PL244801B1 - Łożysko wielopierścieniowe - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest łożysko wielopierścieniowe, które charakteryzuje się tym, że w jednej z pierścieniowych szczelin (5' 5") utworzonej pomiędzy dwoma sąsiednimi pierścieniami (3, 4, 2) rozmieszone są elementy toczne w postaci kulek tocznych (9) i elementów zębatych (10), zazębiających się z zębami (19) wykonanymi na usytuowanych naprzeciw siebie bocznych powierzchniach dwóch spośród sąsiednich pierścieni (3, 4, 2) natomiast w drugiej z tych szczelin (5', 5") rozmieszone są elementy toczne w postaci kulek tocznych (9) i wałeczków tocznych z łożyskami, zaś w pierścieniowej szczelinie (5) utworzonej pomiędzy pierścieniami (1 i 3) rozmieszczone są elementy toczne w postaci kulek tocznych (7) oraz wałeczków tocznych, przy czym pierścień (1) stanowi pierścień wewnętrzny, pierścień (2) pierścień zewnętrzny, a pierścienie (3 i 4) pierścienie środkowe.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest łożysko wielopierścieniowe do przenoszenia obciążeń i ruchu obrotowego z/na wały napędowe i/lub oprawy łożyska, stosowane zwłaszcza w maszynach technicznych oraz w motoryzacji.

Znane jest z chińskiego opisu wzoru użytkowego nr CN2077059U łożysko wielostopniowe, które składa się z pierścienia wewnętrznego, pierścienia zewnętrznego, kilku pierścieni środkowych oraz grup elementów napędowych z ramami ustalającymi ich położenie, przy czym elementami napędowymi łożyska mogą być kombinacje kulek walcowych, wałeczków lub igieł walcowych. Łożysko wielostopniowe może stanowić wielostopniowe łożysko toczne lub wielostopniowe łożysko ślizgowe. Ma niski współczynnik tarcia i może pracować pod dużymi prędkościami obrotowymi przy danym obciążeniu.

Znane jest także z chińskiego opisu wzoru użytkowego nr CN212584123U łożysko wielowarstwowe składające się z pierścienia wewnętrznego, pierścienia zewnętrznego, kilku pierścieni środkowych rozmieszczonych pomiędzy pierścieniem wewnętrznym i pierścieniem zewnętrznym oraz kilku warstw elementów tocznych, które są ułożone koncentrycznie i pierścieniowo od wewnątrz do zewnątrz. Każda warstwa elementów tocznych zawiera wiele rzędów elementów tocznych, przy czym każdy rząd zawiera elementy toczne rozmieszczone w pierścieniowym układzie wokół osi centralnej pierścienia wewnętrznego. Konstrukcja tego łożyska powoduje, że zmniejszone jest obciążenie przenoszone przez każdy element toczny, siła tarcia wytwarzana przez pojedynczy element toczny jest także zmniejszona i stanowi siłę tarcia całego łożyska, która również zostaje zmniejszona, a tym samym żywotność łożyska zostaje wydłużona. Ponadto straty energii spowodowane tarciem są zmniejszone, nośność łożyska jest poprawiona, a zapotrzebowanie na moc w celu prawidłowej pracy łożyska jest zmniejszona.

Znane jest również z chińskiego opisu wzoru użytkowego nr CN2823653Y łożysko wielowarstwowe składające się z pierścienia wewnętrznego i pierścienia zewnętrznego, przy czym pomiędzy pierścieniem wewnętrznym i pierścieniem zewnętrznym łożyska umieszczony jest pierścień środkowy. Pomiędzy pierścieniem wewnętrznym, a pierścieniem środkowym oraz pierścieniem środkowym, a pierścieniem zewnętrznym umieszczone są kulki toczne lub igły toczne. Przedmiotowe łożysko wielowarstwowe cechuje się większą sprawnością.

Znane jest z chińskiego opisu wzoru użytkowego nr CN210218412U łożysko wielowarstwowe składające się, z co najmniej trzech warstw pierścieni łożyskowych o różnych średnicach, pomiędzy którymi umieszczone są wałeczki toczne, zaś na powierzchniach pierścieni łożyskowych wykonane są rowki toczne. Wiele pierścieni łożyska umożliwia przenoszenie większych sił, zmniejsza wymaganą początkową moc wyjściową przy rozruchu i podczas pracy ciągłej, zmniejsza opór tarcia i współczynnik zużycia ponoszony przez pojedynczą warstwę oraz wytwarzane ciepło na skutek tarcia, gdy łożysko pracuje przy wysokich, średnich i niskich prędkościach, a ponadto wydłuża żywotność łożyska. Zmiana stosunku wielkości średnicy wewnętrznej do średnicy zewnętrznej łożyska może warunkować dostosowanie łożyska do danych wymagań technicznych.

Znane jest także z włoskiego opisu patentowego nr ITMI20131046A1 łożysko wielowarstwowe posiadające więcej niż dwa pierścienie z umieszczonymi w nich elementami tocznymi, które mogą stanowić kulki, walce cylindryczne, stożki lub baryłki.

