DE2453313C2

DE2453313C2 - Ballige Rolle für ein Pendelrollenlager

Info

Publication number: DE2453313C2
Application number: DE2453313A
Authority: DE
Inventors: William John Indianapolis Ind. Derner; Eugene Everett Pfaffenberger; Connor Edward Price
Original assignee: PT Components Inc
Current assignee: PT Components Inc
Priority date: 1973-11-12
Filing date: 1974-11-11
Publication date: 1983-10-20
Also published as: FR2250915B1; BR7409474A; FR2250915A1; JPS5079648A; GB1487579A; JPS5249541B2; DE2453313A1; CA1017782A; ZA747202B; SE7413981L; US3910656A; IT1023204B

Description

a)

b)

c)
d)

e)

Bestimmung der gesamten elastischen Verformung der Rolle und ihrer zugeordneten Laufbahn unter maximal vorgesehener Belastung,

Ermittlung der Koordinaten einer glatten Erzeugenden für das Profil der Rolle, die einen axialen Mittelbereich mit einem Krümmungsradius aufweist, der im wesentlichen dem Radius der zugeordneten Laufbahn des inneren Lagerrings entspricht, sowie zwei Endbereiche mit einer stärkeren Krümmung zur Bildung des Anschmiegungsabstandes (OC) in unbelastetem Zustand,

Vorbereitung der Rolle aus warmzubehandelndem Stahl auf annähernde Abmessungen,
Einrichtung einer Schleifscheibe auf eine konkave Krümmung entgegengesetzt und spiegelbildlich in bezug auf das konvexe Profil der Rolle,

Wärmebehandlung der Rolle auf einer ROCK-WELL-C-Härte im Bereich von 60 bis 62 und
Fertigschleifen des konvexen Profils der äußeren Oberfläche der vorbearbeiteten Rolle mit Hilfe der Schleifscheibe.

Die Erfindung bezieht sich auf eine ballige Rolle für ein Pendelrollenlager nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-PS 8 40 034 ist es bekannt, daß die Laufflächen von Rollenlagern durch Querbelastung an Kanienübergängen höher beansprucht werden, als in der Mitte der Laufflächen. Im Bereich der Kanten entstehen Überbelastungen des Werkstoffes, die eine vorzeitige Ermüdung des Lagers zur Folge haben, sofern es nicht zu unmittelbarer Zerstörung des Lagers kommt

Es wurde schon versucht, solche Überbeanspruchungen dadurch zu verhindern oder einzuschränken, daß die Kanten der Laufflächen durch besondere Bearbeitung verrundet oder abgeschrägt worden sind, wobei der im Mittelbereich der Rollenlänge liegende mittlere Abschnitt der Lauffläche ungerührt bleibt

Zur Erlangung eines günstigen Verlaufs der Erzeugenden der Lauffläche einer Rolle kann man gemäß der DE-PS 8 40 034 so vorgehen, daß die Rollkörper und Laufringe an Kantenübergängen mit einer geringeren Härte versehen werden. Dadurch entsteht die Wirkung, daß bei Auftreten von Kantenüberbelastungen an diesen Stellen ein Ausbrechen oder eine Übermüdung verhiiidert wird. Eine weitere Folge der Härteverminderung ist die während des Verlaufs bzw. einer Verkantung sich selbsttätig ergebende bleibende Verformung im Bereich der höher beanspruchten Kanten, so da3 dann schließlich örtliche Maßänderungen und demzufolge Minderbelastungen an diesen Kanten entstehen, ohne daß sich im Bereich der eigentlichen Laufflächen nachteilige Veränderungen ergeben.

Die bleibende Verformung kann durch Einrollen oder Einwalzen unter Vorbelastung erzeugt werden. Es entsteht dadurch eine Rolle, deren Lauffläche eine glatte Erzeugende mit dem im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen aufweist. Da in den plastisch verformten Bereichen zwar in verringertem Maße, aber immer noch eine Elastizität vorhanden ist ist anzunehmen, daß die Enden der Lauffläche dieser Rolle zu der ihr zugeordneten Laufbahn im lastfreien Zustand einen Schmiegungsabstand aufweisen, der proportional zu der gesamter, elastischen Verformung der Rolle und der zugeordneten Laufbahn unter maximal vorgesehener Belastung des Lagers ist. Der Proportionalitätsfaktor ist allerdings klein.

