Gebiet der ErfindungField of the invention
Die
Erfindung betrifft ein Wälzlagerteil,
insbesondere einen Wälzlagerring
oder einen Wälzkörper, nach
Anspruch 1.The
Invention relates to a rolling bearing part,
in particular a rolling bearing ring
or a rolling element, after
Claim 1.
Aus
der Praxis sind Wälzlagerteile
für Wälzlager,
insbesondere Wälzlagerringe
oder Wälzkörper, bekannt,
wobei das Wälzlagerteil
ein Korpus mit einer Drehachse umfasst und eine Kontaktfläche zu einem
weiteren Wälzlagerteil
an einer Mantelfläche des
Umfangs des Korpus, wobei im Lastfall in einem Abschnitt der Kontaktfläche ein
flächiger
Berührungskontakt
zu dem weiteren Wälzlagerteil,
insbesondere einem Wälzkörper oder
einem Wälzlagerring
ausgebildet wird. Ist das Wälzlagerteil
beispielsweise ein zylindrischer Wälzkörper und das weitere Wälzlagerteil
ein Innenring des Wälzlagers,
rollt die zylindrische Mantelfläche
des Wälzkörpers an
einer hohlzylindrischen Laufbahn des Innenrings ab. Dabei tritt
ein Berührungskontakt
zwischen der Mantelfläche
und der Laufbahn auf, wobei im Bereich des Berührungskontaktes Kräfte übertragen
werden und die Last abgestützt
wird.Out
In practice, rolling bearing parts
for rolling bearings,
in particular rolling bearing rings
or rolling elements, known,
wherein the rolling bearing part
a body having a rotation axis and a contact surface to a
further rolling bearing part
on a lateral surface of the
Scope of the body, wherein in the load case in a portion of the contact surface a
flat
physical contact
to the other rolling bearing part,
in particular a rolling element or
a rolling bearing ring
is trained. Is the rolling bearing part
For example, a cylindrical rolling element and the other rolling bearing part
an inner ring of the rolling bearing,
rolls the cylindrical surface
of the rolling element
a hollow cylindrical raceway of the inner ring. It occurs
a touch contact
between the lateral surface
and the career, wherein transmitted in the region of the contact contact forces
and the load is supported
becomes.
Der
Berührungskontakt
kann sich auch als Punktkontakt ausbilden, wobei die Kontaktfläche bei höherer Last
eine Ellipse ist. Derartige Punktkontakte ermöglichen nur eine geringe Lastaufnahme.
Punktkontakte bilden sich ohne weiteres aus, wenn an der Mantelfläche des
Wälzkörpers bzw.
an der Laufbahn des Innenrings vorstehende Stelle vorhanden sind. Im
Bereich dieser vorstehenden Stellen wird auf den Wälzkörper ein
Moment übertragen,
das zur Schränkung
des Wälzkörpers führt. Nachteilig
ist, dass die Schränkung
eines Wälzkörpers kaum
einstellbar oder steuerbar ist, sowie weiter, dass für verschiedene
Wälzkörper gleicher
Bauart die Schränkung
unterschiedlich ist. Ein derartiger Punktkontakt tritt beispielsweise
bei Tonnenrollen oder Pendelrollen auf, wobei die Mantelfläche des
Wälzkörpers gekrümmt ist
und die Laufbahn ebenfalls gekrümmt
ausgebildet wird, wobei ein Krümmungsradius
der Laufbahn größer ist
als ein Krümmungsradius
des Wälzkörpers, speziell
der Pendelrolle oder der Tonnenrolle.Of the
physical contact
can also form as point contact, the contact surface at higher load
an ellipse is. Such point contacts allow only a small load bearing.
Point contacts are readily formed when on the lateral surface of the
Rolling elements or
on the raceway of the inner ring protruding site are present. in the
Area of these protruding points is on the rolling elements
Transmit moment,
that to the setting
of the rolling element leads. adversely
is that the setting
a rolling element barely
is adjustable or controllable, as well as that for different
Rolling elements same
Type the setting
is different. Such a point contact occurs, for example
in the case of barrel rollers or spherical rollers, the lateral surface of the
Rolling element is curved
and the track also curved
is formed, wherein a radius of curvature
the career is greater
as a radius of curvature
of the rolling element, specifically
the spherical roller or the barrel roller.
Der
Berührungskontakt
kann sich als Linienkontakt ausbilden, wobei die Berührfläche zwischen der
Mantelfläche
des Wälzkörpers und
der Laufbahn an dem Innenring eine Linie bzw. bei hoher Last eine rechteckige
Fläche
ausbildet; hierzu wird der Wälzkörper möglichst
so ausgebildet, dass er eine möglichst
lange axiale Erstreckung, entlang der Drehachse, aufweist. Nachteilig
ist bei der Ausbildung des Linienkontaktes, dass eine hohe Reibung
auftritt, auch bereits bei geringen Lasten, sowie weiter, dass im Betrieb
des Wälzlagers
Schmierstoff verdrängt
werden muss, so dass spezielle Schmierstoffe wie geeignete Fette
erforderlich sind. Es erweist sich als nachteilig, dass die beispielsweise
zylindrische Mantelfläche
eines zylindrischen Wälzkörpers keinen
entlang der Mantelfläche
sich erstreckenden, im idealen Fall eindimensionalen Kontakt mit
der als ideal zylindrisch bzw. hohlzylindrisch angenommenen Laufbahn ausbildet.
Statt dessen tritt eine Abfolge von Punktkontakten auf, die zu beiden
Seiten der idealen Linie des Linienkontaktes angeordnet sind. Diese
Mehrzahl von Punktkontakten führen
im Kontakt mit dem Korpus des Wälzkörpers zu
einer Verspannung der Kontaktpunkte untereinander, so dass in den
Wälzkörper Zwangskräfte eingelei tet
werden, die beispielsweise eine unerwünschte Schränk-, Kipp- oder Gleitbewegung
der erwünschten
reinen Rollbewegung des Wälzkörpers überlagern,
wodurch der Wälzkörper zur
Lageänderung
zusätzliche
Arbeit aufwenden muss, die wesentlich zur Reibung beiträgt. Im Bereich
der bezogen auf die ideale Linie versetzten Punktkontakte tritt
zusätzlich
eine Gleitreibung auf, so dass der zylindrische Wälzkörper eine
bezogen auf die hohe Tragfähigkeit überdurchschnittlich hohe
Reibung aufweist. Eine ähnliche
Betrachtung gilt für
tonnen- oder stumpfkegelige Wälzkörper bzw. für Laufbahnen
von Wälzlagerringen
mit einer von einer idealen (hohl)zylindrischen bzw. gekrümmten Geometrie.Of the
physical contact
can form as line contact, with the contact surface between the
lateral surface
of the rolling element and
the raceway on the inner ring a line or at high load a rectangular
area
forms; For this purpose, the rolling element is possible
so educated that he should as possible
long axial extent, along the axis of rotation, having. adversely
is in the formation of the line contact, that a high friction
occurs even at low loads, as well as further, that during operation
of the rolling bearing
Lubricant displaced
Must be, so special lubricants such as suitable greases
required are. It proves to be disadvantageous that the example
cylindrical surface
a cylindrical rolling element no
along the lateral surface
extending, in the ideal case one-dimensional contact with
which forms as ideal cylindrical or hollow cylindrical assumed career.
Instead, a sequence of point contacts occurs, leading to both
Pages of the ideal line of line contact are arranged. These
Lead a plurality of point contacts
in contact with the body of the rolling element to
a tension of the contact points with each other, so that in the
Rolling elements forced forces initiated
be, for example, an undesirable Schränk-, tilt or sliding movement
the desired
superimpose pure rolling motion of the rolling element,
whereby the rolling elements for
change of position
additional
Work that contributes significantly to friction. In the area
the offset related to the ideal line point contacts occurs
additionally
a sliding friction, so that the cylindrical rolling elements a
above average for the high load capacity
Having friction. A similar
Consideration applies to
barrel or frustoconical rolling elements or for raceways
of rolling bearing rings
with one of an ideal (hollow) cylindrical or curved geometry.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Es
ist die Aufgabe der Erfindung, ein Wälzlagerteil, insbesondere einen
Wälzlagerring
oder einen Wälzkörper, anzugeben,
der verbesserte Betriebseigenschaften aufweist.It
The object of the invention is a rolling bearing part, in particular a
roller bearing ring
or a rolling element,
having improved operating characteristics.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Wälzlagerteil
nach Anspruch 1 dadurch gelöst, dass
die Kontaktfläche
die Drehachse umläuft,
und dass eine die Drehachse umlaufende Nut in der Mantelfläche die
Kontaktfläche
begrenzt.These
The object is achieved by a
roller bearing part
according to claim 1 solved by that
the contact surface
the axis of rotation rotates,
and that a rotation axis circumferential groove in the lateral surface the
contact area
limited.
