WO2010063819A1 - Rolling bearing - Google Patents
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Definitions
- the recess are introduced by blasting with solid particles in a rolling bearing of the type mentioned with Wälzvid and rolling elements, in which at least one rolling surface or at least in the surfaces of the rolling elements irregularly arranged indentations are arbitrarily placed.
- the invention can be used advantageously for both radial and thrust bearings and combinations of radial and thrust bearings.
Abstract
The invention relates to a rolling bearing comprising rolling surfaces and rolling elements. In said rolling bearing, irregularly arranged depressions are randomly introduced into at least one rolling surface or at least into the surfaces of the rolling elements by abrasively blasting solid particles thereon.
Description
Bezeichnung der Erfindung Name of the invention
Wälzlagerroller bearing
Beschreibungdescription
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wälzlager mit Wälzflächen und Wälzkörpern, wobei in wenigstens einer Wälzfläche oder wenigstens in den Oberflächen der Wälzkörper unregelmäßig angeordnete Vertiefungen willkürlich eingebracht sind, um die Bildung eines Schmierfilms, der die Lebensdauer des Wälzlagers erhöht, zu begünstigen.The present invention relates to a rolling bearing having rolling surfaces and rolling elements, wherein in at least one rolling surface or at least in the surfaces of the rolling elements irregularly arranged recesses are arbitrarily introduced to promote the formation of a lubricating film, which increases the life of the bearing.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Ein derartiges Wälzlager ist in der DE 40 37 734 A1 beschrieben. Bei diesem Wälzlager weist wenigstens eine Wälzfläche oder wenigstens die Oberfläche der Wälzkörper eine maximale Rauhtiefe Rmax von 0,6 μm bis 2,5 μm auf und besitzt sowohl in Umfangsrichtung als auch in Längsrichtung Vertiefungen sowie eine Schiefe Rsι< des Oberflächenprofils von nicht mehr als -1 ,6, wobei die Vertiefungen eine mittlere Fläche von 35 μm2 bis 150 μm2 aufweisen, Vertiefungen mit einem äquivalenten Durchmesser von weniger als 3 μm jedoch un- berücksichtigt bleiben und das Verhältnis RMS(L)/RMS(C) des quadratischen Mittenrauhwertes RMS(L), gemessen in Längsrichtung, zu einem quadratischen Mittenrauhwert RMS(C), gemessen in Umfangsrichtung, im Bereich von 0,7 bis 1 ,0 liegt und die Flächen der Vertiefung 10 % bis 40 % der Wälzfläche bilden. Die mit einer solchen Rauhigkeit versehende Wälzfläche kann durch ein besonderes Trommeln oder Abziehen hergestellt werden.Such a rolling bearing is described in DE 40 37 734 A1. In this rolling bearing has at least one rolling surface or at least the surface of the rolling elements on a maximum roughness R max of 0.6 .mu.m to 2.5 .mu.m and has both in the circumferential direction and in the longitudinal direction depressions and a skewness R s ι < the surface profile of not more than -1, 6, wherein the depressions have an average area of 35 μm 2 to 150 μm 2 , but depressions with an equivalent diameter of less than 3 μm are disregarded and the ratio RMS (L) / RMS (C) of the root mean square roughness RMS (L) measured in the longitudinal direction to a root mean square RMS (C) measured in the circumferential direction is in the range of 0.7 to 1.0, and the areas of the recess constitute 10 to 40% of the rolling surface. The rolling surface provided with such a roughness can be produced by a special tumbling or peeling.
Aus den Versuchsergebnissen, die in der DE 40 37 734 A1 angegeben sind, ergibt sich, dass das Verhältnis der nutzbaren Lebensdauer (L10) zu der er-
rechneten Lebensdauer (Lh) größer als der Wert 4 sein kann, dass also die Ausnehmungen wirkungsvoll für eine gute Schmierung und damit eine längere Lebensdauer sorgen. Nachteilig ist bei diesem Wälzlager, dass die Herstellkosten durch das Aufbringen der Vertiefungen durch Trommeln oder Abziehen hoch sind und die Schiefe Rsι< des Oberflächenprofils oder Unsymmetrie des Oberflächenprofils nur einseitig begrenzt ist.From the test results, which are given in DE 40 37 734 A1, it follows that the ratio of the useful life (L 10 ) to the calculated lifetime (L h ) may be greater than the value 4, so that the recesses effectively provide good lubrication and thus a longer life. A disadvantage of this rolling bearing, that the manufacturing costs are high by the application of the wells by drums or peeling and the skewness R s ι < the surface profile or asymmetry of the surface profile is limited only on one side.
Diese Herstell kosten liegen höher als die Herstell kosten beim Standardablauf: Stanzen bzw. Tiefziehen oder mechanisches Bearbeiten - Härten - Anlassen - Gleitschleifen.These manufacturing costs are higher than the manufacturing costs in the standard process: stamping or deep drawing or mechanical processing - hardening - tempering - vibratory grinding.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Tech- nik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Wälzlager vorzuschlagen, dass eine gegenüber Standardlagern erhöhte Lebensdauer aufweist und kostengünstiger herstellbar ist.Based on the stated disadvantages of the known state of the art, the invention is therefore the object of the invention to propose a roller bearing that has an extended life compared to standard bearings and is less expensive to produce.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird bei einem Wälzlager der eingangs erwähnten Art mit Wälzflächen und Wälzkörpern, bei dem in wenigstens einer Wälzfläche oder wenigstens in die Oberflächen der Wälzkörper unregelmäßig angeordnete Vertiefungen willkürlich eingebracht sind, erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Vertiefung durch Strahlen mit Festkörperteilchen eingebracht sind.Based on this task is inventively proposed that the recess are introduced by blasting with solid particles in a rolling bearing of the type mentioned with Wälzflächen and rolling elements, in which at least one rolling surface or at least in the surfaces of the rolling elements irregularly arranged indentations are arbitrarily placed.
Das Strahlen mit Festkörperteilchen zum Einbringen von Vertiefungen, die zur Aufnahme von Öl bestimmt sind, ist in der DE 198 09 367 A1 beschrieben. Hier dient das Einbringen der Vertiefungen dazu, in der Oberfläche von Kolbenlauf- bahnen von Brennkraftmaschinen in einem unregelmäßig verteilten Muster Öltaschen zu erzeugen, um so eine bessere Schmierung während des Betriebs der Brennkraftmaschine zu gewährleisten.
Ein in der DE 10 2006 030 458 A1 beschriebenes Verfahren dient zur Bearbeitung einer Oberfläche eines Zahnrades, wobei das Zahnrad auf eine bestimmte Temperatur erwärmt und einem Strahlprozess mit einem Strahl von Festkörperteilchen ausgesetzt wird, wodurch hohe und über die Lebensdauer stabile Druckeigenspannungen in den Oberflächen von Bereichen des Zahnes erzeugt werden, so dass vermieden wird, dass nach einer bestimmten Einsatzdauer durch eine lokale Überschreitung der Materialsstreckgrenzen wegen der bei Zahnrädern auftretenden hohen Flächenpressung und Gleitgeschwindigkeit unmittelbar unter der Oberfläche Risse gebildet werden.The blasting with solid particles for the introduction of depressions, which are intended to receive oil, is described in DE 198 09 367 A1. Here, the introduction of the recesses serves to produce oil pockets in the surface of piston tracks of internal combustion engines in an irregularly distributed pattern in order to ensure better lubrication during operation of the internal combustion engine. A method described in DE 10 2006 030 458 A1 serves to machine a surface of a toothed wheel, wherein the toothed wheel is heated to a specific temperature and subjected to a jet process with a jet of solid particles, whereby high residual compressive stresses in the surfaces of Regions of the tooth are generated, so that it is avoided that after a certain period of use by a local exceeding of the material yield limits due to the occurring at gears high surface pressure and sliding speed just below the surface cracks are formed.