DE3225979A1 - Roller bearing with corrected load distribution - Google Patents

Abstract

The invention relates to a roller bearing, the races of which have annular grooves machined into them from the outer circumference or from the bore and the rollers of which have recesses machined into them from the side faces. Under load, the tracks yield elastically in the region of the annular groove and the roller portions yield elastically in the region of the recesses, edge stresses thereby being prevented.

Description

Rollenlager mit korrigierter Lastverteilung Roller bearing with corrected load distribution

Die Erfindung betrifft ein Rollenlager nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a roller bearing according to the preamble of the main claim.

Ein Rollenlager dieser Art ist durch die US-PS 2 947 581 bekannt. Dabei wird eine über die gesamte Länge der Rollen gleichmäßige Lastverteilung dadurch erzielt, daß in die Rollen beiderseits zentrale Ausnehmungen eingearbeitet sind und ggf. zusätzlich in den Laufringen von deren Seitenflächen aus ringförmige Nuten eingelassen sind.A roller bearing of this type is known from US Pat. No. 2,947,581. This ensures that the load is evenly distributed over the entire length of the rollers achieved that central recesses are incorporated into the roles on both sides and, if necessary, additionally in the races from their side surfaces from annular grooves are let in.

Dadurch können sowohl die Rollen als auch die Laufringe bei radialer Belastung jeweils an den Randbereichen in sich elastisch nachgeben. Selbst wenn durch relativ große Ausnehmungen in Rollen und Laufringen eine hohe elastische Nachgiebigkeit erzielt wird, verbleiben an den Rollen Kantenspannungen, die in diesem Bereich erhöhte Abnutzung und auf den Laufringen Beschädigungen verursachen können. Um diese Nachteile zu vermeiden, werden Rollen auch mit einer speziellen, leicht balligen Laufbahn ausgeführt. Die Bearbeitung ist dabei jedoch sehr aufwendig und verteuert das gesamte Rollenlager.As a result, both the rollers and the races can be used in the radial Load elastically at the edge areas. Even if due to the relatively large recesses in rollers and races, a high one elastic Resilience is achieved, edge tensions remain on the rollers, which are in this Area increased wear and tear and can cause damage to the races. In order to avoid these disadvantages, roles are also made with a special, light one curved running track. However, the processing is very complex and makes the entire roller warehouse more expensive.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rollenlager der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem keine Kantenspannungen auftreten.The object of the invention is to provide a roller bearing of the type mentioned at the beginning To create a type in which no edge stresses occur.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens ein Laufring eine von der Gegenseite der Laufbahn aus radial eingearbeitete Ringnut aufweist, deren Seitenflächen jeweils innerhalb des axialen Bereichs der Ausnehmungen der Rollen angeordnet sind.The object is achieved in that at least one race is a having radially incorporated annular groove from the opposite side of the raceway, the Side surfaces in each case within the axial area of the recesses of the rollers are arranged.

Der größte Anteil der gesamten Radialbelastung wird bei diesem erfindungsgemäßen Lager von dem zwischen den Ausnehmungen angeordneten Abschnitt der Rollen auf die Laufbahn übertragen. Dadurch, daß die Ringnut der Laufringe breiter ist als dieser Abschnitt der Rollen, gibt der über der Ringnut angeordnete Laufbahnabschnitt zunächst radial nach und wölbt sich entsprechend der Belastung in die Ringnut hinein. Die Seitenflächen der Ringnut und damit die inneren Randzonen starrer und nicht elastischer Unterstützung der Laufbahn sind in einer Radialebene angeordnet, die auch axial im Bereich der Ausnehmungen der Rollen liegt. An diesen Randzonen können sich die Laufbahnen nicht mehr wölben, wodurch die Wandungen der Rollen an dieser Stelle fest unterstützt sind und deren Randbereiche bei Belastung im weitesten Sinn geringfügig von den Laufbahnen abgehoben, d.h. entlastet werden. Dadurch entsteht eine Lastverteilung auf den Rollen, die in axialer Richtung nahezu gleichmäßig ist und an den Randbereichen vorteilhafterweise stetig abnimmt. Der Beginn der stetigen Abnahme kann durch die axiale Lage der Seitenflächen der Ringnut gegenüber den Ausnehmungen der Rollen variiert werden. Obwohl die Lauffläche der Rollen beispielsweise rein zylindrisch ist und dadurch einfach und preisgünstig bearbeitet werden kann, wird mit der erfindungsgemäßen Lösung verhindert, daß durch überdurchschnittliche Kantenspannungen Beschädigungen auftreten. Bei einigen Anwendungen ist es sogar möglich, auf die spezielle Bearbeitung der Randzonen der Rollen völlig zu verzichten.The largest proportion of the total radial load is in this invention Bearing from the portion of the rollers arranged between the recesses on the Transfer career. Because the ring groove of the races is wider than this Section of the rollers, is the track section arranged above the annular groove initially radially and arches into the annular groove according to the load. the Side surfaces of the annular groove and thus the inner edge zones more rigid and not more elastic Support of the raceway are arranged in a radial plane, which is also axial lies in the area of the recesses of the rollers. The Raceways no longer bulge, which means that the walls of the rollers are at this point are firmly supported and their edge areas under load in the largest possible way sense slightly lifted from the raceways, i.e. relieved. This creates a load distribution on the rollers that is almost uniform in the axial direction and advantageously steadily decreases at the edge regions. The beginning of the steady The axial position of the side surfaces of the annular groove with respect to the recesses can decrease the roles can be varied. Although the running surface of the rollers is clean, for example is cylindrical and can therefore be machined easily and inexpensively with the solution according to the invention prevents that due to above-average edge stresses Damage occurs. For some applications it is even possible to access the to completely dispense with special processing of the edge zones of the rolls.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, daß die Seitenflächen der Ringnut jeweils im Bereich der halben Tiefe der Ausnehmungen der Rollen angeordnet sind. Dabei ergibt sich eine für die Praxis besonders gleichmäßige Lastverteilung mit stetigem Abfall nahe den Randbereichen.In one embodiment of the invention, it has proven to be special It has proven advantageous that the side surfaces of the annular groove are each in the region of half Depth of the recesses of the rollers are arranged. This results in one for the Practice particularly even load distribution with steady drop near the edge areas.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung beträgt der zwischen den Ausnehmungen verbleibende Rollenabschnitt zweckmäßigerweise etwa ein Viertel der Rollenlänge.According to a further feature of the invention is between the Recesses remaining roller section expediently about a quarter of the Roll length.

