DE102015219706A1 - slewing bearings - Google Patents

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DE102015219706A1
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Christoph Meder
Horst Masuch
Milan Madron
Reinhard Rumpel
Jürgen Lechner
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Großwälzlager (10, 70), insbesondere ein Kegelrollenlager (12) oder Zylinderrollenlager, mit einem Innenring (14) und einem diesen koaxial umgebenden Außenring (16), mit einem radial zwischen Innenring (14) und Außenring (16) angeordneten Käfig (40), in dem in mindestens einer Wälzkörperreihe (22) angeordnete Wälzkörper (20) aufgenommen sind, welche an Laufbahnen (34, 36) des Innenrings (14) und des Außenrings (16) abrollen, bei dem der Innenring (14) oder der Außenring (16) radiale Borde (30, 32) aufweist, welche die Laufbahnen (34, 36) des Innenrings (14) oder des Außenrings (16) axial begrenzen, und bei dem der Käfig (40) an den Borden (30, 32) axial beidseitig radial geführt wird. Zur Reduzierung der Reibung in einem solchen Wälzlager und damit zur Verlängerung seiner Nutzbarkeit ist vorgesehen, dass ein erster Innenringbord (30) oder Außenringbord eine erste radiale Führungsfläche (54) und ein zweiter Innenringbord (32) oder Außenringbord eine zweite radiale Führungsfläche (56) aufweist, dass die radialen Führungsflächen (54, 56) der Borde (30, 32) jeweils eine Härte von mindestens 50 HRC und einen Rauhigkeitswert von RA ≤ 0,5 μm aufweisen, dass radial gegenüber den Führungsflächen (54, 56) der beiden Borde (30, 32) jeweils eine erste Käfiganlauffläche (60) beziehungsweise eine zweite Käfiganlauffläche (62) des Käfigs (40) verläuft, dass zwischen der jeweiligen Führungsfläche (54, 56) des Innenring- oder Außenringbords (30, 32) und den zugeordneten Käfiganlaufflächen (60, 62) am Käfig (40) jeweils ein Radialspiel (64, 66) besteht, und dass die Wälzkörper (20) in Taschen (42) des Käfigs (40) mit einem Spiel (52) in Umfangsrichtung des Wälzlagers (10, 70) aufgenommen sind, wobei dieses Spiel (52) höchstens dem 1,5-fachen des ersten oder des zweiten Radialspiels (64, 66) entspricht.The invention relates to a large roller bearing (10, 70), in particular a tapered roller bearing (12) or cylindrical roller bearing, with an inner ring (14) and a coaxially surrounding outer ring (16), with a radially between inner ring (14) and outer ring (16) Cage (40) in which in at least one row of rolling elements (22) arranged rolling elements (20) are accommodated, which roll on raceways (34, 36) of the inner ring (14) and the outer ring (16), wherein the inner ring (14) or the outer ring (16) has radial ribs (30, 32) axially delimiting the raceways (34, 36) of the inner ring (14) or the outer ring (16), and wherein the cage (40) is secured to the ribs (30 , 32) is guided axially on both sides radially. To reduce the friction in such a rolling bearing and thus to extend its usability is provided that a first inner ring board (30) or Außenringbord a first radial guide surface (54) and a second inner ring board (32) or outer ring board has a second radial guide surface (56) in that the radial guide surfaces (54, 56) of the shelves (30, 32) each have a hardness of at least 50 HRC and a roughness value of RA ≤ 0.5 μm, that radially opposite the guide surfaces (54, 56) of the two shelves ( 30, 32) extends in each case a first cage running surface (60) or a second cage running surface (62) of the cage (40) that between the respective guide surface (54, 56) of the inner ring or Außenringbords (30, 32) and the associated Käfiganlaufflächen ( 60, 62) on the cage (40) each have a radial clearance (64, 66), and in that the rolling elements (20) in pockets (42) of the cage (40) with a play (52) in the circumferential direction of the rolling bearing (10, 70) are received, this game (52) corresponds to at most 1.5 times the first or the second radial clearance (64, 66).

Description

Die Erfindung betrifft ein Großwälzlager, insbesondere ein Kegelrollenlager oder Zylinderrollenlager, mit einem Innenring und einem diesen koaxial umgebenden Außenring, mit einem radial zwischen Innenring und Außenring angeordneten Käfig, in dem in mindestens einer Wälzkörperreihe angeordnete Wälzkörper aufgenommen sind, welche an Laufbahnen des Innenrings und des Außenrings abrollen, bei dem der Innenring oder der Außenring radiale Borde aufweist, welche die Laufbahnen des Innenrings oder des Außenrings axial begrenzen, und bei dem der Käfig an den Borden axial beidseitig radial geführt wird.The invention relates to a large roller bearing, in particular a tapered roller bearing or cylindrical roller bearing, having an inner ring and a coaxially surrounding outer ring, with a radially arranged between the inner ring and outer ring cage, are received in which arranged in at least one row of rolling elements, which on raceways of the inner ring and the Rolling outer ring, in which the inner ring or the outer ring has radial edges which define the raceways of the inner ring or the outer ring axially, and in which the cage is axially guided on both sides of the ribs on both sides.

