DE60114221T2

DE60114221T2 - Präzisionswälzlager ohne käfig

Info

Publication number: DE60114221T2
Application number: DE60114221T
Authority: DE
Inventors: S. Steven WILLIAMS
Original assignee: Rexnord LLC
Current assignee: Zurn LLC
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2001-08-13
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2021-08-14
Also published as: EP1315914A1; WO2002021007A1; JP2004508511A; US6394656B1; ATE307300T1; AU2001281266A1; CA2420474A1; CA2420474C; EP1315914B1; DE60114221D1; ES2252272T3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Wälzlager, und spezieller auf käfiglose Präzessions-Wälzlager zur Verwendung bei rotierenden oder oszillierenden Anwendungen, wie zum Tragen von rotierenden und oszillierenden Wellen.
HINTERGRUND
Bekannte Wälzlager enthalten verschiedene Mittel zum Führen und Positionieren von Walzen. Beispielsweise werden selbst ausrichtende Winkelkontakt-Wälzlager in U.S. Pat. Nr. 2 387 962, herausgegeben am 30. Oktober 1945, und im U.S. Pat. Nr. 2 767 037, herausgegeben am 16. Oktober 1956, gezeigt. In jedem dieser Patente enthält das dargestellte Wälzlager einen inneren Ring, welcher eine im Wesentlichen sphärische innere Lauffläche bereitstellt, ein Paar von äußeren Laufflächen mit konvexen Krümmungen, und ein Paar von entgegengesetzt geneigten Reihen von symmetrischen, stundenglasförmigen Walzen. Diese Wälzlager enthalten auch Lagerhalter oder -käfige zum Trennen, Führen und Positionieren der Walzen in jeder Reihe. Ein Beispiel des vorstehend beschriebenen Wälzlagers wird durch die Rexnord Corporation, Bearing Operation, Downers Grove, Illinois, hergestellt und weist eine Modellnummer DAS4-14A auf.
Das japanische Patent Nr. 60-188617 stellt ein Wälzlager mit gegenüberliegenden Reihen von asymmetrischen Walzen und einen zentralen Führungsring dar. Die Form der Walzen und des zentralen Führungsrings wirkt zur Führung und Positionierung der Walzen in jeder Reihe.
Es ist ebenso bekannt, integrierte Krägen oder Schultern auf dem inneren Ring oder dem äußeren Ring eines Wälzlagers zur Führung der Walzen vorzusehen.
Ein Beispiel eines solchen Wälzlagers ist in dem U.S. Pat. Nr. 3 912 346, herausgegeben am 14. Oktober 1975, dargestellt. In diesem Wälzlager ist ein innerer Ring mit radial sich erstreckenden integrierten Krägen, zwischen welchen die Walzen eingesperrt sind, vorgesehen.
Die auf eine Lagereinheit, wie die vorstehend beschriebenen, ausgeübten Belastungen werden typischerweise zu einer Zeit durch die Walzen in nur einem Teil der Einheit getragen, welcher Teil als die "Belastungszone" bezeichnet wird. Speziell dort, wo Lager in oszillierenden Anwendungen verwendet werden, wie in Flugzeug-Flugsteueroberflächen, ist es erwünscht, dass die Walzen präzessieren oder indexieren, so dass diese alle zyklisch die Belastungszone durchlaufen. Zyklisches Durchlaufenlassen der Walzen ergibt die Verwendung der gesamten Laufoberfläche jeder der Walzen, um die Dauerhaltbarkeit des Wälzkontakts zu verlängern. Ein zyklisches Durchlaufenlassen der Walzen verteilt auch eine wiederholte/erneute verbesserte Schmierung/Fettung der Lagereinheit, was wiederum die Reibverschleißbeschädigung reduziert und die Widerstandsfähigkeit der Lagereinheit gegenüber Laufbahnkorrosion verbessert. Um ein solches Präzessieren oder Indexieren der Walzen zu bewirken, ist es bekannt, einen Käfig mit abgeschrägten Taschen zu verwenden. Ein bekannter Käfig weist Finger oder Zinken auf, welche geringfügig geneigt sind, um den Walzen ein Ausmaß an Schräge außerhalb eines Gleichgewichtszustands zu verleihen, was die Walzen veranlasst, während Oszillation des Lagers zu präzessieren oder zu indexieren.