Es entsteht also durch Anwendung der vorstehend beschriebenen bekannten Maßnahmen eine ballige Rolle, welche die im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist und bei der die gesamte Lauffläche unterschiedliche Härten hat.

Baliige Rollen für hohe Belastungen, bei denen Spannungserhöhungen an Übergangsstellen vermindert sind, gehen auch aus der DE-AS 1163612 und der DE-AN V 1921 XIl/47b hervor. Bei diesen Rollen weist die gesamte Lauffläche die gleiche Härte auf, ihre Erzeugende ist aber eine Kurve, die einer komplizierten Formel entspricht, und deren Krümmung sich von der Rollenmitte zum Rollenende hin stetig verkleinert. Hinweise auf einen zu einer gesamten elastischen Verformung der Rolle und der zugeordneten Laufbahn unter maximal vorgesehener Belastung des Lagers proportionalen Schmiegungsabstand gehen aus diesen Druckschriften nicht hervor.

Es ist anzunehmen, daß die Herstellung der durch die komplizierte Formel gegebenen Erzeugenden ebenfalls kompliziert ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine ballige Rolle für ein Pendelrollenlager für hohe Belastungen zu schaffen, die

relativ einfach und unter Vermeidung des Verfahrensschritts einer Härteverminderung herstellbar ist

Diese Aufgabe wird durch eine Rolle der eingangs genannten Art gelöst, welche die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist

Bevorzugte Ausführungsformen der arfmdungsgemä-3en Rolle gehen aus den Unteransprüchen 2 und 3 hervor.

Das im Anspruch 4 angegebene Verfahren : ur Herstellung einer erfindungsgemäßen Rolle zeigt mit welch relativ einfachen Mittein diese Rolle hergestellt werden kann.

Die mit erfindungsgemäßen Rollen gebildeten Pendelrollenlager weisen bei Belastung in einem weiten Belastungsbereich mit großer Maximalbelastung einen geringen Verschleiß und damit eine lange Lebensdauer und Betriebssicherheit auf. Außerdem ist die Maximalbelastung selbst erhöht.

Die im Anspruch 1 angegebenen Werte für den Proportionalitätsfaktor einer erfindungsgemäßen Rolle sind groß gegenüber den Werten für den Proportionalitätsfaktor bei einer Rolle gemäß der DE-PS 8 40 034.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 ist eine teilweise aufgebrochene perspektivische Darstellung eines Lagerbockes mit einem zweireihigen Pendelrollenlager gem. der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Teiles eines herkömmlichen Lagers und zeigt einen Teil einer herkömmlichen Rolle und der zugeordneten Laufbahn des Außenringes.

Fig.3 ist eine schematische Darstellung der Spannungsbedingungen zwischen der Rolle und der zugeordneten Laufbahn des Lagers der F i g. 2 bei Berührung unter Last.

Fig. 4 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Teiles des Lagers der F i g. 1 und zeigt die erfindungsgemäße Rolle und den zugeordneten äußeren Lagerring.

F i g. 5 ist eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der verbesserten Spannungsbedingungen zwischen der Rolle der Fig. 4 und der zugeordneten Laufbahn bei Berührung unter Last.

Fig. 6 ist ein vergrößerter Querschnitt durch die erfindungsgemäße Rolle und einen Teil der zugeordneten Laufbahn des Innenringes.

F i g. 7 ist eine schematische Darstellung der Rolle bei Berührung mit dem Innenring in lastfreiem Zustand.

Fig. 8 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 7 und zeigt die Rolle auf dem Innenring bei Maximallast.

F i g. 1 zeigt einen Lagerbock 10 mit einem selbstausrichtenden, doppelreihigen Pendelrollenlager 12, das in einem geteilten Gehäuse 14 angeordnet ist. Die doppelreihige Lageranordnung umfaßt ein Paar äußere Lagerringe 16 mit konkaven Laufbahnen 17, einen inneren Lagerring 18 (F i g. 6) mit einem Paar konkaver Laufbahnen (19), eine Anzahl von balligen Hollen 20 zwischen den Laufbahnen der beiden Reihen und ein Paar Lagerkäfige 21, die in Fig. 6 zur Verdeutlichung fortgelassen sind und die die Rollen trennen. Der innere Lagerring 18 weist eine Bohrung 22 auf, in der eine Welle angeordnet sein kann. Wellendichtungen 24 greifen in die axialen Außenseiten des Gehäuses 14 ein. Die Erfindung ist ebenso anwendbar auf ein Pendelrollenlager mit einer einzigen Rollenreihe und entsprechenden Laufbahnen anstelle de? dargestellten doppelreihigen Lagers und ebenso auf doppelreihige Lager mit einem einteiligen Außenring anstelle der dargestellten getrennten Außenringe.

