DE4337466A1 - Zwischen einer Außenlaufbahn und einer Innenlaufbahn rollender, mit einem Strömungsmittel geschmierter, elastischer Wälzkörper - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen zwischen einer Außenlaufbahn und einer Innenlaufbahn rollenden, mit einem Strömungsmittel geschmierten elastischen Wälzkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein mit einem Strömungsmittel, zum Beispiel Schmieröl, geschmierter Wälzkörper der genannten Art ist bekannt, der mit seinen beiden Endflächen auf jeweils einer über der Außenlaufbahn vorragenden Bordfläche gleitend geführt ist ("Die Wälzlager" von W. Jürgensmeyer, S. 47, Absatz 2,2723, Julius Springer (1937)). Dieser bekannte Wälzkörper besitzt auch einen Kanal, der von der einen Endfläche des Wälzkörpers zur gegenüberliegenden anderen Endfläche durchgeht und zumindest zum Teil mit dem Strömungsmittel gefüllt ist. Die Schmierung des Randabschnittes jeder Endfläche dieses Wälzkörpers läßt jedoch zu wünschen übrig, und zwar vor allem dann, wenn die Rollfläche des Wälzkörpers eine hohe Belastung erhält und dementsprechend von jedem Randabschnitt verhältnismäßig große Führungskräfte auf die gegenüberliegende Bordfläche übertragen werden. In diesem Fall ist es besonders schwierig, in den Gleitkontakt des bzw. der Randabschnitte des Wälzkörpers eine genügend große Menge von schmierendem Strömungsmittel einzubringen.

Der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen zwischen einer Außenlaufbahn und einer Innenlaufbahn rollenden, mit einem Strömungsmittel geschmierten, elastischen Wälzkörper der genannten Art zu schaffen, der auch bei hoher Belastung seiner Rollflächen im Gleitkontakt seines bzw. seiner Randabschnitte mit einer genügend großen Menge von Strömungsmittel geschmiert ist.

Mit dem Wälzkörper der Erfindung wird erreicht, daß jeder Kanal der zugehörigen Rollfläche während des Rollens des Wälzkörpers zeitweise in unmitttelbare Nähe des Rollkontaktes der Außenlaufbahn und der Innenlaufbahn kommt. Die Druckfläche des Rollkontaktes überdeckt dann einen mehr oder weniger auf der Rollfläche axial begrenzten Überdeckungsabschnitt des Kanals. Zumindest ein Teil der Wandung des Kanals, welcher sich momentan unter dem Überdeckungsabschnitt befindet, wird infolge elastischer Verformung des Werkstoffes des Wälzkörpers in den Kanal hineingedrückt.

Beim Rollen des Wälzkörpers erfolgt die Überdeckung des Kanals durch die Druckfläche zuerst am Einströmende des Kanals. Beim Weiterrollen verlagert sich der Überdeckungsabschnitt kontinuierlich vom Einströmende zum Ausströmende des Kanals. Dabei wird das im Kanal vorhandene Strömungsmittel aus dem Ausströmende herausgepreßt und in den Gleitkontakt zwischen dem Randabschnitt des Wälzkörpers und der Bordfläche des Führungsbordes gepumpt.

Am Ende der Überrollung des Kanales entfernt sich die Druck­ fläche des Rollkontaktes vom Kanal. Damit entfällt die teilweise radiale Überdeckung des Kanals durch die Druckfläche. Die Wandung des Kanals federt überall zurück, so daß der Kanal entlang seiner Länge die ursprüngliche Form und Größe seiner Querschnittsfläche annimmt.

Das Zurückfedern der Wandung des Kanals kann mit einer kleinen zeitlichen Verzögerung erfolgen. Der Grund hierfür ist in der mehr oder weniger großen elastischen Hysterese des Werkstoffes des Wälzkörpers zu suchen und in der im allgemeinen recht hohen Geschwindigkeit, mit welcher der Kanal überrollt wird.

Im übrigen erfolgt das Zurückfedern der Wandung des Kanals zuerst am Einströmende des Kanals und setzt sich dann in Längsrichtung des Kanals zum Ausströmende hin fort, bis schließlich auch die Wandung des Ausströmendes zurückgefedert ist.

Während des Zurückfederns der Wandung des Kanals kann ein Sog am Einströmende des Kanals entstehen, so daß das in der Nähe des Einströmendes am Kanal vorhandene Strömungs­ mittel in das Einströmende eingesaugt wird.

Die Pumpwirkung jedes Kanals des Wälzkörpers wird umso größer, je größer die Belastung des Wälzkörpers an seinen beiden Rollkontakten ist, das heißt, je weiter die Druckfläche der Rollkontakte in die Rollfläche des Wälzkörpers elastisch eindrückt und je weiter dementsprechend die Wandung des Kanals unter dem Überdeckungsabschnittt nach innen gedrückt wird. Also wird der bzw. werden die Gleitkontakte des Wälz­ körpers auf der Bordfläche des Führungsbordes umso wirkungs­ voller - mit einer größeren Menge und/oder einem höheren Druck des Strömungsmittels - geschmiert, je höher die Belastung der Rollfläche des Wälzkörpers ist.

