DE102010012901A1

DE102010012901A1 - Circular shaped rolling member for use in rolling bearing, has body and helical spring resting against lateral surface of insert that is made of resilient material while applying radial bias voltage, where insert comprises porous material

Info

Publication number: DE102010012901A1
Application number: DE102010012901A
Authority: DE
Inventors: Martin Schreiber; Tobias Vogler; Bernd Gombert
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-09-29

Abstract

The member has a body (1) and a helical spring (2) i.e. helical compression spring, resting against a lateral surface of an insert (4) made of a resilient material such as plastic material while applying radial bias voltage. The helical spring whose adjacent turns are spaced to each other in axial direction. Windings of the helical spring are received in sections at the lateral surface of the insert, where the windings of the helical spring and a circulating groove (6) of the insert exhibit a gear difference. The insert comprises a porous material i.e. foam material, and magnetic particles.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen Wälzkörper nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, einen Wälzkörper nach Anspruch 16 mit einer Schraubenfeder sowie ein Wälzlager nach Anspruch 17.The invention relates to a rolling element according to the preamble of claim 1, a rolling element according to claim 16 with a coil spring and a rolling bearing according to claim 17.

Aus der Praxis sind Wälzkörper bekannt, die ein im Wesentlichen zylindrisches Korpus umfassen, wobei das Korpus eine Schraubenfeder, insbesondere eine Schraubendruckfeder, umfasst. Derartige Wälzkörper nehmen insbesondere entlang der Achse der Schraubenfeder auftretende Kräfte besser auf als Wälzkörper, deren Korpus beispielsweise vollzylindrisch ausgebildet ist.From practice, rolling elements are known which comprise a substantially cylindrical body, wherein the body comprises a helical spring, in particular a helical compression spring. Such rolling elements take in particular occurring along the axis of the coil spring forces better than rolling elements whose body is formed, for example, fully cylindrical.

DE 109 153 A beschreibt einen Wälzkörper, der eine Schraubenfeder umfasst, wobei zwischen je zwei Windungen der Schraubenfeder ein Öldocht geführt ist, der zur Schmierung des Wälzkörpers Schmiermittel abgibt. Hierzu je eine Rille in dem im übrigen kreisförmigen Querschnitt des Korpus der Schraubenfeder freigelassen, wobei der Öldocht in den Rillen von je zwei benachbarten Windungen der Schraubenfeder aufgenommen ist. Die Schraubenfeder ist um eine Stütze gewickelt, wobei die Stütze die Schraubenfeder axial fixiert. Der Öldocht und die auf die Drehrichtung weisende Innenseite der Schraubenfeder liegen an der zylinderförmigen Stütze an. DE 109 153 A describes a rolling body comprising a coil spring, wherein between each two turns of the coil spring, an oil wick is guided, which emits lubricant for lubrication of the rolling body. For this purpose, one groove each is left free in the otherwise circular cross-section of the body of the helical spring, wherein the oil wick is received in the grooves of two adjacent turns of the helical spring. The coil spring is wound around a support, the support axially fixing the coil spring. The oil wick and the direction of rotation of the inside of the coil spring are applied to the cylindrical support.

US 966,844 A beschreibt einen Wälzkörper, der aus einem zylindrisch gewundenen Bandmaterial ausgebildet ist, wobei eine Oberfläche des Bandmaterials Nuten aufweist, die gegenläufig zu der Windung orientiert sind und axial benachbarte Kanten des Bandes verbinden. US 966,844 A describes a rolling element formed from a cylindrically wound strip material, wherein a surface of the strip material has grooves that are oriented in opposite directions to the winding and connect axially adjacent edges of the strip.

DE 75 240 A beschreibt einen Wälzkörper, der eine Schraubenfeder aus einem bandartigen Material umfasst, dessen Enden rechtwinklig zu der Drehachse des Wälzkörpers abgetrennt sind. DE 75 240 A describes a rolling element comprising a helical spring made of a strip-like material whose ends are separated at right angles to the axis of rotation of the rolling body.

DE 107 961 A beschreibt einen Wälzkörper, der eine erste Schraubenfeder umfasst, innerhalb derer eine zweite Schraubenfeder aufgenommen ist, wobei die beiden Schraubenfedern gegensinnig orientierte Wicklungen aufweisen. DE 107 961 A describes a rolling element comprising a first coil spring, within which a second coil spring is received, wherein the two coil springs have oppositely oriented windings.

DE 264 721 A beschreibt einen Wälzkörper, der mehrere Rollenstücke umfasst, die auf ein senkrecht zu dem Umfang federndes Haltemittel derart aufgereiht sind, dass die Elastizität der Rollenstücke erhalten bleibt. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Haltemittel eine schraubenförmig geschlitzte Röhre (2) bzw. eine längsgeschlitzte Röhre (3) ist, auf der die ringförmigen Rollenstücke anliegen. DE 264 721 A describes a rolling element comprising a plurality of roller pieces, which are lined up on a vertically resilient to the periphery holding means such that the elasticity of the roller pieces is maintained. In particular, it is provided that the holding means a helically slotted tube ( 2 ) or a longitudinally slotted tube ( 3 ) is, on which abut the annular roller pieces.

DE 536 398 A beschreibt einen Wälzkörper, der aus einer Schraubenfeder besteht, die schraubenförmig gewundenen Bandstahl umfasst, der insbesondere in Richtung der Drehachse des Wälzkörpers auftretende axiale Kräfte aufnimmt. DE 536 398 A describes a rolling element, which consists of a helical spring comprising helically wound steel strip which receives in particular in the direction of the axis of rotation of the rolling body occurring axial forces.

DE 604 831 A beschreibt einen Wälzkörper, der eine erste Schraubenfeder und eine in die erste Schraubenfeder gewundene zweite Schraubenfeder umfasst, wobei die erste Schraubenfeder eine kreisförmigen Querschnitt und die zweite Schraubenfeder einen dreieckigen Querschnitt aufweist, und wobei die beiden Schraubenfedern so ineinander gelegt werden, dass der kreisförmige Querschnitt der ersten Schraubenfeder mit der Basis des Dreiecks des Querschnittes der zweiten Schraubenfeder bündig abschließt, um eine besonders starke Gesamtschraubenfeder mit annähernd zylindrischer Mantelfläche zu ergeben. Dabei liegen die Windungen der zweiten Schraubenfeder radial etwas außerhalb der ersten Schraubenfeder, so dass radial auftretende Kräfte, insbesondere Stöße, leichter aufgefangen werden können. Die Basis der zweiten Schraubenfeder nimmt dabei flächig die Kräfte auf und stützt sich an den kreissegmentförmigen Flanken der ersten Schraubenfeder radial ab. DE 604 831 A describes a rolling element comprising a first coil spring and a second coil spring wound in the first coil spring, wherein the first coil spring has a circular cross section and the second coil spring has a triangular cross section, and wherein the two coil springs are interlaced so that the circular cross section of first coil spring flush with the base of the triangle of the cross section of the second coil spring to give a particularly strong overall coil spring with approximately cylindrical lateral surface. The turns of the second coil spring are radially slightly outside the first coil spring, so that radially occurring forces, in particular collisions, can be absorbed more easily. The base of the second coil spring takes up the forces on a plane and is supported radially on the circular segment-shaped flanks of the first coil spring.

GB 323 400 A beschreibt einen Wälzkörper, der ein schraubenförmige gewundenes Teil umfasst, in dessen Inneres Schmiermittel von außen eingeführt wird, um zwischen den Windungen auszutreten und zwischen den Wälzkörper und die Laufbahn zu gelangen. Der Wälzkörper ist an seinen beiden axialen Enden eingespannt, um das Schmiermittel einführen zu können. GB 323 400 A describes a rolling element comprising a helical wound part in the interior of which lubricant is introduced from the outside to exit between the turns and to pass between the rolling elements and the raceway. The rolling element is clamped at its two axial ends in order to introduce the lubricant can.