Bei einem herkömmlichen Lager, das in Fig.2 dargestellt ist ist die Erzeugende der Lauffläche der balligen Rollen 20' eng an die konicave Kurve 17' der äußeren Laufbahn 16' und der nicht gezeigten inneren Laufbahn angepaßt Die von ihr erzeugte Lauffläche stellt eine geschliffene, gekrümmte Oberfläche mit einem einzigen Radius bis zu einem Punkt in der Nähe

ίο jeden Endes der Rolle dar. Die Rollenkante, die die geschliffene Oberfläche und die Enden der Rolle verbindet, ist im allgemeinen nicht geschliffen und hat keinen definierten Obergangsradius. Vielfach wird lediglich eine Abschrägung an der Rohrolle vor der Endbearbeitung vorgesehen. Es hat sich gezeigt daß bei sehr hoher Belastung eine Berührung über die gesamte geschliffene Länge der Rollen auftritt und daß sehr hohe Spannungskonzentrationen an der Stelle eintreten, an der die geschliffene Rollenoberfläche in die ungeschliffene Kantenfläche übergeht. Die Spannungskonzentration der Rolle der F i g. 2 ist in F i g. 3 wiedergegeben, in der die Abszisse X' die axiale Lage entlang der Rolle und die Ordinate V die Größe der Spannung wiedergibt. An der Kante W'der Rolle 20' ist die Größe der Spannung durch den Abstand des Punktes W" in Fig.3 gegenüber der Abszisse A" ausgedrückt, die Kurve C'gibt die Spannung entlang der Länge der Rolle wieder.

Eine Anschmiegung tritt auf, wenn zwei gleichmäßig gekrümmte Oberflächen einander berühren. Als Schmiegungsabstand wird im vorliegenden Zusammenhang der Abstand zwischen der konvex gekrümmten Rollenoberfläche und der konkav gekrümmten Laufbahn an den Enden der Rolle verstanden. Der Schmiegungsabstand OC ist im lastfreiem Zustand in F i g. 7 gezeigt, und der Ausdruck »Schmiegungsabstand« soll sich im vorliegenden Zusammenhang auf den Abstand im lastfreien Zustand beziehen, sofern nichts anderes angegeben ist. Der Schmiegungsabstand nimmt den Maximalwert ein bei Lastfreiheit und nimmt mit Aufbringung einer Last ab. Der Schmiegungsabstand wird vollständig aufgehoben, wenn die Last eine bestimmte Größe erreicht, die von der genauen Geometrie der in Berührung stehenden Teile abhängt.

Dieser Abstand wird genau gesteuert durch Begrenzung der Herstellungstoleranzen der verwendeten Teile von Qualitäfslagern dieser Art.

Es hat sich gezeigt, daß durch einen Schmiegungsabstand OC, (Fig. 7) am Ende der Rollen der auf die kombinierten elastischen Verformungen der beiden sich berührenden Teile unter der maximal vorgesehenen Last bezogen ist, die Möglichkeit einer Kantenbelastung und einer hohen Spannungskonzentration an den Enden der Rollen ausgeschaltet werden kann. Dadurch kann die praktische Belastungsgrenze der Lageranordnung stark erhöht und die Zuverlässigkeit und/oder Lebensdauer der Lageranordnung über einen weiten Belastungsbereich verbessert werden.

F i g. 4 zeigt eine vergrößerte Schr.ittdarstellung eines Teils des Lagers der F i g. 1 mit dem Profil der Rolle 20 und der zugehörigen Laufbahn 17 des äußeren Ringes in erfindungsgemäßer Ausbildung. Das Lager der Fig.4 ist bei einer Belastung gezeigt, die der maximal vorgesehenen Last entspricht, jedoch steht nicht die gesamte Länge der Rolle mit der Laufbahn 17 in Eingriff, da der anfängliche Schmiegungsabstand größer war (etwa das l,25fache) als die gemeinsame elastische Verformung der Rolle und der Laufbahn.