Ein Nachteil, welcher mit den vorstehenden Wälzlagereinheiten im Zusammenhang steht, ist das Enthalten eines Lagerhalters, Käfigs, Führungsrings, integrierten Kragens oder dergleichen. Solche Komponenten sind in der Herstellung und bei dem Zusammenbau als ein Teil der Lagereinheit kostenintensiv. Diese Komponenten belegen auch Raum innerhalb der Lagereinheit, welche sonst für zusätzliche Walzen und/oder zusätzliches Schmiermittel verwendet werden könnte.
Ein selbst ausrichtendes Vollkomplementwälzlager ohne einen Käfigführungsring ist in U.S. Pat. Nr. 5 441 351 offenbart und für den Anmelder der hier offenbarten Erfindung erteilt. Obwohl das in dem '351-Patent offenbarte Lager etwas Schräglaufkontrolle der Lager bereitstellt, ist die Walzenpräzession weniger konsistent als die, welche mit der Verwendung eines Käfigs mit abgeschrägten Stäben erzielt werden kann. Daher besteht ein Bedarf für ein käfigloses Wälzlager mit konsistenter Walzenpräzession.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt eine verbesserte käfiglose Wälzlagervorrichtung bereit, welche insbesondere für oszillierenden oder langsam rotierenden Betrieb geeignet ist. Der Anmelder hat erkannt, dass konsistentes Präzessieren in einem Lager überraschenderweise in einer käfiglosen Wälzlagervorrichtung erzielt werden kann, welches axial geneigte Walzen enthält, die zwischen inneren und äußeren Laufflächen angeordnet sind, indem ein radiales internes Spiel von nicht mehr als 0,0508 mm [0,002 Zoll] zwischen jeder Walze und den inneren und äußeren Laufoberflächen aufrechterhalten wird. Die Laufflächen mit dem spezifizierten Walzspiel kontrollieren den Schräglauf der Walzen, um die Walzen in einem oszillierenden Betrieb konsistent zu präzessieren.
Der Anmelder hat beobachtet, dass die Lagervorrichtung, welche diese Erfindung ausführt, dahingehend präzessiert oder indexiert, die Walzen durch die Belastungszone zyklisch hindurchzuführen. Die beobachtete Walzenpräzession war größer als sie mit der Verwendung eines käfiglosen Lagers erzielt werden kann, wie es in dem U.S. Pat. Nr. 5 441 351 offenbart ist.
Insbesondere stellt die Erfindung eine käfiglose Lagervorrichtung bereit, welche ein inneres Ringelement mit einer bogenförmigen inneren Laufoberfläche, einem äußeren Ringelement mit einer bogenförmigen äußeren Laufoberfläche und eine Reihe von Walzen in dem Laufbahnraum enthält, welcher zwischen den inneren und äußeren Laufoberflächen mit einem radialen internen Spiel von nicht mehr als 0,02 Zoll zwischen jeder Walze und den Laufoberflächen festgelegt ist.
Bei einer Ausführungsform enthält die käfiglose Lagervorrichtung ein inneres Laufelement mit einer sphäroidischen inneren Laufoberfläche, und ein äußeres Laufelement mit einer konvexen äußeren Laufoberfläche, welche der inneren Laufoberfläche gegenüberliegt. Die Lagervorrichtung enthält auch eine Mehrzahl von Walzen, die in einer Reihe in einem Laufbahnraum zwischen den inneren und äußeren Laufoberflächen mit einem radialen internen Spiel von nicht mehr als 0,0508 mm [0,002 Zoll] zwischen den Walzen und den Laufoberflächen angeordnet ist. Jede der Walzen enthält ein konkaves Längsprofil (d.h. ist stundenglasförmig) mit einem Krümmungsradius, welcher etwas größer als der Krümmungsradius von sowohl der konvexen äußeren Laufoberfläche als auch der sphäroidischen inneren Laufoberfläche ist. Der Anmelder hat entdeckt, dass dieses Verhältnis zwischen den Walzen und den Laufoberflächen eine Kontrolle des Walzenschräglaufs für das Lager bereitstellt, um konsistent zu präzessieren, ohne einen Käfig, Führungsring, Kragen oder andere Mittel außer den primären Laufoberflächen zum Halten, Positionieren oder Führen der Walzen.
