DE102009032699A1

DE102009032699A1 - Roller bearing rolling body for roller bearing, comprises corpus with bearing surface, and spring element for impact of rolling body rigidity and profiling of bearing surface

Info

Publication number: DE102009032699A1
Application number: DE102009032699A
Authority: DE
Inventors: Oliver Börsch; Rainer Eidloth; Rainer Gebauer; Matthias Gradl; Martin Grehn; Gunther Dr. Herr; Oliver Jung; Hans-Joachim Lange; Armin Necker; Rudolf Schindler; Bruno Dr. Scherb; Hansjürgen Prof. Dr. Linde
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2011-01-13

Abstract

The roller bearing rolling body (1) comprises a corpus with a bearing surface (2), and a spring element for impact of a rolling body rigidity and profiling of the bearing surface. The spring element of a borehole (6) is formed in the front side (3) of the roller bearing rolling body. The spring element is a separately formed element. An independent claim is also included for a roller bearing comprises a roller bearing rolling body.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen Rollenlagerwälzkörper, umfassend einen Korpus mit einer Lauffläche.The The invention relates to a roller bearing rolling element comprising a body with a tread.

Derartige Rollenlagerwälzkörper können in unterschiedlichen Rollenlagerarten, z. B. Zylinderrollenlager, Kegelrollenlager, Pendelrollenlager oder Tonnenrollenlager, eingesetzt werden.such Rollenlagerwälzkörper can in different Roller bearing types, z. B. cylindrical roller bearings, tapered roller bearings, spherical roller bearings or barrel roller bearings.

Bekannt ist, derartige Rollenlagerwälzkörper mit jeweils einer Bohrung in jeder Stirnseite zu versehen, um lokale Pressungsspitzen, die durch den Hertzschen Kontakt entstehen, zu vermeiden. Die Bohrungen ermöglichen dabei ein elastisches Einfedern der Lauffläche.Known is, such Rollenlagerwälzkörper with each to provide a hole in each end face to local Squeezing peaks caused by Hertzian contact too avoid. The holes allow while an elastic compression of the tread.

Während des Betriebs rollen derartige Rollenlagerwälzkörper zwischen zwei Laufbahnen, nämlich einer Außenlaufbahn und einer Innenlaufbahn, des Rollenlagers ab. Dabei ist der jeweilige Kontakt zwischen der Außenlaufbahn und der Lauffläche des Rollenlagerwälzkörpers sowie zwischen der Innenlaufbahn und der Lauffläche des Rollenlagerwälzkörpers entscheidend, sowohl für die zu übertragende Kraft als auch für die Reibungsverhältnisse in dem Rollenlager.During the In operation, such roller bearing rolling elements roll between two raceways, namely an outer career and an inner race, the roller bearing. Here is the respective Contact between the outer raceway and the tread the roller bearing rolling element as well between the inner race and the running surface of the roller bearing rolling element, as well as the force to be transmitted as well as for the friction conditions in the roller bearing.

Aus Sicht der zu übertragenden Kraft, ist eine Maximierung der Fläche dieser Kontakte, also des Kontaktbereichs, wünschenswert. Insbesondere kann bei gegebenen Materialien der Außen- und Innenlaufbahn sowie des Rollenlagerwälzkörpers eine höhere Tragfähigkeit des Rollenlagers dadurch erreicht werden, dass die Kontakte jeweils so genannte Linienkontakte darstellen. Linienkontakte sind in der Praxis durch rechteckförmige Kontaktflächen ausgebildet und erstrecken sich vorzugsweise über die gesamte axiale Erstreckung des Rollenlagerwälzkörpers.Out View of the transferring Kraft, is a maximization of the area of these contacts, so the Contact area, desirable. In particular, given the materials of the outer and Inner raceway and the roller bearing roller a higher load capacity the roller bearing can be achieved in that the contacts each represent so-called line contacts. Line contacts are in practice by rectangular contact surfaces formed and preferably extend over the entire axial extent the roller bearing rolling element.

Aus Sicht der in dem Rollenlager auftretenden Reibungsverluste auf der anderen Seite wäre grundsätzlich eine Minimierung der Kontakte zwischen der Außenlaufbahn und der Lauffläche des Rollenlagerwälzkörpers sowie zwischen der Innenlaufbahn und der Lauffläche des Rollenlagerwälzkörpers wünschenswert. Vor diesem Hintergrund ideal ist es, wenn sich zwischen der Lauffläche und der Außenlaufbahn bzw. der Lauffläche und der Innenlaufbahn sogenannte Punktkontakte bilden. Punktkontakte weisen in der Praxis meist eine elliptische Kontaktfläche auf und verursachen aufgrund der geringen Größe der Kontaktfläche entsprechend wenig Reibung.Out View of the friction losses occurring in the roller bearing on the other side would basically be one Minimization of the contacts between the outer race and the tread of Rollenlagerwälzkörpers and desirable between the inner race and the tread of Rollenlagerwälzkörpers. Against this background, it is ideal when between the tread and the outer career or the tread and form the inner race so-called point contacts. point contacts In practice, they usually have an elliptical contact surface and cause due to the small size of the contact surface accordingly little friction.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen gattungsgemäßen Rollenlagerwälzkörper bereitzustellen, der verbesserte Betriebseigenschaften aufweist und einfach und kostengünstig herzustellen ist.Of the The present invention is based on the object to provide a generic roller bearing rolling element, having improved operating characteristics and easy and inexpensive to manufacture is.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird durch einen Rollenlagerwälzkörper gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst. Demzufolge ist ein gattungsgemäßer Rollenlagerwälzkörper dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenlagerwälzkörper mindestens ein Federungselement zur Beeinflussung einer Wälzkörpersteifigkeit sowie eine Profilierung der Lauffläche aufweist, wobei die Profilierung derart gestaltet ist, dass bei minimaler Belastung des Rollenlagerwälzkörpers ein Minimalkontakt mit den Rollenlagerwälzkörper kontaktierenden Laufbahnen entsteht und bei maximaler Belastung des Rollenlagerwälzkörpers ein Maximalkontakt mit den den Rollenlagerwälzkörper kontaktierenden Laufbahnen entsteht.These The object is achieved by a roller bearing rolling element according to the independent claim. As a result, is a generic Rollenlagerwälzkörper thereby in that the roller bearing rolling body has at least one suspension element for influencing a rolling element stiffness as well a profiling of the tread , wherein the profiling is designed such that at minimal load on the roller bearing rolling element a minimal contact with contacting the roller bearing rolling element Runways created and at maximum load of Rollenlagerwälzkörpers Maximum contact with the roller bearing roller body contacting raceways arises.