F i g. 5 ist ein schematisches Spannungsdiagramm für das Lager der F i g. 4, wobei die Abszisse X die axiale Lage auf der Rolle und die Ordinate Y die Größe der Spannung wiedergibt. Die Kurve Cgibt den Spannungswert über die Länge des Lagers an. Das Diagramm der F i g. 5 läßt erkennen, daß die Spannung am Punkt W der Rolle gleich Null ist und daß die Spannung in der Rollenoberfläche erst in einem Zwischenpunkt B beginnt.

Bei einer optimalen Lösung liegt der Schmiegungsabstand OCam Ende der Rolle ohne Belastung im Bereich des 0,90 bis l,75fachen der gemeinsamen elastischen Verformung der beiden Teile bei maximal vorgesehener Belastung. Da die Berührung der Laufbahn des Innenringes mit der Rolle im allgemeinen kritischer ist als diejenige der Laufbahn des Außenringes, ist der obenerwähnte Schmiegungsabstand der Abstand auf der Seite der Laufbahn des Innenringes des Lagers. Bei Lastfreiheit beträgt der Schmiegungsabstand OC das 1,Ofache der gemeinsamen elastischen Verformung der beiden Teile unter maximal vorgesehener Last. Die beiden Teile, d. h. die Laufbahn und die Rolle, stehen an den Endpunkten W und Z miteinander in Berührung, jedoch treten an diesen Punkten keine Spannungen in der Rolle auf. Wenn der Schmiegungsabstand geringer als das 1,Ofache der gemeinsamen elastischen Verformung der beiden Teile bei maximal vorgesehener Last ist, sind die Teile an den Endpunkten bei geringer Spannung miteinander in Berührung. Wenn der Schmiegungsabstand größer als das 1,Ofache der gesamten elastischen Verformung der Teile an den Endpunkten W und Z der Rolle unter maximal vorgesehener Belastung ist, berühren sich die Teile an den Punkten Wund Z(F i g. 4) nicht, und die Spannung in der Rolle an den Enden ist gleich Null. Die Krümmung der Erzeugenden dieser verbesserten Rolle bei Lastfreiheit ist definiert als kontinuierliche Kurve WZ(F i g. 6), die sich über die gesamte Länge der Rolle erstreckt und die Zwischenpunkte M und N einschließt.

Der mittlere Abschnitt MN, der sich zwischen diesen beiden Punkten der Kurve erstreckt, fällt im wesentlichen zusammen mit dem Krümmungsradius der zugehörigen Laufbahn, die im wesentlichen einem Kreisbogen entspricht. Die Endabschnitte WM und NZ haben eine vergrößerte Neigungsänderung zwischen den Punkten MN sowie WZ der Rolle 20. Die Änderungsrate der Neigung der Kurve WZ in den Endabschnitten WM und NZ kann im wesentlichen konstant sein, obwohl sie größer als im mittleren Abschnitt M/Vist, oder über den Bereich inzwischen den Punkten Mund Wsowie Nund Zzunehmen. In jedem Falle sollte die Kurve WZkontinuierlich ohne plötzliche Änderungen, also glatt ausgebildet sein. Der mittlere Abschnitt M/V hat eine Breite von Firn Bereich des 0,50 bis 0,75fachen der Länge L parallel zu der Drehachse der Rollen.

Mit anderen Worten, bei Lastfreiheit ist die Laufbahn 17 über die gesamte Länge L der Rolle 20 kreisbogenförmig mit einem Radius RRC(F i g. 6). Die Rolle besitzt bei Lastfreiheit einen mittleren Oberflächenabschnitt MN mit einem Radius RRC, der dem Radius der Laufbahn entspricht, und Endabschnitte WM und NZ mit einem Radius RRE, der geringer als der Radius RRC ist, oder mit einem Krümmungsradius RRE der progressiv nach außen von den Enden M und N des mittleren Abschnitts MjV der Rolle zu den äußeren Enden IVZ der Rolle abnimmt. Bei maximal vorgesehener Belastung und unter der Annahme, daß der Schmiegungsabstand gleich der gesamten elastischen Verformung der Rolle und der Laufbahn ist, sind der elastisch verformte Radius der Rolle und der elastisch verformte Radius der Laufbahn über die gesamte Länge L gleich, wie aus F i g. 8 hervorgeht.