Diese und noch weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der Beschreibung ersichtlich, welche folgt. In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Diese Ausführungsformen stellen nicht den vollen Bereich der Erfindung dar. Vielmehr kann die Erfindung in anderen Ausführungsformen angewandt werden. Daher sollte zur Interpretation der Breite der Erfindung auf die hier angegebenen Ansprüche Bezug genommen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenaufrissansicht, die teilweise gebrochen und im Querschnitt dargestellt ist, einer Wälzlagervorrichtung, die eine Welle tragend gezeigt wird;
2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts der in 1 dargestellten Lagervorrichtung, und zeigt die dort dargestellte Walze unter belasteten Bedingungen;
3 ist eine weitere vergrößerte Ansicht des in 2 dargestellten Lagervorrichtungsabschnitts, und zeigt die Walze unter nicht belasteter Bedingung, wobei die Kontaktlinie zwischen der Walze und den Laufoberflächen wesentlich reduziert ist;
4 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie 4-4 von 2;
5 ist eine Querschnittsansicht einer Lagervorrichtung, welche die vorliegende Erfindung enthält, und eine einzelne ringförmige Reihe von geraden Walzen aufweist;
6 ist eine Querschnittsansicht einer Lagervorrichtung, welche die vorliegende Erfindung enthält, und zwei ringförmige Reihen von auswärts axial geneigten geraden Walzen aufweist;
7 ist eine Querschnittsansicht einer Lagervorrichtung, welche die vorliegende Erfindung enthält, und zwei ringförmige Reihen von einwärts axial geneigten geraden Rollen mit einer geteilten inneren Lauffläche aufweist;
8 ist eine Querschnittsansicht einer Lagervorrichtung, welche die vorliegende Erfindung enthält, und zwei ringförmige Reihen von auswärts axial geneigten geraden Rollen mit einer geteilten äußeren Lauffläche aufweist;
9 ist eine Querschnittsansicht einer Lagervorrichtung, welche die vorliegende Erfindung enthält, und zwei ringförmige Reihen von einwärts axial geneigten geraden Rollen aufweist;
10 ist eine Querschnittsansicht einer Lagervorrichtung, welche die vorliegende Erfindung enthält, und eine einzelne ringförmige Reihe von zulaufenden Walzen enthält;
11 ist eine Querschnittsansicht einer Lagervorrichtung, welche die vorliegende Erfindung enthält, und zwei ringförmige Reihen von einwärts axial geneigten zulaufenden Walzen mit einer geteilten inneren Lauffläche aufweist;
12 ist eine Querschnittsansicht einer Lagervorrichtung, welche die vorliegende Erfindung enthält, und zwei ringförmige Reihen von auswärts axial geneigten zulaufenden Walzen mit einer geteilten äußeren Lauffläche aufweist; und
13 ist eine Querschnittsansicht einer Lagervorrichtung, welche die vorliegende Erfindung enthält, und zwei ringförmige Reihen von einwärts axial geneigten zulaufenden Walzen enthält.
Bevor eine Ausführungsform der Erfindung im Detail erläutert wird, ist zu erkennen, dass die Erfindung nicht in ihrer Anwendung auf die Details der Konstruktion und der Anordnung von Komponenten beschränkt ist, wie sie in der nachfolgenden Beschreibung angegeben oder in den Zeichnungen dargestellt sind. Die Erfindung ist für andere Ausführungsformen und für die praktische Anwendung oder zur Ausführung in verschiedenen Weisen geeignet. Ebenso ist einzusehen, dass die hier verwendete Ausdrucksweise und Terminologie zum Zwecke der Beschreibung dient und nicht als beschränkend betrachtet werden sollte.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In 1 ist eine Wälzlagervorrichtung dargestellt, welche die Erfindung ausführt, und welche eine rotierende oder oszillierende Welle 12 tragend gezeigt ist. In der speziellen, in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform ist die Lagervorrichtung 10 ein Lager mit interner Winkelkontakt-Selbstausrichtung.