Während die Lauffläche also Teil des Rollenlagerwälzkörpers ist, handelt es sich bei den Laufbahnen, z. B. Außenlaufbahn oder Innenlaufbahn, um Kontaktflächen auf denen der Rollenlagerwälzkörper im Betrieb abrollt. Die Laufbahnen können durch Lagerringe, z. B. Außenring oder Innenring, gebildet werden.While the tread that is part of the roller bearing rolling element, is it in the careers, z. B. outer or inner raceway to contact surfaces on which the Rollenlagerwälzkörper in Operation rolls off. The raceways can by bearing rings, z. B. outer ring or inner ring, are formed.

Die Wälzkörpersteifigkeit beschreibt den Zusammenhang zwischen einer auf den Rollenlagerwälzkörper wirkenden Kraft und der daraus resultierenden elastischen Verformung des Rollenlagerwälzkörpers.The Wälzkörpersteifigkeit describes the relationship between a force acting on the Rollenlagerwälzkörper Force and the resulting elastic deformation of Rollenlagerwälzkörpers.

Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis einerseits mindestens ein Federungselement vorzusehen, dass die Wälzkörpersteifigkeit beeinflusst, und andererseits eine Profilierung der Lauffläche derart vorzunehmen, dass sich ein Kontakt zwischen der Lauffläche und die Lauffläche im Betrieb des Rollenlagerwälzkörpers kontaktierende Laufbahnen mit zunehmender Belastung des Rollenlagerwälzkörpers vergrößert. Insbesondere soll dieser Kontakt ausgehend von einem Minimalkontakt bei minimaler Belastung bis zu einem Maximalkontakt bei maximaler Belastung anwachsen. Die minimale Belastung entspricht dabei beispielsweise der Belastung des Rollenlagerwälzkörpers in einem unbelasteten Rollenlager, d. h. im Wesentlichen keiner Belastung oder lediglich einer Vorspannung. Die maximale Belastung entspricht der während des Betriebs des Rollenlagers maximal zu erwartenden Belastung.The The invention is based on the knowledge on the one hand at least one Provide suspension element that influences the rolling element stiffness, and on the other hand make a profiling of the tread so that There is contact between the tread and the tread during operation contacting the roller bearing rolling element Increased raceways with increasing load of Rollenlagerwälzkörpers. Especially should this contact starting from a minimum contact at minimum Load up to a maximum contact at maximum load. The minimum load corresponds, for example, to the load of the roller bearing rolling element in an unloaded roller bearing, d. H. essentially no burden or just a bias. The maximum load corresponds while the operation of the roller bearing maximum expected load.

Die Erfindung nutzt dabei gezielt das Zusammenspiel zwischen dem mindestens einem Federungselement und der Profilierung aus. So stellt die Profilierung zwar den Kontakt der Lauffläche mit Laufbahnen dar und ist somit direkt für die Reibungsverhältnisse verantwortlich. Durch Einsatz eines Federungselements wird erfindungsgemäß jedoch ermöglicht, dass diese Profilierung bei steigender Belastung die gewünschte Veränderung des Kontaktes zwischen Lauffläche und Laufbahnen äußerst direkt und präzise ermöglicht.The invention specifically uses the interaction between the at least one Fede element and profiling. Thus, although the profiling is the contact of the tread with raceways and is therefore directly responsible for the friction conditions. By using a suspension element, however, according to the invention it is made possible that this profiling enables the desired change in contact between the running surface and raceways extremely directly and precisely as the load increases.

Durch die entsprechende Wahl des Federungselements und der Profilierung kann bei bekannter minimaler und maximaler Belastung ein Minimalkontakt ermöglicht werden, der zwar noch ausreichend ist, um die Rollenlagerwälzkörper während des Betriebs durch die Laufbahnen anzutreiben, d. h. ohne dass Schlupf zwischen Rollenlagerwälzkörper und Laufbahnen auftritt. Andererseits kann der Minimalkontakt auf ein Minimum reduziert werden, so dass sich die Reibung während des Betriebs bei minimaler Belastung sehr stark reduziert. Auf der anderen Seite kann ein Maximalkontakt ermöglicht werden, der bei der zu erwartenden maximalen Belastung einen größtmöglichen Kontakt zwischen Rollenlagerwälzkörper und Laufbahnen darstellt, um eine maximale Tragfähigkeit zu erreichen.By the appropriate choice of the suspension element and the profiling can with a known minimum and maximum load a minimal contact allows While still sufficient to the Rollenlagerwälzkörper during the Driving operations through the raceways, d. H. without that slip between Rollenlagerwälzkörper and Runways occurs. On the other hand, the minimum contact can be on Minimum be reduced so that the friction during the Operation at minimum load very much reduced. On the other Page, a maximum contact can be made available at the expected maximum load maximum contact between roller bearing roller and Running tracks represents to achieve a maximum load capacity.

