DE1289686B

DE1289686B - Roller bearings for high-speed shafts, especially for electric motors

Info

Publication number: DE1289686B
Application number: DEM59381A
Authority: DE
Inventors: Salvetat Jacques
Original assignee: PATAY MOTEURS
Current assignee: PATAY MOTEURS
Priority date: 1965-12-23
Filing date: 1963-12-20
Publication date: 1969-02-20
Also published as: BR6685641D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Wälzlagerung für schnellaufende Wellen, insbesondere von Elektromotoren. Üblicherweise werden derartige Wälzlagerungen mit einem Loslager und einem Festlager ausgeführt. Die Lebensdauer der Lager und die Laufruhe der gelagerten Welle und der darauf befindlichen Teile, beispielsweise des Rotors eines Elektromotors, hängen davon ab, inwieweit es gelingt, die Lagerung spielfrei zu halten. Dabei ist der Tatsache Rechnung zu tragen, daß infolge mechanischer Beanspruchung Verformungen auftreten können und daß Wärmedehnungen aller Teile, insbesondere bei Elektromotoren, in größerem Umfang auftreten können.The invention relates to a roller bearing for high-speed shafts, especially of electric motors. Usually such rolling bearings are with a floating bearing and a fixed bearing. The life of the bearings and the Smooth running of the stored shaft and the parts on it, for example of the rotor of an electric motor, depend on the extent to which the storage succeeds to keep play-free. The fact must be taken into account that as a result of mechanical Stress, deformations can occur and that thermal expansion of all parts, especially in the case of electric motors, can occur to a greater extent.

In Achsrichtung der Welle erfolgt üblicherweise ein Spielausgleich dadurch, daß die verschlebbaren Teile des Loslagers in Achsrichtung gegen den Druck einer Feder arbeiten. Die vorbekannten Wälzlagerungen haben jedoch den Nachteil, daß in Radialrichtung entweder ein Spiel in Kauf genommen werden muß oder daß die Gefahr einer Blockierung der in Achsrichtung verschieblichen Teile des Loslagers besteht. Es ist eine Wälzlagerung für Elektromotore bekanntgeworden, bei der das auf der Welle angeordnete Kugellager in einer Buchse sitzt, die selbst mit Wälzkörpem unter Federsparmung axial verschiebbar geführt ist. lEerdurch wird beispielsweise gegenüber im Gehäuse einer Lagerung verschieblich geführten Außenringen von Kugellagern eine besondere Leichtgängigkeit in Achsrichtung erreicht, wobei wiederum durch Federwirkung das Axialspiel ausgeglichen wird.Backlash compensation usually takes place in the axial direction of the shaft in that the movable parts of the floating bearing in the axial direction against the pressure a spring work. The previously known roller bearings, however, have the disadvantage that either a game must be accepted in the radial direction or that the Risk of blocking of the parts of the floating bearing that can be moved in the axial direction consists. A rolling bearing for electric motors has become known in which the Ball bearings arranged on the shaft are seated in a bushing, which itself has rolling elements is guided axially displaceably with spring relief. lEerdurch is for example opposite in the housing of a bearing displaceably guided outer rings of ball bearings A particular ease of movement is achieved in the axial direction, again due to spring action the axial play is compensated.

Aber auch dieser vorbekannten Wälzlagerung ist der genannte Nachteil zu eigen, denn entweder werden die Wälzkörper der Buchse ohne Spiel montiert, was bei stärkerer Erwärmung und damit einer Zunahme der Spannungen in radialer Richtung ein Blockieren dieser Wälzkörper hervorrufen kann, oder aber diese Wälzkörper der Buchse werden von vornherein mit ausreichendem Radialspiel montiert, so daß über weite Bereiche des Betriebes infolge des vorhandenen Radialspiels ein unruhiger Lauf des Rotors in Verbindung mit einer schnellen Zerstörung des Lagers infolge Schlagbeanspruchungen eintritt.However, this previously known roller bearing also has the disadvantage mentioned own, because either the rolling elements of the bush are mounted without play, what with greater heating and thus an increase in the stresses in the radial direction can cause blocking of these rolling elements, or these rolling elements of the Bushings are installed from the outset with sufficient radial play so that over Large areas of the operation are restless due to the existing radial play Run of the rotor in connection with a rapid destruction of the bearing as a result Impact stress occurs.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wälzlagerung für schnellaufende Wellen, insbesondere von Elektromotoren, zu schaffen, die auch in radialer Richtung spielfrei arbeitet und dabei trotzdem bei Wärmedehnungen der einzelnen Konstruktionsteile in radialer Richtung die erforderlichen Axialverschiebungen innerhalb der Lagerung einwandfrei und ohne Blockierungsgefahr ermöglicht.The present invention is based on the object of creating a roller bearing for high-speed shafts, in particular for electric motors, which also works without play in the radial direction and nevertheless enables the necessary axial displacements within the bearing perfectly and without the risk of blocking when the individual structural parts expand in the radial direction .