Als Strömungsmittel wird vorzugsweise ein inkompressibles flüssiges Schmieröl verwendet, welches eine gute netzende Wirkung gegenüber dem Werkstoff, zum Beispiel Stahl, des Wälzkörpers hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 gekennzeichnet.

Mit der Weiterbildung nach Anspruch 2 wird erreicht, daß im Bereich des Einströmendes das Strömungsmittel vorhanden ist, so daß dieses in des Einströmende ohne weiteres einströmen kann.

Die Weiterbildung nach Anspruch 6 weist auf eine Maßnahme hin, mit der eine besonders gute Pumpwirkung der Wandung der Kanäle des Wälzkörpers erzielt werden kann.

Im Anspruch 7 sind Kanäle gekennzeichnet, die im Bohrverfahren in den Wälzkörper eingearbeitet werden können. Beim Rollen des Wälzkörpers gelangen die Bohrungen unter die Druckfläche der Rollkontakte. Dabei wird der Teil der Bohrung, welche der zugehörigen Rollfläche am nächsten liegt, unter dem Über­ deckungsabschnitt elastisch verformt.

Der Anspruch 8 weist auf andere Kanäle hin, die als Rillen ausgebildet sind. Diese Rillen können mit einer harten Prägerolle in die Rollfläche mit hoher Genauigkeit eingedrückt werden. Beim Prägen der Rille wird der Werkstoff des Wälzkörpers im Bereich der Rille verdichtet und verfestigt. Außerdem werden dabei Prägeränder entlang der Rille geformt, die geringfügig über die Rollflächen des Wälzkörpers vorragen. Beim Rollen des Wälzkörpers werden die Rillen von der Druck­ fläche jedes der beiden Rollkontakte des Wälzkörpers in Umfangsrichtung überquert. Dabei wird jede Rille von dem Überdeckungsabschnitt der Druckfläche überdeckt, der sich während des Rollens vom Einströmende zum Ausströmende der Rille verlagert. Die unter dem Überdeckungsabschnitt gekommenen Prägeränder werden elastisch abgeplattet, so daß dort ein Teil des Werkstoffes der Prägeränder in die Rille hineingedrückt wird. Der Querschnitt der Rille wird dadurch örtlich verkleinert.

Die zusätzliche Weiterbildung nach Anspruch 9 bewirkt, daß die konvex gerundeten Prägeränder jeder Rille nur sehr wenig über die Rollfläche vorragen. Somit wird der gehärtete Wälzlagerstahl des Wälzkörpers auch unter den Prägerändern durch verhältnismäßig kleine Druckspannungen des Rollkontaktes belastet, die von diesem Werkstoff ohne weiteres ertragen werden können.

Mit der Weiterbildung nach Anspruch 10 wird noch erreicht, daß die Kanäle des Wälzkörpers von den beiden Rollkontakten der Rollfläche nicht gleichzeitig, sondern nacheinander überrollt werden. Auf diese Weise ergibt sich im Betrieb ein besonders ruhiges und stoßfreies Rollen des Wälzkörpers zwischen der Außenlaufbahn und der Innenlaufbahn.

Der erfindungsgemäße, zwischen einer Außenlaufbahn und einer Innenlaufbahn rollende, mit einem Strömungsmittel geschmierte, elastische Wälzkörper wird nachfolgend anhand der Zeichnungen, die mehrere Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den teilweisen Längsschnitt durch ein Wälzlager, das mit erfindungsgemäßen Wälzkörpern ausgerüstet ist,

Fig. 2 die Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Wälzkörper im ausgebauten Zustand,

Fig. 3 die Frontansicht des in Fig. 2 gezeigten Wälzkörpers in Richtung des Pfeiles X,

Fig. 4 den teilweisen Längsabschnitt durch ein Wälzlager, das mit abgeänderten erfindungsgemäßen Wälzkörpern ausgerüstet ist,

Fig. 5 die Schnittansicht entlang A-A eines Wälzkörpers in Fig. 4,

Fig. 6 die vergrößerte Ansicht der mit Y in Fig. 5 gekennzeichneten Stelle,

Fig. 7 den teilweisen Längsschnitt durch ein Wälzlager, das mit weiter abgeänderten erfindungsgemäßen Wälzkörpern ausgerüstet ist,

Fig. 8 die Schnittansicht eines Wälzkörpers entlang B-B in Fig. 7 und

Fig. 9 den teilweisen Längsschnitt durch ein Wälzlager, das mit zusätzlich weiter abgeänderten erfindungs­ gemäßen Wälzkörpern ausgerüstet ist.