Weil
die Kontaktfläche
die Drehachse umläuft,
ist bei der Drehung des Wälzlagerteils
zu jedem Zeitpunkt eine Kraftübertragung
und Lastabstützung möglich.Because
the contact surface
the axis of rotation rotates,
is at the rotation of the rolling bearing part
a power transmission at all times
and load support possible.
Die
die Drehachse ggf. mehrfach umlaufende Nut, in axialer und/oder
auch radialer Richtung reduziert die Anzahl der möglichen
Punktkontakte auf die zur Ausbildung einer ausreichenden Tragfähigkeit erforderlichen
Menge, die der Rollbewegung des Wälzkörpers eine Schränk-Kippkomponente
bzw. eine entsprechende Gleitkomponente überlagern. Dadurch wird die
Reibung des Wälzkörpers deutlich herabgesetzt,
ohne die Tragfähigkeit
wesentlich zu vermindern. Entsprechendes gilt, wenn das Wälzlagerteil
als Wälzlagerring
ausgebildet ist. Die Nut unterbindet dabei das Ausbilden eines Linienkontaktes, der
ohnehin nicht als ideale Linie, sondern nur als Abfolge von sich überlagernden
Punktkontakten zwischen von der idealen Linie beabstandeten Kontaktpunkten
entstehen würde.The axis of rotation possibly several times circumferential groove, in the axial and / or radial direction reduces the number of possible point contacts to the required to form a sufficient load capacity, which superimpose the rolling movement of the rolling element Schränk tilting component or a corresponding sliding component. As a result, the friction of the rolling element is significantly reduced without significantly reducing the load capacity. The same applies if the rolling bearing part is designed as a roller bearing ring. The groove prevents the formation of a line contact, which would not arise anyway as an ideal line, but only as a succession of overlapping point contacts between contact points spaced from the ideal line.
Die
die Drehachse umlaufende Nut ermöglicht
als weitere vorteilhafte Wirkung das Ausbilden eines Spaltes zu
dem anderen Wälzlagerteil,
so dass Schmiermittel durch den Spalt hindurchtreten kann und Planschverluste
durch die Verdrängung
des Schmiermittels durch das Korpus des Wälzlagerteils unterdrückt werden.
Hierbei wird die Reibung reduziert, ohne die Tragfähigkeit
wesentlich herabzusetzen, wobei im Betrieb des Wälzlagers eine Entwicklung von
erhöhten
Temperaturen unterdrückt
und eine höhere
Lebensdauer des Wälzlagers
erzielt wird. Weiter sind höhere
Drehzahlen möglich
und die Dämpfung
verbessert sich. Auch wird die Entstehung von Geräuschen unterdrückt. Durch
die Ausbildung der Nut lässt
sich Material einsparen und eine μ-Sortierung
der Wälzkörper wird
verzichtbar.The
allows the rotation axis circumferential groove
as a further advantageous effect, the formation of a gap
the other rolling bearing part,
so that lubricant can pass through the gap and splashing losses
through the repression
of the lubricant can be suppressed by the body of the rolling bearing part.
Here, the friction is reduced, without the load capacity
significantly reduce, wherein in the operation of the rolling bearing a development of
increased
Temperatures suppressed
and a higher one
Life of the rolling bearing
is achieved. Next are higher
Speeds possible
and the damping
improves. Also, the formation of noise is suppressed. By
the formation of the groove leaves
saving material and a μ-sorting
the rolling element is
dispensable.
Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus
der Beschreibung von Ausführungsbeispielen.Further
Advantages and features of the invention will become apparent from the dependent claims and from
the description of embodiments.
Die
Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden
Zeichnungen näher beschrieben
und erläutert.The
Invention will be described below with reference to the appended
Drawings described in more detail
and explained.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
1 zeigt eine perspektivische Ansicht (1a)
und eine Seitenansicht (1b) eines
ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Wälzlagerteils, 1 shows a perspective view ( 1a ) and a side view ( 1b ) a first embodiment of a rolling bearing part according to the invention,
2 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzlagerteils, 2 shows a perspective view of a second embodiment of a rolling bearing part according to the invention,
3 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzlagerteils, 3 shows a perspective view of a third embodiment of a rolling bearing part according to the invention,
4 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzlagerteils, 4 shows a perspective view of a fourth embodiment of a rolling bearing part according to the invention,
5 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzlagerteils, 5 shows a perspective view of a fifth embodiment of a rolling bearing part according to the invention,
6 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzlagerteils, 6 shows a perspective view of a sixth embodiment of a rolling bearing part according to the invention,
7 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines siebten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzlagerteils, 7 shows a perspective view of a seventh embodiment of a rolling bearing part according to the invention,
8 zeigt
eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht eines neunten
Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Wälzlagerteils, 8th shows a perspective, partially sectioned view of a ninth embodiment of a rolling bearing part according to the invention,
9 zeigt
eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht eines zehnten
Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Wälzlagerteils, 9 shows a perspective, partially sectioned view of a tenth embodiment of a rolling bearing part according to the invention,
10 zeigt
eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht eines elften
Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Wälzlagerteils, 10 shows a perspective, partially sectional view of an eleventh embodiment of a rolling bearing part according to the invention,
11 zeigt
ausschnittsweise schematisch eine erste Abwandlung zu dem in 4 und 5 dargestellten
Ausführungsbeispielen, 11 1 shows a detail of a first modification to that in FIG 4 and 5 illustrated embodiments,
12 zeigt
ausschnittsweise schematisch eine zweite Abwandlung zu dem in 4 und 5 dargestellten
Ausführungsbeispielen, 12 1 shows a detail of a second modification to that in FIG 4 and 5 illustrated embodiments,
12a zeigt zwei mathematische Formeln zur Erläuterung
des Ausführungsbeispiels
aus 12, 12a shows two mathematical formulas for explaining the embodiment 12 .
13 zeigt
eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel
aus 12, und 13 shows a plan view of the embodiment 12 , and
14 zeigt
eine Draufsicht auf eine Alternative zu dem Ausführungsbeispiel aus 13. 14 shows a plan view of an alternative to the embodiment of 13 ,
Detaillierte Beschreibung
der ZeichnungenDetailed description
the drawings
1 zeigt ein als Wälzkörper ausgebildetes Wälzlagerteil 1.
Der Wälzkörper 1 umfasst
ein Korpus mit einer Drehachse 2 (1b) und
einer Mantelfläche 3 des
Korpus. Das Korpus umfasst zwei gleichartig ausgebildete Endabschnitte 4,
bei denen das Korpus jeweils stumpfkegelig zuläuft, so dass das Korpus mit
zwei kreisförmigen
Stirnflächen 5 beidseits
axial abgeschlossen ist. 1 shows a designed as a rolling bearing part 1 , The rolling element 1 includes a body with a rotation axis 2 ( 1b ) and a lateral surface 3 of the body. The body comprises two identically formed end sections 4 in which the body tapers each frustoconical, so that the body with two circular faces 5 is completed axially on both sides.
Als
vier räumlich
getrennte, axial beabstandete Abschnitte der Mantelfläche 3 sind
vier Kontaktflächen 6 ausgebildet.
Die Kontaktflächen 6 sind gleichartig
ausgebildet, so dass im folgenden nur eine Kontaktfläche, nämlich die
in 1a, b mit dem Bezugszeichen ,6' ausgewiesene Kontaktfläche, näher beschrieben
wird.As four spatially separated, axially spaced portions of the lateral surface 3 are four contact surfaces 6 educated. The contact surfaces 6 are similarly formed, so that in the following only one contact surface, namely the in 1a , b with the reference numeral, 6 'designated contact surface is described in more detail.