US 2,251,714 A beschreibt eine Schraubenfeder als Wälzkörper, deren Windungen so eng aneinander gelegt sind, dass benachbarte Windungen aneinander abgestützt sind. Das die Windungen ausbildende Strangelement weist einen runden Querschnitt auf, wobei die von der Drehachse fort weisende Seite der Schraubenfeder abgeschliffen ist, um eine im wesentlichen glatte Fläche auszubilden, so dass ein im wesentlichen hohlzylindrischer Wälzkörper ausgebildet wird. US 2,251,714 A describes a helical spring as rolling elements whose turns are placed so close together that adjacent turns are supported together. The turns forming the strand element has a round cross-section, wherein the side facing away from the axis of rotation of the coil spring is ground to form a substantially smooth surface, so that a substantially hollow cylindrical rolling elements is formed.

DE 10 2005 004 034 A1 beschreibt einen hohlen Wälzkörper, der aus den Windungen eines Strangelementes gebildet ist, wobei sich die Windung in Richtung der Drehachse fortsetzen. DE 10 2005 004 034 A1 describes a hollow rolling element, which is formed from the turns of a strand element, wherein the winding continue in the direction of the axis of rotation.

DE 38 09 906 A1 beschreibt einen im wesentlichen tonnenförmigen Wälzkörper, der aus schraubenförmig gewickelten Federstahlband ausgebildet ist. DE 38 09 906 A1 describes a substantially barrel-shaped rolling element, which is formed from helically wound spring steel strip.

FR 637 719 A beschreibt einen im wesentlichen zylindrischen Wälzkörper, der aus einem schraubenförmigen gewundenen Band ausgebildet ist, wobei sich die Breite des Bandes zu den Stirnflächen des Wälzkörpers hin verjüngt, so dass der Wälzkörper annähernd ebene Stirnflächen aufweist. FR 637 719 A describes a substantially cylindrical rolling element formed from a spiral helical band is, wherein the width of the band tapers towards the end faces of the rolling body, so that the rolling elements has approximately flat end faces.

DE 511 985 A beschreibt in 5 einen im wesentlichen tonnenförmigen, aus einem Bandstahl hergestellten Wälzkörper, der von einem zylindrischen Stützstab durchsetzt ist. Weiter ist in 1 und 2 ein zylindrischer, aus dem Bandstahl hergestellter Wälzkörper beschrieben, der von einem zylindrischen Stützstab durchsetzt ist, wobei an den Enden des Wälzkörpers der Stützstab an dem Wälzkörper anliegt und zwischen den Enden ein Abstand zwischen dem Stützstab und dem Wälzkörper vorgesehen ist, um ein Durchbiegen des Wälzkörpers unter Last und gleichzeitig eine axiale Halterung des Wälzkörpers zu ermöglichen. DE 511 985 A describes in 5 a substantially barrel-shaped, made of a steel strip rolling element, which is penetrated by a cylindrical support rod. Next is in 1 and 2 describes a cylindrical, made of the steel strip rolling element, which is penetrated by a cylindrical support rod, wherein at the ends of the rolling body of the support rod abuts the rolling body and between the ends a distance between the support rod and the rolling body is provided to a bending of the rolling element under load while allowing axial retention of the rolling element.

DE 554 514 A beschreibt einen Wälzkörper, der eine gewickelte Schraubenfeder umfasst, wobei die Enden der Schraubenfeder mit je einem Verschlusselement abgeschlossen sind, so dass der Wälzkörper eine im wesentlichen zylindrische Gestalt aufweist. DE 554 514 A describes a rolling element, which comprises a wound coil spring, wherein the ends of the coil spring are each closed with a closure element, so that the rolling body has a substantially cylindrical shape.

DE 259 048 A beschreibt einen aus einem schraubenförmig gewundenen Blechzuschnitt hergestellten, hohlen Wälzkörper. DE 259 048 A describes a hollow rolling element made from a helically wound sheet metal blank.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Wälzkörper, der eine Schraubenfeder umfasst, insbesondere hinsichtlich seiner Fähigkeit zur Aufnahme von Kräften zu verbessern.It is the object of the invention to improve a rolling element comprising a coil spring, in particular with regard to its ability to absorb forces.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird für den Wälzkörper, dessen Korpus eine Schraubenfeder umfasst, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schraubenfeder an einer Einlage aus einem elastischen Material, insbesondere aus einem Kunststoff, anliegt.This object is achieved for the rolling elements whose body comprises a coil spring, according to the invention in that the coil spring rests against an insert of an elastic material, in particular of a plastic.

Radial auf die Schraubenfeder wirkende Kräfte werden von dem elastischen Material, insbesondere dem Kunststoff, zumindest teilweise aufgenommen und die Schraubenfeder radial abgestützt. Dabei wird eine axiale Längung der Schraubenfeder unter Einwirkung radialer Kräfte ebenso unterdrückt wie eine radiale Weitung der Schraubenfeder unter Einwirkung axialer Kräfte, so dass die Schraubenfeder ihre Eigenschaft, sowohl axiale als auch radiale Kräfte aufnehmen zu können, beibehält und ihre im Wesentlichen zylindrische Gestalt mit einer im Betrieb zylindrischen Hüllfläche erhalten bleibt.Radial forces acting on the helical spring are at least partially absorbed by the elastic material, in particular the plastic, and the helical spring is radially supported. In this case, an axial elongation of the coil spring under the action of radial forces is suppressed as well as a radial expansion of the coil spring under the action of axial forces, so that the coil spring their ability to absorb both axial and radial forces, retains and their substantially cylindrical shape with a In operation cylindrical envelope surface is maintained.

Zusätzlich bietet der Wälzkörper die Möglichkeit, den Wälzkörper insbesondere bei einer reduzierten Lagerluft (z. B. C2 oder weniger) im wesentlichen spielfrei und vorgespannt in ein Wälzlager einbauen zu können, was insbesondere bei hohen Drehzahlen wichtig ist. Dieser Vorteil tritt insbesondere bei Wälzkörper mit im wesentlichen nadelförmiger Gestalt auf, also bei solchen Wälzkörpern, die eine im wesentlichen zylindrische Hüllkontur aufweisen und deren Erstreckung in Richtung der Drehachse das mindestens ca. 2,5-fache der Erstreckung senkrecht zu der Drehachse beträgt.In addition, the rolling element offers the possibility of being able to install the rolling element essentially in a clearance-free and preloaded manner in a roller bearing, in particular with a reduced bearing clearance (eg C2 or less), which is particularly important at high rotational speeds. This advantage occurs in particular in the case of rolling elements of essentially acicular shape, that is to say of those rolling elements which have a substantially cylindrical envelope contour and whose extent in the direction of the axis of rotation is at least approximately 2.5 times the extent perpendicular to the axis of rotation.

Es bietet sich weiter der Vorteil, die Temperatur zwischen den beiden Lagerringen eines Wälzlagers reduzieren zu können, so dass sich die Betriebsdauer des Lagers verlängert, zumal bereits eine Reduzierung der Temperatur des Schmiermittels um ca. 2 bis 3°C eine deutliche Erhöhung der Lebensdauer des Lagers bewirkt. Weiter bietet der Wälzkörper den Vorteil, den Temperaturgradienten zwischen den beiden Lagerringen des Wälzlagers zu reduzieren, so dass Spannungen zwischen den beiden Lagerringen abgebaut werden können.It also offers the advantage of being able to reduce the temperature between the two bearing rings of a rolling bearing, so that the service life of the bearing extends, especially since already reducing the temperature of the lubricant by about 2 to 3 ° C, a significant increase in the life of Warehouse causes. Next, the rolling element has the advantage of reducing the temperature gradient between the two bearing rings of the rolling bearing, so that stresses between the two bearing rings can be reduced.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Einlage die Schraubenfeder entlang der gesamten axialen Erstreckung der Schraubenfeder durchsetzt. Die Einlage verteilt damit lokal eingeleitete Kräfte über die gesamte axiale Erstreckung der Einlage und damit der Schraubenfeder.Preferably, it is provided that the insert passes through the helical spring along the entire axial extent of the helical spring. The insert thus distributes locally introduced forces over the entire axial extension of the insert and thus the coil spring.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Schraubenfeder an einer Mantelfläche der Einlage unter einer radialen Vorspannung anliegt. Die Einlage lässt sich dabei ohne weiteres lagerichtig, insbesondere zu der Drehachse des Wälzkörpers und damit der Achse der Schraubenfeder, ausrichten. Die radiale Vorspannung bewirkt, dass axiale Kräfte, die entlang der Drehachse der Schraubenfeder in den Wälzkörper eingetragen werden, in radiale Richtung, also senkrecht zu der Drehachse der Schraubenfeder, umgelenkt und somit leichter verteilt und aufgenommen werden können.It is preferably provided that the coil spring rests against a lateral surface of the insert under a radial prestress. The insert can be easily positionally aligned, in particular to the axis of rotation of the rolling element and thus the axis of the coil spring align. The radial bias causes axial forces, which are registered along the axis of rotation of the coil spring in the rolling elements, in the radial direction, ie perpendicular to the axis of rotation of the coil spring, deflected and thus can be easily distributed and recorded.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Windungen der Schraubenfeder abschnittsweise formschlüssig an einer Mantelfläche der Einlage aufgenommen sind. Damit ist sichergestellt, dass eine axiale Verschiebung mindestens einer der Windungen auf die Einlage übertragen und damit von dem elastischen Material der Einlage aufgenommen wird. Die axiale Verschiebung kann zusätzlich noch dadurch weiter unterdrückt werden, dass die Schraubenfeder an einer Mantelfläche der Einlage unter einer radialen Vorspannung anliegt.Preferably, it is provided that the turns of the coil spring are partially received in a form-fitting manner on a lateral surface of the insert. This ensures that an axial displacement of at least one of the turns is transferred to the insert and thus absorbed by the elastic material of the insert. The axial displacement can additionally be further suppressed by the fact that the helical spring rests against an outer surface of the insert under a radial prestress.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Einlage eine umlaufende Nut aufweist, in der die Schraubenfeder aufgenommen ist. Die umlaufende Nut erlaubt dabei eine schnelle und reproduzierbare Montage der Schraubenfeder mit der Einlage.It is preferably provided that the insert has a circumferential groove in which the coil spring is received. The circumferential groove allows a fast and reproducible mounting of the coil spring with the insert.

