DE102017102293A1 - planetary roller bearings - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Planetenwälzlager, umfassend einen Außenring (2) und einen Innenring (3) sowie zwischen diesen angeordnete Planetenwälzkörper (4) mit umlaufenden Rillen (5), die auf ringseitigen Laufbahnen (6, 7) wälzen. Erfindungsgemäß sind die Laufbahnen (6, 7) jeweils über mehrere am Außenring (2) und am Innenring (3) angeordnete Ringe (8, 9) gebildet, die in Rillen (4) der Planetenwälzkörper (4) eingreifen.The invention relates to a Planetenwälzlager, comprising an outer ring (2) and an inner ring (3) and arranged between these Planetenwälzkörper (4) with circumferential grooves (5), which roll on ring-side raceways (6, 7). According to the invention, the raceways (6, 7) are each formed by a plurality of rings (8, 9) arranged on the outer ring (2) and on the inner ring (3), which engage in grooves (4) of the planet rolling bodies (4).
Description
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft ein Planetenwälzlager, umfassend einen Außenring und einen Innenring sowie zwischen diesen angeordnete Planetenwälzkörper mit umlaufenden Rillen, die auf ringseitigen Laufbahnen wälzen. The invention relates to a planetary roller bearing, comprising an outer ring and an inner ring and between them arranged Planetenwälzkörper with circumferential grooves, which roll on annular raceways.
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
Ein Planetenwälzlager dient der Aufnahme axialer und radialer Kräfte, wobei vorwiegend Kräfte in axialer Richtung aufgenommen werden können, während radiale Kräfte in geringerem Maße aufgenommen werden. Ein solches Lager besteht aus einem Innenring, einem Außenring sowie den Planetenwälzkörpern, die üblicherweise in einem Käfig geführt sind. Die Wälzkörper, üblicherweise auch als Planeten bezeichnet, sind bezogen auf die Mittelachse des Planetenwälzlagers radial nach außen versetzt auf einem Teilkreis angeordnet. Sie weisen eine Profilierung in Form umlaufender Rillen auf, die einem steigungslosen Gewinde entspricht. Bei bekannten Planetenwälzlagern, wie beispielsweise in
Die Rillen an dem Außen- und dem Innenring, die die Laufbahnen bilden, auf denen die Planeten abwälzen, werden üblicherweise eingeschliffen, was mit einem größeren Aufwand verbunden ist. Die Ringe selbst sind üblicherweise aus einem entsprechend behandelten Stahl, damit seitens der ringseitigen Laufbahnen eine hinreichende Tragzahl respektive Tragfähigkeit erreicht wird. Eine Skalierung der Tragzahl ist nicht möglich, das heißt, dass es bei bekannten Planetenwälzlagern nicht möglich ist, einen Lagertyp mit verschiedenen Leistungsklassen herstellen und anbieten zu können. The grooves on the outer and inner ring, which form the raceways on which the planet roll, are usually ground, which is associated with a greater effort. The rings themselves are usually made of a suitably treated steel, so that on the part of the raceways on the ring a sufficient load rating and carrying capacity is achieved. A scaling of the load rating is not possible, that is, it is not possible in known planetary roller bearings to produce a bearing type with different power classes and offer.
Aufgabe der Erfindung Object of the invention
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Planetenwälzlager anzugeben, das auf einfache Weise herstellbar und hinsichtlich der Tragzahl variabel ist. The invention is therefore based on the object to provide a planetary roller bearing, which can be produced in a simple manner and variable in terms of load rating.
Beschreibung der Erfindung Description of the invention
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Planetenwälzlager der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Laufbahnen jeweils über mehrere am Außenring und am Innenring angeordnete Ringe gebildet sind, die in Rillen der Planetenwälzkörper eingreifen. To solve this problem is provided according to the invention in a planetary roller bearing of the type mentioned that the raceways are each formed over a plurality of arranged on the outer ring and the inner ring rings which engage in grooves of the Planetenwälzkörper.
Erfindungsgemäß werden die ringseitigen Laufbahnen nicht materialabhebend am jeweiligen Ring selbst durch Schleifen oder dergleichen ausgebildet, sondern mittels am Außen- und am Innenring positionsfest angeordneten, fest eingepassten Ringen, die die Laufbahn definieren. Die Ringe sind so ausgelegt und angeordnet, dass sie in die Rillen der Planetenwälzkörper eingreifen bzw. die Planetenwälzkörper mit ihren Stegen in die zwischen den Ringen gegebenen Rillen eingreifen. According to the invention, the ring-side raceways are not formed material-lifting on the respective ring itself by grinding or the like, but by means arranged on the outer and inner ring fixed position, firmly fitted rings that define the raceway. The rings are designed and arranged so that they engage in the grooves of the Planetenwälzkörper or engage the Planetenwälzkörper with their webs in the given between the rings grooves.
Diese Ausführung eines Planetenwälzlagers ist aus mehrererlei Sicht vorteilhaft. Zum einen ist die Herstellung einfach, da lediglich die entsprechenden Ringe am Außen- und am Innenring angebracht, beispielsweise eingerollt oder ein- bzw. aufgepresst werden müssen. Irgendwelche materialabtragenden Arbeiten sind nicht erforderlich. Darüber hinaus besteht ein hohes Maß an Flexibilität hinsichtlich der Variierung der Tragzahl respektive Tragfähigkeit. Denn es ist ohne weiteres möglich, die Tragzahl durch Variation der Anzahl an verwendeten Ringen oder des verwendeten Ringmaterials oder der verwendeten Ringgeometrie variieren zu können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass, nachdem die Ringe die Laufbahnen bilden, in der Wahl des Materials, aus dem der Außen- und der Innenring bestehen, höhere Flexibilität gegeben ist, das heißt, dass auch dort ein günstigeres und gegebenenfalls unbehandeltes Material wie einfacher Stahl, Nicht-Eisen-Metalle oder Kunststoffe verwendet werden können. Denn die Lagertragzahl wird, neben den Planetenwälzkörpern, die aus Metall bestehen, über die am Außen- und Innenring vorgesehenen Ringe definiert. This embodiment of a Planetenwälzlagers is advantageous from several points of view. On the one hand, the production is simple, since only the corresponding rings on the outer and on the inner ring attached, for example, rolled up or on or must be pressed. Any material-removing work is not required. In addition, there is a high degree of flexibility with regard to varying the load rating or load capacity. Because it is readily possible to vary the load rating by varying the number of rings used or the ring material used or the ring geometry used. Another advantage is that, after the rings form the raceways, higher flexibility is given in the choice of the material of which the outer and the inner ring are made, that is, that there is a cheaper and possibly untreated material as well Steel, non-ferrous metals or plastics can be used. Because the bearing yield is, in addition to the Planetenwälzkörpern, which are made of metal, defined by the rings provided on the outer and inner rings.
Als Ringe werden bevorzugt Drahtringe verwendet. Diese Drahtringe können auf einfache Weise aus einem Endlos-Draht hergestellt werden, indem von diesem entsprechende Abschnitte in der gewünschten Länge abgetrennt, anschließend gebogen und endseitig gegebenenfalls gefügt werden, sofern dies erforderlich ist. Ein Fügen ist nicht unbedingt erforderlich, wenn die Drahtenden in einem sauberen Stoß aneinander liegen, nachdem sie ringseitig verbaut sind. Es liegt auf der Hand, dass hinsichtlich der Ringausbildung infolge der Verwendung eines Drahtes als Ausgangsmaterial ein hohes Maß an Flexibilität hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften der Drahtringe gegeben ist, da diese je nach Wahl des verwendeten Drahtes, sei es hinsichtlich seines Materials, sei es hinsichtlich seiner Geometrie, eingestellt respektive definiert werden können. As rings wire rings are preferably used. These wire rings can be easily made from an endless wire by separating from it corresponding sections in the desired length, then bent and optionally joined at the ends, if necessary. Joining is not absolutely necessary if the wire ends are in a clean joint against each other after they are installed on the ring side. It is obvious that with regard to the ring formation due to the use of a wire as the starting material, there is a high degree of flexibility with regard to the mechanical properties of the wire rings, since this depends on the choice of wire used, be it in terms of its material or in terms of its properties Geometry, adjusted or defined.
Im Falle der Verwendung der Drahtringe ist es zweckmäßig, diese derart anzuordnen, dass Stoßstellen, an denen die Enden des den Ring bildenden Drahts aneinander stoßen, zweier benachbarter Drahtringe umfangsmäßig versetzt zueinander liegen. Das heißt, dass bei der Montage der Drahtringe am Innen- und am Außenring die Stoßstellen, seien sie gefügt oder ungefügt, nebeneinander liegender Drahtringe jeweils versetzt zueinander angeordnet werden. Hierdurch wird gewährleistet, dass ein Wälzkörper jeweils nur eine Stoßstelle überrollt und die Überrollung hierdurch nicht wahrnehmbar ist. In the case of using the wire rings, it is expedient to arrange them in such a way that joints at which the ends of the wire forming the ring abut one another, two adjacent wire rings are circumferentially offset from each other. This means that when assembling the wire rings on the inner and outer rings, the joints, whether joined or unfixed, adjacent wire rings are each offset from one another. This ensures that a rolling element rolls over only one joint and the overrun is imperceptible thereby.
Der Querschnitt der Ringe und der Querschnitt der Rillen der Wälzkörper kann gemäß einer ersten Erfindungsalternative im Eingriffsbereich unter Bildung von Linienkontakten unterschiedlich sein. Das heißt, dass zwischen den Planeten und den Laufbahnen, gebildet aus den Ringen, insbesondere den Drahtringen, jeweils nur ein Linienkontakt gegeben ist. In diesem Fall ist eine etwas geringere Tragzahl realisiert. Soll eine höhere Drahtzahl realisiert werden, so können gemäß einer Erfindungsalternative die Querschnitte unter Bildung von Linienkontakten einander angepasst sein. In diesem Fall sind folglich die in Kontakt kommenden Geometrien der jeweiligen Rillenflanken aufeinander abgestimmt, so dass sich ein Linienkontakt ergibt, der natürlich wiederum hinsichtlich der Kontaktlänge variierbar ist, indem die Ringquerschnittsform entsprechend wählbar ist. The cross section of the rings and the cross section of the grooves of the rolling elements may be different according to a first alternative of the invention in the engagement region to form line contacts. This means that between the planets and the raceways, formed from the rings, in particular the wire rings, only one line contact is given. In this case, a slightly lower load rating is realized. If a higher number of wires is to be realized, then according to an alternative of the invention, the cross-sections can be adapted to form line contacts. In this case, therefore, the coming into contact geometries of the respective groove flanks are coordinated, so that there is a line contact, which in turn is variable with respect to the contact length, of course, by the ring cross-sectional shape is selected accordingly.
Bevorzugt haben die Rillen der Planetenwälzkörper einen V-förmigen Querschnitt. Soll ein Punktkontakt realisiert werden, so haben die Ringe, insbesondere die Drahtringe, einen runden Querschnitt. Soll ein Linienkontakt realisiert werden, so haben die Ringe, insbesondere die Drahtringe, eine dem V-förmigen Querschnitt der Planetennuten angepasste Querschnittsform, das heißt, sie können ebenfalls V-förmig sein, so dass sich ein sehr langer Linienkontakt ergibt, sie können aber auch eine von einem spitzen V abweichende Form aufweisen, so dass sich hierdurch die Kontaktfläche variieren lässt. Auch hierüber kann sich eine beachtliche Variation der Tragzahl respektive Tragfähigkeit erreicht werden. Preferably, the grooves of the Planetenwälzkörper have a V-shaped cross-section. If a point contact is to be realized, then the rings, in particular the wire rings, have a round cross section. If a line contact is to be realized, then the rings, in particular the wire rings, have a cross-sectional shape adapted to the V-shaped cross-section of the planetary grooves, that is to say they may likewise be V-shaped so that a very long line contact results, but they can also be have a shape deviating from a pointed V, so that thereby the contact surface can be varied. Here too, a considerable variation of the load rating or load capacity can be achieved.
Wie bereits beschrieben kann die Tragzahl respektive Tragfähigkeit auch über die Anzahl an verbauten Ringen variiert werden. Für eine möglichst hohe Tragzahl greift in jede Rille der Planetenwälzkörper ein Ring ein. Auch an den Stirnseiten, wo ebenfalls eine entsprechende Rillenflanke am Planeten gegeben ist, ist ein entsprechender Ring vorgesehen. Für eine geringere Tragzahl ist es denkbar, dass eine oder mehrere Rillen der Planeten leer laufen, dass also nur lokal über die axiale Länge der Planeten entsprechende Ringe verbaut sind. As already described, the load rating or carrying capacity can also be varied via the number of installed rings. For the highest possible load rating, a ring engages in each groove of the planetary roller body. Also on the front sides, where also a corresponding groove flank is given on the planet, a corresponding ring is provided. For a lower load rating, it is conceivable that one or more grooves of the planets run empty, so that only locally over the axial length of the planet corresponding rings are installed.
Bevorzugt liegen die benachbarten Ringe aneinander, stützen also einander ab. Denkbar ist es aber auch, dass die Ringe einander axial nicht berühren. Preferably, the adjacent rings are adjacent to each other, thus supporting each other. It is also conceivable that the rings do not touch each other axially.
Sind leer laufende Rillen gegeben, ist also die Anzahl an Ringen geringer, so ist es zweckmäßig, wenn ein zylindrischer Abstandsring am Außenring und am Innenring angeordnet ist. Über diesen können die einzelnen Ringe, die beidseits davon angeordnet sind, und die am Abstandsring bzw. aneinander anliegen, zusätzlich axial abgestützt werden. Are given empty running grooves, so the number of rings is smaller, it is advantageous if a cylindrical spacer ring on the outer ring and the inner ring is arranged. About this, the individual rings, which are arranged on both sides thereof, and which rest on the spacer ring or each other, are additionally axially supported.
Die Ringe selbst werden am Außenring und am Innenring jeweils in einer axial beidseits begrenzten Ringaufnahme angeordnet. Diese jeweilige Ringaufnahme kann entweder über eine ringseitig ausgebildete Anschlagschulter und eine gegenüberliegend angeordnete Anschlagscheibe oder Anschlagring oder über zwei beidseits angeordnete Anschlagscheiben oder Anschlagringe realisiert sein. Im ersteren Fall, wenn also ringseitig eine Anschlagschulter ausgebildet ist, ist es lediglich erforderlich, am Außenring und am Innenring jeweils eine Stufe auszubilden respektive auszudrehen, die als Anschlagschulter dient. Die einzelnen Ringe können auf den jeweiligen Außen- oder Innenring aufgesetzt respektive eingerollt oder eingepresst werden, wonach an der gegenüberliegenden Seite eine entsprechende Anschlagscheibe oder ein Anschlagring mit entsprechendem Durchmesser angeordnet wird, so dass die Ringaufnahme axial auch an dieser Seite begrenzt ist. Werden an beiden Seiten entsprechende Anschlagscheiben oder Anschlagringe am Außen- und am Innenring angeordnet, so kann auch die spanende Bearbeitung zur Ausbildung der Anschlagschulter entfallen. In diesem Fall wird die erste Anschlagscheibe oder der erste Anschlagring am jeweiligen Außen- oder Innenring montiert, wonach die Ringe eingebracht werden, wonach die zweite Anschlagscheibe oder der zweite Anschlagring am jeweiligen Außen- oder Innenring befestigt wird. The rings themselves are arranged on the outer ring and the inner ring in each case in an axially on both sides limited ring receiving. This respective ring receptacle can be realized either via a stop shoulder formed on the ring side and an oppositely arranged stop disc or stop ring or via two stop disks or stop rings arranged on both sides. In the former case, that is, when a stop shoulder is formed on the ring side, it is only necessary to form respectively a step respectively on the outer ring and on the inner ring, which serves as a stop shoulder. The individual rings can be placed on the respective outer or inner ring respectively rolled or pressed, after which a corresponding stop disc or a stop ring is arranged with a corresponding diameter on the opposite side, so that the ring holder is axially limited on this page. If corresponding stop disks or stop rings are arranged on both sides on the outer ring and on the inner ring, the machining operation for forming the stop shoulder can also be dispensed with. In this case, the first stopper disc or the first stopper ring is mounted on the respective outer or inner ring, after which the rings are introduced, after which the second stopper disc or the second stopper ring is secured to the respective outer or inner ring.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung der separaten Ringe, insbesondere der Drahtringe, besteht darin, dass die Ringe, insbesondere die Drahtringe in verschiedenen Durchmesser-Abstufungen ausgeführt und montiert werden können. Das heißt, dass pro Lagertyp auch Ringsätze, die sich um wenige hundertstel oder zehntel Millimeter im jeweiligen Durchmesser unterscheiden, verbaut werden können. Dies ermöglicht es, Toleranzen zwischen dem Innenring und dem Außenring auszugleichen sowie unterschiedliche Vorspannungen einzustellen. Auch hierüber kann folglich die Tragzahl variiert werden, so dass neben der Anzahl an verbauten Ringen, der Ringgeometrie, der Härte des jeweiligen Rings oder des verwendeten Drahtes, die über eine Materialauswahl und/oder eine Wärmebehandlung angepasst werden kann, quasi ein vierter Freiheitsgrad hinsichtlich der Variation respektive Auslegung des Planetenwälzlagers gegeben ist. Another advantage of using the separate rings, in particular the wire rings, is that the rings, in particular the wire rings, can be made and mounted in different diameter increments. This means that per bearing type, ring sets that differ by a few hundredths or tenths of a millimeter in their respective diameters can be installed. This makes it possible to compensate for tolerances between the inner ring and the outer ring and set different bias voltages. Here too, therefore, the load rating can be varied, so that in addition to the number of installed rings, the ring geometry, the hardness of the respective ring or the wire used, which can be adjusted via a material selection and / or a heat treatment, quasi a fourth degree of freedom in terms of Variation respectively interpretation of the planetary roller bearing is given.
Wie beschrieben sind die Planetenwälzkörper an ihren axialen Enden in entsprechenden Käfigen gehaltert. Dies können Ringscheiben sein, die entsprechende Durchbrechungen aufweisen, in die zylindrische Endabschnitte der Planeten eingreifen. Zweckmäßig ist es jedoch, wenn die zylindrischen Endabschnitte der Planetenwälzkörper in einem vorzugsweise aus einem Bandmaterial bestehenden Käfig aufgenommen sind. Ein solcher Käfig kann ohne weiteres aus einem entsprechenden Bandmaterial hergestellt werden, beispielsweise durch Ausstanzen. Die Durchbrechungen können auch radial offen sein, so dass die entsprechenden Endabschnitte in die Ausnehmungen eingeclipst werden können, was die Montage erleichtert. As described, the Planetenwälzkörper are at their axial ends in corresponding Cages held. This may be annular discs having corresponding openings, engage in the cylindrical end portions of the planet. It is expedient, however, if the cylindrical end portions of the Planetenwälzkörper are accommodated in a preferably consisting of a band material cage. Such a cage can be readily prepared from a corresponding strip material, for example by punching. The openings may also be radially open, so that the corresponding end portions can be clipped into the recesses, which facilitates assembly.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen in: The invention will be explained below with reference to several embodiments with reference to the accompanying drawings. The drawings are schematic representations and show in:
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen Detailed description of the drawings
Zur Aufnahme und Fixierung der Ringe
Die Ringe
Es ist offensichtlich, dass, nachdem die Ringe
Weitere Variationsmöglichkeiten sind über die Ringanzahl sowie die Ringgeometrie gegeben, worauf nachfolgend noch eingegangen wird. Further variations are given by the number of rings and the ring geometry, which will be discussed below.
Wie
Bei dem in
Da hier deutlich weniger Ringe
Auch hier sind am Außenring
Verglichen mit den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen weisen die hier exemplarisch gezeigten Ringe
Die
Um die Herstellung der Planeten zu vereinfachen, kann bei den
Die Vorspannungseinstellung kann auch durch die Verwendung unterschiedlicher Drahtdurchmesser
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Planetenwälzlager planetary roller bearings
- 22
- Außenring outer ring
- 33
- Innenring inner ring
- 44
- Planetenwälzkörper planet rolling
- 55
- Rille groove
- 66
- Laufbahn career
- 77
- Laufbahn career
- 88th
- Ring ring
- 99
- Ring ring
- 10 10
- Ringaufnahme ring holder
- 11 11
- Ringaufnahme ring holder
- 12 12
- Anschlagschulter stop shoulder
- 13 13
- Anschlagschulter stop shoulder
- 14 14
- Anschlagscheibe stop disc
- 15 15
- Anschlagscheibe stop disc
- 16 16
- Endabschnitt end
- 17 17
- Endabschnitt end
- 18 18
- Käfig Cage
- 19 19
- Käfig Cage
- 20 20
- Abstandsring spacer ring
- 21 21
- Abstandsring spacer ring
- 22 22
- Anschlagring stop ring
- 23 23
- Anschlagring stop ring
- 24 24
- Ausnehmung recess
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102015200332 A1 [0002] DE 102015200332 A1 [0002]
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2017
- 2017-02-07 DE DE102017102293.7A patent/DE102017102293A1/en not_active Ceased
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R230 | Request for early publication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |