DE314225C - - Google Patents

Description

Bei einem zweireihigen Kugellager mit aus einem Stück ausgeführten Außenring, dessen innere Begrenzungsfläche von sphärischer Form ist, hat der innere Ring gewöhnlich die Form einer ganzen Sphäre oder ist aus einem Stück hergestellt und mit im achsialen Längsschnitt kreisförmigen Laufringen versehen.

Nach vorliegender Erfindung besteht der Außenring des zweireihigen Lagers in bekannter Weise aus einem Stück und besitzt im Achsial-

• schnitt des Lagers für beide Kugelreihen die Form eines Bogens, dessen Mittelpunkt auf der Achse des Lagers liegt. Der innere, aus einem oder mehreren Teilen bestehende Ring des Lagers ist dagegen der Erfindung gemäß an der Außenseite aus verschiedenartig gebogenen Teilen zusammengesetzt. Und zwar bestehen diejenigen Teile, die normal außerhalb der beiden Kugelreihen liegen, aus konvexen Flächen, deren Erzeugende einen Krümmungsmittelpunkt hat, der in einer Ebene durch die Mitte einer Kugel und durch die ■Achse des Lagers und auf dem durch das

.. normale Kugelzentrum gezogenen Halbmesser der äußeren Kugelbahn liegt. Der Krümmungs-■ halbmesser dieser konvexen Flächen ist kleiner als der Unterschied zwischen dem Halbmesser der äußeren Kugelbahn und dem Durchmesser der Kugeln. , Der Teil des inneren Ringes, der normal zwischen den beiden Kugelreihen liegt, hat die Form einer von der Achse des Lagers nach außen gewandten Flansche mit im achsi-. alcn Längsschnitt bogenförmigen Begrenzungs linien, so daß die ,.Kugeln in ihrer normalen Lage durch Einschieben zwischen die beiden Kugelbahnen eingebracht werden können.
; Durch diese Erfindung werden die Kugeln durch die Reibungskräfte in der beschriebenen Bahrt immer gehalten. Angenommen z* B., daß eine Kugel in der einen ,Kugelreihe von ihrer normalen Lage in Richtung von der zur Achse senkrechten symmetrischen Ebene des Lagers 'aus etwas verschoben wird, und die seitliche Verschiebung so klein ist, daß die Kugel mit den umgebenden Bahnen fort-· während in Kontakt steht und dieselben, wie bei einer Kugel auf Grund der elastischen Formschwankungen stets der Fall sein muß, nicht nur in Punkten, sondern in kleinen Flächen berührt, welche in achsialem Querschnitt gerade oder schwach gebogene Linien bilden, kann nämlich, unter Voraussetzung, daß diese Linien gerade sind, und zu den Laufbahnen Tangente bilden, die deformierte Kugel in Wirklichkeit als ein Konus betrachtet werden, welcher als solcher danach strebt, sich um seine Spitze zu drehen, welche von der ^;: Kugel aus in der Richtung gegen die obenerwähnte symmetrische Ebene des Lagers liegen wird.' Die Kugel wird also eine Neigung haben, sich nach ihrer ursprünglichen und normalen Lage zu bewegen. Die Größe der Kraft, die

danach strebt, die Kugel in diese Lage zu führen, steht in direktem Verhältnis zu dem auf die Kugel wirkenden Druck und dem.

, Reibungskoeffizienten. Ob diese Kraft hin-S reichend ist, um die Kugel in ihre normale Lage hineinzuzwingen, hängt von der Größe der Kraft im Vergleich' mit einer anderen Kraft ab, die auch auf die Kugel einwirkt, nämlich mit dem Kraftresultanten der auf die

ίο Kugel wirkende Drücke. Da indessen der Winkel zwischen dem Druck auf die Kugel Uei einer elementaren seitlichen Verschiebung ver-

. schwindend klein ist, der Reibungskoeffizient

_v jedoch einen bestimmten, keinesfalls ver-

schwindenden Wert hat, wird also die die Kugel in der Richtung nach ihrer ursprünglichen Lage treibende Kraft für die Bewegungsrichtung der Kugeln stets maßgebend sein, und die Kugel wird in die ursprüngliche Lage hinauf gezwungen.

