bearing for axial load

Info

Publication number: DE1195558B
Application number: DEB59547A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Brinkmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-09-27
Filing date: 1960-09-27
Publication date: 1965-06-24

Description

Wälzlager für axiale Belastung Die Erfindung bezieht sich auf ein Wälzlager für axiale Belastung, bei dem die gehäuseseitigen Laufbahnen für die Wälzkörper auf Ringen liegen, die jeweils mittels Federn gehalten und über eine kugelige Fläche gegen ein festes Widerlager des Gehäuses einstellbar abgestützt sind und es dadurch den Laufbahnen ermöglichen, Schrägstellungen der Welle zu folgen.Rolling bearings for axial load The invention relates to a Rolling bearings for axial loads, in which the raceways on the housing side are for the rolling elements lie on rings, each held by springs and over a spherical surface are supported adjustable against a fixed abutment of the housing and thereby enable the raceways to follow the inclinations of the shaft.

Die Erfindung bezweckt, ein solches Lager derart auszubilden, daß die beweglichen Ringe trotz ihrer Verschieblichkeit ihre Soll-Lage einhalten, und zwar unbeeinflußt durch die Be- und Entlastung des Lagers und durch den Richtungswechsel des Axialschubes der Welle, so daß ihre Verschiebung lediglich bei Schrägstellung der Welle gegenüber dem Lager möglich ist.The aim of the invention is to design such a camp in such a way that the movable rings maintain their target position despite their displaceability, and although unaffected by the loading and unloading of the camp and by the change of direction of the axial thrust of the shaft, so that its displacement only when it is inclined the shaft compared to the bearing is possible.

Für eine Ausbildung des Lagers, die diese Forderung erfüllt, schlägt die Erfindung einzeln in Bohrungen der einstellbaren Ringe radial spielfrei angeordnete Schraubenfedern vor, die jeweils zwischen der kugeligen Fläche des zugehörigen, durch einen bekannten Ring gebildeten festen Widerlagers und dem Kopf eines Schraubenbolzens eingespannt sind, der die durch ihn vorgespannte Feder mit Spiel durchgreift und in das feste Widerlager eingesetzt ist.For a camp training that meets this requirement, suggests the invention individually arranged radially free of play in bores of the adjustable rings Coil springs, each between the spherical surface of the associated, fixed abutment formed by a known ring and the head of a screw bolt are clamped, which engages through the pretensioned by him spring with play and is inserted into the fixed abutment.

Infolge ihrer Einspannung wird die Schraubenfeder mit einem so großen Andruck an dem festen Ring gehalten, daß sie ohne Verschiebung das Gewicht des beweglichen Ringes aufnehmen und ihn dadurch in seiner Soll-Lage halten kann, während sie andererseits einer Verschiebung des beweglichen Ringes infolge Schrägstellung der Welle zu folgen vermag. Diese Halterung der beiden verschieblichen Ringe sichert die Soll-Lage der Wälzkörperlaufbahnen, unbeschadet der Richtung des Axialschubes der Welle oder eines Wechsels dieser Richtung, bei dem die Kraftübertragung von dem einen auf den anderen beweglichen Ring übergeht. Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße Halterung den genauen Einbau der verschieblichen Ringe bei der Montage des Lagers. Schließlich können die Schraubenbolzen zur Sicherung der Laufbahnen gegen Mitnahme durch die Reibung der Wälzkörper herangezogen werden, indem man zwischen den Bolzen und den Laufbahnen einen Forinschluß herstellt. -- Es ist bereits bei einem Druck-Kugellager bekannt, das feste Widerlager des Gehäuses als Ring auszubilden und an ihm den mit Rillen als Laufbahn für die Kugeln versehenen Gegenring auf einen Flansch abzustützen, der an einigen Stellen seines Umfanges durch Schlitze in geringem Maße federnd nachgeben kann und damit dem Gegenring eine entsprechend geringfügige Einstellmöglichkeit bietet. Diese federnde Abstätzung des Gegenringes verhält sich jedoch im Betriebe des Lagers naturgemäß sehr steif und erschwert es damit dem Lager, einer Schrägstellung der Welle zu folgen. Mit dieser bekannten Lagerausbildung können die vorstehend aufgeführten vorteilhaften Wirkungen, die mit dem Lager nach der Erfindung erzielbar sind, nicht verwirklicht werden.As a result of their clamping, the helical spring is held with such a great pressure on the fixed ring that it can take up the weight of the movable ring without displacement and thereby hold it in its desired position, while on the other hand a displacement of the movable ring due to the inclination of the shaft able to follow. This mounting of the two movable rings ensures the desired position of the rolling element raceways, regardless of the direction of the axial thrust of the shaft or a change in this direction, in which the power transmission is transferred from one movable ring to the other. In addition, the holder according to the invention enables the precise installation of the sliding rings when assembling the bearing. Finally, the screw bolts can be used to secure the raceways against being entrained by the friction of the rolling elements by creating a form fit between the bolts and the raceways. - It is already known in a thrust ball bearing to form the fixed abutment of the housing as a ring and to support the counter ring provided with grooves as a raceway for the balls on a flange that is slightly resilient at some points on its circumference through slots can give way and thus offers the mating ring a correspondingly slight adjustment option. However, this resilient support of the counter ring naturally behaves very stiffly when the bearing is in operation and thus makes it difficult for the bearing to follow an inclined position of the shaft. With this known bearing design, the advantageous effects listed above, which can be achieved with the bearing according to the invention, cannot be achieved.