Mit 1 ist in Fig. 1 einer der Wälzkörper eines rotierenden, radial und axial belasteten Wälzkörpern, nämlich eines Kegel­ rollenlagers, dargestellt. Der Wälzkörper 1 ist aus elastischen gehärtetem Wälzlagerstahl gefertigt. Er rollt zwischen einer kegelabschnittförmigen Außenlaufbahn 2 eines ringförmigen Außen­ körpers 3 aus Wälzlagerstahl und einer kegelabschnittförmigen Innenlaufbahn 4 eines ringförmigen Innenkörpers 5 aus Wälzlager­ stahl. Der Wälzkörper 1 rollt in einer Drehrichtung um seine Achse 6. Dabei bewegt sich der Wälzkörper 1 am Umfang des Kegel­ rollenlagers und durchläuft ein mit einem inkompressiblen schmierenden Strömungsmittel gefülltes Bad, so daß er im Betrieb des Kegelrollenlagers mit dem Strömungsmittel benetzt wird.

Der Wälzkörper 1 besitzt eine zu seiner Achse 6 konzentrische kegelabschnittförmige Rollfläche 7 mit einem mittleren Durch­ messer D_w (Fig. 2). Im Kegelrollenlager wird der Wälzkörper 1 auf seiner Rollfläche 7 belastet, und zwar in einem Roll­ kontakt 8 mit der Außenlaufbahn 2 durch eine Berührungskraft 9 und in einem diametral gegenüberliegenden Rollkontakt 10 mit der Innenlaufbahn 4 durch die Berührungskraft 11.

Aufgrund dieser Berührungskräfte 9 und 10 entsteht sowohl im Rollkontakt 8 als auch im Rollkontakt 10 eine in die Rollfläche 7 elastisch eingedrückte Druckfläche 12 bzw. 13, die sich über die gesamte axiale Breite der Rollfläche 7 erstreckt (siehe strichamputierte Darstellung in Fig. 2 und 3). Jede Druckfläche 12, 13 hat in Umfangsrichtung eine ungefähr konstante Breite 14 bzw. 15.

Der kegelige Wälzkörper 1 besitzt auf der Seite seines dicken Endes einen an die Rollfläche 7 anschließenden, ringförmig umlaufenden Randabschnitt 16 (Fig. 2). Dieser Randabschnitt 16 ist ebenflächig ausgebildet. Er hat einen Gleitkontakt auf einer über der Innenlaufbahn 4 vorragenden ringförmigen Bord­ fläche 17 eines Führungsbordes 18 des Innenkörpers 5 Beim Rollen des Wälzkörpers 1 bewegt sich der Gleitkontakt entlang dem Umfang der Bordfläche 17. Dabei wird im Gleitkon­ takt eine Führungskraft 19 vom Randabschnitt 16 auf die Bord­ fläche 17 übertragen (Fig. 1).

Bei mindestens einem der Wälzkörper 1 des Kegelrollenlagers sind drei beidseitig offene Kanäle 20 eingearbeitet, die im Bereich des Randabschnittes 16 seitlich nach außen münden. Im vorliegenden Fall sind die Kanäle 20 als durch den Wälz­ körper 1 gerade und glatt durchgehende Bohrungen mit einem konstanten kreisrunden Querschnitt 25 ausgebildet. Die drei Kanäle 20, eine ungerade Anzahl von Kanälen, sind gleichmäßig am Umfang der Rollfläche 7 verteilt angeordnet und verlaufen sehr nahe und ungefähr parallel zur Rollfläche 7.

Außerdem ist jeder Kanal 20 schräg zur Achse 6 des Wälzkörpers 1 angeordnet, so daß ein in den Randabschnitt 16 mündendes Aus­ strömende 21 des Kanals 20 gegen die Drehrichtung 22 des Wälz­ körpers 1 und ein diesem Ausströmende 21 gegenüberliegendes Einströmende 23 in Drehrichtung 22 zeigt.

Beim Rollen des Wälzkörpers 1 in Drehrichtung 22 wird jeder Kanal 20 von den Druckflächen 12 und 13 in Umfangsrichtung überquert. Dabei bildet jede Druckfläche über einen Teil des Kanals 20 einen Überdeckungsabschnitt 24, dessen axiale Erstreckung 28 im wesentlichen von der Größe der Schräge des Kanals 20 und der Breite 14, 15 der Druckfläche 12 bzw. 13 ab­ hängig ist. Dieser Überdeckungsabschnitt 24 verlagert sich beim Rollen kontinuierlich vom Einströmende 23 zum Ausström­ ende 21 des Kanals 20. Die Wandung des Kanals 20, die sich gerade unter dem Überdeckungsabschnitt 24 befindet, wird elas­ tisch nach innen gedrückt. Der kreisrunde Querschnitt 25 der Wandung des Kanals 20 wird an dieser Stelle oval verformt und etwas verkleinert.