Ausgehend von -einer Wälzlagerung, bei der ein auf der Welle angeordnetes, als Kugellager ausgebildetes Loslager in einer Buchse sitzt, die selbst mit Wälzkörpern unter Federspannung axial verschiebbar geführt ist, besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, daß die Buchse an ihren Enden unter Zwischenschaltung von wenigstens je einer Kugelreihe an den Enden eines Lagergehäuses geführt ist, das im Bereich der Kugelreihen je eine Ringnut mit zylindrischen Mantelflächen aufweist und so die Kugelreihen mit zylindrischen, eine Nutwand bildenden Ringrippen radial elastisch abstützt, wobei die Kugelreihen unter Vorspannung in den Ringraum zwischen Buchse und Lagergehäuse eingesetzt sind.Starting from a roller bearing, in which a floating bearing designed as a ball bearing sits in a bushing which is guided axially displaceably with rolling elements under spring tension, the solution according to the invention consists in that the bushing at its ends with the interposition of at least in each case one row of balls at the ends of the bearing housing is guided, which has in the region of the ball rows each with an annular groove having cylindrical surfaces and so the rows of balls with cylindrical, a groove wall forming annular ribs rests radially elastically with the ball rows under prestress into the annular space between bushing and bearing housing are used.

Beim Erfindungsgegenstand ist in keiner Phase des Betriebszustandes der Wälzlagerung ein radiales Spiel vorhanden, so daß eine besondere Laufruhe gewährleistet ist und schnelle Zerstörungen durch auftretenden Schlagbeanspruchungen vermieden sind. Dabei ist trotzdem in jeder Phase des Betriebszustandes der Wälzlagerung die Axialverschiebung gewährleistet. Im Kaltlaufbereich verhindert die Vorspannung ein radiales Spiel. Durch Veränderung dieser Vorspannung infolge von Dimensionsänderungen der sich erwärmenden Lagerteile tritt ebenfalls kein radiales Spiel auf, und durch die elastische Abstützung der Kugelreihen ist mit Sicherheit vermieden, daß die Spannungswerte -so groß werden, daß die Kugeln blockieren oder deformiert werden. Auch im Warmlaufbereich ist damit eine Rollbewegung der Kugeln zwecks Ausgleich des Axialspiegels noch einwandfrei möglich.The subject of the invention is not in any phase of the operating state the roller bearing has a radial play, so that a particularly smooth running is guaranteed and rapid destruction due to impact stresses is avoided are. Nevertheless, in every phase of the operating state of the rolling bearing is the Axial displacement guaranteed. The preload prevents a cold run area radial play. By changing this preload as a result of dimensional changes the warming bearing parts also do not have any radial play, and through the elastic support of the rows of balls is avoided with certainty that the Tension values become so great that the balls block or are deformed. In the warm-up area, too, there is a rolling movement of the balls for the purpose of compensation of the axial mirror is still flawlessly possible.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in F i g. 1 einen vereinfachten Längsschnitt durch eine Lagerung gemäß der Erfindung, F i g. 2 einen vereinfachten Längsschnitt durch das Loslager der Lagerung gemäß F*i g. 1. An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings. The drawing shows in FIG. 1 shows a simplified longitudinal section through a bearing according to the invention, FIG. 2 shows a simplified longitudinal section through the floating bearing of the bearing according to FIG. 1.