Besonders bevorzugt ist hinsichtlich der Windungen der Schraubenfeder und der Nut der Einlage vorgesehen, dass die Windungen der Schraubenfeder und die umlaufende Nut der Einlage einen Gangunterschied aufweisen. Hierbei verspannt sich die Schraubenfeder in den Windungen der Einlage und wird sicher gehalten aufgenommen. Particularly preferably, with regard to the turns of the helical spring and the groove of the insert, it is provided that the turns of the helical spring and the circumferential groove of the insert have a path difference. Here, the coil spring braced in the turns of the insert and is held securely held.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Einlage ein poröses Material, insbesondere einen Schaumstoff, umfasst. Das poröse Material kann Schmiermittel enthalten, das an die Schraubenfeder abgegeben wird, sobald das poröse Material mindestens lokal komprimiert wird. Die Poren des Materials lassen auch eine Förderung von Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, entlang der axialen Erstreckung der Schraubenfeder zu. Aufgrund der Porosität entsteht ein Wälzkörper, der bezogen auf sein Volumen ein nur geringes Gewicht aufweist. Die Porosität bewirkt weiter, dass der Wälzkörper eine hohe innere Oberfläche aufweist, so dass der Wälzkörper die Abgabe von Wärme begünstigt und zur Kühlung des Schmiermittels bzw. des Zwischenraumes zwischen den Lagerringen beiträgt. Umfasst die Einlage einen metallischen Schaum, wird die thermische sowie die elektrische Leitfähigkeit des Wälzkörpers zusätzlich verbessert.It is preferably provided that the insert comprises a porous material, in particular a foam. The porous material may contain lubricant that is delivered to the coil spring as the porous material is at least locally compressed. The pores of the material also allow a promotion of lubricant, in particular lubricating oil, along the axial extent of the coil spring. Due to the porosity creates a rolling element, which has a low weight based on its volume. The porosity further causes the rolling element has a high inner surface, so that the rolling body promotes the release of heat and contributes to the cooling of the lubricant or the space between the bearing rings. If the insert comprises a metallic foam, the thermal and electrical conductivity of the rolling element is additionally improved.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Einlage magnetische Partikel umfasst. Die magnetischen Partikel bewirken eine permanente Magnetisierung des Wälzkörpers, so dass der Wälzkörper als Signalgeber für einen magnetischen Sensor bzw. in einem Generator verwendet werden kann.It is preferably provided that the insert comprises magnetic particles. The magnetic particles cause a permanent magnetization of the rolling body, so that the rolling body can be used as a signal generator for a magnetic sensor or in a generator.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Einlage als Umspritzung ausgebildet ist, die die Windungen der Schraubenfeder abschnittsweise bedeckt. Zur Herstellung der Einlage kann vorgesehen sein, dass die Umspritzung die Windungen der Schraubenfeder vollständig überdeckt, wonach in einem zweiten Schritt die Umspritzung so weit abgetragen wird, bis die freigestellten Windungsabschnitte die Kontaktflächen zu dem anderen Wälzlagerteil ausbilden. Die verbliebene Umspritzung bildet eine besonders feste Anbindung der Schraubenfeder an das Material der Einlage aus.It is preferably provided that the insert is formed as encapsulation, which covers the turns of the coil spring in sections. For the production of the insert can be provided that the coating completely covers the turns of the coil spring, after which the encapsulation is removed so far in a second step until the exempted turn sections form the contact surfaces to the other rolling bearing part. The remaining encapsulation forms a particularly strong connection of the coil spring to the material of the insert.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Wälzkörper ein Funktionselement, insbesondere einen Sensor, speziell einen mittels Dehnmess-Streifen arbeitenden Sensor, umfasst. Der Sensor kann an den Windungen der Schraubenfeder, zwischen der Schraubenfeder und der Einlage oder vollständig innerhalb der Einlage angeordnet sein. In letzterem Fall kann die Einlage eine Versteifung aus einem bezogen auf das elastische Material der Einlage weniger biegsamen Material umfassen, wobei der Sensor auf der Versteifung innerhalb der Einlage angeordnet ist.It is preferably provided that the rolling element comprises a functional element, in particular a sensor, especially a sensor operating by means of strain gauges. The sensor may be disposed on the turns of the coil spring, between the coil spring and the liner, or completely within the liner. In the latter case, the insert may comprise a stiffening of a less flexible material relative to the elastic material of the insert, the sensor being arranged on the stiffener within the insert.

Hinsichtlich des Sensors ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Sensor Sensordaten, insbesondere Messwerte oder Funktionswerte des Sensors, drahtlos übermittelt. Die Übermittelung der Sensordaten kann beispielsweise mittels Funktechnik oder mittels Transpondertechnik ausgeführt werden. Die Messwerte entsprechen den von dem Sensor erfassten physikalischen oder chemischen Zustandwerten des Wälzkörpers, die Funktionswerte charakterisieren den Sensor selbst, beispielsweise anhand von Betriebsnummern.With regard to the sensor, it is particularly preferably provided that the sensor transmits sensor data, in particular measured values or functional values of the sensor, wirelessly. The transmission of the sensor data can be carried out for example by means of radio technology or by means of transponder technology. The measured values correspond to the physical or chemical state values of the rolling body detected by the sensor, the functional values characterize the sensor itself, for example by means of operating numbers.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Wälzkörper eine Funktionsschicht umfasst, insbesondere eine Funktionsschicht, die elektrostatische, oleophile, hydrophile oder hydrophobe Eigenschaften aufweist. Die Funktionsschicht kann an den Windungen der Schraubenfeder oder in der elastischen Einlage angeordnet sein, speziell kann auch vorgesehen sein, dass die Funktionsschicht an der Oberfläche der Einlage angeordnet ist. Ist eine Funktionsschicht mit elektrostatischen Eigenschaften vorgesehen, lagert die Funktionsschicht Partikel, insbesondere Schmutz oder Abriebteilchen, an, die aus dem Bereich der unmittelbaren Kontaktflächen des Wälzkörpers zu der Laufbahn entfernt gehalten werden. Die Funktionsschicht mit den im wesentlichen elektrostatischen Eigenschaften umfasst beispielsweise ein Elektret, das mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung, insbesondere einer metallischen Beschichtung, bedeckt ist, alternativ oder ergänzend zu dem Elektret ein elektrostatisches Harz oder hierzu wiederum alternativ oder ergänzend eine dünne Beschichtung aus einem Kunststoff wie PTFE.It is preferably provided that the rolling element comprises a functional layer, in particular a functional layer which has electrostatic, oleophilic, hydrophilic or hydrophobic properties. The functional layer can be arranged on the turns of the helical spring or in the elastic insert, in particular it can also be provided that the functional layer is arranged on the surface of the insert. If a functional layer with electrostatic properties is provided, the functional layer deposits particles, in particular dirt or abrasion particles, which are kept away from the region of the immediate contact surfaces of the rolling element to the raceway. The functional layer with the essentially electrostatic properties comprises, for example, an electret which is covered with an electrically conductive coating, in particular a metallic coating, alternatively or in addition to the electret an electrostatic resin or in turn alternatively or additionally a thin coating of a plastic such as PTFE.