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass bei Wälzlagern, deren Wälzflächen mit Vertiefungen durch Strahlen mit Festkörperteilchen versehen sind, eine merkbare Erhöhung der Lebensdauer erreichbar ist, die auf das Einbringen der zur Ölaufnahme dienenden Vertiefungen durch das Strahlen mit Fest- körperteilchen und die damit verbundene Oberflächenverfestigung zurückzuführen ist. Des Weiteren ist die Behandlung der Wälzflächen von Wälzlagern durch Strahlen mit Festkörperteilchen kostengünstiger als die Behandlung gemäß der DE 40 37 734 A1 und sogar kostengünstiger als der Standardablauf, bei dem in der letzten Stufe die Wälzflächen durch Gleitschleifen fein bearbei- tet werden.Surprisingly, it has been shown that in rolling bearings whose rolling surfaces are provided with recesses by blasting with solid particles, a noticeable increase in the service life can be achieved due to the incorporation of the recesses used for oil absorption by blasting with solid particles and the associated surface hardening is. Furthermore, the treatment of the rolling surfaces of rolling bearings by blasting with solid particles is less expensive than the treatment according to DE 40 37 734 A1 and even more cost-effective than the standard procedure, in which in the last stage the rolling surfaces are finely machined by vibratory finishing.
Die Festkörperteilchen für das Strahlen können aus Abrasivmaterial oder aus kugelförmigen Festkörperteilchen, insbesondere Stahlkugeln, bestehen.The solid particles for blasting can consist of abrasive material or of spherical solid particles, in particular steel balls.
Das Strahlen mit den Festkörperteilchen soll so gerichtet sein, dass die Mittenrauhigkeit R3 zwischen 0,15 und 0,25, die Unsymmetrie Rsι< zwischen - 0,8 und + 0,8, die Glättungstiefe Rpk zwischen 0,15 und 0,4 liegen und die Einzelrauhtiefe RZi max nicht größer als 1 ,3 ist.The blasting with the solid particles should be directed so that the average roughness R 3 between 0.15 and 0.25, the imbalance R s ι < between - 0.8 and + 0.8, the smoothing depth R pk between 0.15 and 0.4 and the single roughness depth R Z i max is not greater than 1.3.
Vorzugsweise können die Wälzflächen und die Oberflächen der Wälzkörper mit den Vertiefungen versehen sein, wobei die Wälzflächen durch gezogene und/oder gestanzte Blechteile gebildet sein können.
Die Erfindung ist nicht auf Wälzlager mit gezogenen und/oder gestanzten Blechteilen, die insbesondere für Nadellager eingesetzt werden, beschränkt, sondern lässt sich mit Vorteil auch auf übliche Wälzlager, d.h. Rillenkugellager oder Zylinderrollenlager usw. anwenden, wobei die die Wälzflächen aufwei- senden Bauteile und die Wälzkörper mit den Schritten: mechanische Bearbeitung oder Stanzen bzw. Tiefziehen, Härten, Anlassen, und Strahlen mit Festkörperteilchen hergestellt sind.Preferably, the rolling surfaces and the surfaces of the rolling elements may be provided with the recesses, wherein the rolling surfaces may be formed by drawn and / or stamped sheet metal parts. The invention is not limited to rolling bearings with drawn and / or stamped sheet metal parts, which are used in particular for needle bearings, but can be applied with advantage to conventional rolling bearings, ie deep groove ball bearings or cylindrical roller bearings, etc., wherein the rolling surfaces aufwei- send components and the rolling elements are made with the steps: mechanical machining or stamping, hardening, tempering, and blasting with solid particles.