Am Ende der Überquerung des Kanals 20 durch die betreffende Druckfläche 12 bzw. 13 federt die Wandung des Kanals 20 zurück, so daß der Querschnitt 25 des Kanals 20 überall wieder seine kreisrunde Form erhält.

Das Einströmende 23 jedes Kanals 20 des Wälzkörpers 1 mündet in einem mit dem Strömungsmittel gefüllten Vorratsraum 26. Der Vorratsraum 26 ist durch eine zentrische Vertiefung gebildet, die auf der Seite der Einströmenden 23 in das Ende des Wälzkörpers 1 eingearbeitet ist. Beim Umlauf der Wälzkörper 1 im Kegelrollenlager durchlaufen diese das mit dem Strömungsmittel gefüllte Bad. Dabei wird der Vorratsraum 26 des bzw. der Wälzkörper 1 des Kegelrollenlagers mit dem Strömungsmittel gefüllt. Infolge Fliehkraftwirkung im rollenden Wälzkörper 1 wird das Strömungsmittel im Vorratsraum 26 zu einer umlaufenden Außenwandung der Vertiefung 26 geschleudert und somit zu den Einströmenden 23 der Kanäle 20 bewegt.

Jeder Kanal 20 der Rollfläche 7 des Wälzkörpers 1 hat in Umfangsrichtung eine Breite 27, welche gleichgroß oder größer als die Breite 15 der Druckfläche 13 des Rollkontaktes 10 ist.

Im übrigen besitzt jeder Überdeckungsabschnitt 24, wenn er gerade zwischen das Einströmende 23 und das Ausströmende 21 des zugehörigen Kanals 20 sich hin verlagert hat, eine axiale Erstreckung 28, die etwa ¼ bis ¾mal so groß wie die axiale Erstreckung 29 des Kanals 20 ist.

In Fig. 4 ist ein anderes Wälzlager dargestellt, welches zwei Reihen von abgeänderten erfindungsgemäßen Wälzkörpern 30 aufweist. Die Wälzkörper 30 haben eine tonnenförmig konvex gewölbte Rollfläche 7. Sie sind aus gehärtetem Wälzlagerstahl gefertigt und in einem Kammkäfig 30A eingebaut.

Im Betrieb drehen die Wälzkörper 30 um ihre Achse 6 in Drehrichtung 22 und rollen dabei zwischen einer gewölbten Außenlaufbahn 31 eines Außenkörpers 32 aus gehärtetem Wälzlagerstahl und einer gewölbten Innenlaufbahn 33 eines Innenkörpers 34 aus gehärtetem Wälzlagerstahl.

Bei ihrem Umlauf im Wälzlager durchlaufen die Wälz­ körper 30 in an sich bekannter Weise die Lastzone des im wesentlichen radial belasteten Wälzlagers. In dieser Lastzone hat jeder Wälzkörper 30 auf seiner Rollfläche 7 eine elastisch abgeplattete Druckfläche sowie im Rollkontkat 8 mit der Außenlaufbahn 31 als auch im Rollkontakt 10 mit der Innenlauf­ bahn 33. Jede Druckfläche erstreckt sich bis zu den seitlichen Enden der Rollflächen 7 und weist in Umfangsrichtung eine ungefähr konstante Breite auf.

Die Wälzkörper 30 haben auf einer Seite ihrer Rollfläche 7 einen an die Rollfläche 7 anschließenden, ringförmig umlaufenden Randabschnitt 16. Dieser Randabschnitt 16 ist in einem Gleitkontakt axial geführt, der auf einer über der Innen­ laufbahn 33 vorragenden ringförmigen Bordfläche eines Führungsbordes 18 des Innenkörpers 34 gebildet ist.

Jeder Wälzkörper 30 besitzt wiederum einen, mit dem Strömungsmittel gefüllten, beidseitig offenen Kanal 35, der im Bereich des Randabschnittes 16 seitlich nach außen mündet und eine glatte Wandung 36 aufweist (Fig. 5 und 6). Der Kanal 35 ist sehr nahe an der Rollfläche 7 angeordnet und schräg zur Achse 6 gerichtet, so daß sein in den Rand­ abschnitt 16 mündendes Ausströmende 21 gegen die Drehrich­ tung 22 und sein gegenüberliegendes Einströmende 23 in Drehrichtung 22 zeigt.