Es ist darauf hinzuweisen, daß das zuvor erwähnte Lundberg-Profil einer balligen Rolle sehr hohe Berührungsdrücke in der Mitte der Rolle unter Belastungen bedingt, die geringer als die vorgesehene Maximalbelastung sind. Dies zeigt an, daß ein Unterschied zwischen dem Radius der zugehörigen konkaven Laufbahn und dem konvexen Radius der Rolle in deren Mittelbereich besteht, so daß keine Linienführung eintritt.

Bei der verbesserten Rolle der Erfindung ist der Radius RRC(F i g. 6) des konvexen Profils der Rolle im mittleren Abschnitt zwischen den Punkten Mund /Vim wesentlichen derselbe, und zwar ohne Belastung und bei Maximalbelastung wie der konkave Radius RIR der zugehörigen Lauffläche des Innenringes. Da der mittlere Abschnitt M/Vder Kurve WZder Rolle über die mittlere Länge Pirn wesentlichen kreisförmig ist und da die Lauffläche über die gesamte Länge L ebenfalls kreisförmig ist, tritt über einen weiten Belastungsbereich im wesentlichen im mittleren Abschnitt MN der Rolle eine Linienberührung ein. Bei einer Belastung unterhalb der konstruktionsmäßig vorgesehenen Belastung hat die erfindungsgemäße Rolle einen größeren Berührungsbereich und daher in der Mitte eine geringere Flächenbelastung als eine Lundberg-Rolle.

Zwischen dem mittleren Abschnitt MN und den Enden WZ der Rolle, d. h. im Bereich E, liefern die Abschnitte WM und NZ der Kurve WZ einen vorbestimmten Schmiegungsabstand in unbelastetem Zustand (F i g. 7) an den Enden der Rollen. Bei maximal vorgesehener Belastung (F i g. 8) entsteht über die gesamte Länge der Rolle eine Berührung, wenn der Schmiegungsabstand OC gleich oder geringer als die gesamte elastische Verformung der Rolle und der Laufbahn an den Enden der Rolle ist, und damit eine bessere und gleichförmigere Lastverteilung (F i g. 5) ohne Kantenbelastung und deren übliche hohe Spannungskonzentration (F i g. 3). Da das Profil der Rolle 20 auf der gesamten elastischen Verformung der Rolle und der Laufbahn in Berührung unter Maximalbelastung basiert, ist keine Kantenbelastung oder nur eine geringe Kantenbelastung bei beliebiger Belastung des Lagers zu erwarten.

Nunmehr soll ein typisches Beispiel eines herkömmlichen Pendelrollenlagers betrachtet werden. Der äußere Lagerring dieses Beispiels hat einen Außendurchmesser von 14,0157 cm und eine Gesamtlänge von 3,2949 cm, einen Kugelradius der Laufbahn des Außenringes von 6,3439 cm und einen maximalen Innendurchmesser in der Mitte der Laufbahn von 12, 6878 cm. Der Lagerinnenring hat eine Bohrung von 8,00 cm (3,1496"), und die beiden konkaven inneren Laufbahnen haben einen Radius von 6,3439 cm, einen kleinsten Diagonaldurchmesser über den Boden der beiden Laufbahnen von 9,8146 cm entlang einer Achse, die um 8° 59' gegenüber der senkrechten Mittellinien geneigt ist, sowie eine Gesamtbreite von 3,2949 cm. Die Rollen haben eine Gesamtlänge von 1,2139 cm, einen maximalen Durchmesser in der senkrechten Mittellinie von 1,4295 cm und einen konvexen Radius der gekrümmten äußeren Fläche von 6,0701 cm.