Die DE 10 2012 101 651 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wälzlagerkäfigs für ein Axial-Radial-Wälzlager sowie ein mit diesem Käfig ausgestattetes Wälzlager. Im Zuge dieses Verfahrens wird ein Wälzlagerkäfig zum thermischen Beschichten mit einem thermoplastischen Kunststoffpulver zunächst auf eine Temperatur oberhalb einer Plastifizierungstemperatur des Kunststoffpulvers erhitzt. Anschließend wird der Wälzlagerkäfig in ein Wirbelbett getaucht und dort dem thermoplastischen Kunststoffpulver ausgesetzt. Während der Wälzlagerkäfig im Wirbelbett verweilt, haftet Kunststoffpulver an diesem an, schmilzt auf und bildet eine durchgehende Beschichtung mit einer Stärke von bis zu 1,3 mm aus. Nach der Beschichtung im Wirbelbett wird der Wälzlagerkäfig aus demselben entnommen. Ein gleichfalls bekanntes Wälzlager ist mit dem solchermaßen beschichteten Wälzlagerkäfig ausgestattet.The DE 10 2012 101 651 A1 relates to a method for producing a roller bearing cage for an axial-radial roller bearing and a rolling bearing equipped with this cage. In the course of this process, a rolling bearing cage for thermal coating with a thermoplastic plastic powder is first heated to a temperature above a plasticizing temperature of the plastic powder. Subsequently, the rolling bearing cage is immersed in a fluidized bed and exposed there to the thermoplastic polymer powder. While the rolling bearing cage lingers in the fluidized bed, plastic powder adheres to it, melts and forms a continuous coating with a thickness of up to 1.3 mm. After coating in the fluidized bed of the rolling bearing cage is removed from the same. An equally known rolling bearing is equipped with the thus coated rolling bearing cage.

Von Nachteil ist bei diesem Verfahren unter anderem, dass die Kunststoffbeschichtung bei der Wirbelbettbeschichtung auch an nicht reibungsbehafteten Bereichen des Käfigs aufgebracht wird, wodurch die Herstellkosten nachteilig erhöht sind. Ferner kann es zu lokalen Schwankungen der Materialstärke der Beschichtung kommen, insbesondere an den stärker gekrümmten Oberflächenbereichen des Wälzlagerkäfigs. Schließlich kann sich die thermoplastische Beschichtung insbesondere in höher beanspruchten Zonen unkontrolliert abreiben, wodurch die Reibung und damit einhergehend der Verschleiß nachteilig zunehmen.A disadvantage of this method, inter alia, that the plastic coating is applied to the non-frictional areas of the cage in the fluidized bed coating, whereby the manufacturing costs are increased adversely. Furthermore, there may be local variations in the material thickness of the coating, in particular on the more curved surface regions of the roller bearing cage. Finally, the thermoplastic coating can rub off in an uncontrolled manner, in particular in zones subject to high stress, as a result of which the friction and concomitantly the wear disadvantageously increase.

Der hier in Rede stehenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein langlebiges Großwälzlager vorzustellen, dessen axial beidseitig radial bordgeführter Käfig an seinen zu dem jeweiligen Lagerringbord gerichteten Käfigführungsflächen eine sehr geringe Reibung verursacht. Außerdem soll sichergestellt sein, dass der Käfig klemmfrei in dem Wälzlager angeordnet ist. The present invention in question is based on the object to present a long-lived large roller bearing whose axially on both sides radially boarded cage caused at its directed to the respective bearing ring board cage guide surfaces a very low friction. In addition, it should be ensured that the cage is arranged without jamming in the rolling bearing.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Großwälzlager, insbesondere durch ein Kegelrollenlager oder ein Zylinderrollenlager, welches einen Innenring und einen diesen koaxial umgebenden Außenring aufweist, und bei dem radial zwischen Innenring und Außenring ein Käfig angeordnet ist, in dem in mindestens einer Wälzkörperreihe angeordnete Wälzkörper aufgenommen sind, welche an Laufbahnen des Innenrings und des Außenrings abrollen, und bei dem der Innenring oder der Außenring radiale Borde aufweist, welche die Laufbahnen des Innenrings oder des Außenrings axial begrenzen, und bei dem der Käfig an den Borden axial beidseitig radial geführt wird.This object is achieved by a slewing bearing, in particular by a tapered roller bearing or a cylindrical roller bearing, which has an inner ring and a coaxially surrounding outer ring, and in which a cage is arranged radially between the inner ring and outer ring, are received in which arranged in at least one row of rolling elements rolling elements which roll on raceways of the inner ring and the outer ring, and in which the inner ring or the outer ring has radial ribs, which axially delimit the raceways of the inner ring or the outer ring, and in which the cage is axially guided radially on both sides on the Borden.

Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe ist bei diesem Wälzlager vorgesehen, dass ein erster Innenringbord oder Außenringbord eine erste radiale Führungsfläche und ein zweiter Innenringbord oder Außenringbord eine zweite radiale Führungsfläche aufweist, dass die radialen Führungsflächen der Borde jeweils eine Härte von mindestens 50 HRC und einen Rauhigkeitswert von RA ≤ 0,5 μm aufweisen, dass radial gegenüber den Führungsflächen der beiden Borde jeweils eine erste Käfiganlauffläche beziehungsweise eine zweite Käfiganlauffläche des Käfigs verläuft, und dass zwischen der jeweiligen Führungsfläche des Innenringbords oder Außenringbords und den zugeordneten Käfiganlaufflächen am Käfig jeweils ein Radialspiel besteht. Außerdem ist bei diesem Wälzlager zur Lösung der Aufgabe vorgesehen, dass die Wälzkörper in Taschen des Käfigs mit einem Spiel in Umfangsrichtung des Wälzlagers aufgenommen sind, wobei dieses Spiel höchstens dem 1,5-fachen des ersten oder des zweiten Radialspiels entspricht.To achieve the above object, it is provided in this rolling bearing that a first inner ring board or Außenringbord a first radial guide surface and a second Innenringbord or Außenringbord has a second radial guide surface, that the radial guide surfaces of the shelves each have a hardness of at least 50 HRC and a roughness value of R A ≤ 0.5 microns, that radially opposite the guide surfaces of the two shelves each have a first cage running surface or a second cage running surface of the cage, and that between the respective guide surface of the Innenringbords or Außenringbords and the associated Käfiganlaufflächen on the cage in each case a radial play , In addition, it is provided in this rolling bearing to achieve the object that the rolling elements are received in pockets of the cage with a game in the circumferential direction of the bearing, this game corresponds to at most 1.5 times the first or the second radial clearance.