Im vorliegenden Fall sind Kanäle 35 am Umfang der Rollfläche 7 vorhanden, die jeweils durch eine in die Rollfläche 7 eingeprägte Rille mit konstanter Breite 38 gebildet sind. Die Kanäle 35 sind mit Hilfe einer Prägerolle 37 (siehe strichpunktierte Darstellung in Fig. 6) eingearbeitet. Durch dieses Einprägen ist das Gefüge des Wälzlagerstahls im Bereich jedes Kanales 35 verdichtet. Beim Prägen entstehen entlang jedem Kanal 35 konvex gewölbte Prägeränder 39, die geringfügig über die Rollfläche 7 vorragen. Die Kontur des Querschnittes der Prägeränder 39 hat einen von der Präge­ rolle 37 aufgedrückten Konturradius 40, der etwa 0,1 × D_w beträgt. Dabei ragen die Prägeränder 39 mit einer Höhe 40A über die Rollfläche 7, die höchstens 0,002 × D_w ausmacht, wobei D_w ist gleich dem mittleren Durchmesser der Roll­ fläche 7 (Fig. 5 und 6).

Beim Rollen des Wälzkörpers 30 in der Lastzone des Wälzlagers überdeckt jede der beiden Druckflächen des Wälzkörpers 30 jeweils einen Teil des Kanals 35 und bildet somit einen Überdeckungsabschnitt. Im Bereich des Überdeckungsabschnitts entsteht zwischen der Außenlaufbahn 31 bzw. Innenlaufbahn 33 und der Wandung 36 des Kanals 35 ein enger Hohlraum, der zumindest teilweise mit dem Strömungsmittel gefüllt ist. Der Überdeckungs­ abschnitt verlagert sich kontinuierlich vom Einströmende 23 zum Ausströmende 21 des Kanals 35.

Die Prägeränder 39 werden im Bereich des Überdeckungsabschnitts abgeplattet. Dadurch wird mindestens ein Teil der Wandung 36 des Kanals 35 in den Hohlraum elastisch nach innen gedrückt. Nach der Verlagerung und Entfernung des Überdeckungsabschnittes federt dieser Teil der Wandung 36 wieder zurück.

In Fig. 7 ist ein radial belastetes Zylinderrollenlager darge­ stellt. In dem Zylinderrollenlager ist eine Reihe von abge­ änderten erfindungsgemäßen Wälzkörpern 41 mit einem Käfig 42 eingebaut. Die Wälzkörper 41 drehen sich in Drehrichtung 22 um ihre Achse 6 und rollen zwischen einer zylindrischen Innen­ laufbahn 45 eines ringförmigen Innenkörpers 46 und einer zylin­ drischen Außenlaufbahn 43 eines ringförmigen Außenkörpers 44.

Der Wälzkörper 41 ist seitensymmetrisch ausgebildet. Er hat zwei Rollflächen 47, 48, die konzentrisch zur Achse angeordnet und durch eine umlaufende rillenförmige Vertiefung 49 am Wälz­ körper 41 voneinander getrennt sind. Im Außenkörper 44 ist eine radial verlaufende durchgehende Zulaufbohrung 50 für das Strömungsmittel eingearbeitet. An ihrem radialen inneren Ende mündet die Zulaufbohrung 50 in die Vertiefung 49. Über die Zulaufbohrung 50 wird die Vertiefung 49, die als Vorratsraum für das Strömungsmittel dient, mit dem Strömungsmittel ver­ sorgt.

Die Rollflächen 47 und 48 besitzen jeweils drei Kanäle 51 bzw. 52, die eine durchgehende glatte Wandung mit konstantem Querschnitt aufweisen. Die Kanäle 51, 52 sind durch flache Rillen gebildet, die im Prägeverfahren hergestellt und beid­ seitig offen sind (Fig. 7 und 8).

Beide Kanäle 51 und 52 haben ein Ausströmende 53, das an einem seitlichen Randabschnitt 54 bzw. 55 des Wälzkörpers 41 nach außen mündet. Jeder Randabschnitt 54, 55 steht einer Bordfläche 56 bzw. 57 eines Führungsbordes 58 bzw. 59 gegenüber, so daß jeweils ein Gleitkontakt gebildet wird. Dadurch wird der Wälz­ körper 41 im Zylinderrollenlager nach der einen Seite am Führungsbord 58 und nach der anderen Seite am Führungsbord 59 axial geführt.

Die Kanäle 51, 52 sind nahe der zugehörigen Rollfläche 47 bzw. 48 angeordnet, sie verlaufen parallel zur Rollfläche 47 bzw. 48 und besitzen längsverlaufende glatte Prägeränder, die geringfügig über die Rollfläche 47 bzw. 48 vorragen.

Jeder Kanal 51, 52 ist schräg zur Achse 6 angeordnet, so daß sein Ausströmende 53 gegen die Drehrichtung 22 des Wälzkörpers 41 und sein gegenüberliegendes Einströmende 60 in Drehrichtung 22 zeigt.