Im
Betrieb des Wälzlagers
kommt im Lastfall ein Abschnitt der Kontaktfläche 6 in einen flächigen Berührungskontakt
zu einem weiteren Wälzlagerteil, hier
einem nicht dargestellten Laufbahnabschnitt eines Lagerrings, der
zylindrisch bzw. hohlzylindrisch ausgebildet ist. Der Berührungskontakt
bildet dabei eine Druckellipse aus, die bei der Drehung des Wälzkörpers 1 um
dessen Drehachse 2 in der Kontaktfläche 6 die Drehachse 2 umläuft. Hierzu
ist vorgesehen, dass die Kontaktfläche 6 entlang der
Umfangsrichtung der bezüglich
der Drehachse 2 drehsymmetrischen Mantelfläche 3 umläuft, also
mit der Umfangsrichtung einen Winkel von Null Grad einschließt.During operation of the rolling bearing comes in load a section of the contact surface 6 in a planar contact with another rolling contact bearing part, here a non-illustrated raceway portion of a bearing ring, which is cylindrical or hollow cylindrical. The contact touch forms a pressure ellipse which, during the rotation of the rolling element 1 around its axis of rotation 2 in the contact area 6 the axis of rotation 2 circulates. For this purpose, it is provided that the contact surface 6 along the circumferential direction of the axis of rotation 2 drehsymme trical lateral surface 3 revolves, so with the circumferential direction includes an angle of zero degrees.
Die
Kontaktfläche 6 ist
als bezogen auf die angrenzenden Abschnitte des Korpus in Richtung
auf das weitere Wälzlagerteil
vorstehender Abschnitt ausgebildet und ist insbesondere in Bezug
auf die Drehachse 2 des Korpus konvex ausgestaltet.The contact surface 6 is formed as in relation to the adjacent portions of the body in the direction of the further rolling bearing part projecting portion and is in particular with respect to the axis of rotation 2 the body convex.
Die
Kontaktfläche 6 weist
die im Bereich des Berührungskontaktes
einen konvexen, speziell kreisbogenförmigen, Profilabschnitt 7 auf.
Ein Radius dieses gedachten Kreisbogens ist ca. das Doppelte der radialen
Erstreckung des Korpus des Wälzkörpers 1, gemessen
an der breitesten Stelle des Korpus.The contact surface 6 has in the region of the contact contact a convex, especially circular arc-shaped profile section 7 on. A radius of this imaginary circular arc is approximately twice the radial extent of the body of the rolling element 1 , measured at the widest part of the body.
Die
vier Kontaktflächen 6 werden
durch drei Nuten 8 getrennt, dabei gehen die konvexen Kontaktflächen 6 unmittelbar
in die konkaven Nuten 8 über. Die drei Nuten 8 sind
gleichartig ausgebildet, so dass im folgenden nur eine der drei
Nuten, nämlich
die mit dem Bezugszeichen ,8' ausgewiesene Nut, näher beschrieben ist.The four contact surfaces 6 be through three grooves 8th separated, thereby going the convex contact surfaces 6 directly into the concave grooves 8th above. The three grooves 8th are similarly formed, so that in the following only one of the three grooves, namely with the reference numeral, 8th 'designated groove, is described in more detail.
Die
Nut 8 ist parallel zu der Kontaktfläche 6 ausgerichtet
und umläuft
die Drehachse in Umfangsrichtung, schließt also mit der Umfangsrichtung
einen Winkel von Null Grad ein. Die Nut 8 ist bezogen auf die
Drehachse 2 konkav ausgebildet und weist einen Nutgrund 9 auf,
in dem die Nut 8 einen kreisbogenförmigen Profilabschnitt 10 aufweist.
Ein Radius des gedachten Kreisbogens entspricht dem Radius des Profilabschnittes 7 der
Kontaktfläche
und beträgt
damit ebenfalls ca. das Doppelte der radialen Erstreckung des Korpus
des Wälzkörpers 1.
Im Betrieb bildet die Nut 8 einen Spalt zu dem weiteren
Wälzlagerteil,
also dem Wälzlagerring,
aus, wobei Schmiermittel durch den Spalt treten kann.The groove 8th is parallel to the contact surface 6 aligned and circumscribes the axis of rotation in the circumferential direction, thus encloses an angle of zero degrees with the circumferential direction. The groove 8th is related to the axis of rotation 2 concave and has a groove bottom 9 on, in which the groove 8th a circular arc-shaped profile section 10 having. A radius of the imaginary circular arc corresponds to the radius of the profile section 7 the contact surface and thus is also about twice the radial extent of the body of the rolling element 1 , In operation, the groove forms 8th a gap to the other rolling bearing part, so the rolling bearing ring, from, wherein lubricant can pass through the gap.
2 zeigt
ein als Wälzkörper 31 ausgebildetes
Wälzlagerteil
mit einer Mantelfläche 33,
an der zwei Kontaktflächen 36a,
b vorgesehen sind. Die beiden Kontaktflächen 36a, b werden
durch zwei Nuten 38a, b beabstandet und jeweils begrenzt,
wobei die Nuten 38a, b jeweils an dem ersten stumpfkegeligen Endabschnitt 34a beginnen
und an dem zweiten stumpfkegeligen Endabschnitt 34b enden.
Die jeweiligen Nuten 38a, b weisen einen Nutgrund 39a,
b auf, der jeweils einen kreisbogenförmigen Profilabschnitt aufweist.
Die Nuten 38a, b sind damit bezogen auf die bildlich nicht
dargestellte Drehachse des Wälzkörpers 31 konvex
ausgestaltet. 2 shows as a rolling element 31 trained rolling bearing part with a lateral surface 33 , at the two contact surfaces 36a , b are provided. The two contact surfaces 36a , b be through two grooves 38a , b spaced and each bounded, with the grooves 38a , b respectively at the first frustoconical end portion 34a begin and at the second frustoconical end portion 34b end up. The respective grooves 38a , b have a groove bottom 39a , b on, each having a circular arc-shaped profile section. The grooves 38a , b are thus based on the pictorial not shown axis of rotation of the rolling element 31 Convex designed.
Die
Kontaktflächen 36a,
b sind im wesentlichen parallel zu der Drehachse ausgerichtet. Sowohl die
Kontaktflächen 36a,
b als auch die Nuten 38a, b sind unter einem Winkel von
ca. 20° zu
der Umfangsrichtung ausgerichtet, so dass die Kontaktflächen 36a, 36b unter
einem Winkel zu der Umfangsrichtung umlaufen. Jede der Kontaktflächen 36a, 36b und
der Nuten 38a, 38b umläuft die Drehachse damit ca. zweimal,
wobei die Eintrittsöffnungen 41 einer
Austrittsöffnung 42 axial,
also in Richtung der Drehachse, gegenüberliegt.The contact surfaces 36a , b are aligned substantially parallel to the axis of rotation. Both the contact surfaces 36a , b as well as the grooves 38a , b are aligned at an angle of about 20 ° to the circumferential direction, so that the contact surfaces 36a . 36b rotate at an angle to the circumferential direction. Each of the contact surfaces 36a . 36b and the grooves 38a . 38b revolves around the axis of rotation about twice, with the inlet openings 41 an outlet opening 42 axially, ie in the direction of the axis of rotation, opposite.
Beim
Betrieb bilden sich in dem Bereich der beiden Kontaktflächen 36a,
b abschnittsweise im Lastfall flächige
Berührungskontakte,
speziell Kontaktellipsen, aus, die entlang der Erstreckung des Wälzkörpers von
dem ersten Endabschnitt 34a zu dem zweiten Endabschnitt 34b wandern.
Hierbei wird die gesamte axiale Erstreckung des Wälzkörpers 31 zur
Lasttragung ausgenutzt.During operation, they form in the area of the two contact surfaces 36a , b in sections, in the case of load area contact contacts, especially Kontaktellipsen, from, along the extension of the rolling body of the first end portion 34a to the second end portion 34b hike. Here, the entire axial extent of the rolling element 31 exploited to load.
Die
Lasttragung wird noch dadurch unterstützt, dass die Kontaktflächen 36a,
b weder konvex noch konkav ausgebildet sind, sondern bei der Drehung
des Wälzkörpers 31 eine
zylindrische Hüllkurve beschreiben,
also ein gerade Schnittprofil zeigen. Damit bildet sich in der axialen
Erstreckung der beiden Kontaktflächen 36a,
b bei zunehmender Last ein Linienkontakt aus, der im wesentlichen
quer zu seiner linienartigen Erstreckung über die Kontaktflächen 36a,
b wandert.The load is supported by the fact that the contact surfaces 36a , b are neither convex nor concave, but in the rotation of the rolling body 31 describe a cylindrical envelope, so show a straight cutting profile. This forms in the axial extent of the two contact surfaces 36a , b with increasing load line contact, which is substantially transverse to its line-like extension over the contact surfaces 36a , b wanders.