Für die Nachstellung des Lagers sieht die Erfindung die Möglichkeit vor, daß die Schraubenbolzen jeweils von außen her mittels einer am festen Widerlager abgestützten Mutter nachstellbar sind.The invention provides an opportunity for readjusting the bearing before that the screw bolts each from the outside by means of a fixed abutment supported mother are adjustable.

Weiterhin schlägt die Erfindung vor, den Krümmungshalbmesser der kugeligen Flächen wesentlich größer als ihr gegenseitiger Abstand im Bereich der Lagerachse zu bemessen, so daß die kugeligen Flächen steil verlaufen; damit wird der Widerstand gegen die Verschiebung der Ringe bei einer Einstellbewegung der Welle vermindert.Furthermore, the invention proposes the radius of curvature of the spherical Areas much larger than their mutual distance in the area of the bearing axis to be dimensioned so that the spherical surfaces are steep; thus the resistance becomes against the displacement of the rings during an adjustment movement of the shaft.

Die Erfindung ist im nachstehenden an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das in der Zeichnung in A b b. 1 im senkrecht axialen Schnitt dargestellt ist; Ab b. 2 zeigt in größerem Maßstab den Ausschnitt 11 der Abb. 1. The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment that is shown in the drawing in A b b. 1 is shown in vertical axial section; From b. 2 shows the detail 11 of FIG. 1 on a larger scale.

Die zu lagernde Welle 1 trägt einen Bund 2, auf dem die Wälzkörper beiderseits in Gestalt von Zy- linderrollen 3 laufen, die in je einem nicht dargestellten Käfig gehalten werden. Die Gegenlaufbahnen der Rollen 3 liegen beiderseits des Bundes 2 als Ringscheiben 4 auf je einem die Welle 1 mit Spiel umschließenden Ringe 5. Jeder Ring 5 liegt mit einer Kugelfläche 6 an einem von einer gleichen Fläche begrenzten Ringe 7 satt an, der mittels Gewinde 8 in das Gehäuse 9 des Lagers eingeschraubt ist. Die beiden Ringe 5 können über den Bund 2 und die Rollen 3 an einer Abweichung der Welle 1 von ihrer axialen Soll-Lage teilnehmen, indem sie sich gegenüber den festen Ringen 7 auf den Kugelflächen 6 um ein entsprechendes Maß verschieben. Infolge eines gewissen, allerdings nur sehr geringfügigen Spiels innerhalb des Lagers ändern sich mit der Belastung der Welle die Anlagedrücke zwischen den umlaufenden und den drehfesten Teilen; wirkt z. B. die axiale Schubkraft in Ab b. 1 in Pfeilrichtung 1, so sind die rechts des Bundes 2 liegenden Rollen 3 und die ihnen im Kraftflusse folgenden Teile 43 5 und 7 entlastet, während bei Wirkung der Schubkraft in Pfeilrirhtung r dasselbe bei den entsprechenden Teilen links des Bundes 2 eintritt. Ist die Welle 1 bzw. das Lager durch Fortfall einer Schubkraft entlastet, so entfällt auf beiden Seiten des Bundes 2 ein Andruck der Teile des Lagers. Diesen Möglichkeiten des Spieles der Kräfte während des Betriebes trägt die Halterung der beweglichen Ringe 5 an dem zugehörigen festen Ringe 7 erfindungsgemäß durch folgende Ausbildung Rechnung (s. besonders Abb. 2).The shaft 1 to be supported carries a collar 2 on which the rolling elements run on both sides in the form of cylinder rollers 3 which are each held in a cage (not shown). The opposing raceways of the rollers 3 located on both sides of the Federal 2 as annular discs 4 on a respective shaft 1 with play surrounds Rings 5. Each ring 5 is located with a spherical surface 6 on a limited by an equal surface rings 7 enough of the means of thread 8 in the housing 9 of the bearing is screwed in. The two rings 5 can take part in a deviation of the shaft 1 from its nominal axial position via the collar 2 and the rollers 3 by shifting a corresponding amount relative to the fixed rings 7 on the spherical surfaces 6. As a result of a certain, albeit only very slight, play within the bearing, the bearing pressures between the rotating and the non-rotating parts change with the load on the shaft; acts z. B. the axial thrust in Ab b. 1 in the direction of arrow 1, the rollers 3 lying to the right of the collar 2 and the parts 43 5 and 7 following them in the power flow are relieved, while the same occurs with the corresponding parts to the left of the collar 2 when the thrust force acts in arrow direction r. If the shaft 1 or the bearing is relieved by the absence of a thrust force, the parts of the bearing do not need to be pressed on on both sides of the collar 2. According to the invention, the mounting of the movable rings 5 on the associated fixed rings 7 takes account of these possibilities for the play of forces during operation by means of the following design (see especially Fig. 2).

