DE3246863A1

DE3246863A1 - Waelzlager mit geteilter lagerhuelse

Info

Publication number: DE3246863A1
Application number: DE19823246863
Authority: DE
Inventors: Moichi Yokosuka Kanagawa Chiba
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1981-12-18
Filing date: 1982-12-17
Publication date: 1983-07-14
Also published as: FR2518676B1; JPS6133298Y2; JPS5892523U; FR2518676A1

Description

NIPPON SEIKO KABUSHIKI KAISHA, Tokio, Japan

Wälzlager mit geteilter Lagerhülse

Die'Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einer geteilten Lagerhülse des zweiteiligen Typs. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Wälzlager mit einer geteilten Hülse des zweiteiligen Typs, bei dem eine Untereinheit aus einer Hälfte der Hülse und den darin gelagerten Walzen derart angeordnet ist, daß ihr Schwerpunkt von der Drehachse des Lagers viel weiter radial auswärts verschoben wird, als dies bei einer herkömmlichen entsprechenden Untereinheit der Fall . ist. Dadurch wird beabsichtigt, das Trägheitsmoment der Untereinheit derart zu erhöhen, daß sie leichter einer leichten Verschiebung längs des Umfanges in Drehrichtung unterliegt, selbst wenn sich jede Untereinheit außerhalb der Belastungszone befindet, um dadurch das Auftreten von Einbeulungen oder Kratzern, die auf Scheuervorgänge zurückzuführen sind, auf der Laufringoberfläche des Lagers zu verhindern.

Wälzlager mit geteilten Hülsen werden allgemein in folgenden Fällen verwendet:

Einmal werden sie verwendet, wenn dies durch die Anordnung der Welle oder ihren Bau erforderlich gemacht wird, wie beispielsweise bei einer gekröpften oder abgesetzten Welle. Weiter werden sie benötigt, wenn sowohl der innere Ring als auch der äußere Ring eines Lagers in gleicher Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit rotieren und die Einheit aus Hülse und Walzen ebenfalls in derselben Richtung und mit· derselben Geschwindigkeit rotieren wie der innere und der äußere Ring, so daß es im letztgenannten Falle möglich ist, daß zwischen den

Walzen und jeder Laufringoberflache des inneren und äußeren Ringes Schlupf auftritt, der auf die Beanspruchung durch eine äußere Belastung zurückzuführen ist, wodurch Einbeulungen und Kratzer aufgrund von Scheuervorgängen auftreten könnten, was vermieden werden muß»

Im letztgenannten Falle,, insbesondere, wenn innerer und äußerer Ring zusammen mit der Einheit aus Hülse und Walzen in derselben Richtung und mit derselben Geschwindigkeit rotieren, nimmt man an, daß die Walzen selbst um ihre eigene Achse rotieren, jedoch auf den Lauf ringoberflächen im wesentlichen stationär gehalten werden und nicht rotieren,, Außerdem werden Wälzlager normalerweise so zusammengestellt, daß sie ein leichtes radiales Spiel aufweisen,, um die erforderliche Lagerleistung zu erbringen» Bei gewöhnlichen Wälzlagern mit einer einstückigen Hülse wurden wiederholte äußere Beanspruchungen zu einem leichten Schlupf zwischen den Walzen und jeder Laufringoberfläche des inneren und äußeren Ringes an derselben Stelle führen«, so daß Abnutzungseinbeulungenj, abnorme Geräusche und das Problem einer verkürzten Lebensdauer auftreten würden.

Aus der JP-OS 37249/79 ist ein verbessertes Wälzlager vom einstückigen Hülsentyp bekannt, bei dem die Bildung derartiger Abnutzungseinbeulungen dadurch vermieden werden kann, daß die Hülseneinheit stufenweise eine leichte Drehbewegung ausführt. Dabei wurden die genannten Schwierigkeiten dadurch gelöst,, daß man den Schwerpunkt der Einheit in Richtung auf einen radial auswärts angeordneten Abschnitt verlagerte, so daß der Einheit selbst ein Drehmoment verliehen werden kann, das diese stufenweise erfolgende Drehbewegung ermöglicht, die durch die variierte Lagerbelastung während der Drehung des Lagers hervorgerufen wird, unter Zuhilfenahme des oben erwähnten radialen Spiels, für das beim Zu-

sammenbau gesorgt wird. Diese bekannte Vorrichtung hat die Verschiebung des Schwerpunktes der aus der Hülse und den Walzen bestehenden Einheit radial nach außen dadurch herbeigeführt, daß ein freier Raum oder freie Räume in einigen Walzen geöffnet werden oder daß die Breite oder Dicke der Hülse selbst teilweise verändert wird.

