DE212014000166U1 - Rollenlager - Google Patents

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Abstract

Rollenlager, umfassend: einen Außenring; einen Innenring; und mehrere Rollen, die zwischen den Laufringflächen des Außenrings und des Innenrings rollen, wobei: mindestens einer von Außen- und Innenring einen Flansch umfasst, dessen Flanschfläche einer Rollen-Endfläche gegenüberliegt; ein Verbindungsteil zwischen der Laufringfläche und der Flanschfläche keinen Einstich aufweist, sondern einen bogenförmigen Abschnitt aufweist; und der Krümmungsradius des Verbindungsteils kleiner ist als der Krümmungsradius eines Auskehlungs-Teils zwischen der Rollen-Lauffläche und der Rollen-Endfläche.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Rollenlager und ein Verfahren zur Herstellung desselben, und insbesondere betrifft sie ein Rollenlager, wie etwa ein Axial-Pendelrollenlager, ein Zylinder-Rollenlager, ein Kegelrollenlager und ein Pendelrollenlager, bei dem mindestens einer von Außen- und Innenring einen Flansch umfasst, dessen Flanschfläche einer Rollen-Endfläche gegenüberliegt, sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben.
  • Stand der Technik
  • Herkömmlich ist ein Rollenlager bekannt, bei dem mindestens einer von Außen- und Innenring einen Flansch umfasst, dessen Flanschfläche einer Rollen-Endfläche gegenüberliegt. Ein normales Rollenlager umfasst einen Einstich in einem Verbindungsteil zwischen einer Laufringfläche eines Ringes und einer Flanschfläche eines Flansches. Der Grund für das Ausbilden des Einstichs ist, dass wenn die Laufringfläche und die Flanschfläche unter Verwendung eines Schleifsteins geschliffen werden, eine Beeinflussung der Laufringfläche und der Flanschfläche durch den Schleifstein verhindert wird, um dadurch zu verhindern, dass die Oberflächenformen durch Schleifreste uneben ausgebildet werden. Das heißt, der Einstich ist beim Schleifen unvermeidlich, während das Ausbilden des Einstichs den Flächeninhalt der Laufringfläche und der Flanschfläche verringert, die für die Lagerfunktion wirksam sind.
  • Insbesondere in einem herkömmlichen Axial-Pendelrollenlager ist der Grund, warum der Einstich eines Ringes groß ausgebildet wird, der, dass bei der Endbearbeitung das Schleifen bis herab zum Grund durchgeführt werden kann, ohne dass der Schleifstein einen großen Flansch beeinflusst, wodurch das Auftreten von hohen Kanten und Brandflecken verhindert wird.
  • Indessen weist in einem Rollenlager, das in Patentschrift 1 offenbart wird, der Flansch eine Form ohne Einstich in der Axialrichtung der Flanschseite auf, wodurch die große Fläche einer effektiven Flanschfläche sichergestellt ist, um dadurch das Auftreten einer Kantenbelastung zu verhindern, die durch Extrusion einer Kontaktellipse durch die erhöhte Axiallast verursacht werden kann.
  • In Patenschrift 1 wird, wie in 4 gezeigt, ein Basismaterial, das angeschmiedet wurde, um die Grundform eines Ringes aufzuweisen, durch die Schritte Drehen, Wärmebehandlung, Planschleifen, Schleifen des Außendurchmessers, Flansch-Abschrecken und –Drehen (+Drehen des Einstichs), Schleifen der Laufringfläche und Feinschleifen der Laufringfläche hergestellt. Im Herstellungsprozess eines Ringes 104 werden im Wärmebehandlungsschritt und den folgenden Schritten, wie in 5 gezeigt, nach der Beendigung der Wärmebehandlung das Planschleifen und das Centerless-Schleifen der Außenseite unter Verwendung eines Schleifsteins 110 durchgeführt, und dann werden eine Flanschfläche (innere Wandfläche eines Flansches 107) und ein Einstich 108 mit vergütetem Stahl geschnitten. Wenn die Flanschfläche mit vergütetem Stahl geschnitten wird statt sie zu schleifen, kann der Flansch 107 so bearbeitet werden, dass er eine Form aufweist, die nur einen Abstand auf der Seite der Laufringfläche und keinen Abstand in Axialrichtung der Flanschfläche aufweist.