Die Lagervorrichtung 10 umfasst eine ringförmige innere Lauffläche oder ein Ringelement 18, durch welche sich die Welle 12 erstreckt. Das innere Ringelement 18 enthält eine bogenförmige äußere Oberfläche, die eine innere Lagerlaufoberfläche 20 bildet. Die innere Laufoberfläche 20 ist vorzugsweise im Wesentlichen sphäroidisch und weist (2) einen Krümmungsradius R_i auf. Falls gewünscht, können Kragen (nicht gezeigt) auf den gegenüberliegenden Enden des inneren Ringelements 18 befestigt werden, um Versatzstopper und eine Oberfläche für den Eingriff einer Dichtung bereitzustellen. Eine geeignete Kragen enthaltende Lagervorrichtung ist in dem vorstehend genannten U.S. Pat. Nr. 2 767 037 dargestellt, deren Beschreibung hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Das Wälzlager 10 umfasst ebenso eine ringförmige äußere Lauffläche oder ein Ringelement 22, welches das innere Ringelement 18 umschließt. Das äußere Ringelement 22 enthält zumindest eine radial einwärts weisende äußere Laufoberfläche. In der dargestellten Anordnung enthält das äußere Ringelement 22 ein Paar von axial entgegengesetzt geneigten bogenförmigen äußeren Laufflächen 24, welche alle der inneren Ringlauffläche 20 gegenüberliegen, um ein Paar von Laufbahnräumen 26 bereitzustellen. Die äußeren Laufoberflächen 24 sind von allgemein konvexer Krümmung und jede weist (2) einen Krümmungsradius R₀ auf, welcher vorzugsweise im Wesentlichen konstant ist. Der Wert des Krümmungsradius R₀ für beide äußeren Laufoberflächen 24 ist vorzugsweise der gleiche (innerhalb von Herstellungstoleranzen) und ist in der dargestellten Ausführungsform annähernd gleich dem Krümmungsradius R_i.
Um die periodische Schmierung der Lagervorrichtung 10 zu vereinfachen, ist eine ringförmige Nut 28 auf der äußeren Umfangsseite des äußeren Ringelements 22 vorgesehen, und ein Loch 30 verbindet kommunizierend zwischen der Nut 28 und dem Inneren der Lagervorrichtung 10. Ein gewünschtes Schmiermittel kann in die Nut 28 durch geeignete Mittel, wie eine (nicht gezeigte) Fettpresse, wie sie im U.S. Pat. Nr. 2 757 037 beschrieben ist. Obwohl eine ringförmige Nut offenbart wird, ist zur periodischen Schmierung eine ringförmige Nut nicht erforderlich, und in bestimmten Anwendungen nicht bevorzugt. Andere Mittel zum Schmieren der Lagervorrichtung können, falls gewünscht, verwendet werden, wie Packen der Walzen in Fett, ohne dass vom Bereich der vorliegenden Erfindung abgewichen wird.
Das Wälzlager 10 umfasst auch eine Mehrzahl von Walzen 34. In der dargestellten Ausführungsform sind die Walzen 34 in den Laufbahnräumen 26 in entgegengesetzt axial geneigten ringförmigen Reihen angeordnet. Jede Reihe enthält bis zu einem vollständigen Komplement von Walzen 34 (d.h. eine Maximalanzahl von Walzen, welche in eine Reihe passen, wenn kein Behälter oder andere Struktur zwischen benachbarten Walzen dazwischen liegt). Da die Lagervorrichtung 10 käfiglos ist, wie nachstehend weiter diskutiert wird, jede Walze 34 mit benachbarten Walzen auf deren gegenüberliegenden Seiten in Eingriff bringbar, sowie mit der inneren Lauffläche 20 und der einen zugeordneten der äußeren Laufflächen 24. Während die Walzen 34 verschiedene Ausgestaltungen aufweisen können, sind in der dargestellten Anordnung die Walzen identisch (innerhalb Herstellungstoleranzen), und jede Walze 34 weist (2) eine Längsachse 36 auf und ist symmetrisch bezüglich einer Ebene, die senkrecht zu der Achse 36 ist, und welche eine Linie 38 an dem Mittelpunkt der Walze 34 enthält.