Durch die vorgeschlagene Konstruktion ist unter anderem eine verschleißarme Käfigführung innerhalb des Großwälzlagers gegeben, was eine Verlängerung von dessen Standzeit bewirkt. Die geringe Rauhigkeit beziehungsweise die hohe Oberflächengüte der Führungsflächen der Innenring- oder Außenringborde trägt zur Verschleißminderung bei. Diese geringe Rauhigkeit lässt sich durch eine Feinstbearbeitung beziehungsweise eine sehr feine Endbearbeitung, wie zum Beispiel Honen, Läppen, Polieren oder ähnliche Prozesse erzielen. The proposed construction, inter alia, given a low-wear cage guide within the slewing bearing, which causes an extension of its life. The low roughness or high surface quality of the guide surfaces of the inner ring or outer ring rims contributes to the reduction in wear. This low roughness can be achieved by a very fine finishing or a very fine finishing, such as honing, lapping, polishing or similar processes.

Aufgrund des bei dem Taschenkäfig erfindungsgemäß bemessenen Spiels in Umfangsrichtung des Käfigs haben die Wälzkörper in den Taschen des Käfigs in Umfangsrichtung jeweils gerade so viel Bewegungsfreiheit, dass auf die Wälzkörper keine unerwünschten, einen Verschleiß verstärkenden Zwangskräfte einwirken.Due to the invention in the pocket cage sized game in the circumferential direction of the cage, the rolling elements in the pockets of the cage in the circumferential direction each have just enough freedom of movement that act on the rolling elements no undesirable, wear-enhancing positive forces.

Prinzipiell kann die beschriebene Führung des Käfigs an dem Innenring oder alternativ dazu an dem Außenring des Großwälzlagers erfolgen. Im weiteren Verlauf der Beschreibung wird aus Gründen der Symmetrie und um inhaltliche Wiederholungen zu vermeiden nur noch auf die Ausführungsform eines Großwälzlagers eingegangen, bei welcher die Führung des Käfigs durch die radial auswärts gerichteten Führungsflächen der Innenborde des Innenrings sowie die radial einwärts gerichteten Anlaufflächen des Käfigs erfolgt.In principle, the described guidance of the cage can take place on the inner ring or alternatively on the outer ring of the large rolling bearing. In the further course of the description is for reasons of symmetry and content repetitions to avoid only on the embodiment of a large roller bearing, in which the leadership of the cage by the radially outwardly directed guide surfaces of the inner rims of the inner ring and the radially inwardly directed thrust surfaces of the cage takes place.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Käfiganlaufflächen am Käfig ungehärtet sind und einen Rauhigkeitswert aufweisen, der RA ≤ 1,5 μm beträgt. Durch die vergleichsweise weichen, weil ungehärteten, jedoch eine sehr geringe Rauheit aufweisenden Käfiganlaufflächen lässt sich im Zusammenspiel mit den gehärteten und sehr glatten Führungsflächen am jeweils zugeordneten Innenringbord eine weitere Reduzierung der im Zuge der Käfigführung auftretenden Reibungseffekte erzielen und damit eine Erhöhung der Lagerlebensdauer erreichen. Die Oberflächenbehandlung beziehungsweise das Glätten der Käfiganlaufflächen am Käfig erfolgt, sofern diese keine optionale Beschichtung aufweisen, bevorzugt analog zu der an den Führungsflächen an den beiden Innenringborden.According to an advantageous development of the invention, it is provided that the cage running surfaces are uncured on the cage and have a roughness value which is R A ≦ 1.5 μm. Due to the comparatively soft, because uncured, but a very low roughness bearing cage running surfaces can be achieved in conjunction with the hardened and very smooth guide surfaces on each associated inner ring board a further reduction of occurring in the cage guide friction effects and thus achieve an increase in bearing life. The surface treatment or the smoothing of the cage rolling surfaces on the cage takes place, insofar as they do not have an optional coating, preferably analogously to that on the guide surfaces on the two inner ring rims.

Gemäß einer weiteren, technisch vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Käfig zumindest im Bereich seiner Käfiganlaufflächen mit einer Beschichtung versehen ist. Infolgedessen ist die Reibung im Bereich der Käfigführung weiter reduziert. Darüber hinaus lassen sich Laufgeräusche mittels der Beschichtung vermindern. Die Beschichtung kann im Wege üblicher Beschichtungsverfahren auf den Käfig aufgebracht und Beispiel mit Manganphosphat, mit Polyamid, mit Polytetrafluorethylen, mit Polyetheretherketon, mit Gleitlacken oder durch eine Brünierung gebildet sein. Weiterhin kann die Beschichtung auch mit hochfesten, duroplastischen Kunststoffmaterialien, wie zum Beispiel Epoxydharzen, realisiert sein.According to a further, technically advantageous embodiment, it is provided that the cage is provided with a coating, at least in the region of its cage running surfaces. As a result, the friction in the cage guide is further reduced. In addition, running noise can be reduced by means of the coating. The coating can be applied to the cage by conventional coating methods and can be formed, for example, with manganese phosphate, with polyamide, with polytetrafluoroethylene, with polyether ether ketone, with bonded coatings or with a black finish. Furthermore, the coating can also be realized with high-strength, thermosetting plastic materials, such as, for example, epoxy resins.

Neben der Ausbildung als einstückig hergestellter Taschenkäfig kann der Käfig auch ein aus Einzelteilen aufgebauter Bolzenkäfig sein. Hierdurch werden vor allem die Fertigung großer Käfige und deren Einbau in Großwälzlager im Vergleich zu den einstückigen Taschenkäfigen vereinfacht.In addition to being designed as a pocket cage manufactured in one piece, the cage can also be a pin cage constructed of individual parts. As a result, especially the production of large cages and their installation in slewing bearings compared to the one-piece pocket cages are simplified.