Celem przedmiotowego wynalazku jest opracowanie nowej, dotychczas nieznanej konstrukcji łożyska wielopierścieniowego, umożliwiającej przenoszenie wysokich prędkości obrotowych i wszelkich obciążeń (w tym momentu obrotowego oraz sił poprzecznych i podłużnych) z/na wały napędowe i/lub oprawy łożyska. Dalszym celem jest zmniejszenie oporów toczenia elementów tocznych łożyska, co zmniejszy temperaturę jego pracy, zwiększając jego sprawność. Celem wynalazku jest również zmniejszenie potrzebnej siły obrotowej na wale głównym, na którym osadzone jest łożysko, która umożliwia prawidłową, poprawną i optymalną pracę łożyska, a także zwiększenie maksymalnej przenoszonej przez łożysko siły tak, aby osiągnąć możliwie szeroki zakres pracy.

Łożysko wielopierścieniowe składające się ze współosiowo usytuowanych względem siebie pierścieni, pomiędzy którymi znajdują się szczeliny, w których osadzone są równomiernie rozmieszczone na ich obwodach elementy toczne umieszczone w koszykach według wynalazku charakteryzuje się tym, że w jednej z pierścieniowych szczelin utworzonej pomiędzy dwoma sąsiednimi pierścieniami środkowymi i jednym pierścieniem środkowym i pierścieniem zewnętrznym rozmieszone są elementy toczne w postaci kulek tocznych oraz elementów zębatych, zazębiających się z zębami wykonanymi na usytuowanych naprzeciw siebie bocznych powierzchniach dwóch spośród sąsiednich pierścieni środkowych oraz pierścienia środkowego i pierścienia zewnętrznego, natomiast w drugiej z tych szczelin rozmieszone są elementy toczne w postaci kulek tocznych i wałeczków tocznych z łożyskami, zaś w pierścieniowej szczelinie utworzonej pomiędzy pierścieniem wewnętrznym i sąsiadującym z nim pierścieniem środkowym rozmieszczone są elementy toczne w postaci kulek tocznych oraz wałeczków tocznych.

Korzystnym jest, gdy w pierścieniowej szczelinie pomiędzy pierścieniem wewnętrznym i sąsiadującym z nim pierścieniem środkowym osadzonych jest szesnaście elementów tocznych równomiernie rozmieszczonych na jej obwodzie, przy czym w pionowej osi symetrii „d” tego łożyska umieszczona jest pierwsza kulka toczna, za którą w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara umieszczone są kolejne dwie kulki toczne, a następnie dwa wałeczki toczne, czwarta kulka toczna, dwa wałeczki toczne, piąta kulka toczna, jeden wałeczek toczny oraz sześć kulek tocznych. W pierścieniowej szczelinie utworzonej pomiędzy dwoma pierścieniami środkowymi osadzonych jest dwadzieścia elementów tocznych równomiernie rozmieszczonych na jej obwodzie, przy czym w osi symetrii „e” przesuniętej w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara o kąt β równy 9° względem pionowej osi symetrii „d” tego łożyska umieszczony jest pierwszy element zębaty, za którym umieszczony jest drugi element zębaty, a następnie pierwsza kulka toczna, trzeci element zębaty, druga kulka toczna, czwarty element zębaty, trzecia kulka toczna, dziewięć elementów zębatych, czwarta kulka toczna i trzy elementy zębate. Z kolei w pierścieniowej szczelinie utworzonej pomiędzy pierścieniem środkowym i pierścieniem zewnętrznym rozmieszczonych jest dwadzieścia cztery równomiernie osadzonych na jej obwodzie elementów tocznych, tak że w pionowej osi symetrii „d” tego łożyska umieszczona jest pierwsza kulka toczna, za którą w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara umieszczony jest pierwszy wałeczek toczny, następnie druga kulka toczna, drugi wałeczek toczny, trzecia kulka toczna, dwa wałeczki toczne, dwie kulki toczne, piąty wałeczek toczny, szósta kulka toczna, dwa wałeczki toczne, siódma kulka toczna, dwa wałeczki toczne, cztery kulki toczne, dziesiąty wałeczek toczny, dwunasta kulka toczna i dwa kolejne wałeczki toczne.

Korzystnym jest, gdy w pierścieniowej szczelinie utworzonej pomiędzy pierścieniem wewnętrznym i sąsiadującym z nim pierścieniem środkowym osadzonych jest szesnaście elementów tocznych równomiernie rozmieszczonych na jej obwodzie, przy czym w pionowej osi symetrii „d” tego łożyska umieszczona jest pierwsza kulka toczna, za którą w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara umieszczone są kolejne dwie kulki toczne, a następnie dwa wałeczki toczne, czwarta kulka toczna, dwa wałeczki toczne, piąta kulka toczna, jeden wałeczek toczny oraz sześć kulek tocznych. W pierścieniowej szczelinie utworzonej pomiędzy dwoma pierścieniami środkowymi osadzonych jest dwadzieścia elementów tocznych równomiernie rozmieszczonych na jej obwodzie, przy czym w osi symetrii „e” przesuniętej w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara o kąt β równy 9° względem pionowej osi symetrii „d” tego łożyska umieszczony jest pierwszy wałeczek toczny, za którym umieszczony jest drugi wałeczek toczny, a następnie pierwsza kulka toczna, trzeci wałeczek toczny, druga kulka toczna, czwarty wałeczek toczny, trzecia kulka toczna, dziewięć wałeczków tocznych, czwarta kulka toczna i trzy wałeczki toczne. Z kolei w pierścieniowej szczelinie utworzonej pomiędzy pierścieniem środkowym i pierścieniem zewnętrznym osadzonych jest dwadzieścia cztery równomiernie rozmieszczonych na jej obwodzie elementów tocznych tak, że w pionowej osi symetrii „d” umieszczona jest pierwsza kulka toczna, za którą w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara umieszczony jest pierwszy element zębaty, następnie druga kulka toczna, drugi element zębaty, trzecia kulka toczna, dwa elementy zębate, dwie kulki toczne, piąty element zębaty, szósta kulka toczna, dwa elementy zębate, siódma kulka toczna, dwa elementy zębate, cztery kulki toczne, dziesiąty element zębaty, dwunasta kulka toczna i dwa kolejne elementy zębate.

Korzystnym jest także, gdy elementy toczne umieszczone są w dostosowanych do ich kształtów profilowych obejmach ich koszyka.

Korzystnym jest również, gdy wałeczki toczne na walcowych odsadzeniach mają osadzone łożyska toczne, przy czym boczna powierzchnia wałeczków tocznych przylega do bocznych powierzchni pierścienia zewnętrznego i pierścienia środkowego, a ich łożyska toczne umieszczone są w pierścieniowych wybraniach wewnętrznej powierzchni pierścienia zewnętrznego i zewnętrznej powierzchni pierścienia środkowego.

Korzystnym jest, gdy wałeczki toczne na walcowych odsadzeniach mają osadzone łożyska toczne, przy czym zewnętrzna boczna powierzchnia wałeczków tocznych przylega do zewnętrznej bocznej powierzchni pierścienia środkowego i wewnętrznej bocznej powierzchni pierścienia środkowego, a ich łożyska toczne umieszczone są w pierścieniowych wybraniach wykonanych na obu czołach zewnętrznych powierzchni obu pierścieni środkowych.

Korzystnym jest także, gdy elementy zębate na walcowych odsadzeniach mają osadzone łożyska toczne umieszczone w pierścieniowych wybraniach zewnętrznej powierzchni pierścienia środkowego i wewnętrznej powierzchni pierścienia zewnętrznego.

Korzystnym jest również, gdy średnica wewnętrzna pierścienia wewnętrznego wynosi 3 mm do 2000 mm, średnica jednych kulek tocznych wynosi 2,67 mm do 600 mm, średnica wałeczków tocznych wynosi 2 mm do 600 mm, drugich kulek tocznych wynosi 4 mm do 600 mm, elementów zębatych wynosi 3 mm do 600 mm, wałeczków tocznych z łożyskami 3 mm do 600 mm, a średnica łożysk tocznych tych wałeczków i łożysk tocznych elementów zębatych wynosi od 4 mm do 650 mm.

Korzystnym jest, gdy elementy zębate stanowi graniastosłup o podstawie gwiazdy pięcioramiennej wpisanej w okrąg z zaokrąglonymi narożami, przy czym kąt a pomiędzy dwoma sąsiednimi ramionami tej gwiazdy wynosi 120°.

Konstrukcja łożyska wielopierścieniowego według wynalazku pozwala na przenoszenie większych sił z/na wały napędowe i/lub oprawy łożyska. Zastosowanie takiego łożyska na wałach napędowych powoduje, że szybciej osiągają one zadane prędkości obrotowe, a łożysko to nie nagrzewa się lub nagrzewa się wolniej, co zwiększa jego sprawność i żywotność. Ponadto zwiększa się zakres przenoszonych prędkości obrotowych i sił minimalnych oraz maksymalnych.

Zastosowanie w łożysku według wynalazku metalowych elementów tocznych w postaci wałeczków tocznych i elementów zębatych pozwala uzyskać znacznie większą wytrzymałość łożyska na przeciążenia podłużne i poprzeczne, a także przenosić większe siły statyczne i/lub dynamiczne. Dodatkowo elementy zębate umożliwiają przenoszenie wysokich momentów obrotowych. Z kolei wyposażenie wałeczków tocznych i elementów zębatych w dodatkowe łożyska toczne zmniejsza generowane przez nie opory toczenia, co zwiększa sprawność łożyska wielopierścieniowego przy dużych obciążeniach.

Z kolei zastosowanie w łożysku według wynalazku elementów tocznych w postaci ceramicznych kulek tocznych cechujących się niskimi oporami tocznia oraz małą rozszerzalnością cieplną, pozwala również na przenoszenie wysokich prędkości obrotowych.

Natomiast odpowiednie usytuowanie elementów tocznych w szczelinach występujących pomiędzy pierścieniami tego łożyska pozwala na uzyskanie optymalnych parametrów jego pracy, które dodatkowo zwiększone są dzięki obrotowi tego łożyska w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara.

