DE102012219396A1 - Rolling body bearing for use as axial roller bearing or as radial roller bearing, has multiple cylinder rollers, and rolling body tracks, where cylinder rollers are arranged for rolling on rolling body tracks - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Wälzkörperlager mit einer Mehrzahl von Zylinderrollen mit mindestens einer Wälzkörperlaufbahn, wobei die Mehrzahl von Zylinderrollen zum Abwälzen auf der Wälzkörperlaufbahn angeordnet sind, wobei mindestens eine der Zylinderrollen einen Rollenkörper aufweist, wobei der Rollenkörper zwei axiale Randbereiche und einen Mittelbereich umfasst, welcher zwischen den Randbereichen angeordnet ist, wobei die axialen Randbereiche jeweils eine Kontaktzone zu der Wälzkörperlaufbahn bilden und wobei der Mittelbereich gegenüber den axialen Randbereichen um einen umlaufenden Kanal im Durchmesser verringert ist.The invention relates to a roller bearing having a plurality of cylindrical rollers with at least one Wälzkörperlaufbahn, wherein the plurality of cylindrical rollers are arranged for rolling on the Wälzkörperlaufbahn, wherein at least one of the cylindrical rollers comprises a roller body, wherein the roller body comprises two axial edge regions and a central region which between the edge regions is arranged, wherein the axial edge regions each form a contact zone to the Wälzkörperlaufbahn and wherein the central region is reduced relative to the axial edge regions about a circumferential channel in diameter.
Wälzkörperlager weisen oftmals einen Außenring, einen Innenring und dazwischen angeordnete, abwälzende Wälzkörper auf. Zwischen den Wälzkörpern und den Wälzkörperringen bilden sich Kontaktzonen aus, über die Kräfte übertragen werden können. Es ergeben sich in manchen Anwendungsfällen einander widersprechende Anforderungen zwischen einer möglichst großen Kontaktzone, um die Tragfähigkeit des Wälzkörperlagers zu vergrößern und einer kleinen Kontaktzone, um die Reibung der Wälzkörper möglichst zu verkleinern.Wälzkörperlager often have an outer ring, an inner ring and arranged therebetween, rolling rolling elements. Between the rolling elements and Wälzkörperringen form contact zones, can be transmitted via the forces. In some applications, conflicting requirements arise between the largest possible contact zone in order to increase the bearing capacity of the roller bearing and a small contact zone in order to reduce the friction of the rolling elements as much as possible.
Beispielsweise offenbart die Offenlegungsschrift
Gebiet der ErfindungField of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzkörperlager mit verbesserten funktionalen Eigenschaften vorzuschlagen. The invention has for its object to provide a rolling element bearing with improved functional properties.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Wälzkörperlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der beigefügten Figur.This object is achieved by a roller bearing with the features of
Im Rahmen der Erfindung wird ein Wälzkörperlager vorgeschlagen, das als ein Axialwälzlager oder als ein Radialwälzlager ausgebildet sein kann. Das Wälzkörperlager umfasst eine Mehrzahl von Zylinderrollen, wobei die Zylinderrollen eine im Bereich der Kontaktzone zylinderförmige Kontur aufweisen und ein beliebiges Längen- und Durchmesserverhältnis aufweisen können. Insbesondere können die Zylinderrollen als Rollen oder Nadeln ausgebildet sein. In the context of the invention, a roller bearing is proposed, which may be designed as an axial rolling or as a radial rolling bearing. The rolling element bearing comprises a plurality of cylindrical rollers, wherein the cylindrical rollers have a cylindrical contour in the region of the contact zone and can have any desired length and diameter ratio. In particular, the cylindrical rollers may be formed as rollers or needles.
Das Wälzkörperlager umfasst mindestens eine Wälzkörperlaufbahn, wobei die Mehrzahl von Zylinderrollen zum Abwälzen auf der Wälzkörperlaufbahn angeordnet sind. Oftmals umfasst das Wälzkörperlager genau eine Wälzkörperlaufbahn auf jedem der beiden Lagerringe, wobei die Mehrzahl von Zylinderrollen zwischen den zwei Wälzkörperlaufbahnen abwälzend angeordnet sind. Die Wälzkörperlaufbahn oder -laufbahnen können Flächen von Wälzkörperringen sein, die Wälzkörperlaufbahnen können jedoch auch auf Komponenten, wie zum Beispiel Wellen, angeordnet sein. The roller bearing comprises at least one rolling body track, wherein the plurality of cylindrical rollers are arranged for rolling on the rolling body track. Often, the rolling element bearing comprises exactly one rolling body raceway on each of the two bearing rings, wherein the plurality of cylindrical rollers between the two Wälzkörperlaufbahnen are arranged to roll. The rolling element raceway or raceways may be surfaces of Wälzkörperringen, but the Wälzkörperlaufbahnen can also be arranged on components, such as shafts.