Wie in 2 gezeigt, enthält jede Walze 34 einen Mittelteilabschnitt 40 mit einer bogenförmigen äußeren Oberfläche, die ein konkaves Längsprofil mit einem Krümmungsradius R_r aufweist, welcher vorzugsweise konstant ist. In dem speziellen, in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Krümmungsradius R_r als jeder der Radien R_i und R₀. Jede Walze 34 weist ebenso gegenüberliegende Endabschnitte 42 auf, welche im Wesentlichen zylindrisch sind.
Da die Lagervorrichtung 10 keinen Käfig, Führungsring, Krägen, etc. enthält, dienen die innere Laufoberfläche 20 und die äußere Laufoberflächen 24 als die einzigen Mittel zum Halten und Positionieren der Walzen 34 jeder Reihe innerhalb des entsprechenden Laufbahnraums 26. Zusätzlich wird, da die innere Laufoberfläche 20 sphäroidisch ist und R_i kleiner als R_r ist, eine Gleitbewegung zwischen den Walzen 34 und der inneren Laufoberfläche 20 im Wesentlichen beseitigt und eine Schwenkbewegung jeder Walze 34 um ihre Mittelpunktslinie 38 wird höchstens minimal durch die innere Laufoberfläche 20 beeinflusst. Daher wird eine solche Schwenkbewegung (d.h. Schräglauf) im Wesentlichen vollständig durch Kontakt zwischen den Walzen 34 und den zugeordneten äußeren Laufoberflächen 24 kontrolliert.
Insbesondere besteht unter Bedingungen ohne Last (3) ein im Wesentlichen punktförmiger Kontakt zwischen jeder der Walzen 34 und der zugehörigen äußeren Laufoberfläche 24. Jegliche Schwenkbewegung durch eine Walze 34 um ihre Mittelpunktslinie 38 (Schräglauf) resultiert in der Entwicklung einer Kontaktlinie (siehe 2) zwischen dieser Walze und der zugehörigen äußeren Laufoberfläche 24, welche einen weiteren Schräglauf verhindert. Wenn Walzenschräglauf fortgesetzt ansteigt, erreicht die Kontaktlinie eventuell die Endabschnitte 42 der stundenglasförmigen Walzen, welche Enden jeglichen weiteren Schräglauf begrenzen. Unter Lastbedingungen wird ein Kontakt zwischen der Walze 34 und der zugehörigen äußeren Laufoberfläche 24 und der inneren Laufoberfläche 20 axial auswärts von dem Mittelpunkt der Walze 34 infolge von Materialablenkung, sowie Walzenschräglauf erstreckt. Obwohl die Wirkungen dieser Beziehung nicht vollständig verstanden werden, wurde beobachtet, dass ein wesentliches Indexieren oder Präzessieren der Walzen 34 erzielt wird, wenn die Lagervorrichtung 10 in oszillierenden Anwendungen angewandt wird. Zusätzlich haben Tests wesentliche Erhöhungen der Belastbarkeit und Lagerlebensdauer, wie durch Zyklen zum Ausfall gemessen wurde, gegenüber Lagern früherer Technik aufgezeigt, welche Käfige enthalten, und dies erfolgt in erster Linie aus der erhöhten Anzahl von Walzen 34, über welche die Last verteilt wird.
Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung mit den konkaven Walzen wird ein vollständiges Komplement von sechzehn Walzen 34, welche alle einen Durchmesser (vom Ende aus betrachtet) von etwa 0,4 Zoll in jeder Reihe verwendet, obwohl weniger Walzen 34 verwendet werden könnten, um, falls gewünscht, zusätzliches Schmiermittel unterzubringen. In dieser Ausführungsform ist R_r etwa 1,536 Zoll und etwa 0,015 Zoll größer als jeder von R_i und R₀ (d.h. etwa 1% Oskulation oder Differenz in der Krümmung zwischen den Walzen und den inneren und äußeren Laufoberflächen). Während optimale Oskulationswerte nicht bekannt sind, sind 1% Oskulation in Kombination mit dem festgezogenen radialen internen Spiel wirksam, um konsistente Walzenkontrolle und -führung zu erzielen, und der Anmelder glaubt, dass Oskulationswerte bis etwa 4% verwendet werden können.
Der Anmelder hat erkannt, dass durch Aufrechterhalten eines radialen internen Spiels von nicht mehr als 0,0508 mm [0,002 Zoll] zwischen jeder axial geneigten Walze 34 und den inneren und äußeren Laufoberflächen 20, 24 die Zusammenarbeit der Walzen 34 mit den äußeren Laufoberflächen 24 den Schräglauf der Walze 34 dahingehend kontrolliert bzw. steuert, die Walzen 34 in einem oszillierenden Betrieb konsistent zu präzessieren. Das radiale interne Spiel B wird (nicht maßstabsgerecht) in 4 gezeigt und ist als die Differenz zwischen der radialen Höhe A des Laufbahnraums 26 zwischen den inneren und äußeren Laufoberflächen 20, 24 Oberflächen und dem Wälzradius C definiert. Bei der Ausführungsform, welche konkave Walzen 34 enthält, welche einen entlang der longitudinalen Länge der Walze 34 variierenden Radius aufweisen, muss das radiale innere Spiel B nur an dem Mittelpunkt 40 für jede Walze 34 aufrechterhalten werden. Bereitstellen eines Lagers mit engeren Toleranzen als 0,0508 mm [0,002 Zoll] radialem internem Spiel erfordert eine größere Genauigkeit bei der Herstellung, was die Herstellungskosten vergrößert, weshalb in der früheren Technik hiervon wegführende Lehren gegeben wurden, und was deshalb nicht offensichtlich war. Darüber hinaus war, von der Offenbarung des Anmelders abgesehen, ein Reduzieren des radialen internen Spiels zur Bereitstellung konsistenter Präzession bisher unbekannt.
Selbstverständlich können, sowie das radiale interne Spiel B sich Null nähert, die Walzen 34 zwischen den Laufflächen 20, 24 binden, und die Lagervorrichtung 10 veranlassen, zu blockieren. Jedoch hat der Anmelder erfolgreich konsistentes Präzessieren in einer Lagervorrichtung 10 demonstriert, welches ein nicht bindendes radiales internes Spiel B von nicht mehr als 0,0508 mm [0,002 Zoll] aufweist. Darüber hinaus hat der Anmelder erfolgreich konsistentes Präzessieren in zwei unterschiedlichen Lagervorrichtungen demonstriert, welche jeweils ein radiales internes Spiel B von etwa 0,04068 mm [0,0016 Zoll] und 0,0127 mm [0,0005 Zoll] aufweisen. Darüber hinaus glaubt der Anmelder, dass eine Lagervorrichtung 10 mit einem radialen internen Spiel B von weniger als 0,0127 mm [0,0005 Zoll], welche die Walzen 34 nicht zum Binden veranlasst, fortgesetzt konsistent präzessiert.
Während in der dargestellten Ausführungsform die Walzen 34 stundenglasförmig sind, sind die äußeren Laufoberflächen 24 konvex und die innere Lauffläche sphäroidisch, und in anderen Anordnungen kann die Lagervorrichtung 10 unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen. Beispielsweise kann eine Vorrichtung gemäß der Erfindung eine ringförmige Reihe von axial geneigten, geraden (in den 5 bis 9 gezeigt) oder zulaufenden (in den 10 bis 13 gezeigt) Walzen 34A–I sein, und die inneren und äußeren Laufoberflächen 20A–I, 24A–I könnten alle axial geneigte lineare Oberflächen zur Unterbringung der Walzen 34A–I und zum Halten dieser Walzen 34A–I in Position ohne die Verwendung eines Käfigs, Führungsrings oder dergleichen sein. Darüber hinaus kann eine Lagervorrichtung 10 in Übereinstimmung mit der Erfindung axial auswärts geneigte Walzen (in den 1, 6, 8 gezeigt) oder axial einwärts geneigte Walzen (in den 7, 9, 11, und 13 gezeigt) aufweisen. Zusätzlich kann, obwohl zwei ringförmige Reihen von auswärts axial geneigten Walzen 34 in 1 offenbart sind, die Lagervorrichtung 10 eine oder mehrere ringförmige Reihen aufweisen, und die Reihen können einwärts axial geneigt sein, ohne dass vom Bereich der vorliegenden Erfindung abgewichen wird.