3 zeigt
ein als Wälzkörper 61 ausgebildetes
Wälzlagerteil,
umfassend ein Korpus mit einer bildlich nicht dargestellten Drehachse,
sowie mit einer Mantelfläche 63,
an der drei von einander getrennte Kontaktflächen 66a, b, c vorgesehen
sind, die bei Drehung des Wälzkörpers 61 um
dessen Drehachse eine zylindrische Hüllfläche beschreiben. 3 shows as a rolling element 61 trained rolling bearing part, comprising a body with a rotational axis, not shown, and with a lateral surface 63 , on the three separate contact surfaces 66a , b, c are provided, which upon rotation of the rolling body 61 describe a cylindrical envelope surface about its axis of rotation.
Die
drei Kontaktflächen 66a,
b, c sind durch drei unmittelbar an diese angrenzenden Nuten 68a, b,
c getrennt, die jeweils an dem ersten stumpfkegelig zulaufenden
Endabschnitt 64a beginnen und an dem zweiten stumpfkegelig
zulaufenden Endabschnitt 64b enden. Die Nuten 68a,
b, c weisen jeweils einen Nutgrund 69a, b, c auf, der einen
bezogen auf die Drehachse konkaven, abschnittsweise kreisbogenförmigen Profilabschnitt
umfasst. Die drei Kontaktflächen 66a,
b, c sowie die drei Nuten 68a, b, c umlaufen die Drehachse
jeweils nur einmal, so dass beispielsweise für die Nut 68b die
Eintrittsöffnung 71 der
Austrittsöffnung 72 axial
beabstandet, in Richtung der Drehachse, gegenüberliegt. Die Nuten 68a,
b, c und die Kontaktflächen 66a,
b, c laufen jeweils unter einem Winkel zu der Umfangsrichtung um die
Drehachse um.The three contact surfaces 66a , b, c are by three immediately adjacent to these grooves 68a , b, c separated, each at the first frustoconical end portion 64a begin and at the second frustoconical end portion 64b end up. The grooves 68a , b, c each have a groove bottom 69a , b, c, which comprises a profile section which is concave with respect to the axis of rotation and has a section in the form of a circular arc. The three contact surfaces 66a , b, c and the three grooves 68a , b, c rotate the axis of rotation only once, so that, for example, for the groove 68b the entrance opening 71 the outlet opening 72 axially spaced, in the direction of the axis of rotation, opposite. The grooves 68a , b, c and the contact surfaces 66a , b, c respectively revolve at an angle to the circumferential direction about the rotation axis.
4 zeigt
ein als Wälzkörper 91 ausgebildetes
Wälzlagerteil,
das ein Korpus mit einer Drehachse und mit einer Mantelfläche 93 umfasst.
In der Man telfläche
ist eine Nut 98 eingebracht, die eine Mehrzahl von ersten
Teilnuten aufweist, von denen nur eine beispielhaft mit dem Bezugszeichen
,103' versehen
ist. Die Nut 98 umfasst weiter eine Mehrzahl von zweiten
Teilnuten, von denen nur eine beispielhaft mit dem Bezugszeichen
,104' versehen
ist. Die beiden Teilnuten 103, 104 sind gegenläufig zueinander
ausgerichtet, beispielsweise links- und rechtsdrehend, und überlagern
einander. Die Teilnuten 103, 104 begrenzen dabei
eine Mehrzahl von in Draufsicht im wesentlichen rautenförmigen Flächenabschnitten,
deren einer mit dem Bezugszeichen ,105' ausgewiesen ist, wobei die Flächenabschnitte 105 als
Kontaktflächen
wirken, die die Drehachse umlaufen, allerdings untereinander durch
die beiden Teilnuten 103, 104 getrennt sind. Der
Flächenabschnitt 105 weist
dabei eine bezogen auf die Drehachse konvexe Oberfläche auf.
Die jeweiligen Teilnuten 103, 104 weisen ein annähernd V-förmiges Querschnittsprofil
auf, so dass die Flächenabschnitte 105 an
allen vier Seiten von annähernd
trapezförmigen, im
wesentlichen senkrecht zu dem Flächenabschnitt 105 angeordneten
Flanken begrenzt sind, wobei eine der Flanken mit dem Bezugszeichen
,106' versehen ist,
und wobei die Flanken 106 sich zu der Drehachse hin verbreitern. 4 shows as a rolling element 91 trained rolling bearing part, which is a body with a rotation axis and with a lateral surface 93 includes. In the man telfläche is a groove 98 introduced, which has a plurality of first sub-grooves, of which only one example by the reference numeral, 103 'is provided. The groove 98 further comprises a plurality of second sub-grooves, of which only one at playfully with the reference numeral, 104 'is provided. The two sub-grooves 103 . 104 are aligned in opposite directions, for example, left and right, and overlap each other. The part grooves 103 . 104 delimit a plurality of substantially diamond-shaped surface sections in plan view, one of which is denoted by the reference numeral, 105 'is indicated, with the surface sections 105 act as contact surfaces, which rotate around the axis of rotation, but with each other through the two sub-grooves 103 . 104 are separated. The area section 105 has a convex surface with respect to the axis of rotation. The respective sub-grooves 103 . 104 have an approximately V-shaped cross-sectional profile, so that the surface sections 105 on all four sides of approximately trapezoidal, substantially perpendicular to the surface portion 105 arranged flanks are limited, wherein one of the flanks by the reference numeral, 106 'is provided, and wherein the flanks 106 widening towards the axis of rotation.
Die
Erstreckung der Flächenabschnitte 105 ist
so ausgebildet, dass auch bei geringer Last die Kontaktellipse mehrere
der Flächenabschnitte 105 überdeckt.
Hierzu entspricht ein Abstand zwischen zwei benachbarten Nuten der
ersten Teilnuten 103 bzw. der zweiten Teilnuten 104 im
wesentlichen der Erstreckung der Kanten des Flächenabschnittes 105. Die
Erstreckung der Kanten der Flächenabschnitte 105 entspricht
dabei im wesentlichen der Breite der ersten Teilnuten 103 bzw.
der zweiten Teilnuten 104.The extension of the surface sections 105 is designed so that even at low load, the contact ellipse more of the surface sections 105 covered. For this purpose corresponds to a distance between two adjacent grooves of the first sub-grooves 103 or the second sub-grooves 104 essentially the extent of the edges of the surface portion 105 , The extension of the edges of the surface sections 105 corresponds essentially to the width of the first part of grooves 103 or the second sub-grooves 104 ,
5 zeigt
ein als Wälzkörper 121 ausgebildetes
Wälzlagerteil,
das ein Korpus mit einer Drehachse und mit einer Mantelfläche 123 umfasst.
In der Mantelfläche
ist eine Nut 128 eingebracht, die eine Mehrzahl von ersten
Teilnuten aufweist, von denen nur eine beispielhaft mit dem Bezugszeichen
,133' versehen
ist. Die Nut 128 umfasst weiter eine Mehrzahl von zweiten Teilnuten,
von denen nur eine beispielhaft mit dem Bezugszeichen ,134' versehen ist. Die
beiden Teilnuten 133, 134 sind gegenläufig zueinander
ausgerichtet, beispielsweise links- und rechtsdrehend, und überlagern
einander. Die Teilnuten 133, 134 begrenzen dabei
eine Mehrzahl von in Draufsicht im wesentlichen rautenförmigen Flächenabschnitten,
deren einer mit dem Bezugszeichen ,135' ausgewiesen ist, wobei die Flächenabschnitte 135 als
Kontaktflächen
wirken, die die Drehachse umlaufen, allerdings untereinander durch
die beiden Teilnuten 133, 134 getrennt sind, so
dass Pyramidenstümpfe über einer
viereckigen, im wesentlichen quadratischen, Basisfläche entstehen,
wobei der Flächenabschnitt 135 annähernd parallel
zu der Basisfläche
ausgebildet ist. Der Flächenabschnitt 135 weist
dabei eine bezogen auf die Drehachse konvexe Oberfläche auf.
