DE102016223408A1 - Spherical roller bearings - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Pendelrollenlager, aufweisend zwei Tonnenrollensätze (8, 10) mit jeweils gegenüber der Lagerlängsachse (33) axial zur Lageraußenseite hin nach radial innen geneigte Rollenachsen (34), sowie mit gemeinsamen oder je einem Käfig (14) pro Tonnenrollensatz (8, 10), welche jeweils zwei Seitenringe (25, 26) und einem Mehrzahl von diese Seitenringe (25, 26) verbindende Stege (27) aufweisen, wobei die Seitenringe (25, 26) und die Stege (27) Käfigtaschen begrenzen, in denen jeweils eine Rolle (24) der beiden Tonnenrollensätze (8, 10) aufgenommen ist, und bei dem die axial inneren Seitenringe (26) jeweils einen Käfigboden (30) aufweisen, an denen die Rollen (24) axial anlaufen. Zur Reduzierung der Reibungswirkung an den Stirnseiten der Rolle (24) ist vorgesehen, dass zumindest eine der beiden zusammenwirkenden Flächen, nämlich die Anlagefläche (36) des Käfigbodens (30) oder die Stirnfläche (32) der Rolle (24) derart gewölbt ausgebildet ist, dass selbst bei einer größtmöglichen Schränkbewegung der Rolle (24) ein Reibkontakt des radial peripheren Bereiches (38) der Stirnfläche (32) mit der Anlagefläche (36) des Käfigbodens (30) ausgeschlossen istThe invention relates to a spherical roller bearing, comprising two roller sets (8, 10) with each axially opposite to the bearing longitudinal axis (33) axially towards the bearing outside radially inwardly inclined roller axes (34), and with a common or one cage (14) per barrel set (8, 10), each having two side rings (25, 26) and a plurality of said side rings (25, 26) connecting webs (27), wherein the side rings (25, 26) and the webs (27) limit cage pockets, in each of which a roller (24) of the two roller sets (8, 10) is received, and in which the axially inner side rings (26) each have a cage bottom (30) on which the rollers (24) start axially. To reduce the frictional effect on the end faces of the roller (24), it is provided that at least one of the two interacting surfaces, namely the abutment surface (36) of the cage base (30) or the end surface (32) of the roller (24) is curved in such a way, that even with the largest possible Schränkbewegung the roller (24) a frictional contact of the radially peripheral portion (38) of the end face (32) with the contact surface (36) of the cage bottom (30) is excluded
Description
Die Erfindung betrifft ein Pendelrollenlager, aufweisend zwei Tonnenrollensätze mit jeweils gegenüber der Lagerlängsachse axial zur Lageraußenseite hin nach radial innen geneigte Rollenachsen, sowie mit gemeinsamen oder je einem Käfig pro Tonnenrollensatz, welche jeweils zwei Seitenringe und einem Mehrzahl von diese Seitenringe verbindende Stege aufweisen, wobei die Seitenringe und die Stege Käfigtaschen begrenzen, in denen jeweils eine Rolle der beiden Tonnenrollensätze aufgenommen ist, und bei dem die axial inneren Seitenringe jeweils einen Käfigboden aufweisen, an denen die Rollen axial anlaufen.The invention relates to a spherical roller bearing, comprising two sets of rollers, each with respect to the bearing axis axially to the bearing outside radially inwardly inclined roller axes, and with one or more per cage roller set, each having two side rings and a plurality of these side rings connecting webs, wherein the Limit side rings and the webs cage pockets, in each of which a roll of the two barrel sets is added, and in which the axially inner side rings each have a cage bottom, where the rollers start axially.
Typische Pendelrollenlager haben zwei Tonnenrollensätze, wobei die Längsachsen der Rollen in Bezug zur Lagerlängsachse jeweils zur Lageraußenseite hin nach radial innen geneigt sind. Die Rollen laufen in bordlosen Lagerringen und werden von einem gemeinsamen Käfig oder zwei jeweils einem Rollensatz zugeordneten Käfigen geführt, die sich jeweils auf einem zwischen den Rollensätzen angeordneten Führungsring abstützen.Typical spherical roller bearings have two sets of rollers, the longitudinal axes of the rollers with respect to the longitudinal axis of the bearing in each case to the bearing outside are inclined radially inward. The rollers run in bordlosen bearing rings and are guided by a common cage or two each associated with a roller set cages, each supported on a arranged between the roller sets guide ring.