Optional umfasst das Wälzkörperlager die die Wälzkörperlaufbahn beziehungsweise laufbahnen tragenden Komponenten, insbesondere die Wälzkörperringe, im Speziellen mindestens einen Innenring und mindestens einen Außenring.Optionally, the rolling element bearing comprises the rolling body raceway or raceway-bearing components, in particular the Wälzkörperringe, in particular at least one inner ring and at least one outer ring.
Mindestens eine der Zylinderrollen ist als Rollenkörper ausgebildet, der in zwei axiale Randbereiche und einen Mittelbereich eingeteilt ist. Der Mittelbereich ist in axialer Richtung zu der Drehachse der Zylinderrolle zwischen den Randbereichen angeordnet. Bei den Randbereichen handelt es sich bevorzugt um Enden, insbesondere freie Enden des Rollenkörpers. Die axialen Randbereiche bilden jeweils eine Kontaktzone zu der Wälzkörperlaufbahn aus. Insbesondere verläuft die Kontaktzone jeweils linienförmig parallel zur Drehachse der Zylinderrolle. At least one of the cylindrical rollers is formed as a roller body, which is divided into two axial edge regions and a central region. The central region is arranged in the axial direction to the axis of rotation of the cylindrical roller between the edge regions. The edge regions are preferably ends, in particular free ends of the roller body. The axial edge regions each form a contact zone to the Wälzkörperlaufbahn. In particular, the contact zone extends in each case linearly parallel to the axis of rotation of the cylindrical roller.
Der Mittelbereich ist gegenüber den axialen Randbereichen in mindestens einem oder genau einem umlaufenden Kanal im Durchmesser verringert. Anders ausgedrückt ist der Mittelbereich im Bereich des Kanals gegenüber den axialen Randbereichen radial nach innen in Bezug auf die Drehachse zurückgesetzt. The central region is reduced in diameter relative to the axial edge regions in at least one or exactly one circumferential channel. In other words, the central region in the region of the channel is set back in relation to the axial edge regions radially inwards with respect to the axis of rotation.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die axialen Randbereiche als Vollmaterialbereiche des Rollenkörpers ausgebildet sind. Insbesondere sind die axialen Randbereiche ausgebildet, bei einer Belastung, insbesondere bei einer Nenn- oder Sollbelastung oder bei einer zulässigen Maximalbelastung des Wälzkörperlagers, formstabil zu bleiben. Betrachtet man die axialen Randbereiche im Bereich der Kontaktzone, so sind diese auf Vollmaterialzylinderabschnitten des Rollenkörpers angeordnet.According to the invention, it is proposed that the axial edge regions are formed as solid material regions of the roller body. In particular, the axial edge regions are formed to remain dimensionally stable under a load, in particular at a rated or nominal load or at a permissible maximum load of the rolling element bearing. Looking at the axial edge regions in the region of the contact zone, these are arranged on solid material cylinder sections of the roller body.
Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass der Kanal im Mittelbereich der Zylinderrolle bei jedem Belastungszustand der Zylinderrolle vorhanden ist. Insbesondere ist der Kanal belastungsunabhängig realisiert. Insbesondere ist der Kanal kontaktzonenfrei zu der Wälzkörperlaufbahn ausgebildet. The advantage of the invention is to be seen in the fact that the channel is present in the central region of the cylindrical roller at each load condition of the cylindrical roller. In particular, the channel independent of load. In particular, the channel is formed without contact zones to the rolling body raceway.