Die jeweiligen Teilnuten 133, 134 weisen ein annähernd U-förmiges Querschnittsprofil auf,
so dass die Flächenabschnitte 135 an
allen vier Seiten von annähernd
trapezförmigen,
im wesentlichen senkrecht zu dem Flächenabschnitt 135 angeordneten
Flanken begrenzt sind, wobei die Flanken sich zu der Drehachse hin
verbreitern. 5 shows as a rolling element 121 trained rolling bearing part, which is a body with a rotation axis and with a lateral surface 123 includes. In the lateral surface is a groove 128 introduced, which has a plurality of first sub-grooves, of which only one example by the reference numeral, 133 'is provided. The groove 128 further comprises a plurality of second sub-grooves, only one of which is exemplified by the reference numeral, 134 'is provided. The two sub-grooves 133 . 134 are aligned in opposite directions, for example, left and right, and overlap each other. The part grooves 133 . 134 delimit a plurality of substantially diamond-shaped surface sections in plan view, one of which is denoted by the reference numeral, 135 'is indicated, with the surface sections 135 act as contact surfaces, which rotate around the axis of rotation, but with each other through the two sub-grooves 133 . 134 are separated so that truncated pyramids arise over a quadrangular, substantially square, base surface, wherein the surface portion 135 is formed approximately parallel to the base surface. The area section 135 has a convex surface with respect to the axis of rotation. The respective sub-grooves 133 . 134 have an approximately U-shaped cross-sectional profile, so that the surface sections 135 on all four sides of approximately trapezoidal, substantially perpendicular to the surface portion 135 arranged flanks are limited, the flanks widening towards the axis of rotation.
Die
Erstreckung der Flächenabschnitte 135 ist
so ausgebildet, dass auch bei geringer Last die Kontaktellipse mehrere
der Flächenabschnitte 135 überdeckt.
Die Erstreckung der Kanten der Flächenabschnitte 135 entspricht
dabei im wesentlichen dem zwei- bis dreifachen der Breite der ersten
Teilnuten 133 bzw. der zweiten Teilnuten 134.The extension of the surface sections 135 is designed so that even at low load, the contact ellipse more of the surface sections 135 covered. The extension of the edges of the surface sections 135 This corresponds essentially to two to three times the width of the first part of grooves 133 or the second sub-grooves 134 ,
Bei
dem in 4 und in 5 dargestellten Ausführungsbeispielen
waren die Teilnuten 103, 104 bzw. 133, 134 zu
beiden Seiten jeweils durch eine Mehrzahl von viereckigen, insbesondere
rautenförmigen
Kontaktflächen
begrenzt, wobei die Kontaktflächen
als Teilflächen
einer die Drehachse umlaufenden Abfolge von Erhebungen ausgebildet
ist.At the in 4 and in 5 illustrated embodiments were the sub-grooves 103 . 104 respectively. 133 . 134 bounded on both sides in each case by a plurality of quadrangular, in particular diamond-shaped contact surfaces, wherein the contact surfaces are formed as partial surfaces of a rotation axis surrounding the sequence of elevations.
11 zeigt
in einer Abwandlung des in 4 und 5 dargestellten
Ausführungsbeispiels eine
schematische Seitenansicht einer Erhebung 300, die als
Pyramidenstumpf ausgebildet ist, wobei eine Kontaktfläche 301 als
viereckige, speziell quadratische obere Basisfläche des Pyramidenstumpfes ausgebildet
ist. Die Kontaktfläche 301 wird
von einer umlaufenden Kante 302 begrenzt. Eine zu der Erhebung 300 benachbarte,
nicht dargestellte Erhebung grenzt unmittelbar an eine Basiskante 303 an,
so dass die beiden Erhebungen eine V-förmige Teilnut einschließen. 11 shows in a modification of the in 4 and 5 illustrated embodiment is a schematic side view of a survey 300 , which is designed as a truncated pyramid, wherein a contact surface 301 is formed as a quadrangular, especially square upper base surface of the truncated pyramid. The contact surface 301 is from a circumferential edge 302 limited. One to the survey 300 adjacent survey, not shown, immediately adjacent to a base edge 303 on, so that the two surveys include a V-shaped partial groove.
11 zeigt
weiter, dass ausgehend von einer Vollpyramide 304 diese
Vollpyramide 304 auf ca. ein Drittel bis ca. ein Viertel
der gesamten Höhe
abgetragen ist. Die bei dem Abtragen der Vollpyramide 304 zu
dem Pyramidenstumpf entstehende Kontaktfläche 301 ist dabei
im wesentlichen eben. 11 further shows that starting from a full pyramid 304 this full pyramid 304 to about one third to about a quarter of the total height is removed. The in the removal of the full pyramid 304 to the truncated pyramid contact surface 301 is essentially flat.
12 zeigt
eine Abwandlung zu der in 11 dargestellten
Erhebung 300. Die in 12 dargestellte
Erhebung 320 weist eine im wesentlichen ebene Kontaktfläche 321.
Die Erhebung 321 weist kein trapezförmiges Querschnittsprofil auf,
wie die in 11 dargestellte Erhebung 300 mit
dem Pyramidenstumpf. Die in 12 dargestellte
Erhebung 321 weist ein modifiziertes Gauß-Profil
als Querschnittsprofil bzw. als Umriss in der dargestellten Seitenansicht
auf. Das modifizierte Gauß-Profil
ergibt sich aus dem bekannten Gauß-Profil (Formel A in 12a) dadurch, dass der Exponent ,2' in dem Argument
der Exponentialfunktion durch einen abweichenden Exponenten ,M' ersetzt wird (Formel
B in 12a), der deutlich größer als
2 ist, beispielsweise kann M den Wert 12,5 aufweisen. Die in diesem
Fall 12,5-fach potenzierte Exponentialfunktion liefert dann das
Querschnittsprofil aus 12, bei dem die Kontaktfläche 321 im
wesentlichen eben ist. Die Kontaktfläche ist dann von einer Kante 322 umgeben,
die abgerundet ist. 12 shows a modification to that in 11 presented survey 300 , In the 12 illustrated survey 320 has a substantially flat contact surface 321 , The assessment 321 has no trapezoidal cross-sectional profile, as in 11 illustrated survey 300 with the truncated pyramid. In the 12 illustrated survey 321 has a modified Gaussian profile as a cross-sectional profile or as an outline in the illustrated side view. The modified Gaussian profile results from the known Gaussian profile (formula A in FIG 12a ) by replacing the exponent '2' in the argument of the exponential with a deviant exponent 'M' (Formula B in 12a ), which is significantly greater than 2, for example, M may have the value 12.5. The exponential function, which in this case is 12.5 times exponentiated, then delivers the cross-sectional profile 12 in which the contact surface 321 is essentially flat. The Kon the tactile surface is then from an edge 322 surrounded, which is rounded.
Es
hat sich erwiesen, dass bei im übrigen gleicher
Abmessung der Kontaktflächen 301, 321 die Erhebung 320 mit
dem modifizierten Gauß-Profil deutlich
geringere Werte für
Flächenpressungen
im Bereich der Kontaktfläche 321 aufweisen,
als im Fall der Kontaktfläche 301,
die Teilfläche
des Pyramidenstumpfes ist.It has been found that in otherwise the same size of the contact surfaces 301 . 321 the assessment 320 with the modified Gaussian profile significantly lower values for surface pressure in the area of the contact surface 321 than in the case of the contact surface 301 , which is part of the truncated pyramid.
13 zeigt
ausschnittsweise eine Draufsicht auf eine abgerollte Mantelfläche eines
Wälzkörpers, der
Erhebungen 320 aus 12 aufweist.
Die mit dem Bezugszeichen ,320' ausgewiesene Erhebung ist Teil einer
ersten Abfolge 330 von Erhebungen, von der zusätzlich zu
der mit dem Bezugszeichen ,320' ausgewiesenen Erhebung noch zwei weitere,
in der Darstellung von 13 oberhalb der Erhebung 320 erkennbare
Erhebungen gehören.
Die Erhebungen der ersten Abfolge 330 liegen senkrecht zu
einer mit einem Pfeil 331 ausgewiesenen Drehachse, also
in Umlaufrichtung um die Drehachse. 13 shows a detail of a plan view of a rolled-up lateral surface of a rolling element, the elevations 320 out 12 having. Denoted by the reference numeral, 320 'designated survey is part of a first sequence 330 of surveys, of which, in addition to the reference number 320 'reported elevation two more, in the presentation of 13 above the survey 320 identifiable surveys belong. The surveys of the first sequence 330 lie perpendicular to one with an arrow 331 designated axis of rotation, ie in the direction of rotation about the axis of rotation.
Die
mit dem Bezugszeichen ,320' ausgewiesene Erhebung ist Teil einer
zweiten Abfolge 332, die in der Darstellung von 13 weitere
Erhebungen links und rechts von der Erhebung 320 umfassen.
Die Erhebungen der zweiten Abfolge 332 liegen parallel zu
der mit dem Pfeil 331 ausgewiesenen Drehachse, so dass
die Erhebungen 320 dieser ersten Abfolge 330 die
Drehachse 331 unter einem Winkel von ca. Null Grad umlaufen.
Eine derartige Anordnung der Erhebungen bietet den Vorteil, dass
im Kontakt mechanische Spannungsspitzen nur noch reduziert auftreten.Denoted by the reference numeral, 320 'designated survey is part of a second sequence 332 that in the presentation of 13 further surveys left and right of the survey 320 include. The surveys of the second sequence 332 lie parallel to the arrow 331 designated rotation axis, so that the elevations 320 this first sequence 330 the axis of rotation 331 revolve at an angle of about zero degrees. Such an arrangement of the surveys offers the advantage that mechanical stress peaks occur only in a reduced manner during contact.
14 zeigt
eine zu der in 13 dargestellten Anordnung abgewandelte
Abfolge der Erhebungen. Es ist erkennbar, dass die zweite Abfolge 332 der
Erhebungen mit der ausgewiesenen Erhebung 320 unter einem
Winkel von ca. 45° zu
der Drehachse (Pfeil 331) angeordnet ist. Ebenfalls ist die
erste Abfolge 330 unter einem Winkel von 135° bzw. –45° zu der Drehachse
angeordnet. Eine derartige Anordnung der Erhebungen ist in ihrer
vorteilhaften Wirkung mit der in 13 dargestellten
vergleichbar und bevorzugt gegenüber
einer Anordnung, bei der die zweite Abfolge 332 einen Winkel von
beispielsweise 15°,
30° oder
60° mit
der Drehachse (Pfeil 331) einschließt. 14 shows one to the in 13 arrangement shown modified sequence of surveys. It can be seen that the second sequence 332 the surveys with the reported survey 320 at an angle of approximately 45 ° to the axis of rotation (arrow 331 ) is arranged. Also, the first sequence 330 arranged at an angle of 135 ° or -45 ° to the axis of rotation. Such an arrangement of the surveys is in its advantageous effect with in 13 shown comparable and preferred over an arrangement in which the second sequence 332 an angle of for example 15 °, 30 ° or 60 ° with the axis of rotation (arrow 331 ).
Die
in 14 dargestellte Erhebung weist das in 12 näher gezeigte
modifizierte Gauß-Profil
als Querschnittsprofil auf; es versteht sich, dass die Erhebung
ebenfalls wie in 11 dargestellt als Pyramidenstumpf
mit einem trapezförmigen
Querschnittsprofil ausgestaltet sein kann. Die Anordnung der zweiten
Abfolge 332 mit dem Winkel von ca. 45° zu der Drehachse (Pfeil 331)
ist unabhängig
von der Geometrie der Erhebung bevorzugt gegenüber geringeren oder größeren Winkeln
als ca. 45°.In the 14 illustrated survey has the in 12 shown in detail modified Gauss profile as a cross-sectional profile on; it is understood that the survey also as in 11 represented as a truncated pyramid can be configured with a trapezoidal cross-sectional profile. The arrangement of the second sequence 332 with the angle of about 45 ° to the axis of rotation (arrow 331 ) is preferred regardless of the geometry of the survey against smaller or larger angles than about 45 °.
Die
in 4 und 5 dargestellten sowie in 11 und 12 gezeigten
Erhebungen lassen sich insbesondere durch Aufprägen oder Rollieren des Wälzkörperrohlings
erhalten, insbesondere auch als die Drehachse des Wälzkörpers mehrfach
umlaufende Abfolgen von Erhebungen.In the 4 and 5 presented as well as in 11 and 12 elevations shown can be obtained in particular by imprinting or rolling the Wälzkörperrohlings, especially as the axis of rotation of the rolling body multiple circumferential sequences of surveys.
Hinsichtlich
der in 1 dargestellten Nut 8, speziell
hinsichtlich der in 4 und 5 bzw. 11 bis 14 dargestellten
Teilnuten 103, 104 bzw. 133, 134 ist
noch vorgesehen, dass in der umlaufenden Nut, insbesondere in einer
der beiden gegenläufigen
Teilnuten, ein Sensorelement, insbesondere ein elektrisch leitender
Drahtabschnitt, speziell ein Drahtabschnitt aus Kupfer, eines Sensors
angeordnet ist, wobei der Sensor die von dem Sensorelement erfassten
Sensordaten drahtlos, insbesondere transformatorisch oder mittels
Funk, übermittelt,
und wobei die übermittelten
Sensordaten in einer Rechnereinheit erfasst, berechnet und ausgewertet
werden. Der Sensor erfasst dabei die momentane Winkellage des leitenden
Drahtabschnittes und somit des Wälzlagerteils,
speziell des Wälzkörpers, sowie die
zeitliche Änderung
der Winkellage, insbesondere transformatorisch, nach Art einer nichtbestromten Primärspule eines
transformatorischen Systems, und liefert Informationen über die
Lage des Wälzlagerteils sowie
dessen Drehzahl.Regarding the in 1 shown groove 8th , especially with regard to in 4 and 5 respectively. 11 to 14 shown sub-grooves 103 . 104 respectively. 133 . 134 is still provided that in the circumferential groove, in particular in one of the two opposing Teilnuten, a sensor element, in particular an electrically conductive wire section, especially a wire section made of copper, a sensor is arranged, wherein the sensor, the sensor detected by the sensor element data wirelessly, in particular transformer or by radio, transmitted, and wherein the transmitted sensor data is detected, calculated and evaluated in a computer unit. The sensor detects the instantaneous angular position of the conductive wire section and thus of the rolling bearing part, especially of the rolling element, as well as the temporal change of the angular position, in particular transformer, like a non-energized primary coil of a transformer system, and provides information about the position of the rolling bearing part and its speed.
6 zeigt
ein als Wälzkörper 151 ausgebildetes
Wälzlagerteil,
wobei das Korpus ein um die Drehachse gedrehtes Strangelement 167 umfasst. Das
Strangelement 167 weist einen entlang der axialen Erstreckung
annähernd
konstanten, kreisförmigen
Querschnitt auf und ist bezogen auf die Drehachse mit einem axialen
Vorschub so gedreht, dass die Drehachse innerhalb des Korpus des
Strangelementes angeordnet ist. Der Wälzkörper 151 umfasst eine einzige
Kontaktfläche 156,
die die Drehachse viermal umläuft. 6 shows as a rolling element 151 trained rolling bearing part, wherein the body is a rotated about the axis of rotation strand element 167 includes. The strand element 167 has an approximately constant along the axial extent, circular cross-section and is rotated relative to the axis of rotation with an axial feed so that the axis of rotation is disposed within the body of the strand element. The rolling element 151 includes a single contact surface 156 that rotates the rotation axis four times.
Die
Kontaktfläche 156 weist
einen bezüglich der
Drehachse konvexen, kreisbogenförmigen
Profilabschnitt 160 auf. In axialer Richtung benachbarte Abschnitte
der Kontaktfläche 156 sind
durch eine Nut 158 getrennt, die im Bereich des Nutgrundes 159 einen
bezogen auf die Drehachse konkaven, kreisbogenförmigen Profilabschnitt 160 aufweist.
Die Kontaktfläche 156 sowie
die Nut 158 umlaufen die Drehachse unter einem Winkel bezogen
auf die Umfangsrichtung. Bei der Drehung um die Drehachse beschreibt
die Kontaktfläche 156 eine
im wesentlichen zylindrische Hüllkurve,
deren Durchmesser weniger als doppelt so groß ist wie der Durchmesser des Strangelementes.The contact surface 156 has a with respect to the axis of rotation convex, circular arc-shaped profile section 160 on. In the axial direction adjacent portions of the contact surface 156 are through a groove 158 separated, in the area of the groove bottom 159 a concave relative to the axis of rotation, circular arc-shaped profile section 160 having. The contact surface 156 as well as the groove 158 revolve the axis of rotation at an angle relative to the circumferential direction. When rotating around the axis of rotation describes the contact surface 156 a substantially cylindrical envelope whose diameter is less than twice the diameter of the strand element.
Der
Wälzkörper 151 ist
herstellbar, indem – ausgehend
von einem im wesentlichen zylindrischen, formbaren Strangprofil – das Strangprofil,
bezogen auf die Drehachse radial versetzt, unter einem Vorschub
in Richtung der Drehachse um diese Drehachse herum geführt wird,
so dass ein spiralförmiges,
die Drehachse umlaufendes Korpus ausgebildet wird, das, geeignet
abgelängt
und an den beiden Endabschnitten 154a, 154b stumpfkegelig
auslaufend zugeschnitten, den Wälzkörper 151 ergibt.
Aufgrund der zumindest gedachten Drehung des Strangelementes 167 um
die Drehachse wird die Mantelfläche 153 abschnittsweise
als Kontaktfläche 156 und
abschnittsweise als Nut 158 ausgebildet, abhängig davon,
ob der Flächenabschnitt
der Mantelfläche 153 zu
der Drehachse einen großen,
ggf. maximalen radialen Abstand oder eine geringen, ggf. minimalen radialen
Abstand aufweist. Bei dem Wälzkörper 151 ist
eine axiale Erstreckung der Kontaktfläche 156 im wesentlichen gleich
einer axialen Erstreckung der Nut 158, wobei die Nut 158 unmittelbar
an die Kontaktfläche 156 angrenzt.The rolling element 151 can be produced by - starting from a substantially cylindrical, shapable extruded profile - the extruded profile, relative to the axis of rotation offset radially, is guided under a feed in the direction of the axis of rotation about this axis of rotation around, so that a spiral, the axis of rotation encircling body is formed, cut to the appropriate and at the two end sections 154a . 154b Tapered tapered tapered, the rolling elements 151 results. Due to the at least imaginary rotation of the strand element 167 around the axis of rotation is the lateral surface 153 in sections as a contact surface 156 and sections as a groove 158 formed, depending on whether the surface portion of the lateral surface 153 to the axis of rotation has a large, possibly maximum radial distance or a small, possibly minimum radial distance. In the rolling element 151 an axial extent of the contact surface 156 is substantially equal to an axial extent of the groove 158 , where the groove 158 directly to the contact surface 156 borders.
7 zeigt
ein als Wälzkörper 181 ausgebildetes
Wälzlagerteil,
wobei das Korpus ein um die Drehachse gedrehtes Strangelement 197 umfasst. Entlang
der axialen Erstreckung, in Richtung der Drehachse, läuft eine
einzige Kontaktfläche 186 mehrfach
um die Drehachse. Benachbarte Abschnitte des Strangelementes 197 liegen
aneinander an und schließen
eine Nut 188 mit V-förmigen
Flankenprofil untereinander ein. Das Strangelement 197 weist
einen kreisförmigen
Querschnitt auf, dessen Durchmesser deutlich geringer ist als der
Durchmesser des Wälzkörpers 181.
Damit ergibt sich, dass die Kontaktfläche 186 im Bereich
des Berührungskontaktes
einen konvexen, speziell kreisbogenförmigen Profilabschnitt 187 aufweist.
Die Kontaktfläche 186 beschreibt
bei der Drehung des Wälzkörper 181 um die
Drehachse eine zylindrische Hüllfläche, deren Durchmesser
deutlich größer ist
als der Durchmesser des Strangelementes. 7 shows as a rolling element 181 trained rolling bearing part, wherein the body is a rotated about the axis of rotation strand element 197 includes. Along the axial extension, in the direction of the axis of rotation, runs a single contact surface 186 several times around the axis of rotation. Adjacent sections of the strand element 197 lie against each other and close a groove 188 with V-shaped flank profile one below the other. The strand element 197 has a circular cross section whose diameter is significantly smaller than the diameter of the rolling body 181 , This results in that the contact surface 186 in the region of the contact touch a convex, specially circular arc-shaped profile section 187 having. The contact surface 186 describes during the rotation of the rolling element 181 around the axis of rotation a cylindrical envelope surface whose diameter is significantly larger than the diameter of the strand element.
Der
Wälzkörper 181 kann
insbesondere eine Schraubenfeder, speziell eine Schraubendruckfeder, sein,
wobei die Schraubenfeder unter einer Vorspannung in axialer Richtung
eingebaut ist und insbesondere axiale Kräfte, die in Richtung der Drehachse
eingeleitet werden, aufnehmen und abfedern kann. Die Erfindung bezieht
sich damit insbesondere auch auf die Verwendung einer Schraubenfeder,
insbesondere einer Schraubendruckfeder, als Wälzkörper in einem Wälzlager.The rolling element 181 In particular, a coil spring, especially a helical compression spring, be, wherein the coil spring is installed under a bias in the axial direction and in particular axial forces that are introduced in the direction of the axis of rotation, record and can absorb. The invention thus relates in particular also to the use of a helical spring, in particular a helical compression spring, as rolling elements in a roller bearing.
Bei
den vorstehend beschriebenen sieben Ausführungsbeispielen war das Wälzlagerteil
jeweils als Wälzkörper ausgebildet,
der im Betrieb mit einem weiteren Wälzlagerteil, nämlich einer
zylindrischen Laufbahn eines Innenrings bzw. einer hohlzylindrischen
Laufbahn eines Außenrings
zusammenwirkt, wobei für
die Laufbahnen angenommen wurde, dass diese keine Strukturierung
aufweisen.at
The above-described seven embodiments was the rolling bearing part
each formed as a rolling element,
in operation with another rolling bearing part, namely a
cylindrical raceway of an inner ring or a hollow cylindrical
Track of an outer ring
interacts with, for
the careers was assumed that this no structuring
exhibit.
Die
folgenden drei Ausführungsbeispiele,
die anhand der 8, 9 und 10 erläutert werden,
gehen davon aus, dass der Wälzkörper eine
im wesentlichen zylindrische Mantelfläche aufweist, wobei die Laufbahn
des Wälzlagerrings,
speziell des Innenrings, eine Strukturierung aufweist.The following three embodiments, based on the 8th . 9 and 10 be explained, assume that the rolling elements having a substantially cylindrical lateral surface, wherein the raceway of the rolling bearing ring, especially of the inner ring, has a structuring.
8 zeigt
eine teilweise geschnittene Ansicht eines Wälzlagers mit einem ersten Lagerring, der
als Außenring
ausgebildet ist, und einem zweiten Lagerring, der als Innenring
ausgebildet ist, und Wälzkörpern 211,
die eine im wesentlichen zylindrische Mantelfläche aufweisen. Der Innenring
ist als Wälzlagerteil,
nämlich
als Wälzlagerring 228 ausgebildet,
der ein Korpus mit einer Drehachse und einer Kontaktfläche 216 an
dem Umfang der äußeren Mantelfläche 213 umfasst,
wobei ein Abschnitt der Kontaktfläche 216 im Lastfall
in einer flächigen
Berührung
mit einem anderen Wälzlagerteil,
nämlich
mindestens einem der Wälzkörper 211 steht,
so dass ein flächiger
Berührungskontakt
mit dem Wälzkörper 211 ausgebildet
wird. An der zylindrischen Mantelfläche ist eine Strukturierung
vorgesehen, die der in 1a, b für den Wälzkörper 1 beschriebenen
entspricht. Dabei umläuft
die Kontaktfläche 216 die
Drehachse des Wälzlagerrings 228 und
eine die Drehachse umlaufende Nut 218 begrenzt die Kontaktflächen 216. 8th shows a partially sectioned view of a rolling bearing with a first bearing ring, which is formed as an outer ring, and a second bearing ring, which is formed as an inner ring, and rolling elements 211 , which have a substantially cylindrical lateral surface. The inner ring is as a rolling bearing part, namely as a rolling bearing ring 228 formed, which has a body with a rotation axis and a contact surface 216 on the circumference of the outer lateral surface 213 comprising, wherein a portion of the contact surface 216 in case of load in a surface contact with another rolling bearing part, namely at least one of the rolling elements 211 stands, so that a two-dimensional contact with the rolling element 211 is trained. On the cylindrical lateral surface structuring is provided, the in 1a , b for the rolling element 1 corresponds described. The contact surface rotates 216 the axis of rotation of the rolling bearing ring 228 and a rotation axis circumferential groove 218 limits the contact surfaces 216 ,
Speziell
sind vier Nuten 218 vorgesehen, die fünf Kontaktflächen 216 axial,
also in Richtung der Drehachse, begrenzen, wobei sowohl die Nuten 218 als
auch die Kontaktflächen 216 entlang
der Umlaufrichtung umlaufen. Die Kontaktflächen 216 weisen jeweils
einen auf den Wälzkörper 211 hin
weisenden kreisbogenförmigen
Profilabschnitt auf, wobei die Nuten 218 einen von dem
Wälzkörper 211 fort
weisenden kreisbogenförmigen
Profilabschnitt aufweisen, und wobei die Nuten 218 unmittelbar
an die Kontaktflächen 216 angrenzen.Specifically, there are four grooves 218 provided, the five contact surfaces 216 axially, ie in the direction of the axis of rotation, limit, wherein both the grooves 218 as well as the contact surfaces 216 rotate along the direction of rotation. The contact surfaces 216 each have one on the rolling elements 211 towards pointing arcuate profile section, wherein the grooves 218 one of the rolling elements 211 have pointing away arcuate profile section, and wherein the grooves 218 directly to the contact surfaces 216 adjoin.
