CH110541A - Wälzlager. - Google Patents

Description

      Wälzlager.       Wie die Erfahrung lehrt, kann die     Wälz-          lagerung    mit zwischen starren Laufbahnen  umlaufenden     Wälzkörpern    (Rollen oder Ku  geln) für ungleichförmig     und    pendelnd sich       drehende        Zaq)fen,    insbesondere für Kurbel  zapfen von     Verbrennungskraftmaschinen,     nur dann mit     Erfolg        angewendet        werden,     wenn es gelingt., ein Gleiten der Wälzkörper       zti    verhüten,

       bezw.    ein Abrollen in     gleich-          ni:lissiger        Drehbewegung    auf den Laufbahnen  zu erzielen. Als ungleichförmig sich     dre-          heirde    Zapfen kommen beispielsweise in Be  tracht die Lagerzapfen einer mehrfach     ge-          lzröpften    Kurbelwelle einer     Verbrennunbs-          l@raft:masehine,    bei der mit dem Verlauf des  Arbeitsspiels der Druck jedes einzelnen Mo  torkolbens     ständig    wechselt.

   Pendelnde     Zali-          fen    finden sich beispielsweise bei den Ku  lissen der bekannten     Lokomotivumsteue-          rungen.     



       LTin    ein Gleiten der Wälzkörper zu ver  hüten, hat man schon vorgeschlagen, die  eine Gleitbahn des     Rollenlagers    zu teilen und  in die entstehende Fuge einen Ring einzu-    legen, der, zugleich als Hilfslaufbahn die  nend, sei es durch seine eigene Federkraft,  sei es durch besondere Federn, die     Wälz-          körper    gegen die andere Laufbahn     anpresst.     Diese federnde oder durch Federn     angepresste     Hilfslaufbahn wurde ,mit so starker Ver  spannung einbebaut, dass ihre Wirkung  durch die Zentrifugalkraft nicht wesentlich  beeinflusst wurde, und dass diese an der  gegenseitigen Lage von Hilfslaufbahn,

       Wälz-          körpern    und anderer Laufbahn nichts ändern  konnte.  



  Von diesen bekannten Konstruktionen  unterscheidet sich die     Einrichtung    nach der       Erfindung    dadurch, dass die     Wälzkörper    am  Gleiten .durch eine Zusatzkraft verhindert  werden, .die durch die     Zentrifugalwirkung     der Masse eines oder mehrerer Organe be  wirkt wird, das     bezw.    die auf die     Wälz-          körper    einwirken.

   Eine derartige Einrich  tung hat gegenüber den Einrichtungen, bei  welchen die Wälzkörper lediglich durch die  Federkraft     angepresst        werden,    den Vorteil,  dass der     Anpressungsdruck    des     bezw.    der      beweglich angeordneten     Anpressungsorgane     auf die Wälzkörper .mit zunehmender Dreh  zahl wächst, so dass die     Wälzkörper,    die     bei     zunehmender Drehzahl selbst einem grösse  ren Schleuderdruck unterstehen, stets mit  einem ausreichend grossen Druck an ihre  Laufbahn angedrückt werden.  



  Die Erfindung kann auf verschiedene  Weise angewendet werden. Es kann zum  Beispiel die eine Laufbahn des     Wälzlagers     geteilt und in die dadurch entstehende Lücke  ein Ring mit etwas grösserer Bohrung als  der Zapfendurchmesser     eingelegt    werden, den  dann die Zentrifugalkraft zum Beispiel bei  einem Kurbelzapfenlager in der Richtung  nach aussen, d. h. von der     Kurbelwellenachse     weg, ständig abzudrängen sucht, so dass er  infolgedessen durch seine Masse die in dieser  Richtung liegenden Wälzkörper gegen die  äussere Lauffläche     anpresst.    Bei sehr breiten  Lagern können auch mehrere derartige Ringe       angeordnet    werden.

   Der Ring kann auch keil  förmig geschlitzt sein zum Eingriff eines  beispielsweise auf den Zapfenumfang aufge  setzten Keils. Der Keil wird zum Beispiel  bei Kurbelzapfenlagern zweckmässig so an  geordnet, dass er in der die Achse des K     ur-          belzapfens    und die der Kurbelwelle enthal  tenden Ebene zwischen Zapfenachse und  Wellenachse liegt. Wird dann der Ring  durch die Zentrifugalkraft in der Richtung  nach aussen abgedrängt, so gleiten seine auf  dem Keil aufsitzenden Schnittflächen auf  diesem vorwärts in der Richtung auf die  Lagermittellinie zu. Dadurch wird der Ring       auseinandergespreizt    und presst sich gegen  die Wälzkörper.  



  Eine weitere     Anwendungsmöglichkeit    der  Erfindung besteht darin, dass innerhalb des  oder der der Zentrifugalkraft     unterstehen-          den        Druckringe    ein Pendel derart angeordnet  ist.     d.ass    es durch seine eigene Zentrifugal  kraft auf den     bezw.    die Druckringe wirkt  und dadurch den     Anpressungsdruck    des  Ringes vergrössert.  



  Durch die Erfindung wird bezweckt.  die Wälzkörper jeweils durch einen     Druck     von solcher Grösse an die äussere Lauffläche         axizu.drüchen,    dass der Reibungswiderstand  ausreicht, um zu verhüten, dass die     Wälz-          körper    zu     gleiten        wiN-ngen,    so dass alle     '\Välz-          körper    durch die Berührung mit den beiden  Laufbahnen sich stet; in richtiger Dreh  bewegung auf diesen abrollen.  



  In der Zeichnung sind fünf Ausführungs  beispiele des Erfindungsgegenstandes durch  acht     Abbildungen    dargestellt. Es ist     ein          Kolbenstangenkopf    für eine     Verbrennungs-          kraftmaschine    zur Darstellung der Erfin  dung gewählt.  



  Die     Abb.    1 zeigt einen Längsschnitt  durch den     Kolbenst < angenkopf    mit einer ersten  Ausführungsform der Lagerungseinrichtung;  Die     Abb.    ? zeigt in teilweiser Vorder  ansicht und teilweisem Schnitt das Lager  des K     olbenstangenkopfes    nach     Abb.    1;

    Die     Abb.    3 zeigt ebenfalls wieder in teil  weiser Vorderansicht und teilweisem Schnitt  das Lager des     Kolbenstangenkopfes,    ,jedoch  in einer von der Ausführung     nach        Abb.    1  etwas     abweichenden        Form.    Der bei dem  Ausführungsbeispiel     nach    den     Abb.    1 und 2  vorgesehene aufgeschnittene Ring d hat nach       Abb.    3 einen keilförmigen Schlitz, in den  ein Keil eingreift;

    Die     Abb.        -1    zeigt im Schnitt ein     weiteres          Ausführungsbeispiel,    bei dem der Kolben  stangenkopf auf einen Kurbelzapfen aufge  setzt ist. Nach     diesem    Ausführungsbeispiel  ist im     Kurbelzapfen    ein Pendel angeordnet,  das durch Stifte auf einen Druckring drückt;       Die        Abb.    5     zeigt    in teilweisem     Querschnitt     und in     Ansicht    das     Ausführungsbeispiel     nach     Abb.    4;

    Die     Abb.        1;    zeigt ein weiteres     Ausfüh-          rungsbeispic@l,    bei. dem wieder im Schnitt  ein     Kurbelzapfen        init        aufgesetztem    Kolben  stangenkopf     dargetellt    ist.

   Auch bei     diesem          Ausführungsbeispiel    ist in eine Bohrung     des     Kurbelzapfens ein Pendel eingesetzt, das  aber im     Gcgen        ratz    zu dem vorstehenden       Aus.führungsbeispiei    durch eine Zugstange  auf den Druckring wirkt:  Die     Abb.    ? zeigt     iii    teilweisem Quer  schnitt und in Ansicht das Ausführungsbei  spiel nach     Abb.    6;

        Die     Abb.    8 zeigt noch ein Beispiel im  Schnitt mit einem auf dem Kurbelzapfen  aufgesetzten     Kolbenstangenkopf.    In einer  Bohrung des Kurbelzapfens ist ein Pendel  untergebracht, dessen durch die Zentrifugal  kraft hervorgerufener Ausschlag durch  Stifte auf den zum Anpressen der     Wälz-          körper    dienenden Ring übertragen wird.  



  Nach     Abb.    1 und 2 ist in den     Kolben-          stangenkop.f        a    ein Rollenlager<I>b</I> eingesetzt.  Der innere Lagerring besteht -aus den beiden  Teilen o und     c'    und einem     zwischen    diese  eingelegten     aufgeschnittenen    Ring d.  



  Das Gleiten der Rollen b wird bei die  sem Ausführungsbeispiel dadurch verhin  dert,     dass    der mit Spiel den Zapfen umschlie  ssende Ring d durch die Zentrifugalkraft in  der Richtung von der     Kurbelwellenachse     weg (s. Pfeilrichtung) abgedrängt wird und  damit so stark gegen die durch die Zentri  fugalkraft in der gleichen Richtung     abge-          schleuderten    Rollen, die sich bei dieser Be  wegung etwas von der     innern    Laufbahn ab  heben können, drückt, dass der Reibungs  widerstand     genügt,    um zu verhüten, dass  die Rollenkörper durch die Zentrifugalkraft  zum Gleiten gebracht werden können.

   Der  Ring wird zweckmässig so eingelegt, dass die  Ebene, welche Zapfenachse und Kurbel  wellenachse enthält, durch den Schlitz geht..  



  Bei dem Ausführungsbeispiel nach       Abb.    3, das im allgemeinen dem Ausfüh  rungsbeispiel nach     Abb.    1 und 2     entspricht,     ist der     Ring    d keilförmig geschlitzt, und in  den Schlitz greift ein auf dem Kurbelzapfen  umfang vorgesehener Keil e ein. Durch die  Zentrifugalkraft bewegt sich der Ring d wie  beim Beispiel nach     Abb.    1. und 2 nach aussen,       so    dass sich sein Zentrum von dem des Kur  belzapfens     bezw.    der     Kurbelwellenachse    ent  fernt.  



  Dabei gleiten die Schnittflächen des  Ringschlitzes auf den Keilflächen. Der Ring  wird dadurch gespreizt und presst sich scharf  an die     Wälzkörper    an. Der Keil wird zweck  mässig so angeordnet, dass er in der der Achse  des Kurbelzapfens und :der Kurbelwelle ge-         meinsamen    Ebene zwischen Zapfenachse und  Wellenachse liegt.  



  Bei dem Ausführungsbeispiel nach     Abb.    4  ist in eine zentrale Bohrung f des Kurbel  zapfens g ein Pendel     h    eingesetzt. Gegen  das Pendel stützen sich Stifte i, welche  durch     Zentrifugalkraftwirkung    des Pendels  gegen den Spreizring k gedrückt werden,  der die Wälzkörper an .die äussere Lauf  bahn     anpresst,    so dass diese sich in richtiger  Weise abrollen.  



  Die Wirkung des Pendels kann durch  eine Hebelübersetzung     unterstützt    werden,  indem man die Druckstifte i am Pendel  zwischen dessen Schwerpunkt und Dreh  punkt angreifen     lässt.    Weiter kann die Wir  kung des Pendels noch durch die Wirkung  einer Feder     m    erhöht werden.  



  Das     Ausführungsbeispiel    nach     Abb.    G  und 7     unterscheidet    sich von dem Ausfüh  rungsbeispiel nach den     Abb.    4 und 5 da  durch,     .dass    am Pendel     h    eine Zugstange n  angreift, welche mit einem keilförmigen  Ende     n'    in den     entsprechend        geschlitzten     Ring o eingreift. Durch die     Zentrifugal-          kraftwirkung    des Pendels wird der Keil     n'     der Zugstange n in :den Schlitz des Ringes o  gezogen.