An z.B. drei gleichmäßig auf den Umfang verteilten Stellen ist in jedem der bolden festen Ringe7 eine zur Kugelfläche6 normal verlaufende, Bohrung 10 zur Aufnahme eines Schraubenbolzens 11 angeordnet. Der Schraubenschaft ist gegenüber dem Boden einer Kammer 12 des Ringes 7 mittels einer Mutter 13 und der Schraubenkopf 14 in einer Kammer 15 des beweglichen Ringes 5 unter Zwischenschaltung einer Schraubenfeder 16 gehalten, die sich auf der Kugelfläche 6 des Ringes 7 abstützt, und zwar unter einer Spannung, die durch das Anziehen der Mutter 13 bestimmt wird. Die Feder 16 umgibt Einern seits den Schraubenholzen 11 allseits nu't einem Spiel s und liegt andererseits an der Wandung einer Bohrung 17 des Ringes 5 an. Die Spannung der Feder 16 ist im Hinblick auf die obenerwähnten- möglichen Betriebszustände des Lagers nach folgenden Gesichtspunkten zu wählen: 1. Ist das Lager durch Fortfell einer axialen Schubkraft entlastet, so soll der Andruck der Feder 16 auf die Fläche 6 ihre Verschiebung unter dem Gewicht des Ringes 5 verhindern, d. h. sämtliche drei Federn 16 sollen den Ring 5 in seiner Soll-Lage tragen und ihn gegen Herab-oder Vorfallen schützen. - Dasselbe gilt für die Federn 16 auf der je nach Richtung (Pfeil 1 bzw. r) der Schubkraft entlasteten Seite des Lagers. For example, at three points evenly distributed over the circumference, a bore 10 for receiving a screw bolt 11 , which runs normal to the spherical surface 6, is arranged in each of the fixed rings 7. The screw shaft is held opposite the bottom of a chamber 12 of the ring 7 by means of a nut 13 and the screw head 14 in a chamber 15 of the movable ring 5 with the interposition of a helical spring 16 which is supported on the spherical surface 6 of the ring 7 , namely under a Tension determined by tightening nut 13 . The spring 16 surrounds on the one hand the screw bolts 11 on all sides nu't a game s and on the other hand rests against the wall of a bore 17 of the ring 5 . The tension of the spring 16 is to be selected with regard to the above-mentioned possible operating states of the bearing according to the following points of view: 1. If the bearing is relieved by continuing an axial thrust, the pressure of the spring 16 on the surface 6 should move under the weight of the ring 5 , d. H. all three springs 16 are intended to support the ring 5 in its desired position and protect it against falling or falling. - The same applies to the springs 16 on the depending on the direction (arrow 1 or r) the thrust relieved side of the bearing.