Przedmiot wynalazku w dwóch przykładowych odmianach jego wykonania został uwidoczniony na rysunku fig. 1-16, na którym fig. 1-8 - przedstawiają pierwszą odmianę łożyska wielopierścieniowego, którego elementy toczne w postaci elementów zębatych umieszczone są w szczelinie pomiędzy dwoma środkowymi pierścieniami łożyska wielopierścieniowego, a elementy toczne w postaci wałeczków tocznych wyposażonych w łożyska toczne umieszczone są w szczelinie pomiędzy środkowym i zewnętrznym pierścieniem łożyska wielopierścieniowego, fig. 9-16 - przedstawiają drugą odmianę łożyska wielopierścieniowego, którego elementy toczne w postaci elementów zębatych umieszczone są w szczelinie pomiędzy środkowym i zewnętrznym pierścieniem łożyska i wyposażone są w dodatkowe łożyska toczne, a elementy toczne w postaci wałeczków tocznych wyposażonych w łożyska toczne umieszczone są w szczelinie pomiędzy dwoma środkowymi pierścieniami łożyska wielopierścieniowego, przy czym fig. 1 - przedstawia pierwszą odmianę wykonania tego łożyska w widoku z przodu, fig. 2 - powiększony widok górnej części tego łożyska przedstawiający jego cztery pierścienie i elementy toczne w postaci kulek tocznych w przekroju poprzecznym wzdłuż pionowej linii A-A, fig. 3 - powiększony widok dolnej prawej części tego łożyska przedstawiający jego cztery pierścienie i elementy toczne w postaci wałeczka tocznego, wałeczka tocznego z łożyskami tocznymi i elementu zębatego w przekroju poprzecznym wzdłuż skośnej linii B-B, fig. 4 - powiększony szczegół „C” dolnej prawej części tego łożyska z wyrwaniem technicznym przedstawiającym jego cztery pierścienie i elementy toczne w postaci kulek tocznych i elementu zębatego, fig. 5 - powiększony fragment jego wewnętrznego i środkowego pierścienia oraz umieszczonych pomiędzy nimi w koszyku elementów tocznych w postaci kulek tocznych i wałeczka tocznego, w stanie ich rozłożenia w widoku perspektywicznym, fig. 6 - powiększony fragment obu środkowych pierścieni oraz umieszczonych pomiędzy nimi w koszyku elementów tocznych w postaci kulki tocznej i elementu zębatego, w stanie ich rozłożenia w widoku perspektywicznym, fig. 7 - powiększony fragment środkowego i zewnętrznego pierścienia oraz umieszczonych pomiędzy nimi w koszyku elementów tocznych w postaci kulki tocznej i wałeczka tocznego z łożyskami tocznymi, w stanie ich rozłożenia w widoku perspektywicznym, fig. 8 - uproszczony schemat usytuowania elementów tocznych tego łożyska w szczelinach pomiędzy jego pierścieniami, fig. 9 - przedstawia drugą odmianę wykonania tego łożyska w widoku z przodu, fig. 10 - powiększony widok górnej części tego łożyska przedstawiający jego cztery pierścienie i elementy toczne w postaci kulek tocznych w przekroju poprzecznym wzdłuż pionowej linii D-D, fig. 11 - powiększony widok dolnej prawej części tego łożyska przedstawiający jego cztery pierścienie i elementy toczne w postaci wałeczka tocznego, wałeczka tocznego z łożyskami tocznymi i elementu zębatego w przekroju poprzecznym wzdłuż skośnej linii E-E, fig. 12 - powiększony szczegół „F” dolnej prawej części tego łożyska z wyrwaniem technicznym przedstawiającym jego cztery pierścienie i elementy toczne w postaci kulek tocznych i elementu zębatego, fig. 13 - powiększony fragment wewnętrznego i środkowego pierścienia tego łożyska oraz umieszczonych pomiędzy nimi umieszczonych w koszyku elementów tocznych w postaci kulki tocznej i wałeczków tocznych w stanie ich rozłożenia w widoku perspektywicznym, fig. 14 - powiększony fragment obu środkowych pierścieni oraz umieszczonych pomiędzy nimi w koszyku elementów tocznych w postaci kulki tocznej i wałeczka tocznego z łożyskami tocznymi, w stanie ich rozłożenia w widoku perspektywicznym, fig. 15 - powiększony fragment środkowego i zewnętrznego pierścienia oraz umieszczonych pomiędzy nimi w koszyku elementów tocznych w postaci kulki tocznej i elementu zębatego z łożyskami tocznymi, w stanie ich rozłożenia w widoku perspektywicznym, fig. 16 - uproszczony schemat usytuowania elementów tocznych tego łożyska w szczelinach pomiędzy jego pierścieniami.

Wynalazek nie powinien ograniczać się do opisanych niżej przykładów jego wykonania, gdyż może być wykonany także w innych formach. Przykłady wykonania są przedstawione tak, aby ujawnienie wynalazku było pełne i kompletne oraz w pełni przekazywało zakres wynalazku osobom będącym znawcami w dziedzinie.