Die Integration eines starren Kanals weist eine Mehrzahl von nutzbaren Vorteilen auf:
So kann der Kanal beispielsweise als ein Schmierstoffreservoir genutzt werden und bildet somit einen zusätzlichen Aufnahmeraum für Schmierstoff, insbesondere für Fett bei einer Fettschmierung des Wälzkörperlagers. Es ist auch denkbar, dass die Lebensdauer der Zylinderrolle und damit des Wälzkörperlagers aufgrund des kleinen Wälzkontaktes in den Kontaktzonen zu der Wälzkörperlaufbahn vergrößert ist. Aus dem kleinen Wälzkontakt resultiert weiterhin eine geringere Reibung und damit weniger Verschleiß des Wälzkörperlagers. Somit wird insgesamt die Betriebssicherheit, die Tragfähigkeit und die Lebensdauer des Wälzkörperlagers erhöht.The integration of a rigid channel has a number of useful advantages:
Thus, the channel can be used for example as a lubricant reservoir and thus forms an additional receiving space for lubricant, in particular for grease in a grease lubrication of Wälzkörperlagers. It is also conceivable that the life of the cylindrical roller and thus of the rolling element bearing is increased due to the small rolling contact in the contact zones to the rolling body raceway. From the small rolling contact results in a lower friction and thus less wear of the rolling element bearing. Thus, overall, the reliability, the load capacity and the life of the rolling element bearing is increased.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Kanal in einem Längsschnitt durch die Drehachse der Zylinderrolle als eine Senke ausgebildet. Insbesondere sind die Randbereiche des Kanals abgeschrägt, sodass sich ein in dem Längsschnitt in axialer Richtung betrachtet langsam vergrößernder Kanal ergibt. Beispielsweise nimmt der Übergangsbereich zwischen den Kontaktzonen der Randbereiche und einem Kanalgrund auf jeder Seite des Kanals zwischen 20 und 40 Prozent der gesamten Kanalbreite in Anspruch. Durch diesen sanften Übergang werden Kanten und damit verbundene Kantenpressungen vermieden.In a preferred embodiment of the invention, the channel is formed in a longitudinal section through the axis of rotation of the cylindrical roller as a sink. In particular, the edge regions of the channel are chamfered, resulting in a slowly enlarging channel viewed in the longitudinal section in the axial direction. For example, the transition region between the contact zones of the edge regions and a channel bottom on each side of the channel occupies between 20 and 40 percent of the total channel width. This smooth transition avoids edges and associated edge pressures.
Bei einer anderen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist der Kanal als eine Nut mit einem rechteckförmigen Längsschnittprofil ausgebildet, wobei die Übergangsbereiche vorzugsweise nur abgerundet sind. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass in Bezug auf die axiale Erstreckung ein sehr schmaler Kanal ein Maximum an Volumen zum Beispiel für den Schmierstoff, insbesondere für das Fett, realisiert werden kann.In another constructive embodiment of the invention, the channel is formed as a groove with a rectangular longitudinal section profile, wherein the transition regions are preferably only rounded. This embodiment has the advantage that in relation to the axial extent of a very narrow channel maximum volume, for example, for the lubricant, in particular for the grease, can be realized.
Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung sind an den Stirnseiten der Zylinderrolle, insbesondere an der Stirnseite des Rollenkörpers, Zapfen angeordnet, welche koaxial zu der Drehachse der Zylinderrolle ausgerichtet sind. Diese Zapfen bilden eine Führungseinrichtung zur Führung der Zylinderrolle in einem optionalen Käfig des Wälzkörperlagers. In a possible development of the invention, pins are arranged on the end faces of the cylindrical roller, in particular on the end face of the roller body, which are aligned coaxially to the axis of rotation of the cylindrical roller. These pins form a guide device for guiding the cylindrical roller in an optional cage of the rolling element bearing.
Dabei ist es prinzipiell denkbar, dass die Zapfen der Zylinderrolle in einem umlaufenden Kanal, welcher durch den Käfig gebildet wird, geführt wird. Es ist jedoch mehr bevorzugt, dass das Wälzkörperlager einen Zapfenkäfig aufweist, wobei jedem Zapfen der Zylinderrolle eine separate Aufnahme in dem Zapfenkäfig zugeordnet ist. In dieser konstruktiven Ausgestaltung ist durch den Zapfenkäfig die Beabstandung der Zylinderrollen in Umlaufrichtung festgelegt, sodass Berührungen zwischen den Zylinderrollen minimiert sind. Insbesondere wird ein Schlupf der Zylinderrollen bei geringer Last und höheren Drehzahlen vermindert. It is in principle conceivable that the pin of the cylindrical roller is guided in a circumferential channel which is formed by the cage. However, it is more preferred that the rolling element bearing has a pin cage, wherein each pin of the cylindrical roller is associated with a separate receptacle in the pin cage. In this constructive embodiment, the spacing of the cylindrical rollers in the direction of rotation is determined by the pin cage, so that contacts between the cylindrical rollers are minimized. In particular, slippage of the cylindrical rollers is reduced at low load and higher speeds.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass einige oder alle der Mehrzahl von Zylinderrollen als Rollenkörper ausgebildet sind, wobei der jeweilige Rollenkörper jeweils in zwei axiale Randbereiche und einen Mittelbereich eingeteilt ist, und wobei der Mittelbereich in axialer Richtung zu der Drehachse der Zylinderrolle zwischen den Randbereichen angeordnet ist. Insbesondere sind alle Zylinderrollen einer Reihe des Wälzkörperlagers wie der mindestens eine vorstehend beschriebene Rollenkörper ausgebildet. In a preferred embodiment, it is provided that some or all of the plurality of cylindrical rollers are formed as a roller body, wherein the respective roller body is divided into two axial edge regions and a central region, and wherein the central region in the axial direction to the axis of rotation of the cylindrical roller between the edge regions is arranged. In particular, all the cylindrical rollers of a row of the roller bearing are formed as the at least one roller body described above.