2. Bei umlaufender Welle sollen die Federn 16 den Ring i gegen Mitnahme durch die Drehbewegung sichern.2. When the shaft is rotating, the springs 16 should secure the ring i against being entrained by the rotary movement.

3. Eine Verschiebung der Ringe 5 infolge Schrägstellung der Welle sollen die Federn 16 zulassen, indem sie unter überwindung ihres Andruckes an der Fläche 6 an dieser Verschiebebewegung im Ausmaße des Spieles s gegenüber dem unverschieblichen Schraubenbolzen 11 teilnehmen können. Im Einzelfalle ist die, richtige, Spannung der Federn 16 durch Ausprobieren und entsprechende Anzugsstellung der Mutter 13 leicht zu ermitteln. 3. A displacement of the rings 5 due to the inclination of the shaft should allow the springs 16 by being able to take part in this displacement movement to the extent of the game s with respect to the non-displaceable screw bolt 11 while overcoming their pressure on the surface 6 . In individual cases, the correct tension of the springs 16 can easily be determined by trial and error and the corresponding tightening position of the nut 13.

Wie A b b. 1 zeigt, liegen die beiden Flächen 6 nicht auf dem Mantel derselben Kugel; vielmehr br,-zeichnen die weit auseinanderliegenden Punkte My und Ml den Krümmungsmittelpunkt für die rechte bzw, die linke Kugelfläche 6. Infolge dieser Lage der Punkte Mr und Ml ergibt sich ein steiler Verlauf der Flächen 6, der mit seiner geringen Projektion auf die Wellenachse keine nennenswerte Abstützung der entlasteten Ringe 5 auf den Ringen 7 gewährt, woraus sich die Forderung nach dem obigen Gesichtspunkt 1 herleitet. Indessen führt das Auseinanderziehen der Punkte Mr und MI zu der aus Ab b. 1 ersichtlichen flachen Gestalt der Ringe 5 und 7, welche die besonders kurze Bauart des Lagers ermöglicht.Like A b b. 1 shows that the two surfaces 6 do not lie on the mantle of the same sphere; rather br, -draw the widely spaced points My and Ml the center of curvature for the right and left spherical surface 6. As a result of this position of the points Mr and Ml there is a steep course of the surfaces 6, which with its low projection on the shaft axis none The relieved rings 5 are provided with significant support on the rings 7 , from which the requirement for the above aspect 1 is derived. Meanwhile, pulling the points Mr and MI apart results in that from Ab b. 1 visible flat shape of the rings 5 and 7, which enables the particularly short design of the bearing.

Die erfindungsgemäße Halterung der beweglichen Ringe 5 führt ferner zu dem Vorteil eines vereinfachten Zusammenbaues des Lagers, da auf jeder Seite des Wellenbundes 2 der bewegliche und der feste Ring 5 bzw. 7 nebst dem Laufflächenring 4 - nach dem Einsetzen der nicht dargestellten Rollentragringe - als Ganzes in das Lagergehäuse einge" schraubt werden können und hiermit der Zusammenbau des Lagers bereits beendet ist.The inventive mounting of the movable rings 5 also leads to the advantage of a simplified assembly of the bearing, since on each side of the shaft collar 2 the movable and the fixed ring 5 and 7 together with the tread ring 4 - after the insertion of the roller support rings, not shown - as a whole can be screwed into the bearing housing and the assembly of the bearing has already been completed.

Claims

Pgtenta proverbs: 1. Rolling bearings for axial loading, the raceways of which on the housing side for the rolling elements lie on rings, which are each held by springs and adjustable via a spherical surface against a fixed abutment of the housing, characterized by individually drilled holes in the adjustable rings (5 ) helical springs (16) arranged radially free of play, which are each clamped between the spherical surface of the associated fixed abutment formed by a known ring (7) and the head (14) of a screw bolt (11) which supports the spring preloaded by it with play reaches through and is inserted into the fixed abutment.

2. Rolling bearing according to claim 1, characterized in that the screw bolts (11) are each adjustable from the outside here by means of a nut (13) supported on the fixed abutment (7) . 3. Rolling bearing according to spoke 1 or 2, characterized in that the radius of curvature of the spherical surfaces is much greater than their mutual distance in the area of the bearing axis, so that the spherical surfaces are steep.

Publications considered: Austrian patent specification No. 75 711.