Insbesondere in Vibrationsmaschinen, wie zum Beispiel Schwingsieben, Vibrationsaggregaten, Straßenwalzen sowie in Planetengetrieben eingesetzte Pendelrollenlager müssen neben hohen Grund-Lagerbelastungen und hohen Drehzahlen zusätzlich auch noch hohe Beschleunigungs- und Zentrifugalkräfte aus den Vibrationsbewegungen aufnehmen. Besonders werden dabei die Käfige dieser Lager durch hohe Radialbeschleunigungen und überlagerter axialer Rollenschubkraft beansprucht.In particular, in vibration machines, such as vibrating screens, vibration units, road rollers and planetary gears used spherical roller bearings must also record high acceleration and centrifugal forces from the vibration movements in addition to high basic bearing loads and high speeds. In particular, the cages of these bearings are claimed by high radial accelerations and superimposed axial roller thrust.
Ein bekanntes und unvermeidbares Problem bei Pendelrollenlagern sind sogenannte Schränkungsbewegungen der Rollen in der Ebene der Käfigtaschen, die von den Käfigstegen nicht abgefangen werden. Diese Schränkbewegungen bewirken einen exzentrischen Kontakt der Stirnflächen dieser Rollen an dem jeweils zugeordneten, ebenen, axial inneren Käfigboden eines Käfigseitenrings. Hierbei kommen die radialen Peripheriebereiche der Stirnflächen der Rollen mit ihren hohen Umfangsgeschwindigkeiten in Reibkontakt mit dem Käfigboden, welches zu einer entsprechend hohen Reibung und damit signifikant erhöhter Betriebstemperaturen des Lagers führt.A known and unavoidable problem with spherical roller bearings are so-called Schränkungsbewegungen the roles in the plane of the cage pockets, which are not intercepted by the cage bars. These Schränkbewegungen cause an eccentric contact of the end faces of these rollers on the respectively associated, flat, axially inner cage bottom of a cage side ring. In this case, the radial peripheral areas of the end faces of the rollers come with their high peripheral speeds in frictional contact with the cage bottom, which leads to a correspondingly high friction and thus significantly increased operating temperatures of the bearing.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Käfig der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass bei den im harten Betrieb unvermeidbaren Schränkbewegungen der Rollen eine erhöhte Reibung der Rollenstirnflächen an den zugeordneten Käfigböden vermieden wird.Against this background, the invention has the object to improve a cage of the type mentioned so that in the unavoidable in hard operation Schränkbewegungen the roles of increased friction of the roller end faces is avoided at the associated cage floors.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.The solution of this problem arises from the features of the main claim, while advantageous embodiments and further developments of the invention are the dependent claims can be removed.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer angepassten Wölbung einer der beiden zusammenwirkenden Flächen, nämlich der Anlagefläche des Käfigbodens einerseits beziehungsweise der Stirnfläche der Rollen andererseits ein Reibeingriff zwischen der radialen Stirnflächenperipherie und dem Käfigboden bei der Schränkbewegung der Rollen ausgeschlossen werden kann.The invention is based on the finding that with an adapted curvature of one of the two interacting surfaces, namely the contact surface of the cage bottom on the one hand or the end face of the rollers on the other hand, a frictional engagement between the radial Stirnflächenperipherie and the cage bottom can be excluded in the Schränkbewegung the roles.