Indessen besitzt die erwähnte Vorrichtung noch immer einige Nachteile; denn eine hohle Stelle oder hohle Stellen in einigen der Walzen führen zu einer ungleichmäßigen Veränderung der Festigkeit und der Massenverteilung der Walzen selbst, während die veränderte Breite oder Dicke des Hülsenrings selbst zu Schwierigkeiten bei der Herstellung und beim Betrieb der zusammengebauten Hülse führt.

Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung der bei den bisher bekannten Vorrichtungen auftretenden Schwierigkeiten. Im einzelnen ist Aufgabe der Erfindung die Schaffung eines Wälzlagers mit einer geteilten Hülse des zweiteiligen Typs, das in sehr zuverlässiger Weise das Auftreten von Scheuereinbeulungen verhindert, weil es leicht eine Verschiebung zwischen der aus Hülse und Walzen bestehenden Einheit und den Laufringoberflächen sowohl des Innen- als auch des Außenringes gestattet, selbst wenn das Lager bei beträchtlich hoher Geschwindigkeit rotiert. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Wälzlagers mit einer geteilten Hülse vom zweiteiligen Typ, das sich leicht herstellen und zusammenbauen läßt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Wälzlagers mit geteilter Hülse des zweiteiligen Typs, das in sehr zuverlässiger Weise ohne abnorme Geräuscheentwicklung und bzw. oder übermäßige Vibration betrieben werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist das im Patentanspruch angegebene Wälzlager»

Im einzelnen besteht das Wälzlager gemäß der Erfindung aus einer eigentlichen Hülse, die eine' geteilte Hülse vom zweiteiligen Typ ist, d.h. die Hülse als ganze ist aus zwei Hälften zusammengesetzt«, Jede der Hülsenhälften besitzt Taschen zur Aufnahme entsprechender Walzen, die voneinander mit sinkenden Abständen angeordnet sind«, d.h., daß die Abstände zwischen ihnen in dem Maße geringer werden, als sie von einem der beiden gegenüberliegenden Endflächen der Teilhülse entfernt liegen, so daß jede zusammengebaute Halbhülse ihren Schwerpunkt, verglichen mit normalen Halbhülsen, die keine derartige eigentümliche Abstandsverteilung aufweisen,, radial nach auswärts verschoben hat» Wenn sämtliche Hülsentaschen in gleichmäßigen Abständen über den gesamten Umfang der eigentlichen Halbhülse verteilt wären, würde die Einheit aus Hülse und Walzen ihren Schwerpunkt sehr viel näher an der Rotationsachse des Lagers besitzen als bei der ungleichmäßigen Verteilung der Walzen gemäß der Erfindung» Wenn die geteilte Hülse des herkömmlichen Typs bei beträchtlich hoher Geschwindigkeit rotiert, werden die Walzen in der Halbhülse, die sich aus der Belastungszone des Lagers herausbewegt habenj, an der Stelle, die das oben erwähnte radiale Spiel bildet, entlastet und durch die Zentrifugalkraft mit großer Wucht gegen die Laufringoberflache des äußeren Lagers gestoßen^ und sie sind geeignet,, die Wirkung des Trägheitsmoments zu verringern oder zu stören, das sich dahingehend auswirkt, daß es eine erwünschte Verschiebung der Berührungsfläche zwischen den Walzen und der Laufringoberflache sowohl des inneren als auch des äußeren Ringes bewirkt«, D.h_OJ daß eine derartige Konstruktion mit gleichmäßig beabstandeten Walzen zur Verhinderung von Scheuervorgängen nicht geeignet ist. Dem-.

gegenüber führen ungleichmäßig voneinander beabstandete Hülsentaschen, deren Abstände voneinander, ausgehend von den Enden, in Richtung auf einen auf dem Umfang weiter von den Enden entfernten Abschnitt kleiner werden, wobei beabsichtigt ist, den Schwerpunkt der Hülsenhälfte nach radial auswärts zu verschieben, zu einem erhöhten Trägheitsmoment, das schließlich den äußeren und den inneren Ring von ihrem synchronisierten Lauf entlastet, indem es eine kleine Änderung der Rotationsgeschwindigkeit hervorruft und auf diese Weise die Hülseneinheit leicht gegenüber dem inneren und bzw. oder äußeren Ring verschiebbar macht. Auf diese ¥eise kann ein Wälzlager mit einer geteilten Hülse zuverlässiger vor dem Auftreten von Scheuervorgängen geschützt werden. Außerdem kann das Wälzlager dieser verbesserten Bauart hergestellt werden, indem man einfach Hülsentaschen mit unterschiedlichen Abständen vorsieht, wobei der Abstand immer kleiner wird, je weiter der winkelmäßig von der Tasche, die der Spaltfläche zwischen den beiden Hülsenhälften am nächsten liegt, in Richtung auf die nachfolgenden Taschen, die auf dem Umfang der Hülsenhälfte weiter weg von der Spaltfläche liegen, entfernt liegt, so daß der Schwerpunkt jeder Hülsenhälfte radial nach auswärts verschoben werden kann.