Es ist möglich, dass das Wälzkörperlager als ein einreihiges Wälzkörperlager mit einer einzigen Reihe an Zylinderrollen ausgebildet ist. Es ist jedoch auch möglich, dass das Wälzkörperlager zweireihig, dreireihig, vierreihig oder sogar mehrreihig ausgebildet ist. Bei den drei- oder vier- oder mehrreihigen Wälzkörperlagern tritt der Vorteil des integrierten Schmierstoffreservoirs besonders stark in den Vordergrund, da insbesondere bei innenliegenden Reihen, also Reihen die beidseitig von einer anderen Reihe umgeben sind, eine schlechte Schmierung zu befürchten ist.It is possible that the roller bearing is formed as a single-row roller bearing with a single row of cylindrical rollers. However, it is also possible that the roller bearing is formed in two rows, three rows, four rows or even multi rows. In the three- or four- or multi-row rolling element bearings, the advantage of the integrated lubricant reservoir is particularly strong in the foreground, especially since in internal rows, ie rows are surrounded on both sides by another series, poor lubrication is to be feared.
Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Wälzkörperlager im Industriebereich und bei Windenergieanwendungen eingesetzt. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, dass das Wälzkörperlager als ein Großwälzlager mit einem Teilkreisdurchmesser, wobei der Teilkreisdurchmesser als der Abstand der Drehachsen der Zylinderrollen von der Gesamtdrehachse des Wälzkörperlagers definiert ist, von größer als 500 Millimeter, vorzugsweise größer als 800 Millimeter, eingesetzt. The rolling element bearing according to the invention is particularly preferably used in the industrial sector and in wind energy applications. For this reason, it is preferable that the rolling element bearing is used as a large rolling bearing having a pitch circle diameter, wherein the pitch circle diameter is defined as the distance of the rotation axes of the cylindrical rollers from the total rotational axis of the rolling element bearing, of greater than 500 millimeters, preferably greater than 800 millimeters.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figur.Further features, advantages and effects of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment of the invention and the accompanying figure.
Das Wälzkörperlager
Die als erfindungswesentlicher Rollenkörper
Mittig in dem Rollenkörper
An den Stirnseiten
Der Vorteil der Erfindung ist insbesondere in der Erhöhung der Laufgenauigkeit der Zylinderrollen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Wälzkörperlager roller bearing
- 22
- Innenring inner ring
- 33
- Außenring outer ring
- 44
- Gesamtdrehachse Total rotational axis
- 55
- Zylinderrollen cylindrical rollers
- 66
- Drehachse axis of rotation
- 77
- Zapfenkäfig pin cage
- 88th
- Randbereich border area
- 99
- Randbereich border area
- 1010
- Mittelbereich the central region
- 1111
- Kontaktzonen contact zones
- 1212
- Wälzkörperlaufbahn rolling body
- 1313
- Wälzkörperlaufbahn rolling body
- 1414
- Rollenkörper roller body
- 1515
- Kanäle channels
- 1616
- Stirnseite front
- 1717
- Stirnseite front
- 1818
- Zapfen spigot
- 1919
- Zapfenaufnahme pin receiver
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE102009032699A1 (en) | 2009-07-09 | 2011-01-13 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Roller bearing rolling body for roller bearing, comprises corpus with bearing surface, and spring element for impact of rolling body rigidity and profiling of bearing surface |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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