Przedstawione dalej przykłady wykonania nie wyczerpują wszystkich możliwych rozwiązań mieszczących się w spektrum istoty wynalazku.

Łożysko wielopierścieniowe według pierwszej odmiany jego wykonania przedstawione na rysunku fig. 1-8 składa się z metalowych współosiowo usytuowanych względem siebie pierścieni to jest: wewnętrznego pierścienia 1 o średnicy wewnętrznej S = 30 mm, zewnętrznego pierścienia 2 i usytuowanych pomiędzy nimi dwóch środkowych pierścieni 3 i 4, z których środkowy pierścień 3 usytuowany jest pomiędzy wewnętrznym pierścieniem 1 a środkowym pierścieniem 4, zaś środkowy pierścień 4 znajduje się pomiędzy środkowym pierścieniem 3 a zewnętrznym pierścieniem 2, przy czym pierścienie 1 i 3 oddzielone są od siebie pierścieniową szczeliną 5, pierścienie 3 i 4 pierścieniową szczeliną 5’, a pierścienie 4 i 2 oddzielone są od siebie pierścieniową szczeliną 5”, zaś w szczelinach tych rozmieszczone są odpowiednio elementy toczne 6 w postaci:

- ceramicznych kulek tocznych 7 o średnicy 2,67 mm

- metalowych wałeczków tocznych 8 o średnicy 2 mm

- ceramicznych kulek tocznych 9 o średnicy 4 mm,

- metalowych elementów zębatych 10, z których każdy stanowi graniastosłup o podstawie przypominającej gwiazdę pięcioramienną o zaokrąglonych jej narożach, gdzie kąt a pomiędzy dwoma sąsiednimi ramionami tej gwiazdy wynosi 120°, a ponadto gwiazda ta wpisana jest w okrąg o średnicy 3 mm, zaś każde górne zaokrąglone naroże dwóch sąsiednich ścian bocznych elementu zębatego 10 stanowi ząb 10’,

- metalowych wałeczków tocznych 11 o średnicy 3 mm, których obie czołowe powierzchnie posiadają pierścieniowe wyjęcia 12 tworzące walcowe odsadzenia 13, na których umieszczone są wciskowo typowe łożyska toczne 14 o średnicy 4 mm.

tak, że:

- w pierścieniowej szczelinie 5 równomiernie rozmieszczonych jest na jej obwodzie szesnaście elementów tocznych 6, w tym jedenaście kulek tocznych 7, spoczywających w pierścieniowych półkolistych rowkach (bieżniach) 15 wykonanych w środkowych częściach usytuowanych naprzeciw siebie bocznych powierzchni wewnętrznego pierścienia 1 i środkowego pierścienia 3 oraz pięć wałeczków tocznych 8, których boczna powierzchnia przylega do gładkich bocznych powierzchni pierścieni 1 i 3. Każdy z elementów tocznych 6 osadzony jest w dostosowanych do ich kształtu profilowych obejmach 16 dwóch drutowych pierścieniowych elementów 17 połączonych ze sobą za pomocą nitów (niepokazanych na rysunku), przy czym elementy pierścieniowe 17 wraz z obejmami 16 stanowią koszyk 18 stabilizujący położenie elementów tocznych 6 w szczelinie 5. Ponadto elementy toczne 6 osadzone w szczelinie 5 rozmieszczone są tak, że w pionowej osi symetrii „d” łożyska wielopierścieniowego umieszczona jest pierwsza kulka toczna 7, za którą w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara umieszczone są kolejne dwie kulki toczne 7, a następnie dwa wałeczki toczne 8, czwarta kulka toczna 7, dwa wałeczki toczne 8, piąta kulka toczna 7, wałeczek toczny 8 i kolejnych sześć kulek tocznych 7 jak pokazano na rys. fig. 8.

- w pierścieniowej szczelinie 5’ równomiernie na jej obwodzie rozmieszczonych jest dwadzieścia elementów tocznych 6 w postaci: czterech kulek tocznych 9, które spoczywają w pierścieniowych półkolistych rowkach 15 wykonanych w środkowych częściach usytuowanych naprzeciw siebie bocznych powierzchni środkowych pierścieni 3 i 4 oraz szesnastu elementów zębatych 10, których zęby 10’ zazębiają się z zębami 19 wykonanymi na bocznych powierzchniach pierścieni 3 i 4 po obu stronach ich rowków 15, przy czym te elementy toczne 6 osadzone są także w dostosowanych do ich kształtu profilowych obejmach 16 koszyka 18, stabilizujących położenie elementów tocznych 6 w szczelinie 5’. Ponadto elementy toczne 6 osadzone w szczelinie 5’ rozmieszczone są tak, że w osi symetrii „e” przesuniętej w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara o kąt β równy 9° względem pionowej osi symetrii „d” łożyska wielopierścieniowego umieszczony jest pierwszy element zębaty 10, za którym w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara umieszczony jest drugi element zębaty 10, a następnie pierwsza kulka toczna 9, trzeci element zębaty 10, druga kulka toczna 9, czwarty element zębaty 10, trzecia kulka toczna 9, kolejnych dziewięć elementów zębatych 10, czwarta kulka toczna 9 i trzy kolejne elementy zębate 10 (jak pokazano na rys. fig. 8).