D.h., daß die verbesserte zweiteilige Hülse gemäß der Erfindung in der gleichen Weise hergestellt und zusammengebaut werden kann wie eine herkömmliche Hülse und daß sie gleichzeitig wirkungsvoller ist bei der Verhinderung des Auftretens abnormer Geräusche und Vibrierungen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen näher erläutert, worin

F I G . 1 einen Querschnitt durch ein Lager, der das Ausmaß der Verschiebung des Schwerpunktes bei einer Hülsenhälfte vom herkömmlichen Typ zeigt, und

FIG. 2 einen Querschnitt eines Lagers, der die Schwerpunktsverschiebung bei einer Hülsenhälfte gemäß der Erfindung zeigt«,
darstellen.
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Gemäß FIG, 2 bezeichnet die Bezugszahl 1 in einem Wälzlager mit geteilter Hülse des zweiteiligen Typs einen äußeren Ring und die Bezugszahlen 2 einen Innenringj, 3 Walzen, 4 eine Hülse sowie 4a und 4b die beiden Hälften der Hülse» Diese sind in einem Zwischenraum zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 1 angeordnet, wobei jede ihrer beiden Endflächen der entsprechenden Endfläche der anderen gegenübersteht« Die beiden Endflächen jeder der beiden Hälften 4a und 4b bilden vier Spaltflächen 5 der Hülse 4_ffl Jede der beiden Hälften 4a und 4b besitzt eine Anzahl Taschen 7, und die Mittelpunkte der Taschen 7 sind, ausgehend vom Punkt auf der Linie OH₅, die durch den Mittelpunkt 0 des Lagers geht und senkrecht auf der Linie steht, die zwei gegenüberliegende Endflächen jeder Hülsenhälfte miteinander verbindet, auf dem Umfang jeder Hülsenhälfte angeordnet_β Dabei sind die einzelnen Falzen, ausgehend von der obersten, in Richtung auf die Endflächen der Hülsenhälfte in aufeinanderfolgenden WinkelnOi. 1, du 2 und Oi 3 angeordnet, wobei die Winkel der Beziehung <X 1 <<X2K cL3 genügen«, Demzufolge ist die Entfernung zwischen zwei benachbarten Taschen in dem Maße kleiner, wie sich die Taschen von jeder der Endflächen entfernen.

Gemäß Fig» 1 ist in einem Lager mit geteilter Hülse herkömmlicher Bauart eine Anzahl Taschen 7 zur Aufnahme entsprechender Walzen 3 vorgesehen, die in gleichen winkelmäßigen Entfernungen angeordnet sind, ausgehend von der obersten,, die auf der Linie OH liegt, die durch die zentrale Achse hindurchgeht und senkrecht auf

der Linie steht, die zwei Endflächen auf einander gegenüberliegenden Seiten des Bogens jeder der Hälften verbindet, wobei die Taschen zu beiden Seiten der obersten Tasche auf dem Umfang der Hülsenhälfte in Richtung beider Endflächen 5, 5 mit gleichen Winkelabständen Q", <h, undCK> angeordnet sind. In der Zeichnung stellt L2 die Entfernung von der Rotationsachse 0 zum Schwerpunkt G jeder der Hälften der geteilten Hülse 4a und Ab dar, wobei jedoch lediglich die Linie für die Hülsenhälfte 4a (im oberen Teil der Zeichnung) dargestellt ist. Unter der Annahme, daß der obere Teil des Lagers oberhalb des Mittelpunktes 0 in der unbelasteten Zone liegt, während der andere Teil unterhalb des Mittelpunktes 0 in der belasteten Zone liegt, wird eine der Hülsenhälften 4b durch den äußeren Ring 1 und den inneren Ring 2 belastet.

Andererseits wird die Hülsenhälfte 4a, die in der unbelasteten Zone liegt, von einer derartigen Belastung zwischen äußerem und innerem Ring freigehalten, vorausgesetzt, daß das Lager ein gewisses radiales Spiel besitzt. Wenn sich eine leichte Veränderung in der Drehgeschwindigkeit ergibt, mit der äußerer und innerer Ring 2 bzw. 1 synchronisiert laufen, werden beide Ringe 1 und 2 aus einer derartigen synchronisierten Drehung herausgebracht. In einem derartigen Fall wird die Hülseneinheit zufolge der Wirkung des Trägheitsmomentes der Hülsenhälfte proportional zum Produkt aus der Gesamtmasse der eigentlichen Hülsenhälfte 4a und der Walzen 7, die auf den Schwerpunkt G konzentriert werden soll, und der Entfernung L2 zwischen dem axialen Mittelpunkt 0 und dem Schwerpunkt G leicht von der im wesentlichen stationären Stellung in Richtung seiner Drehung verschoben,, Dann kann eine relative Verschiebung in der Stellung der Walzen zu den Laufringoberflachen des Innenrings 2 und des Außenrings 1 erfolgen.