Beim Rollen des Wälzkörpers 41 im Zylinderrollenlager durchläuft dieser die Lastzonen des Zylinderrollenlagers und wird dort zwischen der Außenlaufbahn 43 und der Innenlaufbahn 45 radial belastet. Dabei entsteht eine elastisch eingedrückte Druckfläche sowohl im Rollkontakt mit der Außenlaufbahn 43 als auch im Rollkontakt mit der Innenlaufbahn 45. Jede Druck­ fläche erstreckt sich in Längsrichtung auf ihrer Rollfläche 47 bzw. 48 und weist eine im wesentlichen konstante Breite auf.

Im Bereich des Überdeckungsabschnittes werden die etwas über der Rollfläche 47 bzw. 48 vorragenden Prägeränder 39 elastisch verformt, so daß in diesem Bereich ein Teil der Wandung des Kanals 51, 52 nach innen gedrückt wird. Nach der Verlagerung und Entfernung des Überdeckungsabschnittes federt die Wandung des Kanals 51, 52 wieder zurück.

Die Wälzkörper 41 sind zusammen mit dem Außenkörper 44 und dem Innenkörper 46 aus gehärtetem Wälzlagerstahl der Sorte 100 Cr6 gefertigt. Die Prägeränder 39 der Kanäle 51, 52 sind in ihrem Querschnitt radial nach außen konvex gerundet und ragen höchstens 0,0002 × D_w über die Rollfläche 47 bzw. 48 vor.

In Fig. 9 ist schließlich noch ein Zylinderrollenlager gezeigt, das ebenfalls abgeänderte erfindungsgemäße Wälz­ körper 61 enthält. Die Wälzkörper 61 dieses Wälzlagers rollen wiederum zwischen einem ringförmigen Außenkörper 62 und einen ringförmigen Innenkörper 63. Der Innenkörper 63 besitzt aber auf beiden Seiten je einen Führungsbord 64, 65.

Die Wälzkörper 61, der Außenkörper 62 und der Innenkörper 63 sind aus Einsatzstahl der Sorte 17 Mn Cr5 gefertigt, der an seiner gehärteten Oberfläche beim Überrollen eine verhältnismäßig hohe elastische Hysterese zeigt.

Die Wälzkörper 61 können nach der einen Richtung 66 oder nach der anderen Richtung um ihre Achse 6 mit hoher Geschwin­ digkeit drehen. Dabei beträgt das Produkt aus D_w = Durch­ messer der zylindrischen Rollfläche 67 in m und n = Drehzahl der Wälzkörper 61 um ihre Achse 6 in Umdrehungen/Minute mindestens 40.

Zu beiden Seiten des Wälzkörpers 61 schließt je ein Randab­ schnitt 68 bzw. 69 an die Rollfläche 67 an. In der Rollfläche 67 sind beidseitig offene Kanäle 70 und 71 eingeprägt, die längs­ verlaufende Prägeränder aufweisen. Die Kanäle 70 sind schräg zur Achse 6 verlaufend angeordnet, so daß ein am Randab­ schnitt 68 nach außen mündendes Ausströmende 72 gegen die Drehrichtung 66 und ein am Randabschnitt 69 nach außen mündendes Einströmende 73 des Kanals 70 in Drehrichtung 66 zeigt.

Dagegen sind die Kanäle 71 in der anderen Richtung schräg zur Achse 6 eingearbeitet, wobei deren am Randabschnitt 69 nach außen mündendes Ausströmende 74 gegen die Drehrichtung 66 und ein am Randabschnitt 68 nach außen mündendes Einström­ ende 75 in Drehrichtung 66 zeigt.

Im Betrieb wird jeder Wälzkörper 61 bei seinem Umlauf im Zylinderrollenlager durch einen Vorratsraum bewegt, der mit einem die Wälzlager 61 benetzenden schmierenden Strömungs­ mittel gefüllt ist.

In der Lastzone des Zylinderrollenlagers werden die Wälz­ körper 61 radial belastet, so daß an zwei einander diametral gegenüberstehenden Rollkontakten je eine in die Rollfläche 67 elastisch eingedrückte schmale Druckfläche entsteht, die sich in axialer Richtung über die gesamte Breite der Rollfläche 67 erstreckt.

Von der Druckfläche des Rollkontaktes werden die Kanäle 70 und 71 zum Teil überdeckt, so daß über dem Kanal 70 bzw. 71 ein Überdeckungsabschnitt entsteht. Dieser Überdeckungsabschnitt erscheint beim Rollen zunächst am Einströmende 73 bzw. 75, um sich dann vom Einströmende 73 bzw. 75 zum Ausströmende 72 bzw. 74 hin zu bewegen und schließlich am Ausströmende 72 bzw. 74 des Kanals 70 bzw. 71 zu verschwinden.

Beim Drehen des Wälzkörpers 61 in Drehrichtung 66 wird das in den Kanälen 70 befindliche Strömungsmittel zum Gleitkontakt des Führungsbordes 64 und das in den Kanälen 71 befindliche Strömungsmittel zum Gleitkontakt des Führungsbordes 65 gepumpt. Die Pumpwirkung ist in der Mitte der Lastzone des Zylinderrollenlagers am größten, das ist die Umfangsstelle des Zylinderrollenlagers, wo der Wälzkörper 61 am höchsten belastet wird und dementsprechend von den Gleitkontakten besonders hohe Führungskräfte des Wälzkörpers 61 aufgenommen werden müssen.

Während der Überdeckung jedes der Kanäle 70 durch die Druck­ fläche des Rollkontaktes des Innenkörpers 63 stehen sowohl sein Ausströmende 72 als auch sein Einströmende 73 jeweils einer Bordfläche des Führungsbordes 64 bzw. 65 gegenüber. Ebenso steht jeder Kanal 71 bei seiner Überdeckung im Rollkontakt des Innenkörpers 63 mit seinem Ausströmende 74 der Bordfläche des Führungsbordes 64 gegenüber.

Kurz nach der Überdeckung des Kanals 70 bzw. 71 durch die Druckfläche bewegt sich sein Einströmende 73 bzw. 75 aus dem Bereich des zugehörigen Gleitkontaktes des Randab­ schnittes 69 bzw. 68 wieder heraus. Dabei ist die Wandung des Kanals 70 bzw. 71 aber noch elastisch nach innen verlagert, denn die relativ große elastische Hysterese des oberflächen­ gehärteten Einsatzstahls verhindert ein sofortiges Zurück­ federn der Wandung nach der Entlastung des Kanals 70 bzw. 71 von den Druckkräften des Rollkontaktes.

Erst wenn das Einströmende 73 bzw. 75 die gegenüberstehende Bordfläche verlassen hat, beginnt die Wandung des Kanals 70 bzw. 71 zurückzufedern. Ausgehend vom Einströmende 73 bzw. 75 erweitert sich dabei der Kanal 70 bzw. 71, so daß das Strömungs­ mittel in den Kanal 70 bzw. 71 selbsttätig einströmen kann.

Beim Rollen des Wälzkörpers 61 in der zu 66 entgegengesetzten Richtung entstehen analoge Verhältnisse, so daß dann ebenfalls das Strömungsmittel in beide Gleitkontakte des Innenkörpers 63 hineingepumpt wird, und zwar umso wirkungsvoller, je höher die radiale Belastung der Rollfläche 67 des Wälzkörpers in der Lastzone des Zylinderrollenlagers ist.

Im Rahmen der Erfindung lassen sich die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele weiter konstruktiv abändern.

Aus diesem Grund können auch in einer oder in mehreren Roll­ flächen eines Wälzkörpers Kanäle eingearbeitet sein, die zum Teil als Bohrungen und zum Teil als Rillen aus­ gebildet sind.

Auch brauchen die Laufbahnen des Wälzkörpers nicht ringförmig zu verlaufen. Vielmehr ist es möglich, daß beide Laufbahnen des Wälzkörpers geradlinig verlaufen, so daß der Wälz­ körper in ein sogenanntes Linearwälzlager einbaubar ist.

In manchen Fällen kann bzw. können die Rollfläche(n) des Wälzkörpers anstelle von mehreren Kanälen auch lediglich einen Kanal an ihrem Umfang aufweisen.

Claims (10)

1. Zwischen einer Außenlaufbahn eines Außenkörpers und einer Innenlaufbahn eines Innenkörpers um seine Achse in einer Drehrichtung rollender, mit einem Strömungsmittel geschmierter, elastischer Wälzkörper, der mindestens eine Rollfläche mit einer in Längsrichtung sich erstreckenden, in die Rollfläche elastisch eingedrückten Druckfläche im belasteten Rollkontakt mit der Außenlaufbahn und der Innenlaufbahn aufweist, wobei der Wälzkörper auf mindestens einer der beiden Seiten der Rollfläche(n) einen an die Rollfläche anschließenden, umlaufenden Randabschnitt besitzt, der in einem Gleitkontakt auf einer über der Außenlaufbahn und/oder Innenlaufbahn vorragenden Bordfläche eines Führungsbordes axial geführt ist und der Wälzkörper mindestens einen mit dem Strömungsmittel gefüllten, beidseitig offenen, im Bereich des bzw. der Randabschnitte seitlich nach außen mündenden Kanal mit einer glatten Wandung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (20, 35, 51, 52, 70, 71) sehr nahe der zugehörigen Rollfläche (7, 47, 48, 67) des Wälzkörpers (1, 30, 41, 61) und schräg zu seiner Achse (6) verlaufend angeordnet ist, so daß der Kanal (20, 35, 51, 52, 70, 71) ein gegen die Dreh­ richtung (22, 26) des Wälzkörpers (1, 30, 41, 61) zeigendes, am Randabschnitt (16, 54, 55, 68, 69) nach außen mündendes Ausströmende (21, 53, 72, 74) und ein gegenüberliegendes, in Drehrichtung (22, 66) zeigendes Einströmende (23, 60, 73, 75) aufweist und jede Druckfläche (12, 13) des Rollenkontaktes (8 bzw. 10) der Rollfläche (7, 47, 48, 67) über einen Teil des Kanals (20, 35, 51, 52, 70, 71) einen beim Rollen des Wälzkörpers (1, 30, 41, 61) sich vom Einströmende (23, 60, 73, 75) zum Ausströmende (21, 53, 72, 74) des Kanals (20, 35, 51, 52, 70, 71) kontinuierlich verlagernden Überdeckungsabschnitt (24) bildet, unter den zumindest ein Teil der Wandung (36) des Kanals (20, 35, 51, 52, 70, 71) in den Kanal (20, 35, 51, 52, 70, 71) elastisch hineingedrückt wird.

2. Wälzkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einströmende (23, 60, 73, 75) jedes Kanals (20, 35, 51, 52, 70, 71) der betreffenden Rollfläche (7, 47, 48, 67) des Wälz­ körpers (1, 30, 41, 61) in einen mit dem Strömungsmittel gefüllten Vorratsraum (26, 49) mündet.

3. Wälzkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (36) des Kanals (20, 35, 51, 52, 70, 71) einen konstanten Querschnitt (25) aufweist.

4. Wälzkörper nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Druckfläche (12, 13) des Rollkontaktes (8, 10) der betreffenden Rollfläche (7, 47, 48, 67) des Wälzkörpers (1, 30, 41, 61) in Umfangsrichtung eine konstante Breite (14, 15) aufweist.

5. Wälzkörper nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (20, 35, 51, 52, 70, 71) der betreffenden Roll­ fläche (7, 47, 48, 67) des Wälzkörpers (1, 30, 41, 61) in Umfangs­ richtung eine Breite (27, 38) aufweisen, die gleichgroß oder größer als die Breite (14, 15) der Druckfläche (12, 13) des zugehörigen Rollkontaktes (8, 10) der Rollfläche (7, 47, 48, 67) in Umfangsrichtung ist.

6. Wälzkörper nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Überdeckungsabschnitt (24) des Kanals (20, 35, 51, 52, 70, 71) der betreffenden Rollfläche (7, 47, 48, 67) des Wälz­ körpers (1, 30, 41, 61) zwischen dem Einströmende (23, 60, 73, 75) und dem Ausströmende (21, 53, 72, 74) des Kanals (20, 35, 51, 52, 70, 71) eine axiale Erstreckung (28) aufweist, die ¼ bis ¾ mal so groß wie die axiale Erstreckung (29) des Kanals (20, 35, 51, 52, 70, 71) ist.

7. Wälzkörper nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche mit mehreren Kanälen am Umfang der betreffenden Rollfläche(n) des Wälzkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Kanäle der Roll­ fläche(n) (7, 47, 48, 67) des Wälzkörpers (1, 30, 41, 61) durch eine in den Wälzkörpern (1, 30, 41, 61) eingearbeitete, ungefähr parallel zur Rollfläche (7, 47, 48, 67) verlaufende Bohrung (20) gebildet ist.

8. Wälzkörper nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche mit mehreren Kanälen am Umfang der betreffenden Rollfläche(n) des Wälzkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Kanäle der Rollfläche(n) (7, 47, 48, 67) des Wälzkörpers (1, 30, 41, 61) durch eine in die Rollfläche (7, 47, 48, 67) eingeprägte Rille (35, 51, 52, 70, 71) gebildet ist.

9. Wälzkörper nach Anspruch 8 mit zugehörigem Außen- und Innenkörper aus gehärtetem Wälzlagerstahl, dadurch gekennzeichnet, daß der Wälzkörper (1, 30, 41, 61) ebenfalls aus gehärtetem Wälz­ lagerstahl gefertigt ist und die Rille(n) (35, 51, 52, 70, 71) der Rollfläche(n) (7, 47, 48, 67) in ihrem Querschnitt konvex gerundete, höchstens 0,0002 × D_w über die Rollfläche (7, 47, 48, 67) vorragende Prägeränder (39) aufweist bzw. aufweisen, wobei D_w = mittleren Durchmesser der Rollfläche (7, 47, 48, 67).

10. Wälzkörper nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche mit mehreren Kanälen am Umfang der Rollfläche(n) des Wälzkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollfläche(n) (7, 47, 48, 67) des Wälzkörpers (1, 30, 41, 61) eine ungerade Anzahl von gleichmäßig am Umfang verteilt ange­ ordneten Kanälen (20, 35, 51, 52, 70, 71) aufweist bzw. aufweisen.