- w pierścieniowej szczelinie 5” rozmieszczone są równomiernie na jej obwodzie dwadzieścia cztery elementy toczne 6 w postaci: dwunastu kulek tocznych 9, które spoczywają w pierścieniowych półkolistych rowkach 15 wykonanych w środkowych częściach usytuowanych naprzeciw siebie bocznych powierzchni środkowego pierścienia 4 i zewnętrznego pierścienia 2 oraz dwunastu wałeczków tocznych 11 z łożyskami tocznymi 14, przy czym boczna powierzchnia tych wałeczków tocznych 11 przylega do gładkich bocznych powierzchni pierścieni 2 i 4, a ich łożyska toczne 14 umieszczone są w pierścieniowych wybraniach 20 wykonanych po obu stronach wewnętrznej powierzchni pierścienia 2 i zewnętrznej powierzchni pierścienia 4. Elementy toczne 6 to jest kulki toczne 9 i wałeczki toczne 11 osadzone są również w dostosowanych do ich kształtu profilowych obejmach 16 koszyka 18, stabilizujących położenie tych elementów tocznych 6 w szczelinie 5”. Ponadto elementy toczne 6 osadzone w szczelinie 5” rozmieszczone są tak, że w pionowej osi symetrii „d” łożyska wielopierścieniowego umieszczona jest pierwsza kulka toczna 9, za którą w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara umieszczony jest pierwszy wałeczek toczny 11, następnie druga kulka toczna 9, drugi wałeczek toczny 11, trzecia kulka toczna 9, kolejne dwa wałeczki toczne 11, kolejne dwie kulki toczne 9, piąty wałeczek toczny 11, szósta kulka toczna 9, kolejne dwa wałeczki toczne 11, siódma kulka toczna 9, kolejne dwa wałeczki toczne 11, kolejne cztery kulki toczne 9, dziesiąty wałeczek toczny 11, dwunasta kulka toczna 9 i dwa wałeczki toczne 11 (jak pokazano na rys. fig. 8).

Łożysko wielopierścieniowe według drugiej odmiany jego wykonania pokazane na rysunku fig. 9-16 posiada budowę podobną do łożyska według pierwszej odmiany jego wykonania pokazanej na rysunku fig. 1-8, a różnica pomiędzy obydwoma tymi odmianami polega na tym, że w tej drugiej odmianie:

- w pierścieniowej szczelinie 5’ zamiast elementów zębatych 10 umieszczono wałeczki toczne 11 z łożyskami tocznymi 14, przy czym zewnętrzna boczna powierzchnia wałeczków tocznych 11 przylega do gładkiej zewnętrznej bocznej powierzchni pierścienia środkowego 3 i gładkiej wewnętrznej bocznej powierzchni pierścienia środkowego 4, a ich łożyska toczne 14 umieszczone są w pierścieniowych wybraniach 20’ wykonanych na obu czołach zewnętrznych powierzchni pierścienia środkowego 3 i obu czołach wewnętrznych powierzchni pierścienia środkowego 4,

- w pierścieniowej szczelinie 5” zamiast wałeczków tocznych 11 z łożyskami 14 umieszczono elementy zębate 10, których obie czołowe powierzchnie posiadają pierścieniowe wyjęcia 12’ tworzące walcowe odsadzenia 13’, na których osadzone są wciskowo typowe łożyska toczne 14’ umieszczone w pierścieniowych wybraniach 20 wykonanych na obu czołach zewnętrznej powierzchni pierścienia środkowego 4 i wewnętrznej powierzchni pierścienia zewnętrznego 2, a zęby 10’ elementów zębatych 10 zazębiają się z dostosowanymi do ich rozstawu pierścieniowymi zębatkami 19’, wykonanymi na zewnętrznej bocznej powierzchni pierścienia środkowego 4 i wewnętrznej bocznej powierzchni pierścienia zewnętrznego 2 z obu stron rowków 15 tych pierścieni. W kolejnych przykładach wykonania niepokazanych na rysunku średnica wewnętrzna „S” pierścienia wewnętrznego 1 łożyska wielopierścieniowego wynosiła 2000 mm, a elementy toczne 6 posiadały średnicę 600 mm i wykonane były z metalu lub ceramiki lub tworzywa sztucznego, zaś łożyska toczne 14, 14’posiadały średnicą wynoszącą 650 mm.

Zasada działania łożyska wielopierścieniowego według wynalazku według jego pierwszej odmiany wykonania (fig. 1-8) polega na tym, że jego wewnętrzny pierścień 1 mocuje się na niepokazanym na rysunku wale napędowym, a zewnętrzny pierścień 2 mocuje się w niepokazanej na rysunku oprawie łożyska. W czasie obracania się wału napędowego wewnętrzny pierścień 1 przekazuje ruch obrotowy przez kulki toczne 7 na środkowy pierścień 3, który dalej przekazuje ten ruch przez kulki toczne 9 na środkowy pierścień 4, a ten przenosi ten ruch obrotowy przez kulki toczne 10 na zamocowany w oprawie łożyska zewnętrzny pierścień 2. W tym samym czasie wszelkie obciążenia (w tym momenty czy siły statyczne i dynamiczne), które pochodzą od wału napędowego są przekazywane do wewnętrznego pierścienia 1 przenoszącego je dalej za pośrednictwem wałeczków tocznych 8 na środkowy pierścień 3, który przekazuje je elementami zębatymi 10 na środkowy pierścień 4, z którego dalej przenoszone są za pomocą wałeczków tocznych 11 z ich łożyskami tocznymi 14 na zewnętrzny pierścień 2 i oprawę łożyska. W przypadku, gdy obciążenia pochodzą od oprawy łożyska przekazywanie tych obciążeń jest analogiczne, jak opisano wyżej, lecz zachodzi w odwrotnej kolejności.

Zasada działania łożyska wielopierścieniowego według wynalazku według jego drugiej odmiany wykonania (fig. 9-16) jest podobna do zasady działania łożyska według jego pierwszej odmiany wykonana, a różnica polega na tym, że wszelkie obciążenia pochodzące od wała napędowego są przekazywane do wewnętrznego pierścienia 1 przenoszącego je dalej za pośrednictwem wałeczków tocznych 8 na środkowy pierścień 3, który przekazuje je wałeczkami tocznymi 11 z ich łożyskami tocznymi 14 na środkowy pierścień 4, z którego dalej przenoszone są za pomocą elementów zębatych 10 z ich łożyskami tocznymi 14’ na zewnętrzny pierścień 2 i oprawę łożyska. W przypadku, gdy obciążenia pochodzą od oprawy łożyska przekazywanie tych obciążeń jest analogiczne, jak opisano wyżej, lecz zachodzi w odwrotnej kolejności.

Claims (9)

1. Łożysko wielopierścieniowe składające się ze współosiowo usytuowanych względem siebie pierścieni, pomiędzy którymi znajdują się szczeliny, w których osadzone są równomiernie rozmieszczone na ich obwodach elementy toczne umieszczone w koszykach znamienne tym, że w jednej z pierścieniowych szczelin (5’, 5”) utworzonej pomiędzy dwoma sąsiednimi pierścieniami (3, 4, 2) rozmieszone są elementy toczne (6) w postaci kulek tocznych (9) i elementów zębatych (10), zazębiających się z zębami (19, 19’) wykonanymi na usytuowanych naprzeciw siebie bocznych powierzchniach dwóch spośród sąsiednich pierścieni (3, 4, 2), natomiast w drugiej z tych szczelin (5’, 5”) rozmieszone są elementy toczne (6) w postaci kulek tocznych (9) i wałeczków tocznych (11) z łożyskami (14), zaś w pierścieniowej szczelinie (5) utworzonej pomiędzy pierścieniami (1 i 3) rozmieszczone są elementy toczne (6) w postaci kulek tocznych (7) oraz wałeczków tocznych (8), przy czym pierścień (1) stanowi pierścień wewnętrzny, pierścień (2) pierścień zewnętrzny, a pierścienie (3 i 4) pierścienie środkowe.

2. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że w pierścieniowej szczelinie (5) osadzonych jest szesnaście elementów tocznych (6) równomiernie rozmieszczonych na jej obwodzie, przy czym w pionowej osi symetrii (d) tego łożyska umieszczona jest pierwsza kulka toczna (7), za którą w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara umieszczone są kolejne dwie kulki toczne (7), a następnie dwa wałeczki toczne (8), czwarta kulka toczna (7), dwa wałeczki toczne (8), piąta kulka toczna (7), jeden wałeczek toczny (8) oraz sześć kulek tocznych (7), natomiast w pierścieniowej szczelinie (5’) osadzonych jest dwadzieścia elementów tocznych (6) równomiernie rozmieszczonych na jej obwodzie, przy czym w osi symetrii (e) przesuniętej w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara o kąt (β) równy 9° względem pionowej osi symetrii (d) tego łożyska umieszczony jest pierwszy element zębaty (10), za którym umieszczony jest drugi element zębaty (10), a następnie pierwsza kulka toczna (9), trzeci element zębaty (10), druga kulka toczna (9), czwarty element zębaty (10), trzecia kulka toczna (9), dziewięć elementów zębatych (10), czwarta kulka toczna (9) i trzy elementy zębate (10), zaś w pierścieniowej szczelinie (5”) rozmieszczonych jest dwadzieścia cztery równomiernie osadzonych na jej obwodzie elementów tocznych (6) tak, że w pionowej osi symetrii (d) tego łożyska umieszczona jest pierwsza kulka toczna (9), za którą w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara umieszczony jest pierwszy wałeczek toczny (11), następnie druga kulka toczna (9), drugi wałeczek toczny (11), trzecia kulka toczna (9), dwa wałeczki toczne (11), dwie kulki toczne (9), piąty wałeczek toczny (11), szósta kulka toczna (9), dwa wałeczki toczne (11), siódma kulka toczna (9), dwa wałeczki toczne (11), cztery kulki toczne (9), dziesiąty wałeczek toczny (11), dwunasta kulka toczna (9) i dwa wałeczki toczne (11).

3. Łożysko według zastrz. 1, znamienne tym, że w pierścieniowej szczelinie (5) osadzonych jest szesnaście elementów tocznych (6) równomiernie rozmieszczonych na jej obwodzie, przy czym w pionowej osi symetrii (d) tego łożyska umieszczona jest pierwsza kulka toczna (7), za którą w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara umieszczone są kolejne dwie kulki toczne (7), a następnie dwa wałeczki toczne (8), czwarta kulka toczna (7), dwa wałeczki toczne (8), piąta kulka toczna (7), jeden wałeczek toczny (8) oraz sześć kulek tocznych (7), natomiast w pierścieniowej szczelinie (5’) osadzonych jest dwadzieścia elementów tocznych (6) równomiernie rozmieszczonych na jej obwodzie, przy czym w osi symetrii (e) przesuniętej w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara o kąt (β) równy 9° względem pionowej osi symetrii (d) tego łożyska umieszczony jest pierwszy wałeczek toczny (11), za którym umieszczony jest drugi wałeczek toczny (11), a następnie pierwsza kulka toczna (9), trzeci wałeczek toczny (11), druga kulka toczna (9), czwarty wałeczek toczny (11), trzecia kulka toczna (9), dziewięć wałeczków tocznych (11), czwarta kulka toczna (9) i trzy wałeczki toczne (11), zaś w pierścieniowej szczelinie (5”) osadzonych jest dwadzieścia cztery równomiernie rozmieszczonych na jej obwodzie elementów tocznych (6) tak, że w pionowej osi symetrii (d) umieszczona jest pierwsza kulka toczna (9), za którą w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara umieszczony jest pierwszy element zębaty (10), następnie druga kulka toczna (9), drugi element zębaty (10), trzecia kulka toczna (9), dwa elementy zębate (10), dwie kulki toczne (9), piąty element zębaty (10), szósta kulka toczna (9), dwa elementy zębate (10), siódma kulka toczna (9), dwa elementy zębate (10), cztery kulki toczne (9), dziesiąty element zębaty (10), dwunasta kulka toczna (9) i dwa elementy zębate (10).

4. Łożysko według zastrz. 1, albo 2, albo 3 znamienne tym, że elementy toczne (6) umieszczone są w dostosowanych do ich kształtów profilowych obejmach (16) koszyka (18).

5. Łożysko według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, znamienne tym, że wałeczki toczne (11) na walcowych odsadzeniach (13) mają osadzone łożyska toczne (14), przy czym boczna powierzchnia wałeczków tocznych (11) przylega do bocznych powierzchni pierścienia zewnętrznego (2) i pierścienia środkowego (4), a ich łożyska toczne (14) umieszczone są w pierścieniowych wybraniach (20) wewnętrznej powierzchni pierścienia zewnętrznego (2) i zewnętrznej powierzchni pierścienia środkowego (4).

6. Łożysko według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, znamienne tym, że wałeczki toczne (11) na walcowych odsadzeniach (13) mają osadzone łożyska toczne (14), przy czym zewnętrzna boczna powierzchnia wałeczków tocznych (11) przylega do zewnętrznej bocznej powierzchni pierścienia środkowego (3) i wewnętrznej bocznej powierzchni pierścienia środkowego (4), a łożyska toczne (14) umieszczone są w pierścieniowych wybraniach (20’) wykonanych na obu czołach zewnętrznych powierzchni pierścienia środkowego (3) i obu czołach wewnętrznych powierzchni pierścienia środkowego (4).

7. Łożysko według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, znamienne tym, że elementy zębate (10) na walcowych odsadzeniach (13’) mają osadzone łożyska toczne (14’) umieszczone w pierścieniowych wybraniach (20) zewnętrznej powierzchni pierścienia środkowego (4) i wewnętrznej powierzchni pierścienia zewnętrznego (2).

8. Łożysko według któregokolwiek z zastrz. 1-7 znamienne tym, że średnica wewnętrzna (S) pierścienia wewnętrznego (1) wynosi 3 mm do 2000 mm, średnica kulek tocznych (7) wynosi 2,67 mm do 600 mm, średnica wałeczków tocznych (8) wynosi 2 mm do 600 mm, kulek tocznych (9) wynosi 4 mm do 600 mm, elementów zębatych (10) wynosi 3 mm do 600 mm wałeczków tocznych (11) wynosi 3 mm do 600 mm, a średnica łożysk tocznych (14, 14’) wynosi od 4 mm do 650 mm.

9. Łożysko według któregokolwiek z zastrz. 1-8 znamienne tym, że elementy zębate (10) stanowi graniastosłup o podstawie gwiazdy pięcioramiennej wpisanej w okrąg z zaokrąglonymi narożami, przy czym kąt (a) pomiędzy dwoma sąsiednimi ramionami tej gwiazdy wynosi 120°.