Demnach geht die Erfindung aus von einem Pendelrollenlager, aufweisend zwei Tonnenrollensätze mit jeweils gegenüber der Lagerlängsachse axial zur Lageraußenseite hin nach radial innen geneigte Rollenachsen, sowie mit gemeinsamen oder je einem Käfig pro Tonnenrollensatz, welche jeweils zwei Seitenringe und einem Mehrzahl von diese Seitenringe verbindende Stege aufweisen, wobei die Seitenringe und die Stege Käfigtaschen begrenzen, in denen jeweils eine Rolle der beiden Tonnenrollensätze aufgenommen ist, und bei dem die axial inneren Seitenringe jeweils einen Käfigboden aufweisen, an denen die Rollen axial anlaufen.Accordingly, the invention is based on a spherical roller bearing, comprising two-ton roller sets, each with respect to the bearing axis axially to the bearing outside radially inwardly inclined roller axes, and with one or more per cage roller set, each having two side rings and a plurality of these side rings connecting webs , wherein the side rings and the webs limit cage pockets, in each of which a roll of the two barrel sets is received, and in which the axially inner side rings each have a cage bottom, where the rollers start axially.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist bei diesem Pendelrollenlager vorgesehen, dass zumindest eine der beiden zusammenwirkenden Flächen, nämlich die Anlagefläche des Käfigbodens oder die Stirnfläche der Rolle derart gewölbt ausgebildet ist, dass selbst bei einer größtmöglichen Schränkbewegung der Rolle ein Reibkontakt des radial peripheren Bereiches der Stirnfläche mit der Anlagefläche des Käfigbodens ausgeschlossen ist.To achieve the object, it is provided in this spherical roller bearing that at least one of the two cooperating surfaces, namely the contact surface of the cage floor or the end face of the roller is curved such that even with the largest possible Schränkbewegung the roller frictional contact of the radially peripheral region of the end face is excluded with the contact surface of the cage floor.
Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass auch bei größtmöglicher Schränkung der Rollen im Wesentlichen nur ein radial zentraler Bereich der Stirnflächen der Rollen an der Anlagefläche des Käfigbodens anliegt, wie anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert wird.By this measure it is achieved that even with the greatest possible setting of the rollers substantially only a radially central region of the end faces of the rollers bears against the contact surface of the cage base, as will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment.
Zwar ist aus der
Da eine dreidimensionale Wölbung der Stirnflächen bei den Rollen herstellungstechnisch aufwendig wäre, wird gemäß der Erfindung vorzugsweise die Anlagefläche des Käfigbodens gewölbt, wodurch der oben beschriebene erwünschte Effekt mit technisch wesentlich einfacheren Mitteln erreicht werden kann, wobei die Rollen ihre herkömmliche Form, also mit ebenen Stirnflächen, behalten können.Since a three-dimensional curvature of the end faces in the rollers manufacturing technology would be consuming, according to the invention, preferably, the contact surface of the cage bottom arched, whereby the desired effect described above can be achieved with technically much simpler means, the rollers their conventional shape, ie with flat faces , can keep.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anlagefläche des Käfigbodens im Wesentlichen über die ganze in Umfangsrichtung des Käfigs sich erstreckende Breite in der Taschenebene gewölbt ist. Wie weiter vorne bereits ausgeführt wurde, kann die Wölbung an die im Betrieb zu erwartende größtmögliche Schränkbewegung der Rollen angepasst beziehungsweise so beschaffen sein, dass bei einer derartigen Schränkbewegung gerade kein Kontakt zwischen den peripheren Bereichen der Rollen und dem Käfigboden zustande kommt.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the contact surface of the cage bottom is arched substantially over the entire in the circumferential direction of the cage extending width in the pocket plane. As has already been stated above, the curvature can be adapted to the greatest possible cupping movement of the rollers to be expected during operation, or it can be designed such that no contact between the peripheral areas of the rollers and the cage bottom is achieved with such a cupping movement.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Anlagefläche des Käfigbodens in einem mittleren Bereich ihrer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Breite in der Taschenebene gewölbt ausgebildet ist, also gewissermaßen eine aus der an sich ebenen Anlagefläche vorstehende Anlaufnase bildet, welche zur zugeordneten Rolle weist.Another embodiment of the invention provides that the contact surface of the cage bottom is formed arched in a central region of its circumferentially extending width in the pocket plane, so to speak, forms a projecting from the planar contact surface start-up nose, which points to the assigned role.
Um in den Übergangsecken vom Käfigboden zu den Stegen Kerbspannungen zu vermeiden, ist weiterhin erfindungsgemäß in diesen Übergangsecken jeweils eine Entlastungskerbe ausgebildet.In order to avoid notch stresses in the transitional corners from the cage floor to the webs, a relief notch is furthermore formed according to the invention in these transitional corners.