Das gemäß F i g. 1 auf der rechten Seite befindliche Kugellager ist als übliches Festlager ausgebildet. Das auf der linken Seite der F i g. 1 befindliche Kugellager ist ein Loslager. Dieses als Loslager angeordnete Kugellager 2 ist in üblicher Weise auf der Welle 3 angeordnet und in eine Buchse 4 eingesetzt. Der Innenring und der Außenring des Kugellagers 2 werden in Achsrichtung durch die Mutter 5 und den Flansch 6 gehalten.. lEerdurcli sind die Buchse 4 und das Wälzlager 2 in Achsrichtung starr miteinander verbunden.According to FIG. 1 ball bearing located on the right side is designed as a standard fixed bearing. The one on the left of FIG. 1 located ball bearing is a floating bearing. This ball bearing 2, which is arranged as a floating bearing, is arranged in the usual manner on the shaft 3 and inserted into a bushing 4. The inner ring and the outer ring of the ball bearing 2 are held in the axial direction by the nut 5 and the flange 6 .. lEerdurcli, the bushing 4 and the roller bearing 2 are rigidly connected to one another in the axial direction.

Die Buchse 4 ist in ein Lagergehäuse 7 eingesetzt, dessen Bohrung einen Durchmesser hat, der erheblich größer ist als der Außendurchmesser der Buchse 4.The bush 4 is inserted into a bearing housing 7 , the bore of which has a diameter which is considerably larger than the outer diameter of the bush 4.

In dem Ringraum zwischen &r Buchse 4 und dem Lagergehäuse 7 sind zwei Kugelreihen 8 sowie ihre Käfige 9 und Zwischenstücke 11 eingesetzt, die die Kugeln 8 an den Enden der-Buchse 4 und des Lagergehäuses 7 halten. Das Lagergehäuse 7 hat im Bereich der Kugelreihen 8 je eine Ringnut 12 mit zylindrischen Mantelflächen, so daß eine Nutwand bildende Ringrippen 7 a vorhanden sind, mit denen die Kugelreihen 8 radial elastisch abgestützt werden. Dabei sind die Kugelreihen 8 unter Vorspannung in den Ringraum zwischen der Buchse 4 und dem Lagergehäuse 7 eingesetzt. An den Enden des Lagergehäuses 7 sind die Kugeln 8 haltende Scheibenringe 13 angeflanscht.In the annular space between r & bushing 4 and the bearing housing 7 two rows of balls 8 and 9 to their cages and intermediate pieces 11 are used to hold the balls 8 to the ends of the socket 4 and the bearing housing. 7 The bearing housing 7 has in the area of the rows of balls 8 each an annular groove 12 with cylindrical outer surfaces, so that a groove wall forming annular ribs 7 a are present, with which the rows of balls 8 are radially elastically supported. The rows of balls 8 are inserted under pretension into the annular space between the bushing 4 and the bearing housing 7 . Disk rings 13 holding the balls 8 are flanged to the ends of the bearing housing 7.

Eine bekannte Vorrichtung, bestehend aus einem Flansch 14 und Federn 15, welche einen Axialschub auf die Buchse 4 ausüben, dient. zum Ausgleich des inneren Axialspieles des Kugellagers 2.A known device, consisting of a flange 14 and springs 15, which exert an axial thrust on the socket 4, is used. to compensate for the internal axial play of the ball bearing 2.

Die Buchse 4 und das Lagergehäuse 7 sind drehfest durch Keile oder Stifte miteinander verbunden, so daß sich die Buchse 4 unter der Einwirkung des durch das Kugellager übertragenen Drehrnomentes nicht drehen kann, während die Axialverschiebung möglich bleibt.The bushing 4 and the bearing housing 7 are non-rotatably connected to one another by wedges or pins, so that the bushing 4 cannot rotate under the action of the torque transmitted through the ball bearing, while the axial displacement remains possible.

Claims

Patent claim: rolling bearing for high-speed shafts, in particular of electric motors, in which a valve disposed on the shaft, designed as a ball bearing floating bearing is seated in a bush which is itself guided with rolling elements spring loaded axially displaceably, d a d u rch g e k hen -zeichn et in that the bushing (4) is guided at its ends with the interposition of at least one each row of balls (8) at the ends of a bearing housing (7) having in the region of the ball rows each with an annular groove (12) having cylindrical surfaces, and so the rows of balls with cylindrical annular ribs (7a) forming a groove wall, radially elastically supported, the rows of balls being inserted under pretension into the annular space between the bushing and the bearing housing.