Bei dieser Ausführung ergibt sich ein besonders weicher Übergang der Lastverteilung an den Randbereichen der Rolle, da verhältnismäßig tiefe Ausnehmungen und damit breite, elastisch nachgiebige Rollenabschnitte vorgesehen sind.In this design, there is a particularly smooth transition Load distribution at the edge areas of the role, as the recesses are relatively deep and thus wide, elastically resilient roller sections are provided.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine Korrektur bzw. Variation der Lastverteilung bei Rollenlagern in weiten Grenzen.The solution according to the invention enables a correction or variation the load distribution in roller bearings within wide limits.

Die Erfindung wird im folgenden an einem in der Zeichnung dargestellten Beispiel beschrieben.The invention is illustrated below using one in the drawing Example described.

Es zeigen: Fig. 1 den teilweisen Längsschnitt eines Zylinderrollenlagers mit korrigierter Lastverteilung über die Rollen und Fig. 2 die Lastverteilung über der Rolle in axialer Richtung.1 shows the partial longitudinal section of a cylindrical roller bearing with corrected load distribution over the rollers and FIG. 2 the load distribution over the roller in the axial direction.

Das in Fig. 1 dargestellte Zylinderrollenlager besteht aus einem Innenring 1, einem Außenring und dazwischen angeordneten Zylinderrollen 3. Der Außenring ist nicht gezeigt, da dieser nahezu gleich ausgebildet ist, wie im folgenden für Innenring 1 und Zylinderrollen 3 beschrieben wird. Der Innenring 1 ist ohne Borde ausgeführt und weist eine durchgehende, zylindrische Laufbahn 4 auf. Von der Bohrung aus ist eine Ringnut 5 mit etwa der halben Breite des Innenringes 1 eingearbeitet, wobei in diesem Bereich etwa ein Drittel der gesamten Wandstärke des Innenringes 1 verbleibt. Die auf der Laufbahn 4 abrollenden Zylinderrollen 3 sind ingesamt etwas kürzer als die Breite des Innenringes 1 ausgeführt.The cylindrical roller bearing shown in Fig. 1 consists of an inner ring 1, an outer ring and cylindrical rollers 3 arranged in between. The outer ring is not shown, since this is designed almost the same as in the following for the inner ring 1 and cylindrical rollers 3 will be described. The inner ring 1 is designed without ribs and has a continuous, cylindrical raceway 4. From the hole is incorporated an annular groove 5 with about half the width of the inner ring 1, wherein about a third of the total wall thickness of the inner ring 1 remains in this area. The cylindrical rollers 3 rolling on the raceway 4 are overall somewhat shorter than the width of the inner ring 1 executed.

Vonbeiden Seitenflâchen her sind zylindrische Ausnehmungen h eingearbeitet, so daß ein in der Mitte liegender Rollenabschnitt 7 mit einer Stärke von etwa einem Viertel der Rollenlänge verbleibt. Die Wandstärke im Bereich der Ausnehmungen 6 ist etwa so groß wie die des Innenringes 1 im Bereich der Ringnut 5. Bei den beschriebenen Verhältnissen sind die Seitenflächen 8 dieser Ringnut 5 etwa im Bereich der halben Tiefe der Ausnehmungen 6 der Zylinderrolle 3 angeordnet.Cylindrical recesses h are worked into both side surfaces, so that a lying in the middle roller section 7 with a thickness of about one Quarter of the roll length remains. The wall thickness in the area of the recesses 6 is about as large as that of the inner ring 1 in the area of the annular groove 5. In the case of the described Ratios, the side surfaces 8 of this annular groove 5 are approximately in the range of half Depth of the recesses 6 of the cylindrical roller 3 arranged.

Bei Radialbelastung zwischen Außenring und Innenring 1 wölbt sich der Innenring 1 im Bereich der Ringnut 5 elastisch nach innen. Dies ist der klaren Darstellung wegen durch unterbrochene Linien übertrieben dargestellt. Die Wölbung in diesem Bereich wird durch die spezielle Ausführung der Zylinderrollen 3 mit steifem mittleren Rollenabschnitt 7 und elastischer Nachgiebigkeit im Bereich der Ausnehmungen 6 begünstigt. Ausgehend vom Bereich der Seitenflächen 8 der Ringnut 5 bis zu den Seitenflächen des Innenringes 1 ist dessen Laufbahn 4 durch die steife Unterstützung, d. h. dessen vollwandige Ausbildung nicht mehr elastisch nachgiebig, so daß durch die elastische Kippwirkung etwa im Bereich der halben Tiefe der Ausnehmungen 6 der Zylinderrollen 3 deren Randbereiche im weitesten Sinn von der Laufbahn 4 des Innenringes 1 abgehoben und damit entlastet werden.When there is a radial load between the outer ring and the inner ring 1, it bulges the inner ring 1 in the area of the annular groove 5 elastically inwards. This is the clear one Exaggerated representation due to broken lines. The bulge in this area is due to the special design of the cylindrical rollers 3 with stiff middle roller section 7 and elastic resilience in the area of the recesses 6 favors. Starting from the area of the side surfaces 8 of the annular groove 5 to the Side surfaces of the inner ring 1 is its raceway 4 through the rigid support, d. H. its full-walled training no longer resilient, so that through the elastic tilting effect approximately in the region of half the depth of the recesses 6 of the Cylindrical rollers 3 whose edge areas in the broadest sense of the raceway 4 of the inner ring 1 can be lifted off and thus relieved.

Dies geht deutlich aus der in Fig. 2 dargestellten Lastverteilung in axialer Richtung der Zylinderrolle 3 hervor. Über einen weiten Bereich A der Lauffläche ergibt sich bei dem in Fig. 1 dargestellten Zylinderrollenlager eine nahezu gleichmäßige Lastverteilung. Lediglich im Bereich der Seitenflächen der Ringnut 5 entstehen geringfügige Überhöhungen B. An den Randbereichen C der Zylinderrollen 3 fällt die Belastung stetig ab, so daß keinerlei Kantenspannungen entstehen.This is clear from the load distribution shown in FIG. 2 in the axial direction of the cylindrical roller 3. Over a wide area A the The cylindrical roller bearing shown in FIG. 1 has a running surface almost even load distribution. Only in the area of the side surfaces of the annular groove 5, slight elevations occur B. At the edge areas C of the cylindrical rollers 3 the load falls steadily so that no edge stresses arise.

Die bei der beschriebenen Ausführung angedeuteten Hinweise auf relative Abmessungen der einzelnen Abschnitte von Innenring und Zylinderrollen geben nur ein Beispiel.The references to relative Dimensions of the individual sections of the inner ring and cylindrical rollers are only given an example.

Wie schon weiter oben angedeutet, kann durch die Erfindung eine Korrektur der Lastverteilung in weiten Grenzen vorgenommen werden. Weiterhin kann die Erfindung bei Rollenlagern aller Art nutzbringend angewendet werden.As already indicated above, a correction can be made by the invention the load distribution can be carried out within wide limits. Furthermore, the invention can be used beneficially in roller bearings of all kinds.

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Claims (3)

Rollenlager mit korrigierter Lastverteilung Patent ansprüche CD. Rollenlager mit korrigierter Lastverteilung, bestehend aus zwei Laufringen (1, 2) mit bei Radialbelastung über die Breite unterschiedlich elastischen Laufbahnen (4) und aus Rollen (3) mit zentralen, an beiden Seitenflächen angeordneten Ausnehmungen (6), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Laufring (1, 2) eine von der Gegenseite der Laufbahn (4) aus radial eingearbeitete Ringnut (5) aufweist, deren Seitenflächen (8) jeweils innerhalb des axialen Bereichs der Ausnehmungen (6) der Rollen (3) angeordnet sind. Roller bearing with corrected load distribution Patent claims CD. Roller bearing with corrected load distribution, consisting of two race rings (1, 2) with raceways (4) that are differently elastic across the width in the event of radial loads and from rollers (3) with central recesses arranged on both side surfaces (6), characterized in that at least one race (1, 2) one from the opposite side the raceway (4) has a radially incorporated annular groove (5), the side surfaces of which (8) each arranged within the axial region of the recesses (6) of the rollers (3) are. 2. Rollenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (8) jeweils im Bereich der halben Tiefe der Ausnehmungen (6) angeordnet sind. 2. Roller bearing according to claim 1, characterized in that the side surfaces (8) are each arranged in the region of half the depth of the recesses (6). 3. Rollenlager nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Ausnehmungen (6) verbleibende Rollenabschnitt (7) etwa ein Viertel der Rollenlänge beträgt. 3. Roller bearing according to claims 1 or 2, characterized in that that the roller section (7) remaining between the recesses (6) is approximately one Quarter of the roll length.