DE102014212107A1

DE102014212107A1 - Rolling elements and rolling bearings

Info

Publication number: DE102014212107A1
Application number: DE102014212107.8A
Authority: DE
Inventors: Gustavo Moraes Candido de Oliveira
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-06-24
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2015-12-24

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wälzkörper (1), der erfindungsgemäß zwei sphärische, stirnseitige Kappen (2, 3), sowie eine einzige zwischen den Kappen (2, 3) gebildete Einschnürung (4) aufweist.The invention relates to a rolling element (1) which, according to the invention, has two spherical end caps (2, 3) and a single constriction (4) formed between the caps (2, 3).

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen rollenförmigen Wälzkörper sowie ein Wälzlager mit einer Anzahl solcher Wälzkörper.The invention relates to a roller-shaped rolling elements and a rolling bearing with a number of such rolling elements.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Wälzlagerungen können grundsätzlich für die Aufnahme radialer Belastungen, axialer Belastungen, oder für kombinierte radiale und axiale Belastung ausgelegt sein. Im letztgenannten Fall kommen insbesondere Anordnungen aus mehreren Schrägkugellagern in Betracht. Beispielhaft wird in diesem Zusammenhang auf die DE 10 2009 050 153 A1 verwiesen. Eine weitere Lageranordnung, welche dazu ausgelegt ist, Belastungen in radialer sowie axialer Richtung aufzunehmen, ist zum Beispiel in der DE 10 2013 215 620 A1 offenbart.Rolling bearings can basically be designed for receiving radial loads, axial loads, or for combined radial and axial loads. In the latter case, in particular arrangements of several angular contact ball bearings come into consideration. By way of example, in this context, the DE 10 2009 050 153 A1 directed. Another bearing arrangement, which is designed to absorb loads in the radial and axial direction, is for example in the DE 10 2013 215 620 A1 disclosed.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für die Aufnahme radialer sowie axialer Lasten geeignete Wälzlagerung gegenüber dem genannten Stand der Technik, insbesondere hinsichtlich eines kompakten Aufbaus, weiterzuentwickeln.The invention has for its object to further develop a suitable for receiving radial and axial loads rolling bearing against the cited prior art, in particular with respect to a compact design.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Wälzkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein eine Anzahl solcher Wälzkörper aufweisendes Wälzlager gemäß Anspruch 4.This object is achieved by a rolling element having the features of claim 1 and by a number of such rolling elements exhibiting rolling bearing according to claim 4.

Der Wälzkörper weist zwei stirnseitige, einander gegenüberliegende, sphärische Kappen auf, wobei zwischen den Kappen eine Einschnürung gebildet ist.The rolling element has two frontal, opposite, spherical caps, wherein between the caps a constriction is formed.

Der Wälzkörper vereint damit die Vorteile von kugelförmigen Wälzkörpern, nämlich deren Kompaktheit sowie deren reibungsarmen Lauf, mit der hohen Belastbarkeit rollenförmiger Wälzkörper. Im Unterschied zu beispielsweise in der DE 10 2010 019 953 A1 sowie in der DE 10 2010 020 347 A1 offenbarten Wälzkörpern, welche mehrere Einschnürungen aufweisen, weist der erfindungsgemäße Wälzkörper lediglich eine einzige Einschnürung auf.The rolling element thus combines the advantages of spherical rolling elements, namely their compactness and their low-friction running, with the high load capacity roller-shaped rolling elements. Unlike for example in the DE 10 2010 019 953 A1 as well as in the DE 10 2010 020 347 A1 disclosed rolling elements having a plurality of constrictions, the rolling element according to the invention has only a single constriction.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung weisen die beiden stirnseitigen Kappen des Wälzkörpers den gleichen Krümmungsradius auf. Eine durch die Einschnürung gelegte, zur Rotationsachse des Wälzkörpers normale Ebene stellt somit eine Symmetrieebene des Wälzkörpers dar. Der minimale Durchmesser des Wälzkörpers im Bereich der Einschnürung beträgt vorzugsweise mindestens 80% und höchstens 98%, insbesondere mindestens 92% und höchstens 96%, des maximalen Durchmessers des Wälzkörpers, das heißt des doppelten Krümmungsradius der sphärischen Kappen. in vorteilhafter Ausgestaltung ist der Abstand zwischen den Mittelpunkten der beiden die Kappen beschreibenden Sphären geringer als der Radius der Sphären.According to a possible embodiment, the two end caps of the rolling element on the same radius of curvature. A plane defined by the constriction normal to the axis of rotation of the rolling element thus represents a plane of symmetry of the rolling element. The minimum diameter of the rolling element in the region of the constriction is preferably at least 80% and at most 98%, in particular at least 92% and at most 96% of the maximum Diameter of the rolling element, that is the double radius of curvature of the spherical caps. In an advantageous embodiment, the distance between the centers of the two spheres describing the caps is less than the radius of the spheres.

Innerhalb eines Wälzlagers, welches eine Mehrzahl erfindungsgemäßer Wälzkörper aufweist, kann jeder Wälzkörper einer Vierpunktbelastung ausgesetzt sein. Das Wälzlager kann damit wie ein Vierpunktlager verwendet werden, wobei im Gegensatz zu einem herkömmlichen Vierpunktlager mit kugelförmigen Wälzkörpern aufgrund der gestreckten, rollenförmigen Gestalt der erfindungsgemäßen Wälzkörper eine wesentlich höhere Kippbelastbarkeit gegeben ist. Hierbei ist im Vergleich zum herkömmlichen Vierpunktlager der Raumbedarf in axialer Richtung nur unwesentlich und der Raumbedarf in radialer Richtung nicht erhöht. Die Hauptbelastbarkeit des Wälzlagers ist in bevorzugten Ausgestaltungen in radialer Richtung gegeben. Gleichzeitig ist auch eine beträchtliche Belastbarkeit in axialer Richtung gegeben, ohne – wie etwa bei einem Zylinderrollenlager – in nennenswertem Umfang Gleitreibung zu erzeugen.Within a rolling bearing, which has a plurality of rolling elements according to the invention, each rolling element can be exposed to a four-point load. The rolling bearing can thus be used as a four-point bearing, in contrast to a conventional four-point bearing with spherical rolling elements due to the elongated, roller-shaped shape of the rolling elements according to the invention a significantly higher Kippbelastbarkeit is given. In this case, compared to the conventional four-point bearing, the space requirement in the axial direction is insignificant and the space requirement in the radial direction is not increased. The main load capacity of the rolling bearing is given in preferred embodiments in the radial direction. At the same time a considerable load capacity in the axial direction is given without - as in a cylindrical roller bearing - to produce a significant amount of sliding friction.

Eine mögliche Ausgestaltung eines Wälzkörper nach Anspruch 1 aufweisenden Wälzlagers umfasst einen ungeteilten Außenring sowie einen geteilten Innenring. Die Wälzkörper sind in dem Lager vorzugsweise in einem Käfig geführt. Alternativ kann das Wälzlager auch vollrollig gestaltet sein. In beiden Varianten kann es sich um ein abgedichtetes oder ein nicht abgedichtetes Wälzlager handeln.A possible embodiment of a rolling element according to claim 1 having rolling bearing comprises an undivided outer ring and a split inner ring. The rolling elements are preferably guided in the cage in a cage. Alternatively, the rolling bearing can also be configured full complement. Both variants can be a sealed or unsealed roller bearing.

Die Wälzkörper sind vorzugsweise aus Stahl gefertigt. Alternativ kommt auch eine Herstellung der Wälzkörper aus keramischen Werkstoffen in Betracht.The rolling elements are preferably made of steel. Alternatively, it is also possible to produce the rolling bodies from ceramic materials.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Hierin zeigen:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Herein show:

1 einen Wälzkörper im Querschnitt, 1 a rolling element in cross section,

2 ein Wälzlager mit Wälzkörpern nach 1. 2 a rolling bearing with rolling elements after 1 ,

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Die 1 zeigt einen Wälzkörper 1, in welchem die Merkmale des Patentanspruchs 1 verwirklicht sind. Der Wälzkörper 1 weist zwei stirnseitige Kappen 2, 3 sowie eine zwischen den Kappen 2, 3 gebildete Einschnürung 4 auf. Der Wälzkörper 1 ist damit quasi aus einer Fusion zweier Kugeln entstanden und insgesamt rollenförmig, wobei die Rotationsachse des Wälzkörpers 1 mit R bezeichnet ist.The 1 shows a rolling element 1 in which the features of claim 1 are realized. The rolling element 1 has two end caps 2 . 3 and one between the caps 2 . 3 formed constriction 4 on. The rolling element 1 is thus virtually created from a fusion of two balls and a total of roll-shaped, wherein the axis of rotation of the rolling element 1 is denoted by R.

Jede der beiden Kappen 2, 3 weist einen mit r bezeichneten Krümmungsradius auf. Das Zweifache des Krümmungsradius r entspricht somit dem Durchmesser des Wälzkörpers 1. Die Mittelpunkte der beiden Kugeln, welche durch die Kappen 2, 3 beschrieben sind, sind mit M1 beziehungsweise M2 bezeichnet. Der in 1 mit a bezeichnete Abstand zwischen den Mittelpunkten M1, M2 ist geringer als der Krümmungsradius r.Each of the two caps 2 . 3 has a radius of curvature designated r. The double of the radius of curvature r thus corresponds to the diameter of the rolling element 1 , The centers of the two balls, passing through the caps 2 . 3 are described are designated M1 and M2, respectively. The in 1 A distance between the centers M1, M2 is less than the radius of curvature r.

Die 2 zeigt eine mögliche Verwendung von Wälzkörpern 1 gemäß 1 in einem insgesamt mit 5 bezeichneten Wälzlager. Während der mit 5 bezeichnete Außenring des Wälzlagers 5 ungeteilt ist, ist der mit 7 bezeichnete Innenring geteilt, wobei die Bezugszeichen 8, 9 jeweils einen Teilring des Innenrings 7 bezeichnen.The 2 shows a possible use of rolling elements 1 according to 1 in a total with 5 designated rolling bearings. While with the 5 designated outer ring of the rolling bearing 5 is undivided, is with 7 designated inner ring divided, wherein the reference numerals 8th . 9 each a partial ring of the inner ring 7 describe.

Die Wälzkörper 1 des Wälzlagers 5 sind in einem Käfig 10 geführt. Zur Abdichtung weist das Wälzlager 5 an beiden Stirnseiten jeweils eine Dichtung 11, 12 auf. Das Wälzlager 5 kann – ebenso wie beispielsweise ein Pendellager – radiale sowie axiale Lasten aufnehmen. Im Vergleich zu einem mehrreihigen Schrägkugellager zeichnet sich das Wälzlager 5 durch einen wesentlich kompakteren Aufbau aus, wobei das Wälzlager 5, beispielsweise bei Verwendung als Spindellager, für extrem hohe Drehzahlkennwerte geeignet ist.The rolling elements 1 of the rolling bearing 5 are in a cage 10 guided. For sealing, the rolling bearing 5 one seal at each end 11 . 12 on. The rolling bearing 5 can - as well as, for example, a self-aligning bearing - absorb radial and axial loads. Compared to a multi-row angular contact ball bearing is the rolling bearing 5 by a much more compact design, the rolling bearing 5 For example, when used as a spindle bearing, for extremely high speed characteristics is suitable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

aa: Abstanddistance
M1M1: MittelpunktFocus
M2M2: MittelpunktFocus
RR: Rotationsachseaxis of rotation
rr: Krümmungsradiusradius of curvature
11: Wälzkörperrolling elements
22: Kappecap
33: Kappecap
44: Einschnürungconstriction
55: Wälzlagerroller bearing
66: Außenringouter ring
77: Innenringinner ring
88th: Teilringpartial ring
99: Teilringpartial ring
1010: KäfigCage
1111: Dichtungpoetry
1212: Dichtungpoetry

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009050153 A1 [0002]
DE 102013215620 A1 [0002]
DE 102010019953 A1 [0006]
DE 102010020347 A1 [0006]

Claims

Rolling elements ( 1 ), characterized in that it comprises two spherical end caps ( 2 . 3 ), as well as a single one between the caps ( 2 . 3 ) constriction ( 4 ) having.

Rolling elements ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the two caps ( 2 . 3 ) have the same radius of curvature (r).

Rolling elements ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the distance (a) between the centers (M1, M2) of the two caps ( 2 . 3 ) is less than the radius (r) of the spheres.

Roller bearing ( 5 ) comprising a number of rolling elements ( 1 ) according to claim 1, an undivided outer ring ( 6 ), as well as a split inner ring ( 7 ).