  • Verweise auf den Stand der Technik
  • Patentschrift
    • Patentschrift 1: JPA-Publikation Nr. 2006-9891
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösende Probleme
  • In dem Rollenlager der Patentschrift 1 wird jedoch, obwohl kein Einstich in Axialrichtung der Flanschseite ausgebildet ist, der Einstich auf der Seite der Laufringfläche ausgebildet, wodurch die effektive Fläche der Laufringfläche verringert wird. Hierdurch erhöht sich der Kontaktflächen-Druck zwischen der Rollen-Lauffläche und der Laufringfläche, wodurch die Gefahr erhöht wird, dass sich die Lebensdauer des Lagers verringert.
  • Da die Lauffläche und der auf der Seite der Lauffläche ausgebildete Einstich nicht glatt miteinander verbunden sind, wird ferner ein Grat zwischen dem Einstich und der Laufringfläche ausgebildet, wodurch die Gefahr erhöht wird, dass eine Rollen-Lauffläche verschleißen kann oder eine Kantenbelastung auftreten kann.
  • Die Erfindung wurde gemacht, um die oben angegebenen Probleme zu lösen, und somit ist es ihre Aufgabe, ein Rollenlager zu schaffen, das dessen verringerte Lebensdauer verhindern kann und das auch Verschleiß der Rollen-Lauffläche und das Auftreten einer Kantenbelastung verhindern kann, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Die oben angegebene Aufgabe der Erfindung wird durch den folgenden Aufbau gelöst.
    • (1) Rollenlager, umfassend: einen Außenring; einen Innenring; und mehrere Rollen, die zwischen den Laufringflächen des Außenrings und des Innenrings rollen, wobei: mindestens einer von Außen- und Innenring einen Flansch mit einer Flanschfläche, die einer Rollen-Endfläche gegenüberliegt, umfasst; ein Verbindungsteil zwischen einer Laufringfläche und der Flanschfläche keinen Einstich, sondern einen bogenförmigen Abschnitt aufweist; und der Krümmungsradius des Verbindungsteils kleiner ist als der Krümmungsradius eines Auskehlungs-Teils zwischen der Rollen-Lauffläche und der Rollen-Endfläche.
    • (2) Rollenlager gemäß (1), wobei der Verbindungsteil durch Hartdrehen ausgebildet ist.
    • (3) Verfahren zur Herstellung eines Rollenlagers, umfassend: einen Außenring; einen Innenring; und mehrere Rollen, die zwischen den Laufringflächen des Außenrings und des Innenrings rollen, wobei mindestens einer von Außen- und Innenring einen Flansch mit einer Flanschfläche umfasst, die einer Rollen-Endfläche gegenüberliegt, wobei das Verfahren umfasst: Hartdrehen eines Verbindungsteils zwischen der Laufringfläche und der Flanschfläche, so dass der Verbindungsteil einen Krümmungsradius aufweist, der kleiner ist als der Krümmungsradius eines Auskehlungs-Teils zwischen der Rollen-Lauffläche und der Rollen-Endfläche, keinen Einstich aufweist und einen bogenförmigen Abschnitt aufweist.
    • (4) Verfahren zur Herstellung eines Rollenlagers gemäß (3), wobei nachdem die Laufringflächen fertigbearbeitet sind, der Verbindungsteil und die Flanschfläche nacheinander hartgedreht werden.
  • Vorteil der Erfindung
  • Gemäß dem Rollenlager und dem Verfahren zur Herstellung eines Rollenlagers der Erfindung können, weil der Verbindungsteil zwischen der Flanschfläche und der Laufringfläche keinen Einstich aufweist und einen bogenförmigen Abschnitt aufweist, die Flanschfläche und die Laufringfläche glatt miteinander verbunden werden. Auch ist der Krümmungsradius des Verbindungsteils kleiner als der des Auskehlungs-Teils zwischen der Rollen-Lauffläche und der Rollen-Endfläche. Dies ermöglicht es der Laufringfläche, eine große effektive Fläche sicherzustellen, wodurch der Kontaktflächen-Druck davon mit der Rollen-Lauffläche verringert werden kann, die Laufringfläche eine hohe Last aushalten kann, und somit die verringerte Lebensdauer des Lagers verhindert werden kann. Da zwischen der Laufringfläche und dem Einstich kein Grat vorhanden ist, der herkömmlich ausgebildet wurde, können außerdem Verschleiß der Rollen und das Auftreten einer Kantenbelastung, die durch Beeinflussung zwischen dem Grat und der Rolle verursacht werden, verhindert werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • 1 ist eine Schnittansicht eines Axial-Pendelrollenlagers, das eine Ausführungsform eines Rollenlagers gemäß der Erfindung darstellt.
  • 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von 1.
  • 3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Innenrings, der als Lagerring der Erfindung verwendet wird.
  • 4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Lagerrings, der in Patenschrift 1 offenbart wird.
  • 5 ist eine typische erklärende Ansicht des Prozesses zur Herstellung des Lagerrings in und nach dem Wärmebehandlungsschritt von 4.
  • Wege zum Ausführen der Erfindung
  • Eine Ausführungsform eines Rollenlagers gemäß der Erfindung ist nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Das Rollenlager der Erfindung ist ein Rollenlager, bei dem mindestens einer von Außen- und Innenring einen Flansch umfasst, dessen Flanschfläche einer Rollen-Endfläche gegenüberliegt, und die folgende Beschreibung wird für ein Axial-Pendelrollenlager gegeben.
  • 1 ist eine Schnittansicht eines Axial-Pendelrollenlagers, das eine Ausführungsform des Rollenlagers gemäß der Erfindung darstellt, und 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von 1.
  • Das Axial-Pendelrollenlager 10 der Ausführungsform, wie in 1 gezeigt, umfasst einen Außenring 11 mit einer kugelförmigen Laufringfläche 11a, einen Innenring 12 mit einer Laufringfläche 12a, die der Laufringfläche 11a des Außenrings 11 gegenüber liegt, und mehrere Rollen 13, die zwischen die Laufringflächen 11a und 12a des Außen- und Innenrings 11 und 12 eingesetzt sind. Der Innenring 12 umfasst einen Flansch 12b auf seiner Außenseite. Die Rollen 13 sind in ihren zugeordneten Aussparungen 15 gehalten. Jede Rolle 13 umfasst eine kugelförmige Rollen-Lauffläche 13a und ist schräg angeordnet, so dass ihre Endfläche 13b auf der Seite mit kleinem Durchmesser sich auf der Innenseite befindet, und ihre Endfläche 13c auf der Seite mit großem Durchmesser sich auf der Außenseite befindet, und ihre Rotationsachse nach oben zur Außenseite zeigt. Die Laufring-Flächen 12a und 11a der Innen- und Außenringe 12, bzw. 11 sehen eine gebogene Oberflächenform vor, die einen bogenförmigen Abschnitt aufweist, der der Kugelform der Rollen-Lauffläche 13a der Rolle 13 entspricht. Somit sieht das Axial-Pendelrollenlager 10 die Fähigkeit zum Ausgleich vor.
