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Dokumentenidentifikation DE19534287C1 08.08.1996
Titel Großwälzlager zur Aufnahme von Axial-, Radial- und Momentenbelastungen
Anmelder Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch das Bundesministerium der Verteidigung, dieses vertreten durch den Präsidenten des Bundesamtes für Wehrtechnik und Beschaffung, 56068 Koblenz, DE
Erfinder Hein, Alfred, Dipl.-Ing., 33129 Delbrück, DE
DE-Anmeldedatum 15.09.1995
DE-Aktenzeichen 19534287
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 08.08.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.08.1996
IPC-Hauptklasse F16C 19/36
IPC-Nebenklasse F16C 19/00   
IPC additional class // F41A 23/00  
Zusammenfassung Ein bekanntes, einreihiges Großwälzlager (1) zur Aufnahme von Axial-, Radial- und Momentenbelastungen umfaßt
- einen Innenring (10) und Außenring (20) mit jeweils einer im Querschnitt geradlinigen, unter einem Winkel von 90° angeordneten ersten (11, 21) und zweiten (12, 22) Laufbahn,
- von den Laufbahnen (11, 12, 21, 22) geführte, X-förmig versetzt angeordnete, rollenförmig ausgebildete Wälzkörper (30).
Das neue Großwälzlager soll für mechanisch ungünstige Einbauverhältnisse geeignet sein.
Hierzu weist der Mantel der rollenförmigen Wälzkörper (30) zwei umlaufende, jeweils nahe einer Stirnseite angeordnete Ballen (32, 33) auf, über die sich die Wälzkörper (30) unter Bildung einer 2-Punkt-Berührung auf den jeweils zugeordneten Laufbahnen (11, 21 bzw. 12, 22) abrollen.
Das neue Großwälzlager eignet sich beispielsweise zur Lagerung eines Kranauslegers auf einem Bergepanzer und als Rotor-Verstellager einer Windkraftanlage.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Großwälzlager nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Großwälzlager werden beispielsweise zur Lagerung von Geschützlafetten auf Schiffen und Kranauslegern auf Bergepanzern eingesetzt und dienen als Rotor-Verstellager für Windkraftanlagen.

Bei den vorgenannten Anwendungsgebieten besteht das Problem, daß hohe Kippmomente von Lagern mit relativ geringem Durchmesser aufgenommen werden müssen. Hierzu wurden sogenannte Kreuzrollenlager (Konstruktionspraxis 06/1991, Anzeige auf S. 69) entwickelt, welche einem gattungsgemäßen Großwälzlager entsprechen. Hierbei werden zylindrische Wälzkörper eingesetzt, die zu den Rollenenden hin abgerundet sind. Derartige Lager sind jedoch ungeeignet, wenn labile Einbauverhältnisse verbunden mit Winkelfehler der Auflageflächen konstruktionsbedingt vorliegen. Hierbei sind große Drehwiderstände zu überwinden, was zu einem hohen Verschleiß führt. Für diese Fälle wurde das gattungsgemäße Kreuzrollenlager als Drahtwälzlager (analog zur in der DE-PS 22 09 159 beschriebenen Ausbildung) entwickelt. Dabei sind die Laufbahnen nicht unmittelbar am Innen- und Außenring, sondern an Drähten angeordnet. Diese Drähte gleichen Fehlstellungen aus, da sie um ihre Längsachse winkelverschieblich an dem Innen- und Außenring anliegen. Mit derartigen Lagern erzielt man gerade bei ,Ingünstigen Einbauverhältnissen hervorragende Laufeigenschaften. Andererseits verteuert sich die Herstellung durch die zusätzlichen Laufdrähte erheblich.

Aus der US-PS 4 023 869 ist ein weiteres einreihiges Großwälzlager bekannt. Dieses Lager weist rollenförmige Wälzkörper auf, deren Mantel jeweils im mittleren Bereich mit einer umlaufenden Nut versehen ist. Die umlaufenden Nuten dienen der besseren Führung der X-förmig versetzt angeordneten Wälzkörper, da keine Zwischenstücke als Abstandshalter zwischen den Wälzkörpern vorgesehen sind.

In einer japanischen Zusammenfassung (JP 55 - 10 149 (A) in Pat. Abstr. of Jp., March 27, 1980, Vol. 4/No. 37) ist ein einzelner, rollenförmiger Wälzkörper beschrieben. Zum einen weist dieser Wälzkörper an seinen Stirnflächen jeweils eine ringförmige Einstichnut auf. Zum anderen weist der Mantel zwei umlaufende, jeweils nahe der Stirnseite angeordnete Ballen auf. Das Ziel beider Maßnahmen besteht darin, bei höherer Belastung die sogenannte Eckenlast zu erniedrigen, so daß auch der mittlere Rollenbereich trägt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Großwälzlager derart weiterzubilden, daß es aufgrund von einfachen Modifikationen für mechanisch ungünstige Einbauverhältnisse geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß bei labilen Einbauverhältnissen die Laufeigenschaften des Lagers erheblich verbessert sind, ohne daß teure und aufwendige Zusatzmaßnahmen, wie die Ausbildung als Drahtwälzlager, erforderlich wären. Denn lediglich die Wälzkörper sind mit einer im Profil zweiballigen Mantelfläche zu versehen. Damit erzielt man eine 2-Punkt-Berührung beim Abwälzen auf einer Laufbahn, was zu einem sich stabilisierenden Laufverhalten führt und ausgleichend auf Verkippungen der Laufflächen der Lagerringe wirkt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Dabei zeigen

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Großwälzlagers, in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 einen einzelnen Wälzkörper des in Fig. 1 dargestellten Großwälzlagers, vergrößert und mit Blickrichtung auf die Mantelfläche dargestellt;

Fig. 3 einen Querschnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Großwälzlager entlang der dort eingezeichneten Schnittebene A-A, in vergrößerter Darstellung.

Die Fig. 1 zeigt ein einreihiges Großwälzlager 1 zur Aufnahme von Axial-, Radial- und Momentenbelastungen. Das Großwälzlager 1 stellt ein sogenanntes Kreuzrollenlager dar. Bei diesem Lagertyp weist der Innenring 10 und Außenring 20 jeweils eine im Querschnitt geradlinige, unter einem Winkel von 90° angeordnete erste Laufbann 11 bzw. 21 und zweite Laufbahn 12 bzw. 22 auf. Ferner sind rollenförmige Wälzkörper 30 bezüglich ihrer Längs- bzw. Drehachse X-förmig versetzt angeordnet und durch Zwischenstücke 40 voneinander getrennt.

Wie besonders deutlich aus Fig. 2 ersichtlich, weisen die Wälzkörper 30 eine besondere Formgebung auf, um die Laufeigenschaften bei mechanisch ungünstigen Einbauverhältnissen zu verbessern. Hierzu setzt sich die Mantelfläche jedes Wälzkörpers 30 aus zwei abgerundeten, endseitig angeordneten Verdickungen oder umlaufenden Ballen 32 und 33 zusammen. Wie in Fig. 3 zu sehen, führt die in einer Profilhälfte zweiballige Gestaltung der Mantelfläche der Wälzkörper 30 dazu, daß sie sich mit einer 2-Punkt-Berührung gegenüber den beiden jeweils zugeordneten Laufbahnen (11 und 21 bzw. 12 und 22 bei den versetzten Rollen) abwälzen. Die 2-Punkt-Berührung wirkt stabilisierend auf das Laufverhalten und wirkt ausgleichend auf Verkippungen der Laufringe 10 und 20.

Zur Erzielung einer hohen Tragfähigkeit weist die Abrundung jedes umlaufenden Ballens 32 und 33 im Bereich des Auflagepunktes im Profil einen logarithmischen Verlauf auf.

Diesbezüglich ist in Fig. 2 ein Koordinatensystem mit einer X- und Y-Achse eingezeichnet, wobei die Abrundungskurve der Funktion y = ln x entspricht.

Um die Wälzkörper besser während ihrer Abrollbewegung zu führen und um ein höheres Kippmoment übertragen zu können, sind die Stirnflächen 31 (Fig. 3) der Wälzkörper 30 ebenfalls ballig ausgebildet und mit einem Minimalspiel zwischen den zugeordneten Laufbahnen 12 und 22 (bzw. 11 und 21 bei den versetzten Rollen) angeordnet.

Bezugszeichenliste

1 Großwälzlager

10 Innenring

11 Laufbahn

12 Laufbahn

20 Außenring

21 Laufbahn

22 Laufbahn

30 Wälzkörper

31 Stirnfläche

32 Ballen nahe der einen Stirnseite

33 Ballen nahe der anderen Stirnseite

40 Zwischenstück


Anspruch[de]
  1. 1. Einreihiges Großwälzlager (1) zur Aufnahme von Axial-, Radial- und Momentenbelastungen, mit
    1. - einem Innenring (10) und Außenring (20) mit jeweils einer im Querschnitt geradlinigen, unter einem Winkel von 90° angeordneten ersten (11, 21) und zweiten (12, 22) Laufbahn,
    2. - von den Laufbahnen (11, 12, 21, 22) geführten, X-förmig versetzt angeordneten, rollenförmig ausgebildeten Wälzkörpern (30),
    3. - zwischen den Wälzkörpern (30) angeordneten Zwischenstücken (40),
  2. dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel der rollenförmigen Wälzkörper (30) zwei umlaufende, jeweils nahe einer Stirnseite angeordnete Ballen (32, 33) aufweist, deren Außenkontur derart abgerundet ist, daß sich die Wälzkörper (30) unter Last über eine 2-Punkt-Berührung auf den jeweils zugeordneten Laufbahnen (11, 21 bzw. 12, 22) abrollen.
  3. 2. Großwälzlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrundung jedes Ballens (32, 33) der Mantelfläche der Wälzkörper (30) im Bereich des Auflagepunktes im Profil einen logarithmischen Verlauf aufweist.
  4. 3. Großwälzlager (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (31) der Wälzkörper (30) ebenfalls ballig ausgebildet sind.
  5. 4. Großwälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (30) stirnseitig mit einem Minimalspiel zu den jeweils zugeordneten Laufbahnen (11, 21 bzw. 12, 22) angeordnet sind.






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