Es ist hierbei vorausgesetzt worden, daß die Schnittlinien zwischen den Berührungsebenen und einer Ebene durch die Achse und die Mitte der Kugel gerade Linien .sind. Sollte dies tatsächlich nicht der Fall sein, kann eine rein konische Drehung nicht entstehen, sondern die Drehung geschieht dann um einen Punkt, welche durch Schneiden der Mittelsekanten der Schnittlinien entsteht. Dieser Punkt liegt jedoch in derselben Richtung, wie die Spitze des obenerwähnten Konus, weshalb das Resultat das gleiche wird.

Nach der vorliegenden Erfindung ist jedoch der innere Ring nicht nur.konvex, sondern der Teil, welcher zwischen den normalen Kugelreihen und um die zur Achse senkrechten symmetrischen Ebene des Lagers liegt, hat die Form eines Flansches. Dieser Flansch hat teils die Aufgabe, die beiden Kugelreihen voneinander zu trennen und dadurch die höchsten und normalen Lagen der Kugelreihen zu fixieren, dieselbe hat aber auch die Aufgabe, die Berührungsflächen der Kugeln oder das Anschmiegen derselben an den inneren Ring zu vergrößern. Mit Rücksicht auf die Festigkeit soll nämlich die Druckbeanspruchung der Kugeln ■ pro Flächeneinheit, wenn möglich, in den

■ äußeren Berührungsflächen 'ebenso groß wie in den inneren sein. Da die äußere Kugeibahn . . · 50 die Form einer konkaven sphärischen Fläche hat, schmiegt sich die Kugel zu einem gewissen Grade an dieselbe an, so daß ein gewisser Druck auf die Kugel eine Anliegefiäche entstehen läßt, welche größer als diejenige ist, welche erhalten wird, wenn die Kugel mit demselben Druck gegen eine ebene oder konvexe Fläche gepreßt wird. Durch die Flanschenform der inneren Bahn, die in achsialem Längsschnitt durch das Zentrum einer Kugel und die Achse des Lagers bogenförmige Begrenzungslinien hat, mit den Mittelpunkten auf den Halbmessern, welche von dem Zentrum der äußeren Kugelbahn nach dem Berührungs-' punkt einer in normaler Lage befindlichen' Kugel mit der äußeren Kugelbahn gezogen werden, wird auch die innere Bahn den Kugeln , eine Anliegefläche anbieten, die größer ist, als ob die innere Laufbahn ganz sphärisch ge-' wesen wäre, wodurch der Druck pro Flächen- , · einheit kleinen wird.

Durch die vorliegende Erfindung wird auch ermöglicht, die Kugeln in ihrer normalen Lage . ohne- irgendwelche Einlegekanäle und ohne . irgendeine Drehung des inneren Ringes im Verhältnis zu dem äußeren Ring direkt einzuschieben, weshalb, wenn eine Kugel zersprungen ist, eine neue von der Seite eingeschoben werden kann, ohne daß das Lager mit Wellenleitung aus seiner Lage verrückt zu werden braucht.

Nach der vorliegenden Erfindung erhält man auch ein leicht justierbares Kugellager. Wenn > die Kugeln und die Laufbahnen allmählich abgenutzt werden, schließen sich die Kugeln und die Laufbahnen nicht mehr eng aneinander an, und die weitere Verwendung des Lagers wird schließlich gefährlich. Durch Teilen des inneren Ringes in zwei oder mehrere Teile wird die Einführung eines besonderen Zwischenstückes aus weichem Eiserr^ zwischen die tragenden Teile des inneren Ringes ermöglicht. Hierdurch werden diese tragenden Teile des inneren Ringes in achsialer Richtung voneinander entfernt, wodurch die normalen Berührungspunkte der Kugeln mit dem inneren Ring der äußeren Bahn näher kommen und die Kugelreihen und die Laufbahnen sich ' wieder eng aneinander anschließen.