Alternativ oder ergänzend zu einer Funktionsschicht mit elektrostatischen Eigenschaften kann die Funktionsschicht oleophile Eigenschaften aufweisen, so dass die Funktionsschicht Schmiermittel wie Fett oder Schmieröl anlagert, das im Fall einer Mangelschmierung an den unmittelbaren Kontaktbereich des Wälzkörpers zu der Laufbahn freigegeben werden kann. Alternativ oder ergänzend zu einer Funktionsschicht mit elektrostatischen bzw. oleophilen Eigenschaften bietet eine Funktionsschicht mit hydrophilen Eigenschaften die Möglichkeit, aufgrund der wasseranziehenden Wirkung eine Filterfunktion auszuüben. Alternativ oder ergänzend zu einer Funktionsschicht mit elektrostatischen, oleophilen oder hydrophilen Eigenschaften bietet eine Funktionsschicht mit hydrophoben Eigenschaften die Möglichkeit, aufgrund der wasserabweisenden Wirkung Korrosion an dem Wälzkörper bzw. an den Lagerringen des Wälzlagers zu unterdrücken, wobei das Wasser von dem Kontaktbereich des Wälzkörpers zu dem Lagering entfernt und an einer anderen Stelle, insbesondere an oder in dem Wälzkörper, abgeschieden wird. Es versteht sich, dass das für die Funktionsschicht gewählt Material mehrere Eigenschaften gemeinsam aufweisen kann, beispielsweise elektrostatisch und oleophil bzw. oleophil und hydrophob bzw. elektrostatisch und hydrophil zugleich sein kann. Es versteht sich weiter, dass die Funktionsschicht mehrere Materialien umfassen kann, deren jede im wesentlichen elektrostatische, oleophile, hydrophobe oder hydrophile Eigenschaften aufweist.As an alternative or in addition to a functional layer having electrostatic properties, the functional layer may have oleophilic properties so that the functional layer deposits lubricant such as grease or lubricating oil which can be released to the raceway in the event of insufficient lubrication to the immediate contact area of the rolling element. As an alternative or in addition to a functional layer having electrostatic or oleophilic properties, a functional layer having hydrophilic properties offers the possibility of exercising a filter function on account of the water-attracting effect. As an alternative or in addition to a functional layer having electrostatic, oleophilic or hydrophilic properties, a functional layer with hydrophobic properties offers the possibility of suppressing corrosion on the rolling body or on the bearing rings of the rolling bearing due to the water-repellent effect, the water passing from the contact area of the rolling body to the rolling body Storing removed and deposited at another location, in particular on or in the rolling element. It is understood that the material selected for the functional layer may have several properties in common, for example, electrostatic and oleophilic or oleophilic and hydrophobic or electrostatic and hydrophilic at the same time. It is further understood that the functional layer may comprise a plurality of materials each having substantially electrostatic, oleophilic, hydrophobic or hydrophilic properties.

Die hydrophile, hydrophobe oder oleophile Funktionsschicht kann beispielsweise eine Beschichtung mit einer Schicht aus Hartkeramikmaterialien wie Chromoxid, Aluminiumoxid oder Wolframcarbid umfassen, die hydrophil sowie oleophil sind, je nachdem, ob in der Umgebung der Beschichtung Wasser oder Öl bzw. Fett vorhanden ist.The hydrophilic, hydrophobic or oleophilic functional layer can comprise, for example, a coating with a layer of hard ceramic materials such as chromium oxide, aluminum oxide or tungsten carbide, which are hydrophilic and oleophilic, depending on whether water or oil or fat is present in the environment of the coating.

Die hydrophile, hydrophobe oder oleophile Funktionsschicht kann alternativ oder ergänzend hierzu eine Beschichtung mit einer Schicht aus amorphen Kohlenstoff (sog. diamond-like carbon, DLC) umfassen, die naturgemäß hydrophobe Eigenschaften aufweist, allerdings abhängig beispielsweise von Dotierelementen auch hydrophile Eigenschaften erhalten kann. So bewirkt beispielsweise eine Dotierung mit Stickstoff, Bor oder polaren Dotanden eine hydrophile Oberfläche der DLC-Schicht, während eine Dotierung mit beispielsweise Fluor-Atomen eine hydrophobe Eigenschaft der DLC-Schicht ermöglicht. Weiter ist bekannt, dass eine hydrophile DLC-Schicht beispielsweise durch Abscheidung aus einem Plasma bzw. durch Bestrahlung mit hochenergetischer Strahlung, beispielsweise UV-Strahlung, erhalten werden kann. Auf ähnliche Weise lassen sich oleophile Eigenschaften der DLC-Schicht einstellen.The hydrophilic, hydrophobic or oleophilic functional layer may alternatively or additionally comprise a coating with a layer of amorphous carbon (so-called diamond-like carbon, DLC), which naturally has hydrophobic properties, but depending on, for example, doping elements can also obtain hydrophilic properties. For example, doping with nitrogen, boron or polar dopants causes a hydrophilic surface of the DLC layer, while doping with, for example, fluorine atoms enables a hydrophobic property of the DLC layer. Furthermore, it is known that a hydrophilic DLC layer can be obtained, for example, by deposition from a plasma or by irradiation with high-energy radiation, for example UV radiation. Similarly, oleophilic properties of the DLC layer can be adjusted.

Die hydrophile, hydrophobe oder oleophile Funktionsschicht kann alternativ oder ergänzend zu den Alternativen der beiden vorhergehenden Absätze auch durch eine nanoskalige Strukturierung der Oberfläche erhalten werden, beispielsweise durch eine Nanoindentierung, so dass ggf. auf eine Beschichtung der Oberfläche mit einem anderen Material verzichtet werden kann. Als Funktionsschicht ist in diesem Fall der dreidimensionale Oberflächenabschnitt anzusehen, in dessen Tiefe sich die nanoskalige Strukturierung erstreckt.The hydrophilic, hydrophobic or oleophilic functional layer may alternatively or in addition to the alternatives of the two preceding paragraphs also be obtained by nanoscale structuring of the surface, for example by nanoindentation, so that optionally a coating of the surface with another material can be dispensed with. In this case, the functional layer is the three-dimensional surface section, in the depth of which the nanoscale structure extends.

Der Wälzkörper kann eine im wesentlichen nadelförmige Gestalt aufweisen; hierzu weist die Schraubenfeder eine bei der Drehung um die Schraubenfederachse auftretende im wesentlichen zylindrische Hüllflächenkontur auf.The rolling element may have a substantially needle-shaped shape; For this purpose, the coil spring has a substantially cylindrical envelope surface contour which occurs during rotation about the helical spring axis.

Alternativ hierzu ist vorgesehen, dass der Wälzkörper eine von einer im wesentlichen zylindrischen Hüllflächenkontur abweichende, insbesondere kugelförmige, tonnenförmige oder (stumpf-)kegelige Gestalt aufweist; hierzu weist beispielsweise die Schraubenfeder eine kugelförmige, tonnenförmige, stumpf- oder vollkegelige Gestalt auf und liegt unter einer radialen Spannung an einer Einlage mit entsprechender Gestalt an.Alternatively, it is provided that the rolling element has a deviating from a substantially cylindrical Hüllflächenkontur, in particular spherical, barrel-shaped or (blunt) conical shape; For this purpose, for example, the coil spring has a spherical, barrel-shaped, blunt or full-cone shape and is located under a radial stress on an insert with a corresponding shape.

