DE102007013942A1 - radial bearings - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Radialwälzlager, welches wenigstens aus einem äußeren Lagering (1) mit einer äußeren Laufbahn und einer inneren Laufbahn sowie einer Vielzahl dazwischen angeordneter Wälzkörper (4) besteht, die mit ihren Laufflächen auf den Laufbahnen abrollen, wobei zur Vermeidung von Schlupf auf axial außerhalb der Wälzkörperstirnflächen mit den Wälzkörpern (4) verbundenen Zapfen Spannelemente einwirken. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass die Spannelemente (8, 15) beidseitig auf jeden einzelnen Zapfen (7, 9) eines Wälzkörpers (4) gleichsinnig radial nach außen oder radial nach innen wirken, in Umfangsrichtung aber abwechselnd radial nach außen und radial nach innen wirken.The invention relates to a radial rolling bearing, which consists of at least one outer bearing ring (1) with an outer raceway and an inner raceway and a plurality of interposed rolling elements (4), which roll with their running surfaces on the raceways, wherein to avoid slipping on axially acting outside the Wälzkörperstirnflächen with the rolling elements (4) pin clamping elements. The inventive solution is characterized in that the clamping elements (8, 15) on both sides of each pin (7, 9) of a rolling element (4) act in the same direction radially outward or radially inward, but in the circumferential direction alternately radially outwards and radially work inside.
Description
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Radialwälzlager, welches wenigstens aus einem äußeren Lagering mit einer äußeren Laufbahn und einer inneren Laufbahn sowie einer Vielzahl dazwischen angeordneter Wälzkörper besteht, die mit ihren Laufflächen auf den Laufbahnen abrollen, wobei zur Vermeidung von Schlupf auf axial außerhalb der Wälzkörperstirnflächen mit den Wälzkörpern verbundenen Zapfen Spannelemente einwirken.The The invention relates to a radial rolling bearing, which at least from an outer bearing ring with an outer one Career and an inner career and a variety in between arranged rolling elements, which with their Roll the running surfaces on the raceways, avoiding them from slip on axially outside of the rolling element end faces with the rolling elements connected pin clamping elements act.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Dem Fachmann in der Wälzlagertechnik ist es allgemein bekannt, dass Radialwälzlager bei ausreichender Belastung einen optimalen kinematischen Betriebszustand aufweisen, bei dem die Wälzkörper ohne zu gleiten auf den Laufbahnen der Lagerringe abrollen. Des Weiteren ist es von niedrig belasteten, schweren Radialwälzlagern bekannt, dass sich der aus den Wälzkörpern und dem Lagerkäfig bestehende Wälzkörperkranz aufgrund der Reibung im Lager bzw. aufgrund der hohen Massenkräfte des Wälzkörperkranzes und der geringen Kontaktkraft zwischen den Wälzkörpern und den Laufbahnen nicht mehr mit der kinematischen Drehzahl dreht. Die Drehzahl des Wälzkörperkran zes bleibt folglich gegenüber der kinematischen Drehzahl zurück, sodass sich die Wälzkörper in einem kinematisch nicht optimalen Zustand befinden, durch den zwischen diesen Wälzkörpern und mindestens einer Laufbahn Schlupf vorliegt. Dabei kann sich an den Kontaktflächen zwischen den Wälzkörpern und der Laufbahn ein Schmierfilm aufbauen, der jedoch bei plötzlicher Drehzahl- oder Belastungsänderung zerstört wird, so dass an der schlupfbehafteten Kontaktstelle innerhalb kürzester Zeit kein ausreichender Schmierfilm mehr vorliegt. Dies hat zur Folge, dass es zu einer metallischen Berührung der Laufbahn mit den Wälzkörpern kommt und diese auf der Laufbahn gleiten, bis die Wälzkörper auf die kinematische Drehzahl beschleunigt sind. Diese große Differenzgeschwindigkeit zwischen der Laufbahn und den Wälzkörpern, sowie das Fehlen eines trennenden Schmierfilms ist somit ursächlich dafür, dass es in den Oberflächen der Laufbahn und Wälzkörper zu hohen Tangentialspannungen kommt, die mit starken Verschleißerscheinungen, wie Aufrauung der Laufbahn, Materialaufreißungen und Anschmierungen zumeist in Verbindung mit Mikropittings verbunden sind und zum vorzeitigen Ausfall des Radialwälzlagers führen können.the It is well known to those skilled in rolling bearing technology that radial roller bearings under sufficient load one have optimal kinematic operating condition, in which the rolling elements without to slide on the raceways of the bearing rings unroll. Furthermore it is from low loaded, heavy radial rolling bearings known to be from the rolling elements and the bearing cage existing Wälzkörperkranz due to friction in the bearing or because of the high mass forces the Wälzkörperkranzes and low contact force not between the rolling elements and the raceways turns more with the kinematic speed. The speed of the Wälzkörperkran zes thus remains behind the kinematic speed, so that the rolling elements in a kinematic not optimal condition, by the between these rolling elements and at least one career slip is present. It can be at the Contact surfaces between the rolling elements and the running track to build up a lubricating film, but at a sudden Speed or load change is destroyed, so that at the slip-contact point within a very short time there is no longer sufficient lubricating film. As a consequence, that there is a metallic touch of the track with the rolling elements comes and these on the track slide until the rolling elements on the kinematic Speed are accelerated. This big difference speed between the raceway and the rolling elements, as well the absence of a separating lubricating film is thus the cause for being in the surfaces of the track and rolling elements comes to high tangential stresses, the with severe signs of wear, such as roughening the Running track, Materialaufreißungen and lubrication mostly associated with micropittings and premature Failure of the radial roller bearing can lead.
Zur Vermeidung dieses Schlupfeffektes und der daraus resultierende Nachteile sind bereits Radiallager bekannte geworden, die an wenigstens einer Umfangsstelle elastisch ausgebildete Wälzkörper einsetzten.to Avoiding this slip effect and the resulting disadvantages Radial bearings have already become known, which at least one circumferential point used elastically trained rolling elements.
So
ist beispielsweise in der
Eine
andere Art von elastischen Wälzkörpern ist aus
der
Aus
der
Aus
der
Bei dieser Lageranordnung ist von Nachteil, dass jeder Wälzkörper gleichzeitig an die äußere und an die inneren Laufbahn gepresst wird, so dass diese eine verkippte Lage einnehmen müssen. Diese Verkippung wiederum bedingt, dass keine linienförmige Anlage der Wälzkörper an den Laufbahnen, sondern lediglich eine punkförmige realisiert ist. Es darf daher bezweifelt werden, ob mit dieser lediglich punktförmigen Anlage eine wirkungsvolle Schlupfreduzierung zu erreichen ist. Es ist weiter von Nachteil, dass das Spannelement ein Band ist, das über eine komplizierte und damit aufwändige Federmechanik vorgespannt werden muss.at this bearing arrangement is disadvantageous in that each rolling element at the same time to the outer and the inner Runway is pressed so that they occupy a tilted position have to. This tilting in turn requires that no line-shaped attachment the rolling elements on the raceways, but only a punk-shaped is realized. It may therefore be doubted be, whether with this only punctiform attachment one effective slip reduction can be achieved. It is further disadvantageous that the tensioning element is a band that over a complicated and thus elaborate spring mechanism biased must become.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemäßes Radialwälzlager bereit zu stellen, das die Gleitreibung zwischen den Wälzkörpern einerseits und den Laufbahnen andererseits sicher verhindert.outgoing from the stated disadvantages of the known prior art Therefore, the invention is based on the object, a generic Radial rolling bearing to provide that the sliding friction between the rolling elements on the one hand and the raceways on the other hand certainly prevented.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass die Spannelemente beidseitig auf jeden einzelnen Zapfen eines Wälzkörpers gleichsinnig radial nach außen oder radial nach innen wirken, in Umfangsrichtung aber abwechselnd radial nach außen und radial nach innen wirken.According to the invention this object according to the characterizing part of claim 1 in conjunction solved with the preamble by the fact that the clamping elements on both sides on each pin of a rolling element act in the same direction radially outward or radially inward, in the circumferential direction but alternately radially outward and act radially inward.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht im Wesentlichen darin, dass ohne Beeinträchtigung der Tragzahl die Wälzkörper über eine kraftschlüssige Verbindung zwischen diesen und den Laufbahnen stetig angetrieben werden und somit auch außerhalb der Lastzone keinen Schlupf zeigen. Dadurch, dass ein Wälzkörper mit seiner gesamten Längenausdehnung an die äußere Laufbahn und der nächste Wälzkörper mit seiner gesamten Längenausdehnung an die innere Laufbahn gepresst wird, wird im Gegensatz zum bisherigen gattungsgemäßen Stand der Technik eine linienförmige Berührung von Mantelfläche der Wälzkörper und den jeweiligen Laufbahnen realisiert, so dass unter allen Bedingungen Schlupffreiheit gegeben ist, was zu einer wesentlichen Erhöhung der Gebrauchsdauer der Lageranordnung führt.Of the Advantage of the solution according to the invention exists essentially in that without affecting the load rating the rolling elements via a non-positive Connection between these and the raceways steadily powered and thus also outside the load zone no slip demonstrate. By having a rolling element with its entire length extension to the outer Running track and the next rolling elements with its entire length extension to the inner raceway is pressed, in contrast to the previous generic Prior art, a linear contact of Lateral surface of the rolling elements and the respective raceways realized, so that under all conditions given no slip is, resulting in a substantial increase in the service life the bearing assembly leads.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass das Spannelement ein Riemen ist, der sich beidseitig auf den Zapfen abstützt und auf die Zapfen aufeinander folgender Wälzkörper abwechselnd innerhalb und außerhalb des Teilkreises einwirkt. Derartige Endlosriemen sind als preiswerte Zukaufteile in den verschiedensten Abmessungen auf dem Markt erhältlich. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Zapfen von einer Stahlbuchse umschlossen sind, mit deren Hilfe auf die gewünschte Vorspannung innerhalb des Lagers eingewirkt werden kann.In Another embodiment of the invention, it is possible that the tensioning element is a belt, which is on both sides of the pin supported and on the pins of successive rolling elements alternately acting inside and outside the pitch circle. Such endless belts are as inexpensive purchased parts in the most diverse Dimensions available in the market. In this context has it proved to be advantageous if the pins of a steel bushing are enclosed, with their help to the desired preload can be acted on within the warehouse.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Wälzkörper an ihren Stirnflächen einstückig angeformte Zapfen aufweisen, wobei nach einem zusätzlichen weiteren Merkmal zwischen den Zapfen einerseits und dem Spannelement andererseits zur Reduzierung der Reibung Wälzlager angeordnet sind.A preferred embodiment of the invention provides that the rolling elements on their faces have integrally formed pins, wherein after a additional additional feature between the pins on the one hand and the tensioning element on the other hand, to reduce friction rolling bearings are arranged.
Nach einer weiteren Erfindungsvariante ist vorgesehen, dass jeder Wälzkörper mit einer zentrischen Bohrung versehen ist, in die ein die Wälzkörperstirnflächen überragender Bolzen eingesetzt ist. Auch in diesem Fall hat es sich zur Verringerung der Reibung als vorteilhaft erwiesen, wenn zwischen dem Bolzen einerseits und der zentrischen Bohrung jeden Wälzkörpers andererseits Wälzlager angeordnet sind.To A further variant of the invention provides that each rolling element is provided with a central bore into which a rolling element faces superior Bolt is inserted. Also in this case it has to reduce the friction proved to be advantageous when between the bolt on the one hand and the central bore of each rolling element On the other hand rolling bearings are arranged.
Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Variante soll das Spannelement ein scheibenförmiger Ring sein, der beidseitig mit den Zapfen verbunden ist, wobei die mit den Zapfen verbundenen Führungslaschen Aufnahmebohrungen für die Zapfen aufweisen. In diesem Zusammenhang ist nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal vorgesehen, dass benachbart angeordnete Führungslaschen elastisch derart miteinander verbunden sind, indem ein radial außenliegender Steg und ein radial innenliegender Steg in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind, die Stege miteinander und mit den Führungslaschen über radial verlaufende Seitenteile mäanderförmig verbunden sind.To another variant of the invention is intended the clamping element is a disc-shaped ring on both sides is connected to the pins, which are connected to the pin Guide tabs Locating holes for the pins exhibit. In this context, after another additional Feature provided that adjacently arranged guide tabs elastically connected to each other by a radially outer Web and a radially inner web in the circumferential direction to each other are arranged offset, the webs together and with the guide tabs over radially extending side parts connected meandering are.
Auch in diesem Fall werden die durch den scheibenförmigen Ring geführten einzelnen Wälzkörper wechselweise an die äußere Laufbahn oder an die innere Laufbahn gepresst, so dass auch außerhalb der Lastzone, trotz Vorhandensein eines möglichen Lagerspiels für ständigen Kontakt zwischen den Wälzkörpern und den Laufbahnen gesorgt ist. Aufgrund der so entstandenen Vorspannung wird ein Schlupf der Wälzkörper auch in einer nicht belasteten Zone zuverlässig vermieden.Also in this case, those through the disc-shaped ring guided individual rolling elements alternately to the outer race or to the inner raceway pressed so that even outside the load zone, despite presence a possible bearing game for permanent Contact between the rolling elements and the raceways is taken care of. Due to the resulting bias is a slip the rolling elements also in a non-loaded zone reliably avoided.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung in vereinfachter Form dargestellt sind.Further Features of the invention will become apparent from the following description and from the drawings, in which two embodiments of the invention are shown in simplified form.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Es zeigen:It demonstrate:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings
Das
Radialwälzlager nach den
Wie
aus der vergrößerten Darstellung eines einzelnen
Wälzkörpers
In
Die
in den
In
den
- 11
- LageraußenringBearing outer ring
- 22
- Bordshelf
- 33
- Bordshelf
- 44
- Wälzkörperrolling elements
- 55
- LagerinnenringBearing inner ring
- 66
- Lagerachsebearing axle
- 77
- Zapfenspigot
- 88th
- Riemenbelt
- 99
- Zapfenspigot
- 1010
- Stahlbuchsesteel bushing
- 1111
- Wälzlagerroller bearing
- 1212
- zentrische Bohrungcentric drilling
- 1313
- Wellewave
- 1414
- Wälzlagerroller bearing
- 1515
- scheibenförmiger Ringdisc-shaped ring
- 1616
- Führungslascheguide tab
- 1717
- Stegweb
- 1818
- Stegweb
- 1919
- Seitenteilside panel
- 2020
- Seitenteilside panel
- 2121
- Seitenteilside panel
- 2222
- Bolzenbolt
- TT
- Teilkreispitch circle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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WO2008116707A1 (en) | 2008-10-02 |
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