Ein anderer Vorteil des geteilten inneren Ringes ist der, daß, das die tragenden Teile des inneren Ringes außerhalb des Zwischenstückes hervorragend gemacht werden, diese hervorragenden Teile, wenn achsiale Stöße im Lager entstehen, federnd wirken können, wodurch die Gefahr eines Zerbrechens der Kugeln verringert wird und die Lebenslänge der Kugeln höher wird als bei steifem inneren Ring zwischen den beiden Kugelreihen der Fall ist.

In der beiliegenden Zeichnung zeigen Fig. 1 und 2 eine Ausführungsform der Erfindung. Das Kugellager besteht aus einem inneren Ring mit drei Teilen 1, 2, 3 der auf der Welle fortgesetzt wird und aus einem äußeren Ring 4, zur Montierung in einem festen Gehäuse (Lagerrahmen). Der äußere Ring 4 hat eine Laufbahn 5 sphärischer Form, deren Mittelpunkt ■* in 6 liegt. Die äußeren Teile des inneren Ringes mit konvexen Flächen haben die Krümmungsmittelpunkte der Schnittlinien derselben mit einer achsialen Ebene in den Punkten 7, 8, 9 und 10 liegend, und der mittlere Teil des .:. inneren Ringes hat die Form eines Flansches

mit nach den verschiedenen Kugelreihen gewandten, in achsialem Längsschnitt kreisför-. migen Begrenzungslinien mit den Mittelpunkten in ii, 12, 13 und 14. Der innere Ring besteht aus den trennbaren Teilen 1, 2 und 3, wovon ι und 3 die kugeltragenden Teile sind. Die Kugeln 15 sind in zwei Reihen zwischen den Laufbahnen angebracht.

Ein neuer Gesichtspunkt ist bei dieser Ausführungsform berücksichtigt worden. Bei einem Kugellager ist es nämlich ein erstrebenswertes Ziel, daß bei Rotation ein reines Rollen zwischen den Laufringen und den Kugeln stattfindet. Die Bedingung hierfür ist, daß die für die Laufringe gemeinsame Drehungsachse und die Tangente durch die beiden Berührungspunkte der Kugel einander in einem Punkt schneiden, oder daß diese drei Linien parallel sind. Die erstere alternative ist bei der zuletzt erwähnten Ausführungsform der konvexen Teile des inneren Ringes erfüllt worden. Das Kugellager selbst wird in der Weise konstruiert, daß der äußere Ring gezeichnet wird, die Kugeln werden in den Lagen hineingelegt gedacht, welche dieselben normal einnehmen werden. Tangenten werden an die Berührungspunkte' zwischen der äußeren Bahn und den Kugeln gezogen, Und von den Schnittpunkten derselben mit der Achse des Lagers werden Tangenten an die Kugeln gezogen. Durch die dadurch entstehenden Berührungspunkte und durch das Kugelzentrum werden darauf gerade Linien gezogen, auf welchen die Mittelpunkte der Kreise des inneren Ringes gelegt werden.

Claims (1)

1. Patent- Anspruch:

   Zweireihiges Kugellager, bei dem der äußere Ring auf der von den Kugelreihen berührten Seite in einem Stück ausgeführt ist und diese die Bahn für die Kugelreihen bildende Innenseite des Außenringes im Achsialschnitt des Lagers die Form eines Bogens hat, dessen Mittelpunkt auf der Achse des Lagers liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Seite des inneren Ringes an denjenigen Teilen, welche normal außerhalb der beiden Kugelreihen liegen, konvexe Flächen hat, deren Erzeugende einen Krümmungsmittelpunkt hat, der in ' einer Ebene durch die Mitte einer Kugel und durch die Achse des Lagers und auf dem durch das normale Kugelzentrum gezogenen Halbmesser der äußeren Kugelbahn liegt, und deren Krümmungshalb- messer kleiner als der Unterschied zwischen dem, Halbmesser der äußeren Kugelbahn und dem Durchmesser der Kugel ist, während der Teil des inneren Ringes, der normal zwischen den beiden Kugelreihen liegt, die Form einer von der Achse des Lagers nach außen gewandten Flansche mit im achsialen Längsschnitt bogenförmigen Begrenzungslinien hat, so daß die Kugeln in ihrer normalen Lage durch Einschieben zwischen die beiden Kugelbahnen direkt eingebracht werden können.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.