Angenäherte Werte der herkömmlichen und der erfindungsgemäßen Lager ergeben eine bessere Veranschaulichung der Verbesserungen der Erfindung gegen-

über den Möglichkeiten herkömmlicher Lageranordnungen. Wenn eine maximale Belastung von 9070 kg verwendet wird, die über die Möglichkeiten dieser herkömmlichen Lageranordnung hinausgeht, beträgt die gesamte elastische Verformung der herkömmlichen Rolle in Berührung mit der Laufbahn des Innenringes etwa 0,0025 cm, und es würde eine theoretische Hertz'sche Spannung von 23 700 kg/cm² entstehen. Darüber hinaus würde diese Lageranordnung erhebliche Spannungskonzentrationen aufgrund der Kantenbelastung der Rollen (F i g. 3) aufweisen. Zum Vergleich würde bei einer geringeren Betriebsbelastung von etwa 1020 kg bei dem herkömmlichen Lager eine gesamte elastische Verformung der beiden in Berührung stehenden Teile auf der Seite der inneren Laufbahn von etwa 0,00058 cm und eine theoretisch Hertz'sche Spannung von etwa 11 200 kg/cm² auftreten.

Bei der verbesserten erfindungsgemäßen Rolle (Fig.4—8) würde sich eine gesamte elastische Verformung bei der Berührung mit der inneren Laufringfläche von etwa 0,0020 cm bei einer Belastung von 9070 kg ergeben. Gemäß dem zuvor erwähnten optimalen Konstruktionskriterium ist der Schmiegeabstand OC am Ende der Rolle gegenüber der inneren Laufbahn bei Verwendung des zuvor erwähnten Multiplikatorbereiches von 0,90 bis 0,175 in diesem Falle 0,0018 cm bis 0,0036 cm. Dies würde zu einer theoretischen Hertz-'schen Spannung der beiden in Berührung stehenden Teile von 17 600 kg/cm² führen, wobei keine Spannungskonzentrationen auftreten würden (F i g. 5). Ferner gestattet es die Erfindung, das Lager über dem gesamten Bereich von 0 bis 9070 kg zu belasten und dabei eine optimale und sehr günstige Spannungsverteilung zu erzielen, die bei Profilen außerhalb der oben erwähnten Erzeugenden nicht möglich sind. Wenn nur eine Belastung von 1020 kg auftritt, hat das erfindungsgemäße Lager eine maximale elastische Gesamtverformung am Innenring von 0,00043 cm und eine Hertz'sche Spannung von etwa 9140 kg/cm². Daher ist das erfindungsgemäße Lager nicht nur zur Aufnahme von extrem hohen Belastungen besonders geeignet, sondern es bietet auch eine verringerte Spannung bei geringeren oder üblicheren Betriebsbedingungen, die zu einer verbesserten Lebensdauer und/oder erhöhten Zuverlässigkeit führt.

Die beschriebene Krümmung der Erzeugenden der erfindungsgemäßen Rollenlauffläche lehnt sich nicht an eine einzige, einfache Formel an, die für alle Lagergrößen geeignet ist Vielmehr bestimmt sich eine Kurve für jede Lagergröße aus dem elastischen Verhalten der besonderen Kombination der Elemente innerhalb des Lagers unter Lastbcdingungcn, für die das Lager ausgelegt ist Die wesentlichen Koordinaten einer Kurve, die einem optimalen Schmiegungsabstand entspricht: können für jede Lageranordnung errechnet werden. Diese Kurve kann eine Kurve mit einem einzigen Radius RE(Fig.6) an den Enden der Rolle 20 einschließen, ist jedoch nicht auf diese beschränkt, welche Kurve an den Punkten A/oder Λ/in die Tangente an eine Kurve mit einem Radius RRC im Mittelbereich der Rolle übergeht. Die Kurve verläuft ebenfalls durch die errechneten Koordinaten für den gewünschten Schmiegungsabstand OCan den Punkten Woder Z Für die Rolle des Beispiels beträgt der normale konvexe Radius RRC der Rolle im mittleren Abschnitt oder in einem Bereich einer Breite von 0,6068 cm bis 0,9103 cm, 6,3440 cm entsprechend der Krümmung der Lauffläche in den Ringen. Die Kurve für die Rollenenden WM und NZ kann eine Kurve mit einem sich ändernden Radius sein, die tangential an den Punkten MN an den Enden des Mittelbereiches der Rolle einläuft, oder sie kann einen einzigen Radius RRE aufweisen, der in die Kurve MN an den Punkten M und N übergeht. Beide Kurven würden ebenfalls durch die errechneten Koordinaten verlaufen, die den gewünschten Schmiegungsabstand OC in unbelastetem Zustand im Bereich von 0,0018 cm bis 0,0036 cm an den Enden der Rolle, d. h. den Punkten Wund Zergeben.