  • Ein Käfig 14 ist ein ringförmiger Käfig vom Kamm-Typ, in dem mehrere Stützen 41, die in Richtung der Außenseite ragen, Seite an Seite in Umfangsrichtung angeordnet sind, während die Rollen 13 in ihren zugeordneten Aussparungen 15 gehalten werden können, die zwischen den aneinandergrenzenden Stützen 41 und 41 ausgebildet sind. Die Endfläche 13b auf der Seite mit kleinem Durchmesser der Rolle 13 wird von dem Boden 15a der Aussparung 15 geführt, und die Endfläche 13c auf der Seite mit großem Durchmesser davon wird durch die Flanschfläche 20 des Flansches 12b geführt, der auf der Außenseite des Innenrings 12 ausgebildet ist. Der innere Teil des Käfigs 14 umfasst einen zylindrisch geformten inneren Endflächen-Abschnitt 43 und einen unteren Endflächen-Abschnitt 44, die in die axiale Richtung zeigen. Auf dem inneren Teil des Käfigs 14 ist eine Käfig-Führungsbuchse 16 befestigt, um den inneren Teil des Käfigs 14 verschiebbar zu führen.
  • Die Käfig-Führungsbuchse 16 ist ein Element, das einen L-förmigen Abschnitt aufweist und einen zylindrischen Teil 63 umfasst, der verschiebbar in Kontakt mit dem inneren Endflächen-Abschnitt 43 des Käfigs 14 gebracht werden kann, und einen Buchsen-Flansch-Teil 64, der verschiebbar mit dem unteren Endflächen-Abschnitt 44 des Käfigs 14 gebracht werden kann. Der innere und untere Endflächen-Abschnitt 43 und 44 des Käfigs 14 sehen eine Gleitfläche vor, auf der die Käfig-Führungsbuchse 16 gleiten kann, während die Außenfläche des zylindrischen Teils 63 und die obere Fläche des Buchsen-Flansch-Teils 64 der Käfig-Führungsbuchse 16 eine Gleitfläche vorsehen, auf der der Käfig 14 gleiten kann. Hier in 1 bezeichnet die Zahl 65 eine Ölzufuhröffnung, die in dem zylindrischen Teil 63 der Käfig-Führungsbuchse 16 ausgebildet ist, um Schmieröl zuzuführen.
  • Wie in 2 gezeigt, umfasst hier ein Verbindungsteil 70 zwischen der Laufringfläche 12a und der Flanschfläche 20 des Flansches 12b des Innenrings 12 keinen Einstich und weist einen bogenförmigen Abschnitt auf. Der Krümmungsradius R1 des Verbindungsteils 70 ist kleiner als der Krümmungsradius R2 eines Auskehlungs-Teils 13d zwischen der Rollen-Lauffläche 13a und der Endfläche 13c auf der Seite des großen Durchmessers. Mit anderen Worten ist die Krümmung (1/R1) des Verbindungsteils 70 größer als die Krümmung (1/R2) des Auskehlungs-Teils 13d der Rollen-Lauffläche 13a und der Endfläche 13c auf der Seite des großen Durchmessers. Da der Verbindungsteil 70 zwischen der Flanschfläche 20 und der Laufringfläche 12a keinen Einstich aufweist, sondern einen bogenförmigen Abschnitt aufweist, sind die Flanschfläche 20 und die Laufringfläche 12a glatt miteinander verbunden.
  • Der mögliche Maximalwert R1max des Krümmungsradius R1 des Verbindungsteils 70 und der mögliche Minimalwert R2min des Krümmungsradius R2 des Auskehlungs-Teils 13d kann vorzugsweise die folgende Relation (A) erfüllen. R1max = R2min – X(A)
  • Hierbei ist, wenn 1 mm ≤ R2min ≤ 2 mm, X = 0,1 mm, wenn 2 mm < R2min ≤ 3 mm, X = 0,5 mm, und wenn 3 mm < R2min ≤ 6 mm, X = 1 mm.
  • Somit kann im Vergleich zu einem herkömmlichen Rollenlager mit einem Einstich die Laufringfläche 12a eine große effektive Fläche sicherstellen. Somit kann der Kontaktflächen-Druck auf die Rollen-Lauffläche 13a verringert werden, wodurch die Laufringfläche einer hohen Last widerstehen kann. Da zwischen der Laufringfläche und dem Einstich kein Verschleiß durch einen Grat auftritt, der herkömmlich ausgebildet wurde, können auch Verschleiß der Rollen und das Auftreten einer Kantenbelastung, die durch Beeinflussung zwischen dem Grat und der Rolle verursacht werden, verhindert werden. Ferner wird bei Drehung mit hoher Drehzahl, sogar wenn die Rolle 13 gegen die Flanschfläche 20 des Flansches 12b gedrückt wird, durch die große effektive Fläche der Flanschfläche 20 der Kontaktflächendruck des gleitenden Kontaktteils zwischen der Flanschfläche 20 und der Endfläche auf der Seite des großen Durchmessers 13c verringert, und der Kontaktflächendruck wird nicht partiell durch einen Grat erhöht, was eine schlechte Schmierung durch Abreißen des Ölfilms verhindert. Somit kann die verringerte Lebensdauer des Axial-Pendelrollenlagers 10 verhindert werden.
  • Da der Krümmungsradius R1 des Verbindungsteils 70 kleiner ist als der Krümmungsradius R2 des Auskehlungs-Teils 13d zwischen der Rollen-Lauffläche 13a und der Endfläche 13c auf der Seite des großen Durchmessers, kann außerdem eine Beeinflussung zwischen dem Verbindungsteil 70 und dem Auskehlungs-Teil 13d der Rolle 13 verhindert werden.
  • Als Nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des Innenrings 12 beschrieben, der als Ring mit Flansch des Axial-Pendelrollenlagers 10 dient.
  • Wie in 3 gezeigt, kann zur Herstellung des Innenrings 12 ein Material, das angeschmiedet wurde, um die Grundform des Ringes aufzuweisen, den Schritten Drehen → Wärmebehandlung → Planschleifen → Schleifen des Außendurchmessers → Schleifen der Laufringfläche → Feinschleifen der Laufringfläche → Hartdrehen ausgesetzt werden.
  • Nach Beendigung der Wärmebehandlung werden die Flächen am inneren und äußeren Durchmesser des Innenring-Materials mit einem Schleifstein geschliffen (Planschleifen), die Fläche am äußeren Durchmesser wird durch den Schleifstein geschliffen (Schleifen des Außendurchmessers), und dann wird die Laufringfläche mit Schleifsteinen mit Schmirgelkorn mit verschiedenen Korndurchmessern geschliffen (Schleifen der Laufringfläche) und wird feingeschliffen (Feinschleifen der Laufringfläche). Als Nächstes wird der Teil des Innenring-Materials, der dem Verbindungsteil 70 zwischen der Laufringfläche 12a und der Flanschfläche 20 entspricht, unter Verwendung eines Drehwerkzeugs hartgedreht, und anschließend wird der Teil, der der Flanschfläche 20 entspricht, hartgedreht.
  • Beim Hartdrehen wird eine Endfläche des Werkstücks durch ein starkes Magnet-Spannfutter magnetisch angezogen. Das Magnet-Spannfutter ist an der drehbaren Hauptwelle (Hauptwelle) einer Drehmaschine befestigt, und während das Werkstück durch ein Spannfutter gehalten wird, wird die drehbare Hauptwelle mit konstanter Drehzahl gedreht. Die sich drehenden Teile des sich drehenden Innenring-Materials, die dem Verbindungsteil 70 und der Flanschfläche 20 entsprechen, werden unter Verwendung eines Drehwerkzeugs (wie etwa ein Meißel) abgeschliffen.
  • Somit ermöglicht das Hartdrehen der Teile, die dem Verbindungsteil 70 zwischen der Laufringfläche 12a und der Flanschfläche 20 entsprechen, eine glatte Verbindung in einem bogenförmigen Abschnitt, ohne einen Einstich im Verbindungsteil 70 zwischen der Laufringfläche 12a und der Flanschfläche 20 auszubilden, der herkömmlich beim Schleifen unvermeidbar war. Daher können, wie oben beschrieben, eine verringerte Lebensdauer des Lagers, Verschleiß der Rollen-Lauffläche und Auftreten einer Kantenbelastung verhindert werden.
  • Ferner können durch das oben erwähnte Hartdrehen die Arbeiten in kurzer Zeit ausgeführt und die Bearbeitungskosten verringert werden. Obwohl die Flanschfläche 20 und der Verbindungsteil 70 zwischen der Laufringfläche und der Flanschfläche 20 nicht immer hartgedreht werden müssen, können hier, wenn sie nacheinander hartgedreht werden, die Bearbeitungszeit und die Arbeitskosten weiter verringert werden.
  • Hier ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern Änderungen oder Verbesserungen können auf geeignete Weise vorgenommen werden.
  • Zum Beispiel wurde in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform des Rollenlagers mit Flansch ein Axial-Pendelrollenlager beschrieben, bei dem der Einstich des Lagerringes groß ausgebildet ist. Dies ist jedoch keine Einschränkung, sondern die Erfindung kann auf Rollenlager mit Flansch angewendet werden, wie etwa ein Axial-Pendelrollenlager, ein Zylinder-Rollenlager, ein Kegelrollenlager und ein Pendelrollenlager.
  • Die vorliegende Anmeldung beruht auf JPA Nr. 2013-161352 , eingereicht am 2. August 2013, deren gesamter Inhalt hier als Referenz aufgenommen ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Axial-Pendelrollenlager (Rollenlager)
    11
    Außenring
    11a
    Laufringfläche
    12
    Innenring
    12a
    Laufringfläche
    13
    Rolle
    13a
    Rollen-Lauffläche
    13c
    Endfläche auf der Seite des großen Durchmessers (Rollen-Endfläche)
    13d
    Auskehlungs-Teil
    20
    Flanschfläche
    70
    Verbindungsteil
    R1
    Krümmungsradius des Verbindungsteils
    R2
    Krümmungsradius des Auskehlungs-Teils
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2006-9891 A [0006]
    • JP 2013-161352 A [0035]

Claims (4)

  1. Rollenlager, umfassend: einen Außenring; einen Innenring; und mehrere Rollen, die zwischen den Laufringflächen des Außenrings und des Innenrings rollen, wobei: mindestens einer von Außen- und Innenring einen Flansch umfasst, dessen Flanschfläche einer Rollen-Endfläche gegenüberliegt; ein Verbindungsteil zwischen der Laufringfläche und der Flanschfläche keinen Einstich aufweist, sondern einen bogenförmigen Abschnitt aufweist; und der Krümmungsradius des Verbindungsteils kleiner ist als der Krümmungsradius eines Auskehlungs-Teils zwischen der Rollen-Lauffläche und der Rollen-Endfläche.
  2. Rollenlager gemäß Anspruch 1, wobei der Verbindungsteil durch Hartdrehen ausgebildet ist.
  3. Rollenlager gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Verbindungsteil durch Hartdrehen zwischen der Laufringfläche und der Flanschfläche so hergestellt ist, dass der Verbindungsteil einen Krümmungsradius aufweist, der kleiner ist als der Krümmungsradius eines Auskehlungs-Teils zwischen der Rollen-Lauffläche und der Rollen-Endfläche, keinen Einstich aufweist und einen bogenförmigen Abschnitt aufweist.
  4. Rollenlager nach Anspruch 3, wobei der Verbindungsteil und die Flanschfläche nach Fertigbearbeiten der Laufringflächen hartgedreht sind.
DE212014000166.8U 2013-08-02 2014-08-01 Rollenlager Expired - Lifetime DE212014000166U1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

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JP2013-161352 2013-08-02
JP2013161352A JP2015031343A (ja) 2013-08-02 2013-08-02 ころ軸受及びころ軸受の製造方法
PCT/JP2014/070335 WO2015016345A1 (ja) 2013-08-02 2014-08-01 ころ軸受及びころ軸受の製造方法

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