Die genannte Aufgabe wird ebenfalls erfindungsgemäß gelöst durch einen Wälzkörper, umfassend ein Korpus mit einer Drehachse und eine Schraubenfeder, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder bei der Drehung um die Drehachse eine nicht-zylindrische Hüllfläche beschreibt. Die Abweichung von der zylindrischen Hüllfläche ermöglicht dabei, dass der Wälzkörper in Richtung der Laufbahn radial vorsteht bzw. zurückweicht, so dass Kräfte zwischen der Laufbahn und dem Wälzkörper leicht ausgetauscht werden können.The above object is also achieved according to the invention by a rolling element, comprising a body with a rotation axis and a helical spring, characterized in that the helical spring describes a non-cylindrical envelope surface when rotating about the axis of rotation. The deviation from the cylindrical envelope surface makes it possible for the rolling element to project radially in the direction of the raceway or to recede, so that forces between the raceway and the rolling element can be easily exchanged.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.Further advantages and features will become apparent from the dependent claims and from the description of an embodiment.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.The invention will be described and explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt ausschnittsweise eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzkörpers, 1 shows a detail of a side view of a first embodiment of a rolling element according to the invention,

2 zeigt den Wälzkörper aus 1 in einer geschnittenen Darstellung, 2 shows the rolling element 1 in a cut view,

3 zeigt ausschnittsweise eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzkörpers, 3 shows a detail of a side view of a second embodiment of a rolling body according to the invention,

4 zeigt den Wälzkörper aus 3 in einer geschnittenen Darstellung, 4 shows the rolling element 3 in a cut view,

5 zeigt eine Ansicht senkrecht zu der Drehachse (5a), entlang der Drehachse (5b) sowie eine Schnittansicht (5c) eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzkörpers, 5 shows a view perpendicular to the axis of rotation ( 5a ), along the axis of rotation ( 5b ) as well as a sectional view ( 5c ) of a third embodiment of a rolling element according to the invention,

6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzkörpers in einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wälzlagers, 6 shows a perspective view of a fourth embodiment of a rolling element according to the invention in an embodiment of a rolling bearing according to the invention,

7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzkörpers in einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wälzlagers, und 7 shows a perspective view of a fifth embodiment of a rolling element according to the invention in an embodiment of a rolling bearing according to the invention, and

8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzkörpers in einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wälzlagers. 8th shows a perspective view of a sixth embodiment of a rolling element according to the invention in an embodiment of a rolling bearing according to the invention.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen Detailed description of the drawings

1 zeigt einen Wälzkörper, dessen Korpus 1 eine Schraubenfeder 2 umfasst, wobei die Schraubenfeder 2 als Schraubendruckfeder ausgebildet ist. Das Korpus 1 des Wälzkörpers weist eine Drehachse 3 auf, zu der konzentrisch und diese umgebend die Schraubenfeder 2 angeordnet ist. Der Wälzkörper ist dabei im wesentlichen nadelförmig ausgebildet. 1 shows a rolling element whose body 1 a coil spring 2 includes, wherein the coil spring 2 is designed as a helical compression spring. The body 1 of the rolling body has an axis of rotation 3 on, concentric and surrounding the coil spring 2 is arranged. The rolling element is designed substantially needle-shaped.

Das Korpus 1 des Wälzkörpers umfasst weiter eine Einlage 4 aus einem elastischen Material, nämlich einem porösen Kunststoff, speziell einem elastischen, aber im wesentlichen formstabilen Schaumstoff, wobei die Einlage 4 ebenfalls konzentrisch zu der Drehachse 3 ausgerichtet angeordnet und von der Schraubenfeder 2 umgeben ist. Die Schraubenfeder 2 liegt an der Einlage 4 an und umgibt die Einlage 4, wobei die Einlage 4 die Schraubenfeder 2 entlang deren gesamten axialen Erstreckung durchsetzt. Die Schraubenfeder 2 steht über eine Mantelfläche 5 der Einlage 4 über, so dass der Wälzkörper bei der Drehung um die Drehachse 3 eine im wesentlichen zylindrische Hüllfläche beschreibt.The body 1 the rolling element further comprises an insert 4 of an elastic material, namely a porous plastic, especially an elastic, but substantially dimensionally stable foam, wherein the insert 4 also concentric with the axis of rotation 3 aligned and arranged by the coil spring 2 is surrounded. The coil spring 2 is due to the deposit 4 and surrounds the deposit 4 , where the deposit 4 the coil spring 2 traversed along the entire axial extent. The coil spring 2 stands over a lateral surface 5 the deposit 4 over, allowing the rolling element to rotate around the axis of rotation 3 describes a substantially cylindrical envelope surface.

Die Schraubenfeder 2 weist in dem in 1 und 2 dargestellten Ausschnitt zweiundzwanzig einzelne Windungen auf, deren eine mit dem Bezugszeichen ,6' versehen ist. Mit den Windungen umläuft die Schraubenfeder 2 die Drehachse 3 spiralförmig, mit einem konstanten Vorschub in axialer Richtung, also in Richtung der Erstreckung der Drehachse 3.The coil spring 2 points in the in 1 and 2 shown cutout twenty-two individual turns, one with the reference numeral, 6 'is provided. With the windings, the coil spring rotates 2 the axis of rotation 3 spiral, with a constant feed in the axial direction, ie in the direction of the extension of the axis of rotation 3 ,

1 und 2 zeigen die Schraubenfeder 2 in einem auf die Einlage 4 montierten Zustand. Dabei weist die Schraubenfeder 2 in einem nicht-montierten Zustand einen Durchmesser, also einen Abstand zwischen zwei im wesentlichen gegenüberliegenden Windungen, auf, der geringer ist als der Durchmesser der Schraubenfeder 2 im dargstellten montierten Zustand. Um die Schraubenfeder 2 montieren zu können, muss der Durchmesser der Schraubenfeder 2 vergrößert werden, so dass in dem montierten Zustand die Schraubenfeder 2 unter eine Vorspannung an der Einlage 4 anliegt, und wobei diese Vorspannung eine Komponente senkrecht zu der Richtung der Erstreckung der Drehachse 3, also eine radiale Komponente, aufweist, so dass die Schraubenfeder 2 unter einer radialen Vorspannung montiert ist. Dabei liegt die Schraubenfeder 2 unter einer radialen Vorspannung an der Mantelfläche 5 der Einlage 4 an. 1 and 2 show the coil spring 2 in one on the deposit 4 assembled state. In this case, the coil spring 2 in a non-assembled state, a diameter, that is, a distance between two substantially opposite turns, which is less than the diameter of the coil spring 2 in dargstellten assembled state. To the coil spring 2 To mount, the diameter of the coil spring must be 2 be increased, so that in the mounted state, the coil spring 2 under a bias on the insert 4 is applied, and wherein this bias voltage is a component perpendicular to the direction of extension of the axis of rotation 3 , So a radial component, so that the coil spring 2 is mounted under a radial bias. This is the coil spring 2 under a radial bias on the lateral surface 5 the deposit 4 at.

1 und 2 zeigen weiter, dass benachbarte Windungen der Schraubenfeder 2 zueinander einen Abstand einhalten, also nicht aneinander anliegen und sich nicht aneinander abstützen. Statt dessen stützen sich die Windungen der Schraubenfeder 2 an der Einlage 4 ab. 1 and 2 show that adjacent turns of the coil spring 2 Keep a distance to each other, so do not rest against each other and not supported each other. Instead, the turns of the coil spring are supported 2 at the deposit 4 from.

2 zeigt die Schraubenfeder 2 sowie die Einlage 4 in der montierten Stellung in einer Schnittansicht, wobei die Schnittebene die Drehachse 3 des Korpus 1 des Wälzkörpers enthält. Es ist erkennbar, dass die Einlage 4 an der Mantelfläche 5 eine umlaufende Nut 6 aufweist, in der die Schraubenfeder 2 abschnittsweise aufgenommen ist. Die Schraubenfeder 2 weist dabei ein Strangelement mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf, das um die Drehachse 3 gewunden ist, ca. ein Drittel des Querschnittes des Strangelementes und damit der Schraubenfeder 2 in der Nut 6 aufgenommen ist. Die Nut 6 weist ein sphärisches Profil auf, in das der kreisförmige Querschnitt des die Schraubenfeder 2 bildenden Strangelementes aufgenommen ist. Die Nut 6 ermöglicht dabei eine annähernd formschlüssige Aufnahme der Schraubenfeder 2 an der Mantelfläche 5 der Einlage 4, wobei die radiale Vorspannung der Schraubenfeder 2 in Bezug auf die Drehachse 3 zusätzlich eine kraftschlüssige Komponente erzeugt. 2 shows the coil spring 2 as well as the deposit 4 in the assembled position in a sectional view, wherein the sectional plane of the axis of rotation 3 of the body 1 of the rolling element. It can be seen that the deposit 4 on the lateral surface 5 a circumferential groove 6 in which the coil spring 2 is added in sections. The coil spring 2 in this case has a strand element with a substantially circular cross section, which is about the axis of rotation 3 is wound, about one third of the cross section of the strand element and thus the coil spring 2 in the groove 6 is included. The groove 6 has a spherical profile into which the circular cross-section of the coil spring 2 forming strand element is added. The groove 6 allows an approximately positive reception of the coil spring 2 on the lateral surface 5 the deposit 4 , wherein the radial bias of the coil spring 2 in relation to the axis of rotation 3 additionally generates a frictional component.