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit zwei Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigtFor a better understanding of the invention, the description is accompanied by a drawing with two embodiments. In this shows

1 einen axialen Teilquerschnitt durch ein Großwälzlager mit den Merkmalen der Erfindung gemäß einer ersten Ausführungsform, und 1 a partial axial cross section through a large rolling bearing with the features of the invention according to a first embodiment, and

2 einen axialen Teilquerschnitt durch eine weitere Ausführungsform des solchen Großwälzlagers. 2 an axial partial cross section through a further embodiment of such large roller bearing.

Das in 1 gezeigte Großwälzlager 10 ist hier lediglich exemplarisch als ein Kegelrollenlager 12 ausgeführt. Alternativ dazu kann das Großwälzlager 10 auch ein Zylinderrollenlager sein. Das Großwälzlager 10 beziehungsweise das Kegelrollenlager 12 weist einen Innenring 14 auf, der koaxial von einem Außenring 16 umgeben ist. This in 1 shown large antifriction bearings 10 Here is merely an example as a tapered roller bearing 12 executed. Alternatively, the slewing bearing 10 also be a cylindrical roller bearing. The slewing bearing 10 or the tapered roller bearing 12 has an inner ring 14 on, coaxial with an outer ring 16 is surrounded.

Der Innenring 14 und der Außenring 16 sind rotationssymmetrisch zu einer Längsmittelachse 18 des Kegelrollenlagers 12 ausgerichtet. Zwischen dem Innenring 14 und dem Außenring 16 sind in einer Wälzkörperreihe 22 geringfügig kegelstumpfförmige Wälzkörper 20 angeordnet. Die Wälzkörper 20 weisen eine Wälzkörperlängsmittelachse 24 sowie eine erste und eine zweite Stirnseite 26, 28 auf.The inner ring 14 and the outer ring 16 are rotationally symmetric to a longitudinal central axis 18 tapered roller bearing 12 aligned. Between the inner ring 14 and the outer ring 16 are in a row of rolling elements 22 slightly frustoconical rolling elements 20 arranged. The rolling elements 20 have a Wälzkörperlängsmittelachse 24 and a first and a second end face 26 . 28 on.

An dem Innenring 14 ist ein erster Innenringbord 30 und ein zweiter Innenringbord 32 ausgebildet, die zur beidseitigen axialen Führung der Wälzkörper 20 auf einer Laufbahn 34 des Innenrings 14 dienen. Der Außenring 16 ist in diesem Ausführungsbeispiel bordfrei ausgeführt, so dass die Laufbahn 36 des Außenrings 16 durchgehend eben ausgebildet ist.On the inner ring 14 is a first inner ring board 30 and a second inner ring board 32 formed, the double-sided axial guidance of the rolling elements 20 on a career 34 of the inner ring 14 serve. The outer ring 16 is executed board-free in this embodiment, so that the career 36 of the outer ring 16 is continuously formed.

Jeweils ein Wälzkörper 20 ist in jeweils einer Tasche 42 eines hier lediglich exemplarisch als Fensterkäfig ausgebildeten Käfigs 40 aus hochfestem Stahl aufgenommen und geführt. Die einander gegenüberliegenden Stirnseiten 26, 28 eines jeden kegelstumpfförmigen Wälzkörpers 20 stützen sich zur axialen Führung an einer ersten und einer zweiten axialen Tascheninnenfläche 44, 46 der Tasche 42 des Käfigs 40 ab, wobei die beiden axialen Tascheninnenflächen 44, 46 zueinander weisen. Durch die Wälzkörper 20 verläuft jeweils eine gedachte axiale Mittelebene 48, welche axial mittig zwischen den beiden Stirnseiten 26, 28 des Wälzkörpers 20 sowie senkrecht zur Wälzkörperlängsmittelachse 24 beziehungsweise parallel zu den beiden Stirnseiten 26, 28 des Wälzkörpers 20 verläuft. Der Schnittpunkt von der Wälzkörperlängsmittelachse 24 mit der Mittelebene 48 markiert einen zeichnerisch lediglich angedeuteten Teilkreis 50 des Käfigs 40, welcher einen Durchmesser DTK aufweist. Die Wälzkörper 20 sind in der jeweils zugeordneten Tasche 42 mit einem geringfügigen, auf den Umfang des Wälzlagers 10 bezogenes Spiel 52 aufgenommen, so dass die Wälzkörper 20 um den Betrag des Spiels 52 senkrecht zur Zeichenebene in der Tasche 42 beweglich angeordnet sind. One rolling element each 20 is in each case a bag 42 one here only exemplarily designed as a window cage cage 40 Made of high-strength steel. The opposite ends 26 . 28 of each frusto-conical rolling element 20 are supported for axial guidance on a first and a second axial pocket inner surface 44 . 46 the pocket 42 of the cage 40 from, wherein the two axial pockets inner surfaces 44 . 46 to each other. Through the rolling elements 20 in each case runs an imaginary axial center plane 48 which axially centrally between the two end faces 26 . 28 of the rolling element 20 and perpendicular to the Wälzkörperlängsmittelachse 24 or parallel to the two end faces 26 . 28 of the rolling element 20 runs. The intersection of the Wälzkörperlängsmittelachse 24 with the middle plane 48 marks a drawing circle only indicated partial circle 50 of the cage 40 which has a diameter D TK . The rolling elements 20 are in the respectively assigned pocket 42 with a slight, on the circumference of the rolling bearing 10 related game 52 recorded so that the rolling elements 20 around the amount of the game 52 perpendicular to the drawing plane in the bag 42 are movably arranged.

Der erste, durchmesserkleinere Innenringbord 30 weist eine erste, radial auswärts gerichtete Führungsfläche 54 auf, während der zweite, durchmessergrößere Innenringbord 32 radial außen eine zweite, radial auswärts gerichtete Führungsfläche 56 aufweist. Die beiden zylindrischen Führungsflächen 54, 56 der Innenringborde 30, 32 wirken mit einer ersten und einer zweiten, jeweils radial einwärts gerichteten, gleichfalls zylindrischen Käfiganlauffläche 60, 62 am Käfig 40 zur radialen Führung desselben zusammen. Hierbei besteht zwischen der ersten Führungsfläche 54 am Innenring 14 und der ersten Käfiganlauffläche 60 am Käfig 40 ein erstes Radialspiel 64 sowie zwischen der zweiten Führungsfläche 56 am Innenring 14 und der zweiten Käfiganlauffläche 62 am Käfig 40 ein zweites Radialspiel 66. The first, smaller diameter inner ring board 30 has a first, radially outwardly directed guide surface 54 on, while the second, larger diameter inner ring board 32 radially outside a second, radially outwardly directed guide surface 56 having. The two cylindrical guide surfaces 54 . 56 the inner ring rims 30 . 32 work with one first and a second, each radially inwardly directed, also cylindrical Käfiganlauffläche 60 . 62 on the cage 40 for radial guidance of the same together. This consists between the first guide surface 54 on the inner ring 14 and the first cage running surface 60 on the cage 40 a first radial play 64 and between the second guide surface 56 on the inner ring 14 and the second cage running surface 62 on the cage 40 a second radial play 66 ,

Die beiden Radialspiele 64, 66 beziehungsweise Ringspalte sind bevorzugt ungefähr gleich groß bemessen. Das maximale Radialspiel 64, 66 beziehungsweise der radialer Abstand zwischen den Führungsflächen 54, 56 der Innenringborde 30, 32 und den zugeordneten Käfiganlaufflächen 60, 62 am Käfig 40 ist bevorzugt jeweils kleiner als 1,2 ‰ eines Durchmessers DTK des Teilkreises 50 des Käfigs 40. Das minimale Spiel 52 der Wälzkörper 20 in den Taschen 42 des Käfigs 40 entspricht in Umfangsrichtung des Wälzlagers 10 gesehen vorzugsweise jeweils etwa dem 1,5-fachen des ersten und des zweiten Radialspiels 64, 66. The two radial games 64 . 66 or annular gaps are preferably sized approximately the same size. The maximum radial play 64 . 66 or the radial distance between the guide surfaces 54 . 56 the inner ring rims 30 . 32 and the associated cage running surfaces 60 . 62 on the cage 40 is preferably less than 1.2 ‰ of a diameter D TK of the pitch circle 50 of the cage 40 , The minimal game 52 the rolling elements 20 in the pockets 42 of the cage 40 corresponds in the circumferential direction of the rolling bearing 10 each preferably about 1.5 times the first and second radial play 64 . 66 ,

Anstelle des hier lediglich exemplarisch als Fensterkäfig ausgeführten Käfigs 40 kann dieser auch als mehrteiliger Bolzenkäfig ausgebildet sein. Bei einem solchen Bolzenkäfig verbinden mehrere Bolzen zwei Seitenscheiben des Käfigs, wobei zwei jeweils unmittelbar benachbarte Bolzen zusammen mit Seitenscheibenabschnitten ein Fenster zur Aufnahme eines Wälzkörpers bilden. Das Spiel zwischen den Bolzen und den Wälzkörpern in Umfangsrichtung des Wälzlagers ist dabei ebenso wie im vorherigen Ansatz beschrieben auszulegen. Instead of here only exemplarily designed as a window cage cage 40 this can also be designed as a multi-part pin cage. In such a bolt cage, a plurality of bolts connect two side windows of the cage, wherein two respectively immediately adjacent bolts together with side disk sections form a window for receiving a rolling element. The play between the bolts and the rolling elements in the circumferential direction of the rolling bearing is interpreted as described in the previous approach.

Aufgrund der vorstehend angegebenen geometrischen Dimensionierung des Großwälzlagers 10 ist gewährleistet, dass ein Klemmen des Käfigs 40 weder beim Inbetriebnehmen noch während des Betriebs auftreten kann, und dass stets eine ausreichende Menge an Schmiermittel zwischen die Führungsflächen 54, 56 der Innenringborde 30, 32 und die Käfiganlaufflächen 60, 62 eintreten kann. Da das Großwälzlager 10 im Allgemeinen zur Lagerung einer horizontal ausgerichteten Welle eingesetzt wird, legt sich der Käfig 40 unter dem Einfluss der Schwerkraft nach unten, so dass die Käfiganlaufflächen 60, 62 zumindest mit den Führungsflächen 54, 56 der beiden Innenringborde 30, 32 in Kontakt treten. In dieser Position entsteht insbesondere bei einem Kegelrollenlager 12 ein exzentrischer Versatz zwischen einem nicht dargestellten Mittelpunkt der Wälzkörperreihe 22 und einem gleichfalls nicht dargestellten Mittelpunkt des Käfig 40. Durch die erfindungsgemäße Dimensionierung des lagerumfangsbezogenen Spiels 52 der Wälzkörper 20 in ihren jeweiligen Taschen 42 ist jedoch sichergestellt, dass dieser Versatz nicht zu unerwünschten Zwangskräften zwischen dem Käfig 40 und den Wälzkörpern 20 führt.Due to the geometric dimensioning of the large rolling bearing specified above 10 is ensured that a clamping of the cage 40 can neither occur during commissioning nor during operation, and that always a sufficient amount of lubricant between the guide surfaces 54 . 56 the inner ring rims 30 . 32 and the cage running surfaces 60 . 62 can occur. Because the slewing bearing 10 is generally used to support a horizontally oriented shaft, the cage sets 40 under the influence of gravity down, leaving the cage running surfaces 60 . 62 at least with the guide surfaces 54 . 56 the two inner ring rims 30 . 32 contact. In this position arises in particular in a tapered roller bearing 12 an eccentric offset between a center of the rolling element row, not shown 22 and a likewise not shown center of the cage 40 , Due to the inventive dimensioning of the bearing circumference related game 52 the rolling elements 20 in their respective pockets 42 However, it is ensured that this offset does not lead to undesirable coercive forces between the cage 40 and the rolling elements 20 leads.

Zur weiteren Verschleißminimierung weisen die Führungsflächen 54, 56 der Innenringborde 30, 32 jeweils eine vergleichsweise große Härte von mindestens 50 HRC nach Rockwell auf, während die mit diesen zur Käfigführung zusammenwirkenden Käfiganlaufflächen 60, 62 am Käfig 40 eine deutlich geringere Härte aufweisen und beispielsweise gänzlich ungehärtet hergestellt sind. For further wear minimization, the guide surfaces 54 . 56 the inner ring rims 30 . 32 each a comparatively high hardness of at least 50 Rockwell's HRC, while the cage running surfaces cooperating with these for cage guidance 60 . 62 on the cage 40 have a significantly lower hardness and, for example, are made completely uncured.

Darüber hinaus kommt der Oberflächengüte beziehungsweise der Glattheit der Führungsflächen 54, 56 der Innenringborde 30, 32 sowie der Käfiganlaufflächen 60, 62 am Käfig 40 zur Reibungsminimierung eine herausgehobene Bedeutung zu. So ist ein arithmetischer Mittenrauwert RA beider Führungsflächen 54, 56 der Innenringborde 30, 32 bevorzugt kleiner als 50 µm und deren sogenannte Rsk-Werte sind stets negativ. Unter dem Rsk-Wert wird im Kontext dieser Beschreibung die "Schiefe" (skewness) eines Profilverlaufs der Führungsflächen 54, 56 der Innenringborde 30, 32 beziehungsweise der zugeordneten Käfiganlaufflächen 60, 62 am Käfigs 40 verstanden. Der Rsk-Wert stellt dabei ein Maß für die Asymmetrie der Amplituden im Oberflächenprofilverlauf dar, der mathematisch durch die mittlere kubische Profilabweichung innerhalb einer Messtrecke entlang des Profilverlaufs festgelegt ist. Der arithmetischer Mittenrauhigkeitswert RA der Käfiganlauffläche 60, 62 des Käfigs 40 beträgt bevorzugt weniger als 1,5 µm, wobei der Rsk-Wert gleichfalls negativ ist. In addition, the surface quality or the smoothness of the guide surfaces comes 54 . 56 the inner ring rims 30 . 32 as well as the cage running surfaces 60 . 62 on the cage 40 for friction minimization a prominent importance. Thus, an arithmetic mean roughness R A of both guide surfaces 54 . 56 the inner ring rims 30 . 32 preferably less than 50 μm and their so-called R sk values are always negative. Under the R sk value of this description is in the context of the "skewness" (skewness) of a profile curve of the guide surfaces 54 . 56 the inner ring rims 30 . 32 or the associated cage running surfaces 60 . 62 on the cage 40 Understood. The R sk value represents a measure of the asymmetry of the amplitudes in the surface profile profile, which is determined mathematically by the average cubic profile deviation within a measurement path along the profile profile. The arithmetic mean roughness value R A of the cage running surface 60 . 62 of the cage 40 is preferably less than 1.5 microns, wherein the R sk value is also negative.

Daraus folgt, dass sich zwischen den Führungsflächen 54, 56 der beiden Innenringborde 30, 32 und den Käfiganlaufflächen 60, 62 am Käfig 40 ein besonders hoher Traganteil einstellt beziehungsweise eine große Tragzahl ergibt, woraus eine geringe Abnutzung in der Einlaufphase des Großwälzlagers 10 unmittelbar nach der ersten Inbetriebnahme verbunden mit einem minimalen Verschleiß im Normalbetrieb resultiert. Eine weitere Folge hiervon ist, dass sich weniger Abrieb im Schmierstoff anreichert. Alle diese Effekte führen zusammen zu der gewünschten, besonders großen Langlebigkeit eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Großwälzlagers 10. It follows that is between the guide surfaces 54 . 56 the two inner ring rims 30 . 32 and the cage running surfaces 60 . 62 on the cage 40 sets a particularly high percentage of support or a large load rating results, resulting in a low wear in the break-in phase of the large roller bearing 10 immediately after the initial startup associated with minimal wear in normal operation results. Another consequence of this is that less abrasion accumulates in the lubricant. All of these effects together lead to the desired, particularly long longevity of a large rolling bearing designed according to the invention 10 ,

Die geringe Rauheit der Führungsflächen 54, 56 der Innen- und Außenringborde 30, 32 sowie der Käfiganlauffläche 60, 62 am Käfig 40 lässt sich durch eine sehr feine Endbearbeitung der Oberflächen der Führungsflächen 54, 56 und der Käfiganlaufflächen 60, 62, wie zum Beispiel mittels Honen, Läppen, Polieren, Schleifen oder ähnliche Prozesse erreichen. Mikroskopisch betrachtet werden dabei nach außen gerichtete Materialspitzen der Führungsflächen 54, 56 und der Käfiganlaufflächen 60, 62 aufgrund dieser Feinstbearbeitung abgetragen oder in den Untergrund hineingedrückt, also in diesen hinein verdichtet, woraus eine Erhöhung der Tragzahl der miteinander in Reibkontakt tretenden Oberflächen resultiert.The low roughness of the guide surfaces 54 . 56 the inner and outer ring rims 30 . 32 as well as the cage running surface 60 . 62 on the cage 40 can be achieved by a very fine finishing of the surfaces of the guide surfaces 54 . 56 and the cage running surfaces 60 . 62 as by honing, lapping, polishing, grinding or similar processes. In this case, outwardly directed material tips of the guide surfaces are viewed microscopically 54 . 56 and the cage running surfaces 60 . 62 removed due to this superfine machining or pressed into the ground, that is compressed into it, resulting in an increase in the load capacity of the passing together in frictional contact surfaces.

2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Großwälzlagers 70. Auch hierbei sind zwischen dem Innenring 14 mit seinen beiden Innenringborden 30, 32 und dem Außenring 16 wiederum Wälzkörper 20 innerhalb der jeweils zugeordneten Tasche 42 des Käfigs 40 angeordnet, wobei die ganze Anordnung erneut rotationssymmetrisch zu der Längsmittelachse 18 des Großwälzlagers 70 aufgebaut ist. Bei dem in 2 dargestellten Großwälzlager 70 ist im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß 1 der Käfig 40 mit einer zumindest partiell aufgebrachten Beschichtung 72 zur weiteren Reibungsminimierung versehen, während der konstruktive Aufbau im Übrigen identisch ist, so dass an dieser Stelle zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung zu dem in 1 gezeigten Wälzlager 10, 12 verwiesen wird. 2 shows a second embodiment of a trained according to the invention slewing bearing 70 , Again, between the inner ring 14 with its two inner ring rims 30 . 32 and the outer ring 16 turn rolling elements 20 within each associated pocket 42 of the cage 40 arranged, wherein the whole arrangement again rotationally symmetrical to the longitudinal central axis 18 of the slewing bearing 70 is constructed. At the in 2 shown large rolling bearings 70 is in contrast to the embodiment according to 1 the cage 40 with an at least partially applied coating 72 provided for further minimization of friction, while the structural design is otherwise identical, so that at this point to avoid repetition of the description of the in 1 shown bearings 10 . 12 is referenced.

An einer jeweils in Umfangsrichtung des Großwälzlagers 70 verlaufenden ersten und zweiten Tascheninnenfläche 74, 76 des Käfigs 40, an denen jeweils eine Stirnseite 26, 28 des Wälzkörpers 20 axial anläuft, fehlt die erwähnte Beschichtung 72 oder sie ist dort zumindest dünner aufgebracht. Alternativ dazu kann der Käfig 40 auch vollständig mit einer eine möglichst gleichmäßige Materialstärke 78 aufweisenden Beschichtung 72 versehen sein.At one in the circumferential direction of the large roller bearing 70 extending first and second pocket inner surface 74 . 76 of the cage 40 , on each of which an end face 26 . 28 of the rolling element 20 starts axially, the mentioned coating is missing 72 or she is at least thinner up there. Alternatively, the cage 40 also completely with a uniform as possible material thickness 78 having coating 72 be provided.

Die Materialstärke 78 der Beschichtung 72 muss bei der Festlegung der geometrischen Abmessungsverhältnisses des Großwälzlagers 70 stets mit berücksichtigt werden. Dies bedeutet, dass die weiter oben im Hinblick auf die in 1 gezeigte Ausführungsform genannten Maßverhältnisse sich bei einem beschichteten Käfig 40 in dem beschichteten Abschnitt stets auf die Oberfläche der Beschichtung 72 beziehen. Die Materialstärke 78 der Beschichtung 72 beträgt bevorzugt 0,1 mm bis 1,5 mm, jeweils unter Einschluss der Intervallgrenzen.The material thickness 78 the coating 72 must in determining the geometric dimension ratio of the large roller bearing 70 always taken into account. This means that the above with regard to in 1 Shown ratios shown in a coated cage 40 in the coated section always on the surface of the coating 72 Respectively. The material thickness 78 the coating 72 is preferably 0.1 mm to 1.5 mm, each including the interval limits.

Darüber hinaus sind die im Zusammenhang mit der 1 genannten Rsk-Werte und RA-Werte in den mit der Beschichtung 72 versehenen Bereichen des Käfigs 40, insbesondere bei den beiden Käfiganlaufflächen 60, 62, irrelevant, denn hier gelten die Rauhigkeitswerte der Beschichtung 72. Die entsprechenden Rsk-Werte und RA-Werte gelten aber für die unbeschichtet bleibenden Führungsflächen 54, 56 an den Innenringborden 30, 32.In addition, those associated with the 1 R sk values and R A values in those with the coating 72 provided areas of the cage 40 , especially at the two cage running surfaces 60 . 62 , irrelevant, because here the roughness values of the coating apply 72 , However, the corresponding R sk values and R A values apply to the uncoated guide surfaces 54 . 56 on the inner ring rims 30 . 32 ,

Die Beschichtung 72 kann zum Beispiel mit Manganphosphat, mit Polyamid (PA), mit Polytetrafluorethylen (PTFE), mit Polyetheretherketon (PEEK), mit Gleitlacken, mittels einer Brünierung oder mit einer zumindest bereichsweisen Kombination von mindestens zwei der genannten Beschichtungen realisiert sein.The coating 72 For example, it can be realized with manganese phosphate, with polyamide (PA), with polytetrafluoroethylene (PTFE), with polyetheretherketone (PEEK), with bonded coatings, with a browning agent or with an at least partial combination of at least two of said coatings.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Großwälzlager (1. Ausführungsform) Large rolling bearing (1st embodiment)
1212
Kegelrollenlager Tapered roller bearings
1414
Innenring inner ring
1616
Außenring outer ring
1818
Längsmittelachse Longitudinal central axis
2020
Wälzkörper rolling elements
2222
Wälzkörperreihe rolling body row
2424
Wälzkörperlängsmittelachse Wälzkörperlängsmittelachse
2626
Erste Stirnseite des Wälzkörpers First face of the rolling element
2828
Zweite Stirnseite des Wälzkörpers Second end face of the rolling element
3030
Erster Innenringbord, Bord First inner ring board, board
3232
Zweiter Innenringbord, Bord Second inner ring board, board
3434
Laufbahn des Innenrings Raceway of the inner ring
3636
Laufbahn des Außenrings Raceway of the outer ring
4040
Käfig Cage
4242
Tasche  bag
4444
Erste axiale Tascheninnenfläche First axial pocket inside
4646
Zweite axiale Tascheninnenfläche Second axial pocket inner surface
4848
Mittelebene des Wälzkörpers Center plane of the rolling element
5050
Teilkreis des Käfigs Pitch circle of the cage
5252
Spiel im Umfangsrichtung des Wälzlagers  Game in the circumferential direction of the bearing
5454
Erste Führungsfläche am Innenringbord First guide surface on the inner ring board
5656
Zweite Führungsfläche am Innenringbord Second guide surface on the inner ring board
6060
Erste Käfiganlauffläche am Käfig First cage running surface on the cage
6262
Zweite Käfiganlauffläche am Käfig Second cage running surface on the cage
6464
Erstes Radialspiel First radial play
6666
Zweites Radialspiel Second radial play
7070
Großwälzlager (2. Ausführungsform) Slewing bearing (2nd embodiment)
7272
Beschichtung coating
7474
Erste axiale Tascheninnenfläche  First axial pocket inside
7676
Zweite axiale Tascheninnenfläche  Second axial pocket inner surface
7878
Materialdicke der Beschichtung Material thickness of the coating
DTK D TK
Teilkreisdurchmesser des Käfigs Pitch circle diameter of the cage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102012101651 A1 [0002] DE 102012101651 A1 [0002]

Claims (4)

Großwälzlager (10, 70), insbesondere Kegelrollenlager (12) oder Zylinderrollenlager, mit einem Innenring (14) und einem diesen koaxial umgebenden Außenring (16), mit einem radial zwischen Innenring (14) und Außenring (16) angeordneten Käfig (40), in dem in mindestens einer Wälzkörperreihe (22) angeordnete Wälzkörper (20) aufgenommen sind, welche an Laufbahnen (34, 36) des Innenrings (14) und des Außenrings (16) abrollen, bei dem der Innenring (14) oder der Außenring (16) radiale Borde (30, 32) aufweist, welche die Laufbahnen (34, 36) des Innenrings (14) oder des Außenrings (16) axial begrenzen, und bei dem der Käfig (40) an den Borden (30, 32) axial beidseitig radial geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Innenringbord (30) oder Außenringbord eine erste radiale Führungsfläche (54) und ein zweiter Innenringbord (32) oder Außenringbord eine zweite radiale Führungsfläche (56) aufweist, dass die radialen Führungsflächen (54, 56) der Borde (30, 32) jeweils eine Härte von mindestens 50 HRC und einen Rauhigkeitswert von RA ≤ 0,5 μm aufweisen, dass radial gegenüber den Führungsflächen (54, 56) der beiden Borde (30, 32) jeweils eine erste Käfiganlauffläche (60) beziehungsweise eine zweite Käfiganlauffläche (62) des Käfigs (40) verläuft, dass zwischen der jeweiligen Führungsfläche (54, 56) des Innenring- oder Außenringbords (30, 32) und den zugeordneten Käfiganlaufflächen (60, 62) am Käfig (40) jeweils ein Radialspiel (64, 66) besteht, und dass die Wälzkörper (20) in Taschen (42) des Käfigs (40) mit einem Spiel (52) in Umfangsrichtung des Wälzlagers (10, 70) aufgenommen sind, wobei dieses Spiel (52) höchstens dem 1,5-fachen des ersten oder des zweiten Radialspiels (64, 66) entspricht.Slewing bearings ( 10 . 70 ), in particular tapered roller bearings ( 12 ) or cylindrical roller bearing, with an inner ring ( 14 ) and a coaxially surrounding outer ring ( 16 ), with a radially between inner ring ( 14 ) and outer ring ( 16 ) arranged cage ( 40 ), in which in at least one row of rolling elements ( 22 ) arranged rolling elements ( 20 ), which are connected to tracks ( 34 . 36 ) of the inner ring ( 14 ) and the outer ring ( 16 ), in which the inner ring ( 14 ) or the outer ring ( 16 ) radial ribs ( 30 . 32 ), which the raceways ( 34 . 36 ) of the inner ring ( 14 ) or outer ring ( 16 ) and in which the cage ( 40 ) on the shelves ( 30 . 32 ) is axially guided radially on both sides, characterized in that a first inner ring board ( 30 ) or Außenringbord a first radial guide surface ( 54 ) and a second inner ring board ( 32 ) or Außenringbord a second radial guide surface ( 56 ), that the radial guide surfaces ( 54 . 56 ) the shelves ( 30 . 32 ) each have a hardness of at least 50 HRC and a roughness value of R A ≤ 0.5 microns that radially opposite the guide surfaces ( 54 . 56 ) of the two shelves ( 30 . 32 ) each have a first cage running surface ( 60 ) or a second cage running surface ( 62 ) of the cage ( 40 ) runs that between the respective guide surface ( 54 . 56 ) of the inner ring or outer ring board ( 30 . 32 ) and the associated cage running surfaces ( 60 . 62 ) on the cage ( 40 ) each a radial play ( 64 . 66 ) and that the rolling elements ( 20 ) in bags ( 42 ) of the cage ( 40 ) with a game ( 52 ) in the circumferential direction of the rolling bearing ( 10 . 70 ), this game ( 52 ) at most 1.5 times the first or second radial play ( 64 . 66 ) corresponds. Großwälzlager (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfiganlaufflächen (60, 62) am Käfigs (40) ungehärtet sind und einen Rauhigkeitswert von RA ≤ 1,5 μm aufweisen. Slewing bearings ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the cage running surfaces ( 60 . 62 ) on the cage ( 40 ) are uncured and have a roughness value of R A ≤ 1.5 μm. Großwälzlager (70) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (40) zumindest im Bereich seiner Käfiganlaufflächen (60, 62) mit einer Beschichtung (72) versehen ist.Slewing bearings ( 70 ) according to claim 1, characterized in that the cage ( 40 ) at least in the area of its cage running surfaces ( 60 . 62 ) with a coating ( 72 ) is provided. Großwälzlager (10, 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (40) als einstückig gefertigter Taschenkäfig oder als Bolzenkäfig ausgebildet ist.Slewing bearings ( 10 . 70 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cage ( 40 ) is designed as a pocket cage manufactured in one piece or as a pin cage.
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