Auch wenn der Kontakt zwischen Rollenlagerwälzkörper und Laufbahnen bei maximaler Belastung größtmöglich gewählt wird, stellt sich aufgrund des minimalmöglichen Kontaktes bei minimaler Belastung sowie des zwischen diesen beiden extremen Belastungen ebenfalls im Vergleich zu herkömmlichen Rollenlagerwälzkörpern geringeren Kontaktes eine insgesamt spürbar geringere Reibung während des Betriebs ein.Also if the contact between roller bearing rolling elements and raceways at maximum Load is chosen as large as possible, turns out to be minimal due to the minimal possible contact Load as well as the between these two extreme loads also compared to conventional ones Roller bearing rolling elements lower Contact a total noticeable lower friction during the Operating.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.preferred embodiments are in the subclaims specified.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Federungselement eine Bohrung in einer Stirnseite des Rollenlagerwälzkörpers. Eine Bohrung an einer Stirnseite verläuft dabei vorzugsweise axial zur Rollenachse, ist vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet, ist vorzugsweise konzentrisch zur Rollenachse angeordnet und stellt vorzugsweise eine Sacklochbohrung dar. Eine Bohrung kann auch konusförmig ausgebildet sein; insbesondere kann eine Bohrung zu einem axialen Ende des Rollenlagerwälzkörpers einen größeren Durchmesser aufweisen. Vorzugsweise weist der Rollenlagerwälzkörper eine zweite Bohrung in einer zweiten Stirnseite auf, besitzt also zumindest zwei Federungselemente. Zwar wäre es grundsätzlich denkbar, den Rollenlagerwälzkörper nur mit einer Bohrung an einer Stirnseite zu versehen. Dies könnte beispielsweise sinnvoll sein, um asymmetrische Belastungen des Rollenlagers zu berücksichtigen.According to one preferred embodiment the at least one suspension element has a bore in one end face the roller bearing rolling element. A Bore runs on one end face preferably axially to the roller axis, is preferably rotationally symmetrical formed, is preferably arranged concentrically to the roller axis and preferably represents a blind hole. A bore can also cone-shaped be trained; In particular, a bore to an axial End of the roller bearing rolling element a larger diameter exhibit. Preferably, the roller bearing rolling element has a second bore in a second end face, thus has at least two suspension elements. Although it would be it basically conceivable, the roller bearing rolling element only to provide with a hole on one end face. This could be, for example be useful to asymmetric loads of the roller bearing to consider.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Federungselement ein separat ausgebildeter Einsatz. Dieser Einsatz kann z. B. in eine Bohrung des Korpus eingebracht werden, mit einer Stirnseite des Rollenlagerwälzkörpers form-/kraft- oder stoffschlüssig verbunden werden, sowie mit einer Außenmantelfläche des Rollenlagerwälzkörpers form-/kraft- oder stoffschlüssig verbunden werden. Der Einsatz kann dabei bereits bei minimaler Belastung den Korpus kontaktieren, so dass bereits ab diesem Belastungszustand mit steigender Belastung eine elastische Verformung des Einsatzes resultiert. Denkbar ist auch, den Einsatz mit (Radial-)Spiel zu dem Rollenlagerwälzkörper anzuordnen. Hierbei kommt die Beeinflussung der Wälzkörpersteifigkeit durch den Einsatz erst ab einer bestimmten Belastung zum Tragen, nämlich dann, wenn der Einsatz den Rollenlagerwälzkörper erstmalig kontaktiert. Möglich ist, dass der Einsatz aus dem gleichen Material besteht wie der Korpus des Rollenlagerwälzkörpers. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Einsatz jedoch aus einem unterschiedlichem Material als der Korpus des Rollenlagerwälzkörpers. Dies hat den Vorteil, dass die Beeinflussung der Wälzkörpersteifigkeit durch gezielte Materialauswahl noch stärker ausfällt. So kann der Einsatz einen Werkstoff mit höherem oder niedrigerem Elastizitätsmodul aufweisen. Denkbar wären Einsätze aus Keramik, Wälzlagerstahl gehärtet oder ungehärtet, Aluminium oder auch Kunststoffe.According to one preferred embodiment the at least one suspension element a separately trained use. This use can z. B. introduced into a bore of the body be positively, positively or cohesively connected to an end face of the roller bearing roller be, as well as with an outer circumferential surface of the Roller bearing rolling element positively / positively or materially connected become. The insert can already at minimum load the Contact body, so that already from this load condition with increasing load results in an elastic deformation of the insert. It is also conceivable to arrange the insert with (radial) clearance to the roller bearing rolling element. in this connection comes the influence of the rolling element stiffness through use only from a certain load to bear, namely when the insert contacts the roller bearing rolling element for the first time. Is possible, the insert is made of the same material as the body the roller bearing rolling element. According to one preferred embodiment However, the use of a different material than the Carcass of the roller bearing roller. This has the advantage that the influence of the rolling element stiffness by targeted Material selection even stronger fails. Thus, the use of a material with a higher or lower modulus of elasticity exhibit. It would be conceivable Calls made of ceramic, bearing steel hardened or unhardened, Aluminum or plastics.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Rollenlagerwälzkörper zwei Federungselemente auf, wobei die beiden Federungselemente bezüglich einer zu einer Rollenachse senkrecht stehenden Ebene spiegelsymmetrisch sind. Die Bearbeitung der Rollenlagerwälzkörper wird hierdurch vereinfacht und insbesondere bei Tonnenrollen und Zylinderrollen ergibt sich eine symmetrische Kraftübertragung; vorzugsweise sind hierbei die Tonnenrollen und Zylinderrollen insgesamt bezüglich einer senkrecht zur Rollenachse stehenden Ebene spiegelsymmetrisch ausgebildet.According to one preferred embodiment the roller bearing roller two Suspension elements, wherein the two suspension elements with respect to a mirror-symmetrical plane perpendicular to a roller axis are. The processing of Rollenlagerwälzkörper is thereby simplified and in particular with barrel rollers and cylindrical rollers results a symmetrical power transmission; Preferably here are the barrel rollers and cylindrical rollers in total in terms of a perpendicular to the roller axis plane mirror symmetry educated.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Rollenlagerwälzkörper zwei Federungselemente auf, wobei die beiden Federungselemente bezüglich einer zu einer Rollenachse senkrecht stehenden Ebene nicht spiegelsymmetrisch sind. Diese Ausführungsform ist insbesondere bei unsymmetrischer Belastung sinnvoll, um dennoch einen nahezu gleichmäßigen Kontakt zwischen Lauffläche und Laufbahnen zu ermöglichen. Diese Ausführungsform kann insbesondere auch bei Kegelrollen eingesetzt werden.According to one preferred embodiment the roller bearing roller two Suspension elements, wherein the two suspension elements with respect to a to a roll axis perpendicular plane not mirror-symmetrical are. This embodiment is particularly useful for unbalanced load, yet a nearly uniform contact between tread and raceways. This embodiment can especially used with tapered rollers.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Profilierung mindestens eine von axialen Endbereichen der Lauffläche beabstandete Einschnürung auf. Vorzugsweise läuft die Einschnürung komplett um die Rollenachse. Während des Betriebs ermöglicht ein derartiger Rollenlagerwälzkörper eine gleichmäßige Kraftübertragung zwischen Außenlaufbahn und Innenlaufbahn. Vorzugsweise weist die mindestens eine Einschnürung ein konstantes Querschnittsprofil auf. Hierdurch wird ebenfalls während des Betriebs eine gleichmäßige Kraftübertragung zwischen Außenlaufbahn und Innenlaufbahn ermöglicht. Die mindestens eine Einschnürung, die die Form einer Vertiefung, einer Nut, einer Laufflächenrücknahme, einer Einkerbung oder ähnliches aufweisen kann, weist vorzugsweise mit den axialen Endbereichen einen stetigen Übergang auf. Ein derartiger Übergang sorgt dafür, dass mit stetig steigender Belastung eine stetig wachsende Vergrößerung der Kontaktfläche resultiert und darüber hinaus keine Kanten mit entsprechenden Spannungsspitzen vorhanden sind. Vorzugsweise verläuft die mindestens eine Einschnürung in der axialen Mitte des Rollenlagerwälzkörpers. Vorzugsweise ist die mindestens eine Einschnürung konzentrisch zur Rollenachse ausgebildet. Auch hier wird eine gleichmäßige Kraftübertragung in einem Rollenlager ermöglicht.According to a preferred embodiment, the profiling on at least one of axial end portions of the tread spaced constriction. Preferably, the constriction runs completely around the roller axle. During operation, such Rollenlagerwälzkörper allows a uniform power transmission between the outer raceway and inner raceway. Preferably, the at least one constriction has a constant cross-sectional profile. As a result, a uniform force transmission between the outer raceway and inner raceway is also made possible during operation. The at least one constriction, which may have the form of a depression, a groove, a tread withdrawal, a notch or the like, preferably has a continuous transition with the axial end regions. Such a transition ensures that steadily increasing load results in steadily increasing contact surface area and, moreover, that no edges with corresponding voltage peaks are present. Preferably, the at least one constriction extends in the axial center of the roller bearing rolling element. Preferably, the at least one constriction is formed concentrically to the roller axis. Again, a uniform force transmission in a roller bearing is possible.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Lauffläche axial außerhalb der Einschnürung in einer eine Rollenachse umfassenden Schnittdarstellung konvexe Abschnitte. Der Rollenlagerwälzkörper weist somit bei minimaler Belastung Kontaktbereiche außerhalb der Einschnürung auf. Die Kontaktbereiche sind somit durch die mindestens eine Einschnürung axial beabstandet. Im Bereich der mindestens einen Einschnürung weist der Rollenlagerwälzkörper bei minimaler Belastung keinen Kontaktbereich auf. Die mindestens zwei Kontaktbereiche außerhalb der Einschnürung werden dabei vorzugsweise durch radial hervorstehende und um die Rollenachse umlaufende Bereiche der Lauffläche gebildet. Vorzugsweise weisen diese Kontaktbereiche nur eine geringe axiale Erstreckung auf. Insbesondere können die beiden Kontaktbereiche im Zustand minimaler Belastung jeweils so genannte Punktkontakte darstellen. Vorzugsweise Verschieben sich die Kontaktbereiche mit steigender Belastung des Rollenlagerwälzkörpers zur Mitte des Rollenlagerwälzkörpers hin. Vorzugsweise werden die Kontaktbereiche dabei derart verändert, dass aus den punktförmigen Kontaktbereichen bei maximaler Belastung linienförmige Kontaktbereiche werden. Insbesondere kann bei maximaler Belastung nur einen einziger Kontaktbereich resultieren. Dieser Kontaktbereich stellt vorzugsweise einen Linienkontakt, insbesondere in Form eines logarithmischen Profils dar. Um ein logarithmisches Profil bei der zu erwartenden maximalen Belastung zu erreichen, kann die Gestaltung des mindestens einen Federungselements und/oder die Gestaltung der Profilierung entsprechend gewählt werden. Durch Finite Elemente Simulationen, Berechnungen und/oder Experimente lässt sich die jeweils optimale Gestalt des Rollenlagerwälzkörpers festlegen.According to one preferred embodiment the tread axially outside the constriction in a sectional view comprising a roller axis convex Sections. The roller bearing rolling element has thus contact areas outside the constriction at minimal load. The contact areas are thus axially by the at least one constriction spaced. In the area of at least one constriction points the roller bearing rolling element at minimal load no contact area. The least two Contact areas outside the constriction are preferably by radially projecting and about the roller axis circumferential areas of the tread educated. Preferably, these contact areas have only a small axial extension. In particular, the two contact areas In the state of minimal load, in each case so-called point contacts represent. Preferably, the contact areas move with increasing load of the roller bearing rolling element towards the center of the roller bearing rolling element. Preferably, the contact areas are changed in such a way that from the punctiform Contact areas at maximum load line contact areas are. In particular, at maximum load, only a single contact area result. This contact region preferably makes a line contact, especially in the form of a logarithmic profile. To a logarithmic To reach profile at the expected maximum load, the design of the at least one suspension element and / or the Design of profiling be selected accordingly. Through finite elements Simulations, calculations and / or experiments can be done set each optimal shape of the roller bearing rolling element.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Profilierung bezüglich einer zu einer Rollenachse senkrecht stehenden Ebene spiegelsymmetrisch. Dies ermöglicht wiederum, insbesondere bei Tonnenrollen und Zylinderrollen, eine gleichmäßige Kraftübertragung und einfache und kostengünstige Fertigung sowie Montage. Grundsätzlich denkbar ist selbstverständlich auch, dass die Profilierung bezüglich einer zu einer Rollenachse senkrecht stehenden Ebene nicht spiegelsymmetrisch ist. Eine derartige Profilierung kann insbesondere bei Kegelrollen oder unsymmetrischen Belastungsfällen wünschenswert sein.According to one another embodiment is the profiling regarding a plane perpendicular to a roller axis plane mirror symmetry. This allows again, especially for barrel rollers and cylindrical rollers, one uniform power transmission and simple and inexpensive Production as well as assembly. in principle it is conceivable, of course also that profiling regarding a plane perpendicular to a roller axis plane not mirror symmetry is. Such profiling can be particularly useful with tapered rollers or unbalanced load cases be desirable.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Minimalkontakt durch einen oder mehrere Punktkontakte dargestellt. Wie eingangs erwähnt stellt ein Punktkontakt einen Kontakt mit minimaler Reibung dar, der jedoch ausreichend groß gewählt werden kann, um die Rollenlagerwälzkörper bei minimaler Belastung sicher anzutreiben.According to one another embodiment the minimum contact is represented by one or more point contacts. As mentioned at the beginning a point contact represents a contact with minimal friction, which, however, can be chosen sufficiently large around the roller bearing rolling bodies safely drive minimum load.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Maximalkontakt durch einen Linienkontakt dargestellt. Wie eingangs erwähnt stellt ein Linienkontakt einen Kontakt dar, der eine optimale Kraftübertragung und somit maximale Tragfähigkeit ermöglicht. Vorzugsweise liegt der Kontaktbereich des Maximalkontaktes axial außerhalb einer ein Federungselement darstellenden Bohrung. Der Kontaktbereich liegt somit in einem Bereich, in dem der Rollenlagerwälzkörper massiv ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine besonders gute Kraftübertragung.According to one another embodiment the maximum contact is represented by a line contact. As mentioned in the beginning Line contact is a contact that provides optimal power transfer and thus maximum load capacity allows. Preferably the contact area of the maximum contact is axially outside a suspension element representing a bore. The contact area is located thus in a region in which the roller bearing rolling element is solid. This allows a very good power transmission.

Der erfindungsgemäße Rollenlagerwälzkörper kann grundsätzlich in verschiedenen Lagerbauarten eingesetzt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Rollenlagerwälzkörper daher eine Zylinderrolle, eine Tonnenrolle oder eine Kegelrolle ist. Der Rollenlagerwälzkörper ist dabei vorzugsweise aus Wälzkörperstahl hergestellt.Of the Roller bearing rolling element according to the invention can in principle be used in various types of bearings. According to one another embodiment the roller bearing rolling element is therefore one Cylindrical roller, a barrel roller or a tapered roller is. The roller bearing rolling element is preferably made of rolling steel produced.

Vorzugsweise entspricht die Lauffläche im wesentlichen der kompletten Mantelfläche des Rollenlagerwälzkörpers. Abgesehen von möglichen Verrundungen zwischen den Stirnseiten und der Mantelfläche des Rollenlagerwälzkörpers stellt dieser somit eine größtmögliche Laufbahn zur Kraftübertragung bereit.Preferably corresponds to the tread essentially the entire lateral surface of the roller bearing rolling element. apart of possible Fillets between the end faces and the lateral surface of the Roller bearing rolling element provides This thus a maximum career ready for power transmission.

Vorzugsweise befindet sich in einer ein Federungselement darstellende Bohrung ein weiteres Lagerelement, z. B. Sensorikelemente.Preferably is located in a suspension element representing a bore another bearing element, for. B. sensor elements.

Ein erfindungsgemäßes Rollenlager umfasst eine Außenlaufbahn, eine Innenlaufbahn sowie eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Rollenlagerwälzkörpern. Die Außenlaufbahn und die Innenlaufbahn können dabei parallel oder mit einem Winkel zueinander angeordnet sein. Vorzugsweise weist weder die Außenlaufbahn noch die Innenlaufbahn eine Profilierung auf. Denkbar ist jedoch auch, dass die Außenlaufbahn und/oder die Innenlaufbahn eine Profilierung aufweist. Das Rollenlager kann einen Käfig zur Führung und/oder Beabstandung der Rollenlagerwälzkörper aufweisen.An inventive roller bearing comprises an outer raceway, an inner raceway and a plurality of Rollenlagerwälzkörpern invention. The outer raceway and the inner raceway can be arranged parallel or at an angle to each other. Preferably, neither the outer race nor the inner race has a profiling. However, it is also conceivable that the outer race and / or the inner race has a profiling. The roller bearing may have a cage for guiding and / or spacing the Rollenlagerwälzkörper.

Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Rollenlager ausschließlich erfindungsgemäße Rollenlagerwälzkörper. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Rollenlager jedoch auch eine Mehrzahl von Rollenlagerwälzkörpern gemäß dem Stand der Technik. Insbesondere kann es sich dabei um Normteile handeln. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass in einem Zustand minimaler Belastung nur die erfindungsgemäßen Rollenlagerwälzkörper Kontakt mit den Laufbahnen aufweisen und den Wälzkörpersatz, insbesondere mit Wälzlagerkäfig, antreiben. Die Reibung ist hier minimal. Erst ab einer bestimmten Belastung und damit einhergehender Verformung der erfindungsgemäßen Wälzkörper beginnen die Rollenlagerwälzkörper gemäß dem Stand der Technik zu tragen.Preferably includes the roller bearing according to the invention exclusively Roller bearing rolling elements according to the invention. According to one another embodiment However, the roller bearing also includes a plurality of Rollenlagerwälzkörpern according to the state of the technique. In particular, these may be standard parts. This embodiment has the advantage that in a state of minimal load contact only the roller bearing rolling elements according to the invention having the raceways and the Wälzkörpersatz, in particular with Rolling bearing cage, power. The friction is minimal here. Only from a certain load and concomitant deformation of the rolling elements according to the invention begin the Rollenlagerwälzkörper according to the state to wear the technology.

Ein erfindungsgemäßer Rollenlagerwälzkörper ermöglicht es somit Kosten und Gewicht einzusparen, wobei gleichzeitig Eigenschaften wie z. B. Erhöhung der möglichen Verkippung durch Ausnützen des besonderen Rollenquerschnittes sowie eine Reibungsreduzierung bei geringerer Lagerbelastung ohne Einbußen der maximalen Tragfähigkeit und ohne Eintreten von zusätzlichen Spannungsspitzen erfolgt.One Roller bearing rolling element according to the invention makes it possible thus to save costs and weight, at the same time properties such as B. increase the possible Tilting by exploiting the special roller cross-section and a friction reduction lower bearing load without sacrificing the maximum load capacity and without the occurrence of additional Voltage peaks occur.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden durch die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigen:embodiments The present invention will hereinafter be described by the attached figures explained. Showing:

1: einen Rollenlagerwälzkörper gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im unbelasteten oder geringfügig belasteten Zustand, 1 : a roller bearing rolling element according to a first embodiment of the invention in the unloaded or slightly loaded state,

2: einen Rollenwälzkörper gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem stark belasteten Zustand, 2 : a roller rolling element according to an embodiment of the invention in a heavily loaded condition,

3: einen Rollenlagerwälzkörper gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im unbelasteten oder geringfügig belasteten Zustand, und 3 a roller bearing rolling element according to a second embodiment of the invention in the unloaded or slightly loaded state, and

4: ein erfindungsgemäßes Rollenlager. 4 a roller bearing according to the invention.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden im folgenden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.Same or functionally identical elements are denoted by the same reference numerals below designated.

1 zeigt einen Rollenlagerwälzkörper gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im unbelasteten oder nur geringfügig belasteten Zustand. Der Rollenlagerwälzkörper 1 umfasst eine mantelflächenförmige Lauffläche 2 sowie eine erste Stirnseite 3 und eine zweite Stirnseite 4. 1 shows a Rollenlagerwälzkörper according to a first embodiment of the invention in the unloaded or only slightly loaded condition. The roller bearing rolling element 1 includes a mantle surface tread 2 as well as a first end face 3 and a second end face 4 ,

Zu sehen ist eine schematische Darstellung, wobei insbesondere die Profilierung der Lauffläche 2 zur Verdeutlichung der Erfindung übertrieben dargestellt ist.To see is a schematic representation, in particular the profiling of the tread 2 to exaggerate the invention.

Der Rollenlagerwälzkörper 1, der eine Zylinderrolle darstellt, weist an jeder seiner beiden Stirnseiten 3, 4 jeweils eine axial verlaufende und bezüglich der Rollenachse 5 mittig angeordnete Bohrung 6, 7 auf, wobei jede Bohrung ein Federungselement darstellt. Bei Belastung des Rollenlagerwälzkörpers 1, d. h. sobald dieser über seiner Lauffläche 2 einer Radialkraft F ausgesetzt wird, tritt eine Verformung der Lauffläche 2 derart auf, dass die Lauffläche 2 in Richtung der Rollenachse 5 verformt wird.The roller bearing rolling element 1 , which represents a cylindrical roller, has at each of its two end faces 3 . 4 one axially extending and with respect to the roller axis 5 centrally located hole 6 . 7 on, each hole is a suspension element. When loading the Rollenlagerwälzkörpers 1 ie as soon as this is above his tread 2 a radial force F is exposed, a deformation of the tread occurs 2 so on, that the tread 2 in the direction of the roller axis 5 is deformed.

Bezüglich einer zur Rollenachse 5 senkrecht angeordneten Ebene 8 sind die Bohrungen 6, 7 spiegelsymmetrisch ausgeführt. Jede Bohrung 6, 7 weist eine kegelige Gestalt auf, insbesondere ist der Bohrungsdurchmesser an dem der Stirnseite 3, 4 zugewandten Ende größer als der Bohrungsdurchmesser am Bohrungsgrund. Die axiale Erstreckung jeder Bohrung 6, 7 entspricht in etwa einem Drittel der axialen Erstreckung des Rollenlagerwälzkörpers 1. Axial zwischen den beiden Bohrungen 6, 7 befindet sich ein massiver Bereich des Rollenlagerwälzkörpers 1. Der Bohrungsdurchmesser am Bohrungsgrund entspricht in etwa dem Halben Wälzkörperdurchmesser an dieser axialen Position. Der Bohrungsdurchmesser an dem der Stirnseite 3, 4 zugewandten Ende entspricht in etwa 3/4 des Wälzkörperdurchmessers an dieser axialen Position, also an der Stirnseite 3, 4.Regarding one to the roll axis 5 vertically arranged plane 8th are the holes 6 . 7 designed mirror-symmetrically. Every hole 6 . 7 has a conical shape, in particular, the bore diameter at the front side 3 . 4 facing end greater than the bore diameter at the bottom of the hole. The axial extent of each hole 6 . 7 corresponds approximately to one third of the axial extent of the roller bearing rolling element 1 , Axial between the two holes 6 . 7 is a massive area of the roller bearing roller 1 , The bore diameter at the bottom of the hole roughly corresponds to half the rolling element diameter at this axial position. The bore diameter at the front side 3 . 4 facing end corresponds to about 3/4 of the Wälzkörperdurchmessers at this axial position, ie on the front side 3 . 4 ,

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind keine weiteren Rollenlagerkomponenten oder sonstige Komponenten in den Bohrungen 6, 7 untergebracht. Denkbar ist jedoch den durch die Bohrungen 6, 7 entstehenden Freiraum verschiedentlich zu nutzen. Hierfür ist insbesondere ein Ausfüllen mit einem unterstützenden Material, das einen Einsatz darstellt, der Einbau von Sensorik oder ähnliches denkbar.In the present embodiment, no further roller bearing components or other components in the holes 6 . 7 accommodated. However, it is conceivable through the holes 6 . 7 various freedoms to use. For this purpose, in particular a filling with a supporting material that represents an insert, the installation of sensors or the like is conceivable.

Die Lauffläche 2 weist eine Profilierung auf. Die Profilierung wird durch eine um die Rollenachse 5 umlaufende Einschnürung 9 gebildet. Die Einschnürung befindet sich in axialer Richtung zwischen zwei axialen Endbereichen 10, 11. Im unbelasteten Zustand des Rollenlagerwälzkörpers 1 sowie bei minimaler Belastung erstrecken sich die beiden axialen Endbereiche 10, 11 radial weiter nach außen als die Einschnürung 9. Zwischen der Lauffläche 2 und einer nicht dargestellten Außenlaufbahn sowie einer nicht dargestellten Innenlaufbahn entstehen somit zwei Kontaktbereiche an den axialen Endbereichen 10, 11.The tread 2 has a profiling. The profiling is done by one around the roll axis 5 circumferential constriction 9 educated. The constriction is located in the axial direction between two axial end regions 10 . 11 , In the unloaded state of Rollenlagerwälzkörpers 1 as well as at minimal load, the two axial extend end regions 10 . 11 radially outward than the constriction 9 , Between the tread 2 and an outer race, not shown, and an inner race, not shown, thus creating two contact areas at the axial end portions 10 . 11 ,

Mit steigender Belastung, d. h. mit steigender Radialkraft F, neigt sich die Lauffläche 2, insbesondere im Bereich der axialen Endbereiche, immer weiter in Richtung der Rollenachse 5. Dabei bewegen sich die beiden Kontaktbereiche immer weiter aufeinander zu. Ab einer bestimmten Belastung bildet sich ein einziger Kontaktbereich aus, der bei symmetrischer Belastung der Zylinderrolle axial mittig angeordnet ist.With increasing load, ie with increasing radial force F, the tread tilts 2 , in particular in the region of the axial end regions, always further in the direction of the roller axis 5 , The two contact areas move ever closer to each other. From a certain load, a single contact area forms, which is arranged axially centrally with symmetrical loading of the cylindrical roller.

2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Hälfte eines erfindungsgemäßen Rollenlagerwälzkörpers in einem Zustand starker Belastung. Es handelt sich dabei um den Rollenlagerwälzkörper gemäß 1. Wie zu erkennen ist, sind die beiden axialen Endbereiche derart weit in Richtung der Rollenachse geneigt, dass sich in dem Bereich, in dem sich bei minimaler Belastung die Einschnürung 9 befand, ein einziger Kontaktbereich entwickelt hat. 2 shows a schematic sectional view of a half of a Rollenlagerwälzkörpers invention in a state of heavy load. It is the roller bearing rolling element according to 1 , As can be seen, the two axial end portions are inclined so far in the direction of the roller axis, that in the area in which the constriction at minimum load 9 has developed a single contact area.

Der Rollenlagerwälzkörper 1 wurde gemäß diesem Ausführungsbeispiel derart ausgelegt, dass die Lauffläche 2, genaugenommen der Kontaktbereich der Lauffläche 2 zu einer nicht dargestellten Außenlaufbahn und einer nicht dargestellten Innenlaufbahn, bei maximaler Belastung ein logarithmisches Profil aufweist.The roller bearing rolling element 1 was designed according to this embodiment, such that the tread 2 Strictly speaking, the contact area of the tread 2 to a non-illustrated outer raceway and an inner race, not shown, at maximum load has a logarithmic profile.

