DE1254915B

DE1254915B - Ball or roller bearings

Info

Publication number: DE1254915B
Application number: DE1959V0016669
Authority: DE
Inventors: Vasta Die Pietro E D Francesco
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-06-09
Filing date: 1959-06-09
Publication date: 1967-11-23

Description

Kugel- bzw. Rollenlager Die Erfindung bezieht sich auf ein Kugel- bzw. Rollenlager mit Laufringen, bei dem mindestens in einem der Laufringe etwa parallel zur Laufebene der Wälzkörper ein Dämpfungskörper aus einem Material eingelegt ist, das elastischer als das der Laufringe ist.Ball or roller bearing The invention relates to a ball or roller bearings with races, in which at least one of the races is about A damping element made of a material is inserted parallel to the running plane of the rolling elements that is more elastic than that of the races.

Es ist bekannt, zwischen einem Ringrillenlager und dem Lagergehäuse eine verhältnismäßig starkwandige Gummischicht vorzusehen, damit das Ringrillenlager zusammen mit der darin gelagerten Welle in radialer Richtung gegenüber dem starren Lagergehäuse elastisch nachgeben kann. Weiterhin ist dabei bekannt, die Gummischicht mit einer metallischen Stützeinlage zu versehen, um eine gewisse Versteifung der Gummischicht zu erreichen, was insbesondere bei Auftreten axialer Kräfte erforderlich ist.It is known between an annular groove bearing and the bearing housing to provide a relatively thick-walled rubber layer so that the annular groove bearing together with the shaft mounted in it in the radial direction compared to the rigid one Bearing housing can yield elastically. The rubber layer is also known to be provided with a metallic support insert in order to stiffen the To achieve rubber layer, which is particularly necessary when axial forces occur is.

Weiterhin ist es bekannt, im äußeren Laufring von Rollenlagern einen Dämpfungskörper in Form einer elastischen, den Laufring teilenden Schicht aus Gummi anzuordnen. Es hat sich gezeigt, daß die Dämpfungskörper in solchen Lagern schnell ermüden und daher das ganze Lager vorzeitig unbrauchbar machen. Offenbar setzen sich die von den Wälzkörpern herrührenden Kräfte durch den den Dämpfungskörper enthaltenden Laufring in radialer Richtung in einer schmalen Zone nur keilförmig fort und führen somit zu einer unerwünschten ungleichförmigen Belastung des Dämpfungskörpers, der in seinem hochbelasteten schmalen Mittelbereich dann rasch ermüdet.It is also known to have one in the outer race of roller bearings Damping body in the form of an elastic layer made of rubber that divides the raceway to arrange. It has been shown that the damping body in such bearings quickly tire and therefore make the whole camp prematurely unusable. Apparently put the forces originating from the rolling elements through the one containing the damping element Running ring in the radial direction in a narrow zone only wedge-shaped and lead thus to an undesirable non-uniform loading of the damping body, the then quickly fatigues in its highly stressed, narrow central area.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die an sich vorhandenen guten Eigenschaften des im Laufring angeordneten Dämpfungskörpers auszunutzen und die Nachteile der schnellen Ermüdung zu beseitigen.The invention is therefore based on the object that is present per se to take advantage of the good properties of the damping body arranged in the race and to eliminate the disadvantages of rapid fatigue.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß der einzelne Dämpfungskörper einen Tragring sowie an dessen wirksamen Oberflächen sektorenförmig aufgeteilte und mit Abstand zueinander angeordnete Dämpfungselemente aus elastischem Material aufweist. Erfindungsgemäß kann der Dämpfungskörper zwei oder mehr Tragringe mit dazwischen und außen angeordneten elastischen Schichten aufweisen. Schließlich erweist es sich als vorteilhaft, wenn die zu beiden Seiten des Tragringes angeordneten elastischen Schichten einen unterschiedlichen Elastizitätsmodul aufweisen.The essence of the invention is that the individual damping body a support ring and divided into sectors on its effective surfaces and spaced apart damping elements made of elastic material having. According to the invention, the damping body can have two or more support rings have elastic layers arranged between and outside. Eventually it turns out it is advantageous if the elastic ones arranged on both sides of the support ring Layers have a different modulus of elasticity.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung des Kugel- bzw. Rollenlagers werden die von dem Wälzkörper herrührenden und in einem schmalen Bereich auftretenden Kräfte auf die gesamte Wälzlagerbreite verteilt, so daß keine besonders hochbelasteten Bereiche mehr vorhanden sind und somit Ermüdungserscheinungen nicht mehr auftreten. Weil der Dämpfungskörper aus mehreren im Abstand zueinander angeordneten Dämpfungselementen besteht, hat jedes einzelne Dämpfungselement die Möglichkeit, sich den oft ungleichmäßig auftretenden Belastungen individuell anzupassen und sich nach allen Seiten elastisch zu verformen.This inventive design of the ball or roller bearing are those originating from the rolling elements and occurring in a narrow area Forces distributed over the entire width of the roller bearing, so that no particularly high loads Areas are no longer available and therefore signs of fatigue no longer occur. Because the damping body consists of several damping elements arranged at a distance from one another exists, each individual damping element has the possibility of being, often unevenly individually adapt to the loads that occur and become elastic in all directions to deform.

Es ist zwar bekannt, einen Werkstoff für nicht näher definierte Zwecke aus dünnen Metallplatten unter Zwischenfügung dünner Gummihäute herzustellen. Dieser Werkstoff kann auch zu Hülsen spiralartig aufgewickelt werden. Mit solchen Werkstoffen sollen bei hoher Druckfestigkeit außerdem besondere Wirkungen der dünnen Gummischicht, wie Elastizität, Schubfestigkeit, Isolierfähigkeit usw., erzielt werden können. Aus diesem Grund verwendet man solche Werkstoffe als Zwischenlagen zwischen schweren Maschinen und ihren Fundamenten, die keine Schwingungen übertragen sollen.It is known to use a material for unspecified purposes made of thin metal plates with the interposition of thin rubber skins. This Material can also be wound up spirally to form sleeves. With such materials should also have special effects of the thin rubber layer with high compressive strength, such as elasticity, shear strength, insulating ability, etc., can be achieved. For this reason, such materials are used as intermediate layers between heavy ones Machines and their foundations that should not transmit vibrations.

Eine Anwendung des bekannten Werkstoffes würde nicht zum erfindungsgemäßen Erfolg führen, weil die bekannten dünnen Gummihäute nicht wie beim Erfindungsgegenstand in einzelne Abschnitte unterteilt sind, die sich selbständig nach allen Seiten ausdehnen können.An application of the known material would not result in the invention Lead to success because the well-known thin rubber skins are not as in the subject of the invention are divided into individual sections that expand independently in all directions can.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Kugellager mit einem bekannten, in dem äußeren Laufring befindlichen Dämpfungskörper einfacher Art, F i g. 2 einen Längsschnitt durch ein Kugellager mit einem Dämpfungskörper, der nicht die Erfindung darstellt, F i g. 3 einen Längsschnitt entsprechend F i g. 2 mit Darstellung der auftretenden Kräfte, F i g. 4 eine perspektivische Teilansicht des Dämpfungskörpers mit seinen sektorenförmigen - Dämpfungselementen nach der Erfindung und F i g. 5 bis 12 Längsschnitte durch verschiedene Typen von Kugellagern, die mit Dämpfungsvorrichtungen nach der Erfindung versehen sind.The object of the invention is shown in the drawing in several exemplary embodiments shown schematically. It shows F i g. 1 shows a longitudinal section through a ball bearing with a known, located in the outer race damping body easier Art, F i g. 2 a longitudinal section through a ball bearing with a damping body, which does not represent the invention, F i g. 3 shows a longitudinal section accordingly F i g. 2 with representation of the forces occurring, F i g. 4 a perspective Partial view of the damping body with its sector-shaped - damping elements according to the invention and FIG. 5 to 12 rip cuts through different types of Ball bearings provided with damping devices according to the invention.

In den F i g. 1 bis 3 sind der innere Laufring eines bekannten Kugellagers mit 1, dessen äußerer Laufring mit 2 und dessen kugelförmiger Wälzkörper mit 3 bezeichnet. Der äußere Laufring besteht aus zwei Teilringen 4 und 5 und einem dazwischenliegenden Dämpfungskörper 6.In the F i g. 1 to 3 are the inner race of a known ball bearing with 1, the outer race with 2 and its spherical rolling element with 3. The outer race consists of two partial rings 4 and 5 and a damping body 6 in between.

Der bekannte Dämpfungskörper 6 gemäß F i g. 1 besteht aus einem Ring aus Gummi. Wenn dieser Dämpfungskörper einem inneren, durch den Pfeil ? angedeuteten Druck ausgesetzt wird, wird dessen schematisch angedeuteter Mittelbereich 8, der im Beispiel der F i g. 1 einen Dreieckquerschnitt oder auch eine sonstige Form wie z. B. eine längliche Ellipsform besitzt, einer bedeutend größeren Beanspruchung ausgesetzt als das Material zu beiden Seiten dieses Mittelbereiches. Die Folge davon ist, daß der Mittelbereich 8 viel eher als der übrige Teil des Laufringes 6 Ermüdungserscheinungen aufweist.The known damping body 6 according to FIG. 1 consists of a ring made of rubber. If this damping body is an internal one, through the arrow? indicated Is subjected to pressure, the schematically indicated central region 8, the in the example of FIG. 1 a triangular cross-section or some other shape such as z. B. has an elongated elliptical shape, a significantly greater stress exposed than the material on either side of this central area. The consequence of this is that the central region 8 is much more likely than the remainder of the race 6 to show signs of fatigue having.

Nach F i g. 4 besteht der Dämpfungskörper gemäß der Erfindung zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten aus den beiden in ihrer Länge unterbrochenen elastischen Schichten 18 und 19, die an den beiden Seiten eines Tragringes 17 angeordnet sind. Die elastischen Schichten können zweckmäßigerweise aus sektorförmigen Teilen eines elastischen Materials, die mit gegenseitigem Zwischenraum an beiden Seiten des Tragringes angeordnet sind, bestehen.According to FIG. 4 consists of the damping body according to the invention for Avoiding these difficulties from the two elastic ones interrupted in length Layers 18 and 19 which are arranged on both sides of a support ring 17. The elastic layers can expediently consist of sector-shaped parts elastic material with mutual space on both sides of the support ring are arranged, exist.

An Hand der F i g. 2 und 3 soll die Wirkungsweise an einem aus mehreren Schichten 9,10,11 bestehenden Dämpfungskörper, dessen elastische Schichten 9, 10 nicht unterbrochen und zu beiden Seiten eines aus Stahl oder Metall bestehenden Tragringes 11 vorgesehen sind, erläutert werden. Dieser Dämpfungskörper stellt aber nicht den Erfindungsgegenstand dar, er dient nur zur vereinfachten Erklärung. Zufolge dieses Tragringes 11 werden die Druckbeanspruchungen (Pfeil 7 in F i g. 3) praktisch über den ganzen Querschnitt des Dämpfungskörpers 9,10,11 verteilt. Wenn der Dämpfungskörper 9,10,11 einem inneren, durch den Pfeil ? angedeuteten Druck ausgesetzt wird, erfolgt nämlich eine schwach radiale Biegung des Tragringes 11 mit seinem Mittelteil nach außen. Das elastische Material der äußeren elastischen Schicht 9 wird dabei in Richtung der Pfeile 12 seitwärts gepreßt. Das elastische Material an den Rändern dieser Schicht 9 wird dadurch verdichtet und biegt die Randbereiche des Tragringes 11 gegen das Zentrum des Lagers in Richtung der Pfeile 13. Dies wiederum bedingt, daß das Material an den Randteilen der inneren elastischen Schicht 10 auch verdichtet wird. Daraus folgt, daß die beiden elastischen Schichten 9, 10 praktisch mit ihrer ganzen Fläche an der Arbeit, die Schwingungen des Lagers zu verteilen und zu absorbieren, teilnehmen. Durch die Anordnung von Zwischenräumen zwischen den elastischen Teilen gemäß der Erfindung hat das Material nunmehr die Möglichkeit, auch in seitlicher Richtung in den Zwischenraum sich auszudehnen. Dadurch wird nicht nur ihre Lebensdauer wesentlich erhöht und gleichzeitig der Dämpfungseffekt wesentlich verbessert, sondern darüber hinaus eine Verbesserung der Federwirkung und dadurch eine vibrationsdämpfende Wirkung erzielt.On the basis of FIG. 2 and 3, the mode of operation on a damping body consisting of several layers 9, 10, 11, the elastic layers 9, 10 of which are not interrupted and are provided on both sides of a support ring 11 made of steel or metal, will be explained. However, this damping body does not represent the subject of the invention, it only serves to simplify the explanation. As a result of this support ring 11, the pressure loads (arrow 7 in FIG. 3) are distributed practically over the entire cross section of the damping body 9, 10, 11. If the damping body 9,10,11 an inner one, through the arrow? indicated pressure is exposed, namely there is a slight radial bending of the support ring 11 with its central part outward. The elastic material of the outer elastic layer 9 is pressed sideways in the direction of the arrows 12. The elastic material at the edges of this layer 9 is thereby compressed and bends the edge regions of the support ring 11 towards the center of the bearing in the direction of the arrows 13. This in turn means that the material at the edge parts of the inner elastic layer 10 is also compressed. It follows that the two elastic layers 9, 10 take part in practically their entire surface in the work of distributing and absorbing the vibrations of the bearing. By arranging gaps between the elastic parts according to the invention, the material now has the possibility of expanding in the lateral direction into the gap. This not only increases their service life significantly and, at the same time, significantly improves the damping effect, but also improves the spring effect and thereby achieves a vibration-damping effect.

In F i g. 5 ist in kleinerem Maßstab ein Kugellager dargestellt.In Fig. 5 shows a ball bearing on a smaller scale.

Das Kugellager nach F i g. 6 ist mit einem Dämpfungskörper 14 sowohl in dem äußeren Laufring 2 als auch in dem inneren Ring 1 des Kugellagers versehen.The ball bearing according to FIG. 6 is with a damping body 14 both in the outer race 2 as well as in the inner ring 1 of the ball bearing.

In F i g. 7 ist ein Kugellager mit einem speziellen Dämpfungskörper in dem äußeren Laufring 2 gezeigt. Dieser Dämpfungskörper besteht aus zwei Tragringen 11 mit an deren radial sowohl inneren wie äußeren Breitseite angebrachten elastischen Schichten 9,10 und 15.In Fig. 7 shows a ball bearing with a special damping body in the outer race 2 . This damping body consists of two support rings 11 with elastic layers 9, 10 and 15 attached to their radially inner and outer broad sides.

In F i g. 8 ist ein Kugellager mit einem Dämpfungskörper 14, ähnlich der in F i g. 7 dargestellten sowohl in dem äußeren Laufring 2 als auch in dem inneren Laufring 1 versehen. In F i g. 9 wird ein Axialkugellager, dessen Laufring 16 mit einem Dämpfungskörper versehen ist, dargestellt. Der Tragring 17 ist jedoch scheibenförmig ausgebildet. Die elastischen Schichten 18, 19 sind beiderseits des Tragringes 17 angebracht.In Fig. 8 is a ball bearing with a damping body 14, similar to that in FIG. 7, both in the outer race 2 and in the inner race 1. In Fig. 9 shows an axial ball bearing, the race 16 of which is provided with a damping body. The support ring 17 is, however, designed in the form of a disk. The elastic layers 18, 19 are attached on both sides of the support ring 17.

F i g. 10 zeigt ein ähnliches Axiallager mit einem Dämpfungskörper 14, der in den beiden Laufringen 16, 20 angeordnet ist.F i g. 10 shows a similar axial bearing with a damping body 14 which is arranged in the two race rings 16, 20 .

In F i g. 11 ist ein Axialkugellager mit einem Dämpfungskörper 14 in dem einen Laufring 16 dargestellt, wobei der Dämpfungskörper aus zwei Tragringen 17 mit beiderseits angebrachten elastischen Schichten 18,19 und 21 besteht.In Fig. 11 is a thrust ball bearing with a damping body 14 shown in the one race 16, the damping body consisting of two support rings 17 with elastic layers 18, 19 and 21 attached on both sides.

Die beiden Laufringe 16 und 20 des Axialkugellagers gemäß F i g. 1.2 sind je mit einem Dämpfungskörper 14 gemäß F i g. 11 versehen.The two races 16 and 20 of the axial ball bearing according to FIG. 1.2 are each provided with a damping body 14 according to FIG. 11 provided.

Eventuell können die Dämpfungskörper des erfindungsgemäßen Axialkugellagers auch aus drei oder mehreren gegenseitig verschiedenen elastischen Schichten mit gegenseitig verschiedenen Elastizitätsmoduln bestehen.The damping bodies of the axial ball bearing according to the invention can possibly also made of three or more mutually different elastic layers with mutually different moduli of elasticity exist.

Auch die Dämpfungskörper in den Lagern gemäß den F i g. 7 und 8 können gegenseitig verschiedene Elastizitätsmoduln besitzen.The damping bodies in the bearings according to FIGS. 7 and 8 can have mutually different moduli of elasticity.

Außer den obenerwähnten Kugellagern können auch andere Wälzlager mit ein, zwei oder mehreren der oben beschriebenen Vibrationsdämpfungskörper hergestellt werden. Die Erfindung kann auch an Kugellagern mit mehreren Kugelreihen an sphärischen Kugel- und Rollagern, Lagern mit kegeligen oder zylindrischen Rollen sowie Rollen mit krummlinigem Profil, doppeltwirkenden Axialkugellagern und an verschiedenen anderen Typen von Speziallagern zur Anwendung kommen. Generell gesehen kann die Erfindung praktisch bei allen Typen von Kugel- oder Rollagern Anwendung finden.In addition to the ball bearings mentioned above, other rolling bearings can also be used one, two or more of the vibration damping bodies described above are produced will. The invention can also be applied to spherical ball bearings with several rows of balls Ball and roller bearings, bearings with tapered or cylindrical rollers and rollers with a curvilinear profile, double-acting axial ball bearings and on various other types of special bearings are used. Generally speaking, the Invention find practically all types of ball or roller bearings application.

Claims

Claims: 1. Ball or roller bearings with races, in which a damping body made of a material that is more elastic than that of the races is inserted in at least one of the races approximately parallel to the running plane of the rolling bodies, characterized in that the individual damping body (6 ) has a support ring (17) and, on its effective surfaces, damping elements (18, 19) made of elastic material which are divided into sectors and arranged at a distance from one another. 2. Bearing according to claim 1, characterized in that the damping body (6) has two or more support rings (11, 17) with elastic layers arranged between and outside. 3. Bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the elastic layers arranged on both sides of the support ring have a different modulus of elasticity. Documents considered: German Patent No. 846 010; French patent specification No. 1 101288.