Die Lagervorrichtung 10 enthält ebenso Mittel zum Beinhalten von Schmiermittel und zum Verhindern des Eintritts von Verunreinigungen in die Laufbahnräume 26.
In der dargestellten Anordnung enthält ein solches Mittel ringförmige Schildelemente 44, welche alle in einer der Kerben 32 eingesetzt sind, und ein ringförmiges Dichtungselement 46, das in jedem der Schildelemente 44 angebracht ist. Obwohl die Schildelemente 44 mit den Dichtungselementen offenbart werden, sind diese nicht erforderlich, um die Erfindung zu praktizieren.
Vorteilhafterweise enthält die Lagervorrichtung 10 nicht zur Führung oder Positionierung der Walzen 34 und zur Kontrolle von Walzenschräglauf, als die primären inneren und äußeren Laufflächen 20 und 24 (d.h. die Lagervorrichtung 10 ist "käfiglos"). Die Lagervorrichtung 10 vermeidet somit die mit Käfigen, Führungsringen, Krägen und dergleichen verbundenen Kosten. Ferner verhindert die Lagervorrichtung 10 die Verwendung von inneren Ecken, die primäre Laufflächen begleiten, was ein Vorteil insbesondere hinsichtlich Verunreinigung darstellt. Die Lagervorrichtung 10 enthält ebenso eine vergrößerte Anzahl von Walzen 34 und/oder zusätzlichem Schmiermittel, um die Leistungsfähigkeit zu verbessern, und hat die Fähigkeit, zu präzessieren oder zu indexieren.
Während das gezeigt und beschrieben wurde, was derzeit als die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung betrachtet wird, wird es für Fachleute offensichtlich sein, dass vielfältige Änderungen und Modifikationen an dieser ausgeführt werden können, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen, welche durch die anliegenden Ansprüche definiert wird.

Claims

Käfigloses Wälzlager umfassend: ein inneres Ringelement enthaltend eine innere Lauffläche; ein äußeres Ringelement, welches das innere Ringelement einfasst und eine äußere Ringlauffläche enthält, welche der inneren Ringlauffläche gegenüberliegt, und wobei die inneren und äußeren Laufflächen dazwischen einen Laufringraum begrenzen; eine Mehrzahl von Walzen, welche zumindest eine geneigte Reihe von Walzen in dem Laufringraum enthalten, wobei jede der Walzen in der Reihe mit den benachbarten der Walzen in der Reihe in Eingriff bringbar ist, wobei das radiale Innenspiel zwischen jeder Walze in dem Laufringraum und den Ringelementen nicht mehr als 0,0508 mm [0,002 Zoll] beträgt.
Käfigloses Wälzlager nach Anspruch 1, in welchem die innere Lauffläche eine bogenförmige Oberfläche mit einem Krümmungsradius ist, die äußere Lauffläche eine konvexe bogenförmige Oberfläche mit einem Krümmungsradius ist, und jede der Walzen in der Reihe ein konkaves Längsprofil und einen Radius aufweist, wobei der Krümmungsradius von jeder der Walzen in der Reihe größer als der Radius jeder der bogenförmigen inneren und äußeren Oberflächen ist, und wobei das radiale innere Spiel an dem longitudinalen Mittelpunkt jeder Walze gemessen wird.
Käfigloses Wälzlager nach Anspruch 1, in welchem die Walzen aus einer Gruppe, welche aus konkaven Walzen, geraden Walzen und zulaufenden Walzen besteht, ausgewählt sind.
Käfigloses Wälzlager nach Anspruch 1, in welchem die ringförmige Reihe von Walzen ein vollständiges Komplement von Walzen ist.
Käfigloses Wälzlager nach Anspruch 1, in welchem die Mehrzahl von Walzen ein Paar von ringförmigen Reihen von axial einwärts geneigten Walzen enthält.
Käfigloses Wälzlager nach Anspruch 1, in welchem die Mehrzahl von Walzen ein Paar von ringförmigen Reihen von axial auswärts geneigten Walzen enthält.