   Durch die Zentrifugalkraft werden  nun der Ring und das Pendel nach aussen  geschleudert, wobei der mit     idem    Pendel ver  bundene Keil in den Schlitz des Ringes hin  eingezogen wird und diesen .dadurch     ausein-          anderspreizt.    Durch die sich addierenden  Massenwirkungen der beiden Organe     wind     der Ring scharf gegen die entgegenstehenden  Wälzkörper angedrückt, so dass diese gezwun  gen sind, sich auf der äussern Laufbahn ab  zurollen. Auch bei dieser Konstruktion kann  zur Unterstützung :der Wirkung des Pen  dels eine Feder vorgesehen sein..  



  Bei dem     Ausführungsbeispiea1    nach     Abb.    8  ist der innere Laufring .des Rollenlagers in  zwei Hälften p und     p'    geteilt. Die Teilfuge       p'    hat     Zickzackform.    Sie kann aber auch  eine sonst geeignete Form haben. Um. die       Lagerhälften   <I>p</I> und     p'    sind     tdiese    übergrei  fende Ringe<I>q</I> gelegt. Die     Lagerringhälfte   <I>p</I>  ist mit     Spiel    r in diese Ringe eingesetzt, so      dass sie sich, um gegen die Rollen gedrückt       zti    werden, verschieben kann.

   Das Pendel     h          wirkt    wieder durch Stifte i auf die     Lager-          hiilfte        p    ein. Die     La.gerringhälfte   <I>p</I> kann       entweder    aus einem Stück bestehen oder       ,iuch    nochmals in zwei oder mehrere Teile  zerlegt     werden,    - wodurch unter Umständen       eine    noch     etwas        grössereNaehgiebigkeit    erzielt       wird.    Die.

   Teilfugen zwischen diesen ein  zelnen Teilen der     Lageriznghälfte    p sind  dann ebenfalls     zickzackförmig    oder ähnlich       auszubilden.    Die Ringe q     müssen    auch ver  hindern, dass sich die     Lagerringhälften    an       rlr'n    Stossfugen nach aussen aufbiegen, da  hierdurch .der glatte Lauf der Wälzkörper     ge-          stört    wird und Stösse in das Lager     kommen.     



  Die Teilfuge     p'    wird zweckmässig in  einer Ebene :angeordnet, .die senkrecht steht,  zu der der Achse des Zapfens und der     Kur-          belwell.e    gemeinsamen Ebene.  



  Die Erfindung kann nicht nur bei ein  fachen     Kurbelzapfen        angewandt    werden,       sondern    bei allen ungleichförmig und     pexi-          delnd    sich drehenden Zapfen, wie beispiels  weise Lagerzapfen bei     mehrfach        gekröpften          Kurbelwellen    einer     Verbrennungkraftma-          sAiine        und    Zapfen in der Kulisse von     Loko-          motiv        umstEuerungen.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCII M'iilzlager für ungleichförmig und pc#n- d:And sich drehende Zapfen, insbesondere für Kurbelzapfen von @'erbrennungs@raft;

   mascbi- nen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälz- durch eine Zusatzkraft, die dureii die Zentrifugalkraft der Masse mindestens rine, auf die Wii.lzkö rper einwirkenden Or- 1ane, erzeugt wird, mit Druck < in die ii,ul#)(,re Laufl)

   alin angerlrücht werden, um einen Pei- ljun:su-irlerst,iai.rl zu erzeugen, der grösser ist :il,; die daGleiten hervorrufende Kraft, so class ,ich dann die @@rälzkö rper in rieliti7er Drehbewegung auf der iiussern Laufbahn ab rollen.