Die Kombination der vorstehend erwähnten Kenngrößen führt zu einem defi- nierten Einlaufverhalten des Lagers, bei dem sich eine Oberfläche einstellt, die besonders verschleißfest ist. Das definierte Einlaufverhalten führt dazu, dass sich beim Einlaufen eine Oberfläche bildet, die einen definierten Traganteil aufweist, der sich bis zum Ausfall nicht mehr verändert.The combination of the parameters mentioned above leads to a defined running-in behavior of the bearing, in which a surface is adjusted which is particularly wear-resistant. The defined run-in behavior causes a surface to form during running in, which has a defined load-bearing ratio that does not change until it fails.
Diese Struktur lässt sich über die genannten Kenngrößen eindeutig beschreiben und kann beispielsweise durch Oberflächenkennwerte in eine Konstruktionszeichnung eingetragen werden.This structure can be clearly described using the mentioned parameters and can be entered into a design drawing, for example, by surface characteristics.
Die Erfindung lässt sich in vorteilhafter Weise sowohl für Radial- als auch für Axiallager und Kombinationen von Radial- und Axiallagern verwenden.
The invention can be used advantageously for both radial and thrust bearings and combinations of radial and thrust bearings.
Claims
1. Wälzlager mit Wälzflächen und Wälzkörpern, bei dem in wenigstens einer Wälzfläche oder wenigstens in den Oberflächen der Wälzkörper unregelmäßig angeordnete Vertiefungen willkürlich eingebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen durch Strahlen mit Festkörperteilchen eingebracht sind.1. rolling bearing with rolling surfaces and rolling elements, wherein in at least one rolling surface or at least in the surfaces of the rolling elements irregularly arranged recesses are introduced arbitrarily, characterized in that the recesses are introduced by blasting with solid particles.
2. Wälzlager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vertie- fungen durch Strahlen mit Abrasivmaterial eingebracht sind.2. Rolling bearing according to claim 1, characterized in that the recesses are introduced by blasting with abrasive material.
3. Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen durch Strahlen mit kugelförmigen Festkörperteilchen eingebracht sind.3. Rolling bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the recesses are introduced by blasting with spherical solid particles.
4. Wälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen durch Strahlen mit Stahlkugeln eingebracht sind.4. Rolling bearing according to claim 3, characterized in that the recesses are introduced by blasting with steel balls.
5. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich- net, dass die Mittenrauhigkeit R3 zwischen 0,15 und 0,25, die Unsym- metrie Rsι< zwischen - 0,8 und + 0,8, die Glättungstiefe Rpk zwischen 0,15 und 0,4 liegen sowie die Einzelrauhtiefe RZi maχ nicht größer als 1 ,3 ist.5. Rolling bearing according to one of claims 1 to 4, marked thereby, that the center roughness R 3 between 0.15 and 0.25, the asymmetry R s ι < between - 0.8 and + 0.8, the Smoothing depth R pk between 0.15 and 0.4 and the individual roughness R z i ma χ is not greater than 1, 3.
6. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich- net, dass die Wälzflächen und die Oberflächen der Wälzkörper mit den6. Rolling bearing according to one of claims 1 to 5, characterized marked, that the rolling surfaces and the surfaces of the rolling elements with the
Vertiefungen versehen sind.Wells are provided.
7. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzflächen durch gezogene und/oder gestanzte Blechtei- Ie gebildet sind. 7. Rolling bearing according to one of claims 1 to 6, characterized in that the rolling surfaces are formed by drawn and / or punched Blechtei- Ie.
8. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die die Wälzflächen aufweisenden Bauteile und die Wälzkörper mit folgenden Schritten hergestellt sind:8. Rolling bearing according to one of claims 1 to 7, characterized in that the Wälzflächen having components and the rolling elements are manufactured with the following steps:
Mechanische Bearbeitung oder Stanzen und/oder Tiefziehen, Härten, Anlassen, Strahlen mit Festkörperteilchen. Mechanical working or punching and / or deep drawing, hardening, tempering, blasting with solid particles.
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