9 entspricht
im wesentlichen der 8 mit dem Unterschied, dass
die Strukturierung des Wälzlagerrings 228 der
oben, anhand von 2 für den Wälzkörper 31 bzw. anhand
von 3 für
den Wälzkörper 61 beschriebenen
Struktur entspricht. Der in 9 dargestellte
Wälzlagerring 228 weist
damit Nuten 218 auf, die beginnend an einer Stirnfläche des
Wälzlagerrings 228,
die Drehachse unter einem Winkel zu der Umfangsrichtung mehrfach
umlaufen, wobei die Nuten 218 benachbarte Kontaktflächen 216 abgrenzen. 9 corresponds essentially to the 8th with the difference that the structuring of the rolling bearing ring 228 the above, based on 2 for the rolling element 31 or by means of 3 for the rolling element 61 corresponds to the structure described. The in 9 illustrated rolling bearing ring 228 thus has grooves 218 on, starting at an end face of the rolling bearing ring 228 , the rotation axis repeatedly revolve at an angle to the circumferential direction, wherein the grooves 218 adjacent contact surfaces 216 delimit.
10 entspricht
im wesentlichen der 8 mit dem Unterschied, dass
die Strukturierung des Wälzlagerrings 228 der
oben, anhand von 4 für den Wälzkörper 91 bzw. anhand
von 5 für
den Wälzkörper 121 beschriebe nen
Struktur entspricht. Die Nuten umfassen dabei zwei einander überlagernde,
gegenläufige
Teilnuten, wobei die Teilnuten eine Mehrzahl von im wesentlichen
rautenförmigen
Flächenabschnitten
als Kontaktflächen
begrenzen. 10 corresponds essentially to the 8th with the difference that the structuring of the rolling bearing ring 228 the above, based on 4 for the rolling element 91 or by means of 5 for the rolling element 121 described structure corresponds. The grooves comprise two overlapping each other de, opposing sub-grooves, wherein the sub-grooves define a plurality of substantially diamond-shaped surface portions as contact surfaces.
Die
Erfindung wurde vorstehend anhand von sieben Ausführungsbeispielen
beschrieben, bei denen das Wälzlagerteil
jeweils als Wälzkörper ausgebildet
war. Der Wälzkörper wies
dabei in jedem Fall eine annähernd
zylindrische Gestalt auf, bzw. die Kontaktflächen beschrieben bei der Drehung
des Wälzkörpers um
die Drehachse eine zylindrische Hüllkontur. Der Wälzkörper war
dabei als Zylinder- oder Nadelrolle eines Wälzlagers ausgebildet, wobei das
Korpus der Zylinder- bzw. Nadelrolle an der äußeren Mantelfläche die
oben, anhand von 1 bis 7 beschriebene
Strukturierung aufwies. Es versteht sich, dass der Wälzkörper ebenfalls
eine stumpfkegelige Struktur oder eine tonnenförmige Gestalt aufweisen kann,
wobei dieser Gestalt die oben beschriebene Struktur mit den Kontaktflächen und den
Nuten überlagert
ist.The invention has been described above with reference to seven exemplary embodiments, in which the rolling bearing part was designed in each case as a rolling element. The rolling elements in each case had an approximately cylindrical shape, or the contact surfaces described during the rotation of the rolling body about the axis of rotation a cylindrical envelope contour. The rolling elements was designed as a cylindrical or needle roller of a rolling bearing, wherein the body of the cylinder or needle roller on the outer surface of the above, based on 1 to 7 had described structuring. It is understood that the rolling element may also have a frusto-conical structure or a barrel-shaped configuration, wherein this shape is superimposed on the structure described above with the contact surfaces and the grooves.
Die
Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben
und erläutert, bei
denen das Wälzlagerteil
entweder ein Wälzkörper oder
ein Wälzlagerring
war. Es versteht sich, dass das Wälzlagerteil auch ein Wälzlagerkäfig sein
kann, wobei die Kontaktflächen
bzw. die Nuten auf einer Mantelfläche an dem Umfang des Korpus
des Wälzlagerkäfigs angeordnet
sind.The
The invention has been described above with reference to exemplary embodiments
and explains at
which the rolling bearing part
either a rolling element or
a rolling bearing ring
was. It is understood that the rolling bearing part also be a rolling bearing cage
can, with the contact surfaces
or the grooves on a lateral surface on the circumference of the body
arranged the rolling bearing cage
are.
Bei
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen war das Wälzlager
ein Drehlager mit einer Drehlagerachse. Es versteht sich, dass die
Erfindung ebenfalls Linearlager mit Wälzelementen, insbesondere mit
Wälzkörpern oder
einem Wälzlagerkäfig, umfasst.at
The embodiments described above was the rolling bearing
a pivot bearing with a pivot axis. It is understood that the
Invention also linear bearings with rolling elements, in particular with
Rolling elements or
a rolling bearing cage comprises.
-
11
-
Wälzkörperrolling elements
-
22
-
Drehachseaxis of rotation
-
33
-
Mantelflächelateral surface
-
44
-
Endabschnittend
-
55
-
Stirnflächeface
-
66
-
Kontaktflächecontact area
-
77
-
Profilabschnitt
der Kontaktflächeprofile section
the contact surface
-
88th
-
Nutgroove
-
99
-
Nutgrundgroove base
-
1010
-
Profilabschnitt
der Nut 8 Profile section of the groove 8th
-
3131
-
Wälzkörperrolling elements
-
3333
-
Mantelflächelateral surface
-
34a,
b34a,
b
-
Endabschnittend
-
36a,
b36a,
b
-
Kontaktflächecontact area
-
38a,
b38a,
b
-
Nutgroove
-
39a,
b39a,
b
-
Nutgrundgroove base
-
4141
-
Eintrittsöffnung der
Nuten 38a, bInlet opening of the grooves 38a , b
-
4242
-
Austrittsöffnung der
Nuten 38a, bOutlet opening of the grooves 38a , b
-
6161
-
Wälzkörperrolling elements
-
6363
-
Mantelflächelateral surface
-
64a,
b64a,
b
-
Endabschnittend
-
66a,
b, c66a,
b, c
-
Kontaktflächecontact area
-
68a,
b, c68a,
b, c
-
Nutgroove
-
7171
-
Eintrittsöffnung der
Nut 68b Inlet of the groove 68b
-
7272
-
Austrittsöffnung der
Nut 68b Outlet opening of the groove 68b
-
9191
-
Wälzkörperrolling elements
-
9393
-
Mantelflächelateral surface
-
9898
-
Nutgroove
-
103103
-
erste
Teilnutfirst
partial groove
-
104104
-
zweite
Teilnutsecond
partial groove
-
105105
-
Flächenabschnittsurface section
-
106106
-
Flankeflank
-
121121
-
Wälzkörperrolling elements
-
123123
-
Mantelflächelateral surface
-
128128
-
Nutgroove
-
133133
-
erste
Teilnutfirst
partial groove
-
134134
-
zweite
Teilnutsecond
partial groove
-
135135
-
Flächenabschnittsurface section
-
151151
-
Wälzkörperrolling elements
-
153153
-
Mantelflächelateral surface
-
154a,
b154a,
b
-
Endabschnittend
-
156156
-
Kontaktflächecontact area
-
157157
-
Profilabschnitt
der Kontaktfläche 156 Profile section of the contact surface 156
-
158158
-
Nutgroove
-
159159
-
Nutgrundgroove base
-
167167
-
Strangelementstrand element
-
181181
-
Wälzkörperrolling elements
-
186186
-
Kontaktflächecontact area
-
188188
-
Nutgroove
-
197197
-
Strangelementstrand element
-
211211
-
Wälzkörperrolling elements
-
228228
-
Wälzlagerring
(Innenring)roller bearing ring
(Inner ring)
-
300300
-
Erhebungsurvey
-
301301
-
Kontaktflächecontact area
-
302302
-
Kanteedge
-
303303
-
Basiskantebase edge
-
304304
-
Vollpyramidefull pyramid
-
320320
-
Erhebungsurvey
-
321321
-
Kontaktflächecontact area
-
322322
-
Kanteedge
-
330330
-
erste
Abfolgefirst
sequence
-
331331
-
Pfeil
Drehachsearrow
axis of rotation
-
332332
-
zweite
Abfolgesecond
sequence