Demzufolge können wiederholte geringe Kontakte zwischen zwei derartigen Teilen in derselben Stellung in einem solchen Ausmaß vermieden werden, das ausreichend ist, um das Auftreten von Einbeulungen oder Kratzern aufgrund von Scheuervorgängen zu verhindern,. Wenn jedoch die Drehgeschwindigkeit höher wird, wird die Zentrifugalkraft, die auf die Hülsen/Walzen-Einheit ausgeübt wird, ebenfalls größer,, so daß die ganze Einheit stark gegen die Laufringoberfläche des äußeren Ringes gestoßen wird und die gewünschte Wirkung auf das Trägheitsmoment derart verzögert wird, daß die Verschiebung zwischen der Kontaktstelle zwischen den Walzen und der entsprechenden Laufringfläche des äußeren Ringes und des inneren Ringes nur schwer stattfinden kann, wodurch das Ausmaß der Verhinderung des Auftretens von Scheuervorgängen vermindert wird;' Wenn demgegenüber die Taschen 7 in den Hülsen, die zur Aufnahme der entsprechenden Walzen 3 dienen, erfindungsgemäß angeordnet sind, d.h., daß die Winkelentfernungen zwischen den einzelnen Taschen der Beziehung ¹XI <CcL2ζ<Χ3 genügen, so daß die Winkel abnehmen, je weiter sie sich von den Spaltflächen 5, 5 entfernen, wird der Schwerpunkt G der eigentlichen Hülse 4a mitsamt ihren Walzen in eine Stellung gebracht, die wei-

2.5 ter vom Mittelpunkt entfernt ist (LI) als der Entfernung L2 gemäß Fig. 1 für ein Lager mit herkömmlicher Walzenanordnung entspricht» Zufolge der vergrößerten Entfernung wird das Trägheitsmoment der Hülse/Walzen-Einheit größer und dementsprechend wird, wenn Innenring 3 und Außenring 2 durch eine geringe Änderung der Drehgeschwindigkeit von ihrer synchronisierten Drehung mit gleicher Geschwindigkeit abgebracht werden, eine relative Verschiebung der Einheit aus der Hülsenhälfte 4a und den Walzen 3 hinsichtlich des äußeren Ringes 2 und des inneren Ringes 1 leichter.

In Kombination mit der erfindungs gemäß en Maßnahme lassen sich selbstverständlich mehrere herkömmliche Mittel zur Erhöhung der Masse des gesamten Wälzlagers in Richtung auf den Abschnitt, der senkrecht zu der Spaltfläche liegt, einsetzen, wie beispielsweise die Erhöhung der Dicke des Querschnittes oder der Breite der Hülse.

Wie oben erwähnt, ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung zufolge der in abnehmendem Abstand angeordneten Walzen ein leichtes Verschieben der Einheit, die in der unbelasteten Zone liegt, so daß die Berührungsstellen zwischen den Walzen und innerem und äußerem Ring unter Vermeidung einer Wiederholung eines geringen Kontaktes an demselben Punkt selbst bei beträchtlicher Rotationsgeschwindigkeit verschoben werden. Aufgrund derartiger baulicher Merkmale wird eine verbesserte Lagerleistung erzielt, wobei durch Scheuervorgänge hervorgerufene Einbeulungen oder Kratzer vermieden und eine längere Lebensdauer erzielt werden.

Wa/Gu

Claims

10319

Pcdeulcmwalie

Reichel u. Reicliel 3 9AR86

Parksiraße 13 JZ4DÖD

6000 Frankfurt a. M. 1

NIPPON SEIKO KABUSHIKI KAISHA₉, Tokio, Japan

Patentanspruch

Wälzlager mit einem Paar Halbhülsen, von denen jede eine Anzahl ¥alzen enthält.,

dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (3) in ungleichen Abständen angeordnet sind, von denen der größte den jeweiligen Spaltflächen (5) zwischen den beiden Hälften (4a,, 4b) am nächsten liegt und die nacheinander auf dem Umfang mit der Entfernung von der Spaltfläche abnehmen, wodurch der Schwerpunkt der Einheit aus Hülsenhälfte und Walzen radial nach außen verschoben wird.