Schließlich kann vorgesehen sein, dass auch an dem axial außen angeordneten Seitenring ein in Richtung zu der zugeordneten Rolle gewölbter Käfigboden ausgebildet ist.Finally, it can be provided that also on the axially outwardly disposed side ring is formed in the direction of the associated roller cradled cage bottom.
Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele weiter erläutern. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt
-
1 einen radialen Teilschnitt durch ein bekanntes Pendelrollenlager mit zwei jeweils einem Rollensatz zugeordneten Käfigen, -
2 schematisch eine Draufsicht auf eine Käfigtasche mit einer darin geführten, geschränkten, am Käfigboden anliegenden Rolle, und -
3 eine Ansicht entsprechend der2 , jedoch mit einer anderen Ausgestaltung des Käfigbodens.
-
1 a partial radial section through a known spherical roller bearing with two each associated with a roller set cages, -
2 schematically a plan view of a cage pocket with a guided therein, limited, applied to the cage floor roll, and -
3 a view corresponding to the2 but with another embodiment of the cage floor.
Das in
Im Betrieb wirkt auf die Rollen
Um in den Übergangsecken vom Käfigboden
Um den Reibkontakt der Rollen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- PendelrollenlagerSpherical roller bearings
- 44
- Außenringouter ring
- 66
- Innenringinner ring
- 88th
- Erster TonnenrollensatzFirst barrel roll set
- 1010
- Zweiter TonnenrollensatzSecond barrel roll set
- 1212
- Erster Käfig (Stand der Technik)First cage (prior art)
- 12'12 '
- Zweiter Käfig (Stand der Technik)Second cage (prior art)
- 1414
- Käfig gemäß der Erfindung (erste Ausführungsform)Cage according to the invention (first embodiment)
- 1515
- Käfig gemäß der Erfindung (zweite AusführungsformCage according to the invention (second embodiment
- 1616
- Führungsringguide ring
- 2222
- Pfeilarrow
- 2424
- Rollerole
- 2525
-
Erster Seitenring des ersten Käfigs 12First side ring of the
first cage 12 - 25'25 '
- Erster Seitenring des zweiten Käfigs 12'First side ring of the second cage 12 '
- 2626
-
Zweiter Seitenring des ersten Käfigs 12Second side ring of the
first cage 12 - 26'26 '
-
Zweiter Seitenring des zweiten Käfigs
12' Second side ring of the second cage12 ' - 2727
-
Steg des ersten Käfigs 12Bridge of the
first cage 12 - 27'27 '
- Steg des ersten zweiten Käfigs 12'Bridge of the first second cage 12 '
- 2828
-
Boden des zweiten Seitenrings
26 des ersten Käfigs 12Bottom of thesecond side ring 26 of thefirst cage 12 - 28'28 '
-
Boden des zweiten Seitenrings
26 des zweiten Käfigs 12'Bottom of thesecond side ring 26 of the second cage 12 ' - 3030
- Käfigbodencage floor
- 3232
-
Stirnfläche der Rolle 24End face of the
roller 24 - 3333
- Lagerlängsachsebearing longitudinal axis
- 3434
- Rollenachseroller axis
- 3636
-
Anlagefläche am Käfigboden 30Contact surface on the
cage floor 30 - 3838
-
Peripherer Bereich von Stirnfläche 32Peripheral area of
end face 32 - 4040
-
Zentraler Bereich von Stirnfläche 32Central area of
end face 32 - 4242
- Anlagefläche am Käfigboden 43Contact surface on the cage bottom 43
- 4343
- Käfigbodencage floor
- 4444
- Anlaufnase am Käfigboden 43Start-up nose on the cage bottom 43
- 4646
-
Stirnfläche einer Rolle 24End face of a
roller 24 - 4848
- Entlastungskerberelief notch
- FF
- Fliehkraftcentrifugal
- K1K1
- Kraftkomponenteforce component
- K2K2
- Axialkraftaxial force
- αα
- Schränkungswinkeldecalage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |