DE102012221855A1 - Roller bearing e.g. double-row radial roller bearing for cylindrical roller, has spherical rolling unit whose diameter is larger than diameter of cylindrical rolling unit - Google Patents

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Abstract

The bearing has rolling elements that are rolled between the bearing rings (1,2). The rolling elements are provided with cylindrical rolling unit (3) which is unreeled on a cylindrical raceways and spherical rolling unit (4). The spherical rolling units are made to roll off on a ball track (5,6). The diameter of spherical rolling unit is larger than the diameter of cylindrical rolling unit.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, insbesondere Radial-Wälzlager, umfassend einen ersten Lagerring und einen zweiten Lagerring sowie Wälzkörper, die zwischen den Lagerringen abrollen, nach Anspruch 1, wobei die Wälzkörper zylindrische Wälzkörper, die auf einer Zylinderlaufbahn abrollen, und mindestens einen kugelförmigen Wälzkörper umfassen. The invention relates to a rolling bearing, in particular radial roller bearing, comprising a first bearing ring and a second bearing ring and rolling elements which roll between the bearing rings, according to claim 1, wherein the rolling elements comprise cylindrical rolling elements which roll on a cylinder bore, and at least one spherical rolling elements ,

Wälzlager mit zylindrischen Wälzkörpern, insbesondere mit Zylinderrollen, sind üblicherweise für die Aufnahme hoher Kräfte und Belastungen ausgelegt. Bei nur geringen Belastungen besteht dabei die Gefahr des Schlupfes, was insbesondere bei Großlagern eine häufige Schadensursache ist. Rolling bearings with cylindrical rolling elements, in particular with cylindrical rollers, are usually designed for receiving high forces and loads. At low loads there is the risk of slippage, which is a frequent cause of damage, especially in large bearings.

US 3,399,935 A beschreibt ein einreihiges Radial-Wälzlager mit Zylinderrollen sowie kugelförmigen Wälzkörpern, wobei die kugelförmigen Wälzkörper auf den zylindrischen Laufbahnen der Zylinderrollen abrollen, und wobei der Durchmesser der kugelförmigen Wälzkörper dem Durchmesser der Zylinderrollen entspricht. US 3,399,935 A describes a single-row radial roller bearing with cylindrical rollers and spherical rolling elements, wherein the spherical rolling elements roll on the cylindrical raceways of the cylindrical rollers, and wherein the diameter of the spherical rolling elements corresponds to the diameter of the cylindrical rollers.

DE 2 304 389 A beschreibt ein einreihiges Radial-Wälzlager mit Zylinderrollen sowie kugelförmigen Wälzkörpern, wobei die Zylinderrollen einen geringfügig größeren Durchmesser als die kugelförmigen Wälzkörper aufweisen. DE 2 304 389 A describes a single-row radial roller bearing with cylindrical rollers and spherical rolling elements, wherein the cylindrical rollers have a slightly larger diameter than the spherical rolling elements.

US 4,505,23 A beschreibt ein einreihiges Radial-Wälzlager mit Zylinderrollen und kugelförmigen Wälzkörpern, wobei die kugelförmigen Wälzkörper einen etwas größeren Durchmesser als die Zylinderrollen aufweisen, wobei die Zylinderrollen auf einer zylindrischen Zylinderlaufbahn abrollen und wobei die kugelförmigen Wälzkörper auf der gleichen Zylinderlaufbahn abrollen. Geringe Lasten werden dabei durch die kugelförmigen Wälzkörper aufgenommen, die die Zylinderlaufbahn beschädigen können. US 4,505.23 A describes a single-row radial roller bearing with cylindrical rollers and spherical rolling elements, wherein the spherical rolling elements have a slightly larger diameter than the cylindrical rollers, wherein the cylindrical rollers roll on a cylindrical cylinder bore and wherein the spherical rolling elements roll on the same cylinder bore. Low loads are absorbed by the spherical rolling elements, which can damage the cylinder bore.

DE 1 400 940 A beschreibt ein dreireihiges Radial-Wälzlager, wobei die beiden äußeren Reihen als Zylinderlaufbahnen für Zylinderrollen sind, und wobei die mittlere Reihe als Kugellaufbahn für kugelförmige Wälzkörper vorgesehen ist. Die kugelförmigen Wälzkörper weisen in der Kugellaufbahn ein größeres radiales Spiel auf als die Zylinderrollen in den beiden Zylinderlaufbahnen, so dass geringe radiale Lasten nur von den Zylinderrollen aufgenommen werden. DE 1 400 940 A describes a three-row radial rolling bearing, wherein the two outer rows are cylinder liners for cylindrical rollers, and wherein the middle row is provided as a ball track for spherical rolling elements. The spherical rolling elements have a greater radial clearance in the ball track than the cylindrical rollers in the two cylinder tracks, so that small radial loads are absorbed only by the cylindrical rollers.

DE 1 045 737 B beschreibt ein zweireihiges Radial-Wälzlager, wobei die erste Reihe als Laufbahn für nadelförmige Wälzkörper ausgebildet ist und die zweite Reihe für kugelförmige Wälzkörper, wobei die kugelförmigen Wälzkörper einen größeren Durchmesser aufweisen als die nadelförmigen Wälzkörper. DE 1 045 737 B describes a double-row radial rolling bearing, wherein the first row is designed as a track for needle-shaped rolling elements and the second row of spherical rolling elements, wherein the spherical rolling elements have a larger diameter than the needle-shaped rolling elements.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Wälzlager für Zylinderrollen sowie für kugelförmige Wälzkörper anzugeben, das auch geringe Lasten im wesentlichen schlupffrei über einen längeren Zeitraum aufnehmen kann. It is the object of the invention to provide a rolling bearing for cylindrical rollers as well as spherical rolling elements, which can also absorb low loads substantially slip-free over a longer period.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Wälzlager, insbesondere Radial-Wälzlager, umfassend einen ersten Lagerring und einen zweiten Lagerring sowie Wälzkörper, die zwischen den Lagerringen abrollen, wobei die Wälzkörper zylindrische Wälzkörper, die auf einer Zylinderlaufbahn abrollen, und mindestens einen kugelförmigen Wälzkörper umfassen, wobei der mindestens eine kugelförmige Wälzkörper auf einer Kugellaufbahn abrollt, und wobei der kugelförmige Wälzkörper einen größeren Durchmesser als die zylindrischen Wälzkörper aufweist.This object is achieved by a rolling bearing, in particular radial roller bearing comprising a first bearing ring and a second bearing ring and rolling elements which roll between the bearing rings, wherein the rolling elements comprise cylindrical rolling elements which roll on a cylinder bore, and at least one spherical rolling elements, wherein the at least one spherical rolling element rolls on a ball track, and wherein the spherical rolling element has a larger diameter than the cylindrical rolling elements.

Aufgrund des geringfügig größeren Durchmesser des mindestens einen kugelförmigen Wälzkörpers, und damit einhergehend aufgrunde des geringeren Spiels des mindestens einen kugelförmigen Wälzkörpers, gegenüber den zylindrischen Wälzkörpern nimmt bei geringer Last der mindestens eine kugelförmige Wälzkörper die Kräfte auf und verhindert einen Schlupf des gesamten Wälzkörpersatzes. Höhere Lasten, im vorgesehenen Betriebsfall, werden im wesentlichen von den zylindrischen Wälzkörpern aufgenommen. Aufgrund der höheren Elastizität des mindestens einen kugelförmigen Wälzkörpers gegenüber dem zylindrischen Wälzkörpern wird der mindestens einen kugelförmige Wälzkörper bei höheren Lasten auf den Rollendurchmesser der zylindrischen Wälzkörper zusammengedrückt. Due to the slightly larger diameter of the at least one spherical rolling element, and consequently due to the lower clearance of the at least one spherical rolling element, compared to the cylindrical rolling elements takes at low load, the at least one spherical rolling elements on the forces and prevents slippage of the entire set of rolling elements. Higher loads, in the intended operating case, are essentially absorbed by the cylindrical rolling elements. Due to the higher elasticity of the at least one spherical rolling body relative to the cylindrical rolling elements, the at least one spherical rolling element is compressed at higher loads on the roller diameter of the cylindrical rolling elements.

Die Kugellaufbahn ist als die Drehachse umlaufende, mit einem abschnittsweise kreisbogenförmigen Querschnittsprofil versehene Nut ausgebildet, und kann innerhalb der Zylinderlaufbahn oder neben der Zylinderlaufbahn vorgesehen sein. The ball track is formed as the axis of rotation encircling, provided with a partially circular arc-shaped cross-sectional profile groove, and may be provided within the cylinder bore or adjacent to the cylinder bore.

Es können insbesondere mehrere kugelförmige Wälzkörper vorgesehen sein, speziell kann vorgesehen sein, dass zwischen einer Gruppe von beispielsweise drei Zylinderrollen jeweils ein kugelförmiger Wälzkörper angeordnet ist, weiter kann vorgesehen sein, dass zwischen je zwei in Umfangsrichtung benachbarten Zylinderrollen jeweils ein kugelförmiger Wälzkörper vorgesehen ist. Ist die Kugellaufbahn im Bereich der Zylinderlaufbahn angeordnet, kann die Kugellaufbahn im wesentlichen mittig in der Zylinderlaufbahn vorgesehen sein; alternativ kann vorgesehen sein, dass zwei versetzte Kugellaufbahnen ausgebildet sind, in denen zwei in Laufrichtung versetzte kugelförmige Wälzkörper abrollen. Weiter kann vorgesehen sein, dass zwischen zwei oder mehreren in Rollrichtung benachbarten Zylinderrollen zwei oder mehr, insbesondere drei, senkrecht zu der Rollrichtung benachbarte kugelförmige Wälzkörper vorgesehen sind. It can in particular be provided a plurality of spherical rolling elements, in particular it can be provided that between a group of, for example, three cylindrical rollers each a spherical rolling element is arranged, it can further be provided that between each two circumferentially adjacent cylindrical rollers each have a spherical rolling elements is provided. If the ball track is arranged in the region of the cylinder track, the ball track can be provided essentially centrally in the cylinder track; alternative can be provided that two staggered ball raceways are formed, in which roll two offset in the direction of spherical rolling elements. It can further be provided that two or more, in particular three, spherical rolling bodies adjacent to the rolling direction are provided between two or more cylindrical rollers adjacent in the rolling direction.

Das Wälzlager kann insbesondere als zwei- oder mehrreihiges Wälzlager ausgebildet sein, wobei eine Reihe als Zylinderlaufbahn nur für zylindrische Wälzkörper und mindestens eine weitere Reihe als Kugellaufbahn nur für kugelförmige Wälzkörper vorgesehen ist. Alternativ hierzu können in jeder der Reihen kugelförmige und zylindrische Wälzkörper einander in Rollrichtung abwechselnd vorgesehen sein, insbesondere derart, dass senkrecht zu der Rollrichtung ein zylindrischer Wälzkörper benachbart zu einem kugelförmigen Wälzkörper angeordnet ist. The rolling bearing may in particular be designed as a two- or multi-row roller bearing, wherein a series is provided as a cylinder bore only for cylindrical rolling elements and at least one other row as a ball track only for spherical rolling elements. Alternatively, in each of the rows spherical and cylindrical rolling elements may be alternately provided in the rolling direction, in particular such that perpendicular to the rolling direction, a cylindrical rolling element is arranged adjacent to a spherical rolling element.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Kugellaufbahn von der Zylinderlaufbahn beabstandet angeordnet ist. Dabei vermindert die für die Kugellaufbahn vorzusehende Nut nicht den Kontaktbereich der zylindrischen Wälzkörper mit der im wesentlichen zylindrischen Zylinderlaufbahn. It is preferably provided that the ball track is arranged at a distance from the cylinder track. In this case, the groove to be provided for the ball track does not reduce the contact area of the cylindrical rolling elements with the substantially cylindrical cylinder track.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die zylindrischen und der mindestens eine kugelförmige Wälzkörper in einem gemeinsamen Käfig geführt werden.It is preferably provided that the cylindrical and the at least one spherical rolling elements are guided in a common cage.

Im Rahmen der Anmeldung gelten dabei solche Wälzkörper als ‚zylindrische Wälzkörper’, die eine zylindrische Form aufweisen und deren Erstreckung in Richtung der Zylinderachse weniger als das ca. 2,5-fache des Durchmessers beträgt. In the context of the application, such rolling elements are considered as 'cylindrical rolling elements', which have a cylindrical shape and the extent in the direction of the cylinder axis is less than about 2.5 times the diameter.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen. Further advantages and features of the invention will become apparent from the dependent claims and from the description of two embodiments.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. The invention will be described and explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

1 zeigt eine teilweise geschnittene schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzlagers, und 1 shows a partially sectioned schematic view of a first embodiment of a rolling bearing according to the invention, and

2 zeigt eine teilweise geschnittene schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzlagers. 2 shows a partially sectioned schematic view of a second embodiment of a rolling bearing according to the invention.

Detaillierte Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures

1 zeigt ein Wälzlager, nämlich ein zweireihiges Radial-Wälzlager, umfassend einen ersten Lagerring 1 und einen zweiten Lagerring 2 sowie Wälzkörper, die zwischen den Lagerringen 1, 2 abrollen, wobei die Wälzkörper zylindrische Wälzkörper 3, die auf einer Zylinderlaufbahn abrollen, und mindestens einen kugelförmigen Wälzkörper 4 umfassen, wobei der mindestens eine kugelförmige Wälzkörper 4 auf einer Kugellaufbahn 5, 6 abrollt, die senkrecht zu der Rollrichtung (senkrecht zu der Papierebene) benachbart zu der Zylinderlaufbahn angeordnet ist, und wobei der kugelförmige Wälzkörper 4 einen geringfügig größeren Durchmesser als die zylindrischen Wälzkörper 3 aufweist. Der Durchmesser des kugelförmigen Wälzkörpers 4 ist bezogen auf den Durchmesser des zylindrischen Wälzkörpers 3 so gewählt, dass bei geringer Last diese Last von dem kugelförmigen Wälzkörper 4 und höhere Lasten von dem zylindrischen Wälzkörper 3 aufgenommen werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Kugellaufbahn 5, 6 von der Zylinderlaufbahn senkrecht zu der Rollrichtung der Wälzkörper 3, 4 beabstandet angeordnet ist. 1 shows a rolling bearing, namely a double-row radial rolling bearing, comprising a first bearing ring 1 and a second bearing ring 2 as well as rolling elements, which are between the bearing rings 1 . 2 unroll, the rolling elements cylindrical rolling elements 3 , which roll on a cylinder bore, and at least one spherical rolling element 4 comprising, wherein the at least one spherical rolling elements 4 on a ball track 5 . 6 which is disposed perpendicular to the rolling direction (perpendicular to the paper plane) adjacent to the cylinder barrel, and wherein the spherical rolling element 4 a slightly larger diameter than the cylindrical rolling elements 3 having. The diameter of the spherical rolling element 4 is based on the diameter of the cylindrical rolling element 3 chosen so that at low load this load from the spherical rolling element 4 and higher loads from the cylindrical rolling element 3 be recorded. In particular, it is provided that the ball track 5 . 6 from the cylinder track perpendicular to the rolling direction of the rolling elements 3 . 4 spaced apart.

Weiter ist vorgesehen, dass die zylindrischen Wälzkörper 3 und der mindestens eine kugelförmige Wälzkörper 4 in einem gemeinsamen Käfig 7 geführt werden. It is further provided that the cylindrical rolling elements 3 and the at least one spherical rolling element 4 in a common cage 7 be guided.

2 zeigt ein Wälzlager, nämlich ein einreihiges Radial-Wälzlager, wobei eine Kugellaufbahn 5’, 6’ innerhalb der Zylinderlaufbahn, und zwar im wesentlichen axial mittig, angeordnet ist; weiter ist vorgesehen, dass der kugelförmige Wälzkörper 4 einen größeren Durchmesser als die zylindrischen Wälzkörper 3 aufweist, wobei der Durchmesser des kugelförmigen Wälzkörpers 4 bezogen auf den Durchmesser des zylindrischen Wälzkörpers 3 so gewählt ist, dass bei geringer Last diese Last von dem kugelförmigen Wälzkörper 4 und höhere Lasten von dem zylindrischen Wälzkörper 3 aufgenommen werden. 2 shows a rolling bearing, namely a single-row radial rolling bearing, wherein a ball track 5 ' . 6 ' within the cylinder bore, and that is arranged substantially axially centrally; Furthermore, it is provided that the spherical rolling elements 4 a larger diameter than the cylindrical rolling elements 3 having, wherein the diameter of the spherical rolling element 4 based on the diameter of the cylindrical rolling element 3 is chosen so that at low load, this load from the spherical rolling elements 4 and higher loads from the cylindrical rolling element 3 be recorded.

In einem dritten Ausführungsbeispiel ist das Radial-Wälzlager als dreireihiges Wälzlager ausgebildet und umfasst eine axial mittige Reihe von kugelförmigen und zwei seitliche Reihen von zylindrischen Wälzkörpern, bzw., in einer Abwandlung hierzu, eine axial mittige reihe von zylindrischen und zwei seitliche Reihen von kugelförmigen Wälzkörpern, wobei in beiden Fällen vorgesehen ist, dass die Wälzkörper aller drei Reihen von einem gemeinsamen Käfig geführt werden, und wobei jeweils die kugelförmigen Wälzkörper einen geringfügig größeren Durchmesser (und damit ein geringfügig geringeres Spiel) als die zylindrischen Wälzkörper aufweisen. Eine derartige dreireihige Anordnung reduziert aufgrund der geringfügig größeren Durchmesser des mindestens einen kugelförmigen Wälzkörpers gegenüber den zylindrischen Wälzkörpern deutlich das Kippmoment des Lagers. In a third embodiment, the radial roller bearing is formed as a three-row roller bearing and comprises an axially central row of spherical and two lateral rows of cylindrical rolling elements, or, in a modification thereto, an axially central row of cylindrical and two lateral rows of spherical rolling elements , In both cases, it is provided that the rolling elements of all three rows are guided by a common cage, and wherein each of the spherical rolling elements have a slightly larger diameter (and thus a slightly lower clearance) than the cylindrical rolling elements. Such a three-row arrangement significantly reduces the tilting moment of the bearing due to the slightly larger diameter of the at least one spherical rolling element relative to the cylindrical rolling elements.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
erster Lagerring first bearing ring
22
zweiter Lagerring second bearing ring
33
zylindrischer Wälzkörper cylindrical rolling element
44
kugelförmiger Wälzkörper spherical rolling element
5, 5’5, 5 '
Kugellaufbahn an dem ersten Lagerring Ball track on the first bearing ring
6, 6’6, 6 '
Kugellaufbahn an dem zweiten Lagerring Ball track on the second bearing ring
77
Käfig Cage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 1045737 B [0007] DE 1045737 B [0007]

Claims (3)

Wälzlager, insbesondere Radial-Wälzlager, umfassend einen ersten Lagerring (1) und einen zweiten Lagerring (2) sowie Wälzkörper, die zwischen den Lagerringen (1, 2) abrollen, wobei die Wälzkörper zylindrische Wälzkörper (3), die auf einer Zylinderlaufbahn abrollen, und mindestens einen kugelförmigen Wälzkörper (4) umfassen, wobei der mindestens eine kugelförmige Wälzkörper (4) auf einer Kugellaufbahn (5, 6; 6’) abrollt, und wobei der kugelförmige Wälzkörper (4) einen größeren Durchmesser als die zylindrischen Wälzkörper (3) aufweist. Rolling bearing, in particular radial roller bearing, comprising a first bearing ring ( 1 ) and a second bearing ring ( 2 ) as well as rolling elements, which between the bearing rings ( 1 . 2 ), wherein the rolling elements cylindrical rolling elements ( 3 ), which roll on a cylinder track, and at least one spherical rolling element ( 4 ), wherein the at least one spherical rolling element ( 4 ) on a ball track ( 5 . 6 ; 6 ' ), and wherein the spherical rolling element ( 4 ) has a larger diameter than the cylindrical rolling bodies ( 3 ) having. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugellaufbahn (5, 6) von der Zylinderlaufbahn beabstandet angeordnet ist. Rolling bearing according to claim 1, characterized in that the ball track ( 5 . 6 ) is arranged spaced from the cylinder bore. Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Wälzkörper (3) und der mindestens eine kugelförmige Wälzkörper (4) in einem gemeinsamen Käfig (7) geführt werden. Rolling bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the cylindrical rolling elements ( 3 ) and the at least one spherical rolling elements ( 4 ) in a common cage ( 7 ).
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