3 zeigte einen Rollenlagerwälzkörper gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im unbelasteten oder geringfügig belasteten Zustand. Dieser entspricht im Wesentlichen dem Rollenlagerwälzkörper gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. 3 showed a Rollenlagerwälzkörper according to a second embodiment of the invention in the unloaded or slightly loaded condition. This corresponds essentially to the Rollenlagerwälzkörper according to the first embodiment.

Der einzige Unterschied ist, dass sich nunmehr zusätzliche Einsätze 12, 13 in den Bohrungen 6, 7 befinden. Diese Einsätze sind aus einem anderem Material als der Korpus des Rollenlagerwälzkörpers.The only difference is that now additional stakes 12 . 13 in the holes 6 . 7 are located. These inserts are made of a different material than the body of Rollenlagerwälzkörpers.

Der Einsatz 12 erstreckt sich dabei axial nur über eine bestimmte Distanz der Bohrung 6, während der Einsatz 13 die komplette Bohrung 7 ausfüllt.The use 12 extends axially only over a certain distance of the bore 6 while the use 13 the complete bore 7 fills.

4 zeigt ein erfindungsgemäßes Rollenlager in einer axialen Draufsicht. Das Rollenlager umfasst einen Außenring 15, einen Innenring 16 sowie eine Vielzahl von sich zwischen einer Außenlaufbahn 17 und einer Innenlaufbahn 18 abrollenden Rollenlagerwälzkörper 1, 2. Dabei weist das Rollenlager sowohl erfindungsgemäße Rollenlagerwälzkörper 1 als auch Standardrollenlagerwälzkörper 2 gemäß dem Stand der Technik auf. 4 shows an inventive roller bearing in an axial plan view. The roller bearing comprises an outer ring 15 , an inner ring 16 as well as a variety of yourself between an outside career 17 and an inner career 18 rolling roller bearing rolling elements 1 . 2 , In this case, the roller bearing both Rollenlagerwälzkörper invention 1 as well as standard roller bearing rolling elements 2 according to the prior art.

Auch wenn die Erfindung nur anhand eines Ausführungsbeispiels mit einer Einschnürung gezeigt wurde, so sind selbstverständlich auch mehrere, axial beabstandete Einschnürungen denkbar.Also if the invention has been shown only with reference to an embodiment with a constriction, that goes without saying Also, several axially spaced constrictions conceivable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: RollenlagerwälzkörperRollenlagerwälzkörper
22: Laufflächetread
33: erste Stirnseitefirst front
44: zweite Stirnseitesecond front
55: Rollenachseroller axis
66: Bohrungdrilling
77: Bohrungdrilling
88th: Ebenelevel
99: Einschnürungconstriction
1010: axialer Endbereichaxial end
1111: axialer Endbereichaxial end
1212: Einsatzcommitment
1313: Einsatzcommitment
1414: RollenlagerwälzkörperRollenlagerwälzkörper
1515: Außenringouter ring
1616: Innenringinner ring
1717: AußenlaufbahnOuter race
1818: InnenlaufbahnInner raceway

Claims

Roller bearing rolling element, comprising a body with a running surface ( 2 ), characterized in that the Rollenlagerwälzkörper at least one suspension element for influencing a Wälzkörpersteifigkeit and a profiling of the tread ( 2 ), wherein the profiling is designed such that at minimum load of Rollenlagerwälzkörpers a minimal contact with the Rollenlagerwälzkörper contacting raceways and maximum load of Rollenlagerwälzkörpers a maximum contact with the Rollenlagerwälzkörper contacting raceways arises.

Roller bearing rolling element according to claim 1, characterized in that the at least one suspension element has a bore ( 6 ) in one end face ( 3 ) of the roller bearing rolling element.

Rolling roller according to Claim 1 or 2, characterized in that the at least one Suspension element is a separately trained use.

Rolling roller according to Claim 3, characterized in that the insert of a different Material exists as the body of the roller bearing rolling element.

Rollenlagerwälzkörper according to any one of claims 1-4, characterized in that the Rol lenlagerwälzkörper two suspension elements, wherein the two suspension elements with respect to a to a roller axis ( 5 ) vertical plane ( 8th ) are mirror symmetric.

Roller bearing rolling element according to one of claims 1-4, characterized in that the roller bearing roller body comprises two suspension elements, wherein the two suspension elements with respect to a to a roller axis ( 5 ) vertical plane ( 8th ) are not mirror-symmetric.

Roller bearing rolling element according to one of the preceding claims, characterized in that the profiling at least one of axial end portions of the tread ( 2 ) spaced constriction ( 9 ) having.

Roller bearing rolling element according to claim 7, characterized in that the running surface ( 2 ) axially outside the constriction in a roller axis ( 5 ) comprehensive sectional view includes convex portions.

Roller bearing rolling element according to one of claims 1-8, characterized in that the profiling with respect to a roller axis ( 5 ) vertical plane ( 8th ) is mirror symmetric.

Roller bearing rolling element according to one of claims 1-8, characterized in that the profiling with respect to a roller axis ( 5 ) vertical plane ( 8th ) is not mirror-symmetrical.

Rolling roller according to one of the preceding claims, characterized in that the minimum contact by one or several point contacts is displayed.

Rolling roller according to one of the preceding claims, characterized in that the maximum contact represented by a line contact becomes.

Rolling roller according to one of the preceding claims, characterized in that the Rollenlagerwälzkörper a cylindrical roller, a Barrel roll or a tapered roller.

Roller bearing comprising an outer raceway, an inner raceway and a plurality of Rollenlagerwälzkörpern according to one of the preceding Claims.

Roller bearing according to claim 14, characterized that the roller bearing in addition Rollenlagerwälzkörper according to the state the technique has.