   UNTERANSPRÜCHE gan, das durch die, Zentrifugalkraft seiner Masse die Wälzkörper gegen die äussere La.ufbalin anpresst, so ausgebildet ist, dass es den inl'olgc der Zentrifugalkraft von cler innern Laufbahn sich abhebenden Wälzkörpern als Hilf:slau.fbahn dient.

   2. Wälzlager nach dem Patentanspruch und dem Unteransprueli 1., dadurch gekenn zeichnet, dass die innere Laufbahn des W < ilzla ;ers geteilt ist und in der Lücke ein Ring sitzt, dessen Innendurchmesser etwas grösser ist als der Zapfendurch messer, in der Weise, dass dann dieser Riixg das durch die Zentrifugalkraft sei ner 1VTasse die Wälzkörper gegen die äussere Laufbahn pressende Organ bildet. 3.

   Wälzlager nach dem Patentanspruch und \ den Unteranspriichen 1 und 2, dadurch gckennzeicbn @l-, da-ss auf das die körper unmittelbar an die äussere Lauf ba.lin anpressende Organ eine Vorrich tung i@inwirkt, die den Anpressungs- druck vergrössert. 1.

   Wälzlager naeli dem Patentanspruch und den Unteranspriichen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die den A.npres- sungsdrixek vergrössernde Vorrichtung dureh Zentrifu"alwirl@xing das unmittel bar auf die Wälzkörper wirkende Organ beeinflusst. 3.

   Wälzlager nach dem Patentanspruch und den Unteranspriiehen 1 und 2, dadurch gekennzeicbnet, dass der in die Lücke zwischen den beiden Stücken der geteilten innern Laufbahn des Wii.lzlagers einge- legte,

   zum Anpressen der Z@rälzlzörper dienende Ring keilförmig geschlitzt ist und dass die dadurch entstehendenS(Initt- fl:

   irlien sich auf die Anzugflächen eines auf dem vom Lager umschlossenen Zap fen sitzenden Keils stützen, so dass sie hei der unter dem Einfluss der Zentri- fugalkrafteintretenden Ortsveränderung des Ringes anf den Keilflächen glei ten, wodurch dann der Ring gespreizt wird.

   t;. Wälzlager nach dem Patentanspruch und den Unteranspriirlien 1 bis -1, dadurch ge- 1. N,#Tälzla"er nach dem Pat:entanspriu-b. dadureli gel@ennzeichnet, dass das ein Gleiten der Wälzkörper verhindernde 0r- kennzeichnet, dass innerhalb des Ringes zum Anpressen der Wälzkörper an die äussere Laufbahn ein Gewicht angeord net ist, das durch seine Zentrifugalkraft auf den Ring einwirkt. 7.

   Wälzlager nach dem Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 4 und 6, da durch gekennzeichnet, dass das Gewicht pendelnd eingesetzt ist; und die durch seine Masse hervorgerufene Zentrifugal kraft mit einer gewissen Hebelüberset zung auf den zum Anpressen der Wälz- körper dienenden Riüg übertragen wird. B. Wälzlager nach dem Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 4, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht durch Druckstifte auf den zum Anpres sen der Wälzkörper dienenden Ring wirkt. 9.

   Wälzlager nach dem Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 4, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ge wicht durch eine Zugstange mit Keil in einen Keilschlitz des zum Anpressen der Wälzkörper dienenden Ringes ein greift. 10. Wälzlager nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der innere ' Laufring des Lagers durch eine ziGk- zackförmige, achsial ver1anfen.de Fuge in eine innere und eine äussere Hälfte ge teilt ist, von denen die innere fest und die äussere in der Weise verschiebbar ist, dass sie durch Wirkung der Zentri fugalkraft die Wälzkörper gegen die äussere Laufbahn drückt. 11.

   Wälzlager nach dem Patentanspruch und dem Unteranspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, dass der innere Laufring des Lagers auf -dem von letzterem umschlos senen Zapfen so zusammengehalten wird, dass .die innere Lagerhälfte fest ist und die äussere sich verschieben kann, und dass sich die Lagerhälften an der Teilstelle nicht ausbiegen können.