In der Darstellung von 2 sind von der Nut 6 zweiundzwanzig Umläufe um die Drehachse 3 dargestellt.In the presentation of 2 are from the groove 6 Twenty-two revolutions around the rotation axis 3 shown.

In der nicht-montierten Stellung weisen benachbarte Windungen der Schraubenfeder 2 einen geringeren Abstand in Richtung der Achse der Schraubenfeder 2 auf als in der in 2 dargestellten, auf die Einlage 4 montierten Stellung. Damit weist die Nut 6 in der Mantelfläche 5 der Einlage 4 bezogen auf die Windungen der Schraubenfeder 2 einen Gangunterschied auf, so dass die Schraubenfeder 2 unter einer im wesentlichen in Richtung der Drehachse 3, also in axialer Richtung, wirkenden Vorspannung an der Einlage 4 anliegt.In the unassembled position, adjacent turns of the coil spring 2 a smaller distance in the direction of the axis of the coil spring 2 on as in the in 2 shown, on the deposit 4 mounted position. This shows the groove 6 in the lateral surface 5 the deposit 4 based on the turns of the coil spring 2 a gear difference, so that the coil spring 2 under a substantially in the direction of the axis of rotation 3 , So in the axial direction, acting bias on the insert 4 is applied.

Das Material der Einlage 4 umfasst weiter noch magnetische Partikel 7, die in der Einlage 4 homogen verteilt sind, wodurch das Korpus 1 des Wälzkörpers eine permanente Magnetisierung erhält.The material of the insert 4 still includes magnetic particles 7 that in the deposit 4 are distributed homogeneously, eliminating the corpus 1 the rolling element receives a permanent magnetization.

An dem Wälzkörper, nämlich an der Schraubenfeder 2 oder an bzw. in der Einlage 4, ist weiter ein bildlich nicht dargestelltes Funktionselement, nämlich ein Sensor, speziell ein mittels Dehnmess-Streifen arbeitender Sensor, angeordnet. Zusätzlich ist an dem Wälzkörper, nämlich an der Schraubenfeder 2 oder an bzw. in der Einlage 4, eine Funktionsschicht angeordnet, insbesondere eine Funktionsschicht, die elektrostatische, oleophile, hydrophile oder hydrophobe Eigenschaften aufweist, wobei die Funktionsschicht ebenfalls bildlich nicht dargestellt ist.On the rolling element, namely on the coil spring 2 or on or in the deposit 4 , Further, a functionally not pictured functional element, namely a sensor, especially arranged by means of Dehnmess strips sensor arranged. In addition, on the rolling elements, namely on the coil spring 2 or on or in the deposit 4 arranged a functional layer, in particular a functional layer having electrostatic, oleophilic, hydrophilic or hydrophobic properties, wherein the functional layer is also not shown pictorially.

Im Betrieb des Wälzkörpers kommen die von der Drehachse 3 fort weisenden Flächenabschnitte 8 der Schraubenfeder 2 in Kontakt mit einer Lauffläche eines Lagerrings des Wälzlagers. Die Flächenabschnitte 8 bilden dann eine einzige Kontaktfläche aus, die die Drehachse 3 unter einen axialen Vorschub umläuft, wobei die in den Wälzkörper eingeleiteten Kräfte sowohl in axialer wie auch in radialer Richtung von der Einlage 4 aufgenommen werden, an der die Schraubenfeder 2 anliegt.In the operation of the rolling body coming from the axis of rotation 3 continuing facing surface sections 8th the coil spring 2 in contact with a raceway of a bearing ring of the rolling bearing. The surface sections 8th then form a single contact surface out, which is the axis of rotation 3 under an axial feed, wherein the forces introduced into the rolling elements in both the axial and in the radial direction of the insert 4 be absorbed, on which the coil spring 2 is applied.

Bei der folgenden Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels, das in 3 und 4 dargestellt ist, bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche oder in ihrer technischen Wirkung vergleichbare Merkmale. Im folgenden sollen daher insbesondere die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel herausgestellt werden.In the following description of the second embodiment, which is shown in FIG 3 and 4 is represented, like reference numerals designate same or comparable in their technical effect characteristics. In the following, therefore, in particular the differences from the first embodiment will be highlighted.

Bei dem in 3 bzw. 4 dargestellten Korpus 1 des Wälzkörpers ist die Schraubenfeder 2 im wesentlichen vollständig in der Einlage 4 aufgenommen, so dass von der Schraubenfeder 2 nur noch die Kontaktflächen 8 über die Mantelfläche 5 der Einlage 4 überstehen. Die Einlage 4 ist als Umspritzung ausgebildet, und zwar derart, dass die Schraubenfeder 2 in der Umspritzung versenkt aufgenommen ist. Das Korpus 1 ist derart hergestellt worden, dass die Schraubenfeder 2 bereitgestellt wird, dann die Umspritzung eingeführt wird, wodurch der Zwischenraum zwischen den Windungen der Schraubenfeder 2 ausgefüllt wird, und abschließend das Material der Umspritzung so weit abgetragen wird, bis die Kontaktflächen 8 der Schraubenfeder 2 freigestellt sind.At the in 3 respectively. 4 illustrated body 1 of the rolling element is the coil spring 2 essentially completely in the insert 4 taken up, so by the coil spring 2 only the contact surfaces 8th over the lateral surface 5 the deposit 4 survive. The deposit 4 is formed as encapsulation, in such a way that the coil spring 2 sunk in the encapsulation is added. The body 1 has been made such that the coil spring 2 is provided, then the encapsulation is introduced, whereby the space between the turns of the coil spring 2 is completed, and finally the material of the coating is removed so far, until the contact surfaces 8th the coil spring 2 are released.

Ein Endabschnitt 9 der Schraubenfeder 2 liegt auf der Mantelfläche 5 der Umspritzung 4 auf. Im Bereich des Endabschnittes 9 weist die Schraubenfeder 2 einen geringeren, zu dem Ende 10 des Endabschnittes 9 hin abnehmenden Durchmesser auf. Es versteht sich, dass diese Maßnahme auch für das vorstehend beschriebene erste Ausführungsbeispiel vorgesehen sein kann. Es versteht sich weiter, dass der Endabschnitt 9 mit dem Ende 10 auch vollständig in dem Material der Einlage 4 aufgenommen sein kann, beispielsweise, indem der Endabschnitt 9 in Richtung auf die Drehachse 3 hin radial abgestellt ist.An end section 9 the coil spring 2 lies on the lateral surface 5 the encapsulation 4 on. In the area of the end section 9 indicates the coil spring 2 a lesser, to the end 10 of the end section 9 decreasing diameter. It is understood that this measure can also be provided for the first embodiment described above. It is further understood that the end portion 9 with the end 10 also completely in the material of the insert 4 may be included, for example, by the end portion 9 in the direction of the axis of rotation 3 turned off radially.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wies die Schraubenfeder 2 einen jeweils kreisförmigen Querschnitt auf. Es versteht sich, dass die Schraubenfeder auch einen rechteckigen oder einen linsenförmigen Querschnitt aufweisen kann; insbesondere kann die Schraubenfeder 2 aus einem gewundenen Bandmaterial ausgebildet sein.In the embodiments described above, the coil spring 2 a respective circular cross-section. It is understood that the coil spring may also have a rectangular or a lenticular cross-section; in particular, the coil spring 2 be formed of a wound strip material.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert, bei denen jeweils der Wälzkörper eine im wesentlichen zylindrische, insbesondere nadelförmige, Gestalt aufwies. Dabei wies jeweils die Schraubenfeder 2 eine annähernd zylindrische Gestalt und beschrieb bei der Drehung um die Drehachse 3 des Wälzkörpers eine zylindrische Hüllfläche. Es versteht sich, dass der Wälzkörper eine von der zylindrischen Gestalt abweichende Gestalt aufweisen kann, insbesondere kann der Wälzkörper eine bombierte, speziell tonnenförmige, oder (stumpf-)kegelige bzw. kugelförmige Gestalt aufweisen. Entsprechend weist in diesem Fall die Schraubenfeder 2 eine bombierte, speziell tonnenförmige, oder stumpf-kegelige bzw. kugelförmige Gestalt auf, und die Einlage eine der Gestalt der Schraubenfeder angepasste Form. Es versteht sich weiter, dass die Schraubenfeder eine im wesentlichen zylindrische Gestalt aufweisen kann, aber die Einlage eine von der zylindrischen Gestalt abweichende Form, beispielsweise eine tonnenförmige oder stumpf-kegelige bzw. kugelförmige Form, und dass bei der Montage der Schraubenfeder auf die Einlage die Schraubenfeder verspannt wird und dabei die Gestalt der Einlage annimmt.The invention has been described and explained in detail above with reference to two embodiments, in which each of the rolling elements had a substantially cylindrical, in particular acicular, shape. In each case pointed the coil spring 2 an approximately cylindrical shape and described in the rotation about the axis of rotation 3 the rolling element has a cylindrical envelope surface. It is understood that the rolling element may have a different shape from the cylindrical shape, in particular, the rolling element may have a domed, specially barrel-shaped, or (blunt) conical or spherical shape. Accordingly, in this case, the coil spring 2 a domed, specially barrel-shaped, or blunt-conical or spherical shape, and the insert adapted to the shape of the coil spring shape. It is further understood that the coil spring may have a substantially cylindrical shape, but the insert has a different shape from the cylindrical shape, for example, a barrel-shaped or blunt-conical or spherical shape, and that when mounting the coil spring on the insert the Helical spring is clamped and thereby assumes the shape of the insert.

5 zeigt als drittes Ausführungsbeispiel einen Wälzkörper mit einer von einer zylindrischen Kontur abweichenden Gestalt, speziell mit einer im wesentlichen kugelförmigen Gestalt, wobei die Schraubenfeder 2 ihrerseits eine annähernd kugelförmige Gestalt aufweist. Bei der Drehung um die Drehachse 3 des Korpus des Wälzkörpers beschreibt dieser eine im wesentlichen kugelförmige Hüllflächenkontur. Die Schraubenfeder 2 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist zur einen Hälfte in einer Nut 6 aufgenommen und steht mit der anderen Hälfte des Querschnittes über die an die Nut 6 angrenzende Mantelfläche 5 der Einlage 2 über (5c). Die Einlage 2 ihrerseits weist eine annähernd kugelförmige Gestalt auf, also eine Gestalt, die im wesentlichen der Form der Schraubenfeder 2 entspricht. Die Schraubenfeder 2 weist an dem Endabschnitt 9 zu dem Ende 10 hin konstanten Querschnittsdurchmesser auf und liegt mit dem Endabschnitt 9 bzw. dem Ende 10 nahe der Drehachse 3, zur Hälfte in der Nut 6 der Mantelfläche 5 der Einlage 2 aufgenommen, auf (5b). 5 shows as a third embodiment, a rolling body having a deviating from a cylindrical contour shape, especially with a substantially spherical shape, wherein the coil spring 2 in turn has an approximately spherical shape. When turning around the axis of rotation 3 the body of the rolling element describes this a substantially spherical Hüllflächenkontur. The coil spring 2 has a circular cross-section and is half in a groove 6 recorded and stands with the other half of the cross section of the groove 6 adjacent lateral surface 5 the deposit 2 above ( 5c ). The deposit 2 in turn, has an approximately spherical shape, that is, a shape that is substantially the shape of the coil spring 2 equivalent. The coil spring 2 points at the end portion 9 to the end 10 towards constant cross-sectional diameter and lies with the end portion 9 or the end 10 near the axis of rotation 3 , half in the groove 6 the lateral surface 5 the deposit 2 recorded, on ( 5b ).

6 zeigt einen Wälzkörper mit einem Korpus 1, wobei der Wälzkörper eine Schraubenfeder 2 umfasst, die eine nicht-zylindrische Hüllfläche bei der Drehung um die Drehachse beschreibt. Die Schraubenfeder 2 kann optional an einer Einlage, wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erläutert, abgestützt sein. 6 shows a rolling element with a body 1 wherein the rolling element is a helical spring 2 which describes a non-cylindrical envelope surface when rotating about the axis of rotation. The coil spring 2 may optionally be supported on an insert as explained in the embodiments described above.

Bei der Drehung beschreibt die Schraubenfeder 2 eine konvexe Hüllfläche, die axial mittig zwischen den Enden der Schraubenfeder den ca. doppelten Durchmesser aufweist wie an den Enden der Schraubenfeder. Die Erstreckung der Schraubenfeder 2 in Richtung der Drehachse beträgt das mehr als ca. 2,5-fache der Erstreckung senkrecht zu der Drehachse an der breitesten Stelle, so dass die Schraubenfeder 2 einen im wesentlichen nadelförmigen Wälzkörper ausbildet.When turning describes the coil spring 2 a convex hull surface axially midway between the ends of the helical spring having about twice the diameter as at the ends of the coil spring. The extension of the coil spring 2 in the direction of the axis of rotation that is more than about 2.5 times the extent perpendicular to the axis of rotation at the widest point, so that the coil spring 2 forms a substantially needle-shaped rolling elements.

Die Schraubenfeder 2 ist in einem Wälzlager angeordnet und läuft auf einer Laufbahn 11 eines Außenrings 12 sowie einer Laufbahn 13 eines Innenrings 14 des Wälzlagers ab. Die jeweiligen Laufbahnen 11, 13 weisen dabei eine zu der Hüllfläche der Schraubenfeder 2 komplementäre, hier als konvexe, Kontur auf. Im Bereich des bezogen auf eine zylindrische Hüllfläche auf die Laufbahnen 11, 13 vorstehenden, also von der Drehachse fort weisenden mittigen Abschnittes der Schraubenfeder 2 können beispielsweise in Richtung der Drehachse, also axial, wirkende Kräfte radial auf die Laufbahnen 11, 13 übertragen werden. Zu beachten ist auch, dass die Federkonstante der Schraubenfeder 2 abhängig von dem Innendurchmesser der Schraubenfeder 2 sein kann, so dass in die Schraubenfeder 2 eingeleitete Kräfte durch die Schraubenfeder 2 selbst zumindest teilweise absorbiert werden können und die Schraubenfeder 2 zur mechanischen Dämpfung des Wälzlagers beiträgt. The coil spring 2 is arranged in a rolling bearing and runs on a track 11 an outer ring 12 as well as a career 13 an inner ring 14 of the rolling bearing. The respective careers 11 . 13 have one to the envelope surface of the coil spring 2 complementary, here as a convex, contour. In the area of relative to a cylindrical envelope surface on the raceways 11 . 13 projecting, ie away from the axis of rotation away central portion of the coil spring 2 For example, in the direction of the axis of rotation, so axially acting forces radially on the raceways 11 . 13 be transmitted. It should also be noted that the spring constant of the coil spring 2 depending on the inner diameter of the coil spring 2 can be so in the coil spring 2 introduced forces by the coil spring 2 itself can be at least partially absorbed and the coil spring 2 contributes to the mechanical damping of the rolling bearing.

Die bei der Drehung der Schraubenfeder 2 beschriebene Hüllfläche ist von im wesentlichen konvex-tonnenförmiger Gestalt und als Rotationsfläche eines gebogenen, speziell kreissegmentförmigen Abschnittes zu erhalten, wobei der Krümmungsradius des gebogenen Abschnittes deutlich größer, insbesondere ein Vielfaches der Erstreckung der Schraubenfeder 2 in Richtung der Drehachse ist.The during the rotation of the coil spring 2 described enveloping surface is of substantially convex-barrel-shaped and obtained as a rotation surface of a curved, specially circular segment-shaped portion, wherein the radius of curvature of the bent portion significantly larger, in particular a multiple of the extension of the coil spring 2 in the direction of the axis of rotation.

7 zeigt einen Wälzkörper mit einem Korpus 1, das eine Schraubenfeder 2 umfasst, deren Hüllfläche an den Enden den größten Durchmesser und mittig zwischen den Enden den geringsten Durchmesser, nämlich ca. die Hälfte des größten Durchmessers, aufweist. Die Schraubenfeder beschreibt bei der Drehung um die Drehachse eine konkave Hüllfläche, wobei die Hüllfläche von im wesentlichen konkav-tonnenförmiger Gestalt ist und als Rotationsfläche eines gebogenen, speziell kreissegmentförmigen Abschnittes zu erhalten ist, wobei der Krümmungsradius des gebogenen Abschnittes ein Vielfaches der Erstreckung der Schraubenfeder 2 in Richtung der Drehachse ist. Entsprechend weisen die Laufbahnen 11, 13 der Lagerringe 12, 14 eine komplementäre, also konvexe Gestalt auf. 7 shows a rolling element with a body 1 that is a coil spring 2 comprises, the envelope surface at the ends of the largest diameter and centrally between the ends of the smallest diameter, namely about half of the largest diameter has. The helical spring, when rotated about the axis of rotation, defines a concave envelope surface, the envelope surface being of substantially concave-barrel shape and obtainable as the surface of revolution of a curved, segment-shaped portion, the radius of curvature of the arcuate portion being a multiple of the extension of the coil spring 2 in the direction of the axis of rotation. Accordingly, the raceways 11 . 13 the bearing rings 12 . 14 a complementary, so convex shape.

8 zeigt einen Wälzkörper mit einem Korpus, das eine Schraubenfeder 2 umfasst, die bei der Drehung um die Drehachse eine Hüllfläche mit einer konischen Mantelfläche beschreibt; speziell weist die Hüllfläche eine stumpf-kegelige Gestalt auf. Der Durchmesser der von der Schraubenfeder 2 beschriebenen Hüllfläche nimmt von einem ersten Ende 15 zu einem zweiten Ende 16 hin linear ab, wobei an dem ersten Ende 15 der Durchmesser ca. das Doppelte des Durchmessers an dem zweiten Ende 16 beträgt. Das Korpus 1 des Wälzkörpers weist eine Erstreckung in Richtung der Drehachse auf, die mehr als das ca. 2,5-fache der Erstreckung senkrecht zu der Drehachse an der breitesten Stelle beträgt, so dass der Wälzkörper eine im wesentlichen konisch zulaufende nadelförmige Gestalt aufweist. Die Lagerringe 12, 14 weisen Laufbahnen auf, die ein im wesentlichen lineares, angeschrägtes Profil zeigen, wobei der Abstand zwischen den beiden Laufbahnen 11, 13 zu dem zweiten Ende 16 der Schraubenfeder abnimmt. 8th shows a rolling element with a body, which is a helical spring 2 comprises, when rotating about the axis of rotation describes an envelope surface with a conical lateral surface; Specifically, the envelope has a blunt-conical shape. The diameter of the coil spring 2 described enveloping surface decreases from a first end 15 to a second end 16 towards linear, being at the first end 15 the diameter is about twice the diameter at the second end 16 is. The body 1 of the rolling body has an extension in the direction of the axis of rotation, which is more than about 2.5 times the extent perpendicular to the axis of rotation at the widest point, so that the rolling body has a substantially conically tapered needle-shaped. The bearing rings 12 . 14 have raceways that show a substantially linear, tapered profile, wherein the distance between the two raceways 11 . 13 to the second end 16 the coil spring decreases.

Schraubenfedern wie sie in dem vierten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiel beschrieben sind, könnten alternativ hierzu auch in einer kugelförmigen Gestalt vorliegen und sind als solche grundsätzlich bekannt. Vom Gegenstand der Erfindung umfasst ist damit ebenfalls die Verwendung einer Schraubenfeder, die bei der Drehung eine nicht-zylindrische Hüllfläche beschreibt, als Wälzkörper in einem Wälzlager, eingeschlossen den oben, anhand des dritten Ausführungsbeispiels (5) beschriebenen Fall einer Schraubenfeder mit einer kugelförmigen Hüllfläche, wenn keine Einlage 4 vorgesehen ist, an der sich die kugelförmige Schraubenfeder abstützt, wobei die kugelförmige Schraubenfeder 2 (5) als solche, ohne die Einlage 4, als Wälzkörper in einem Wälzlager Verwendung findet.Coil springs as described in the fourth, fifth and sixth embodiments may alternatively be in a spherical shape and are basically known as such. The subject of the invention thus also comprises the use of a helical spring, which describes a non-cylindrical envelope surface during rotation, as rolling elements in a roller bearing, including the one above, with reference to the third embodiment (FIG. 5 ) described case of a coil spring with a spherical envelope surface, if no deposit 4 is provided, on which the spherical coil spring is supported, wherein the spherical coil spring 2 ( 5 ) as such, without the deposit 4 , as rolling elements in a rolling bearing is used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Korpus des WälzkörpersBody of the rolling element
22: Schraubenfedercoil spring
33: Drehachse des Korpus 1 Rotary axis of the carcass 1
44: Einlageinlay
55: Mantelfläche der Einlage 4 Lateral surface of the insert 4
66: Nutgroove
77: magnetischer Partikelmagnetic particle
88th: Kontaktflächecontact area
99: Endabschnittend
1010: EndeThe End
1111: Laufbahn AußenringRaceway outer ring
1212: Außenringouter ring
1313: Laufbahn InnenringRaceway inner ring
1414: Innenringinner ring
1515: erstes Endefirst end
1616: zweites Endesecond end

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims

Rolling element comprising a body ( 1 ) with a coil spring ( 2 ), characterized in that the coil spring ( 2 ) on an insert ( 4 ) made of an elastic material, in particular of a plastic, is applied.

Rolling element according to claim 1, characterized in that the insert ( 4 ) the coil spring ( 2 ) along the entire axial extent of the coil spring ( 2 ) interspersed.

Rolling element according to claim 1 or 2, characterized in that the helical spring ( 2 ) on a lateral surface ( 5 ) of the deposit ( 4 ) is applied under a radial bias.

Rolling element according to one of claims 1 to 3, characterized in that adjacent turns of the helical spring ( 2 ) in the axial direction at a distance to each other.

Rolling element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the turns ( 6 ) of the coil spring ( 2 ) in sections form-fitting manner on a lateral surface ( 5 ) of the deposit ( 4 ) are included.

Rolling element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the insert ( 4 ) a circumferential groove ( 6 ), in which the coil spring ( 2 ) is recorded in sections.

Rolling element according to claim 6, characterized in that the turns of the helical spring ( 2 ) and the circumferential groove ( 6 ) of the deposit ( 4 ) have a path difference.

Rolling element according to one of claims 1 to 7, characterized in that the insert ( 4 ) comprises a porous material, in particular a foam.

Rolling element according to one of claims 1 to 8, characterized in that the insert ( 4 ) magnetic particles ( 7 ).

Rolling element according to one of claims 1 to 9, characterized in that the insert is formed as encapsulation, which covers the turns of the coil spring in sections.

Rolling element according to one of claims 1 to 10, characterized in that the rolling body comprises a functional element, in particular a sensor, especially a working by means of strain gauge sensor.

Rolling element according to claim 11, characterized in that the sensor sensor data, in particular measured values or functional values of the sensor, transmitted wirelessly.

Rolling element according to one of claims 1 to 12, characterized in that the rolling body comprises a functional layer, in particular a functional layer having electrostatic, oleophilic, hydrophilic or hydrophobic properties.

Rolling element according to one of claims 1 to 13, characterized in that the rolling body has a substantially needle-shaped configuration.

Rolling element according to one of claims 1 to 13, characterized in that the rolling body has a deviating from a substantially cylindrical Hüllflächenkontur, in particular spherical, barrel-shaped or (blunt) conical shape.

Rolling elements comprising a body with a rotation axis and a helical spring, characterized in that the helical spring when rotating about the axis of rotation describes a non-cylindrical envelope surface.

Rolling bearing comprising a rolling element according to one of claims 1 to 16.