Bei der erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Rolle für das Pendelrollenlager wird zunächst die gesamte elastische Verformung der Rolle, die die zugeordnete innere Ringlauffläche berührt, unter maximal vorgesehener Belastung bestimmt. Sodann wird der gewünschte Bereich des Schmiegungsabstandes zwischen den Enden der Rolle in unbelastetem Zustand und der Innenring-Laufbahn als das 0,90 bis l,75fache der obigen gesamten elastischen Verformung ermittelt. Die Koordinaten, die eine kontinuierliche, glatte Kurve für das konvexe Profil der Rolle in unbelasteten Zustand bilden, werden als nächstes festgelegt. Diese Profilkurve ist eine Tangente an den konvexen Radius der Rolle im mittleren Abschnitt. An den Endabschnitten der Rolle verläuft diese Kurve durch die Punkte, die durch den ausgewählten Schmiegungsabstand bestimmt sind. Der mittlere Abschnitt der Rolle wird durch den axialen Abstand des 0,50 bis O,75fachen der Längserstreckung der Rolle bestimmt und liegt symmetrisch in bezug auf den Längsmittelpunkt der Rolle. Der konvexe Radius der Rollenkrümmung im mittleren Abschnitt ist im wesentlichen gleich dem konkaven Krümmungsradius der Lauffläche des Innenringes. Die Krümmung der Rollenprofilkurve in den beiden Endabschnitten der Rolle nimmt vom mittleren Abschnitt zu den beiden Enden der Rolle vorzugsweise zu. Die Rolle wird auf annähernde Abmessungen aus herkömmlichen Lagerstahl, wie A.S.T.M.-Stahl Typ 52 100 vorbearbeitet. Sodann wird sie durch Wärmebehandlung auf eine Härte im Bereich von 60 bis 62 ROCKWELL »C« gebracht. Eine Schleifscheibe wird auf eine konkave Krümmung eingestellt, die entgegengesetzt und spiegelbildlich zu der gewünschten kontinuierlichen glatten Kurve des konvexen Profils der Rolle ist Unter Anwendung des Einstechschleifverfahrens wird die wärmebehandelte Rolle sodann fertiggeschliffen auf das gewünschte konvexe Profil. Das konvexe Profil der fertiggeschliffenen Rolle kann durch eine geeignete Prüfeinrichtung überprüft werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ballige Rolle für ein Pendelrollenlager mit einem äußeren und einem inneren, jeweils eine konkav geformte Laufbahn aufweisenden Lagerring und mit einem Lagerkäfig, welche Rolle eine Lauffläche mit einer glatten Erzeugenden aufweist, die einen im Mittelbereich der Rollenlänge liegenden Abschnitt besitzt, dessen Krümmung im wesentlichen der konkaven Krümmung der zugeordneten Laufbahn des inneren Lagerringes entspricht, sowie an den mittleren Abschnitt angrenzende Endabschnitte mit verringertem Krümmungsradius, deren Krümmung größer ist als die konkave Krümmung der zugeordneten Laufbahn, wobei die Enden der Lauffläche der Rolle zu der ihr zugeordneten Laufbahn im lastfreien Zustand einen Schmiegungsabstand aufweisen, der proportional zu der gesamten elastischen Verformung der Rolle und der zugeordneten Laufbahn unter maximal vorgesehener Belastung des Lagers ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Lauffläche der Rolle (20) die gleiche Härte aufweist und daß der Proportionalitätsfaktor für den Schmiegungsabstand (OC)0,9 bis 1,75 beträgt.

2. Rolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelbereich (P) der glatten Erzeugenden in Richtung der Längsachse der Rolle eine Länge von deren 0,50- bis 0,75fachem aufweist.

3. Rollen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (E) der gktten Erzeugenden eine gleichmäßige Krümmung oder, ausgehend vom Mittelbereich (P)\n Richtung der Enden (W, Z)der Rolle (20), eine zunehmende Krümmung aufweisen.

4. Verfahren zur Herstellung einer Rolle gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: