DE102006057874B4

DE102006057874B4 - Hohlrolle eines Zylinderrollenlagers, Verfahren zur Herstellung einer solchen Hohlrolle

Info

Publication number: DE102006057874B4
Application number: DE102006057874.0A
Authority: DE
Inventors: Dr. Grunau Arbogast; Jochen Sarfert; Dr. Smetana Tomas; van der Knokke Henri
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2017-11-16
Anticipated expiration: 2026-12-09
Also published as: WO2008067794A3; WO2008067794A2; DE102006057874A1

Abstract

Hohlrolle (1) für ein Zylinderrollenlager mit Außenring und Innenring, zwischen denen als Rollen ausgebildete Wälzkörper angeordnet sind, von denen wenigstens eine Rolle als Hohlrolle (1) ausgebildet ist, welche aus zumindest zwei koaxial ineinander gepressten Rohren besteht, wobei eine innere Mantelfläche (5) eines radial äußeren Rohres vollflächig an einer äußeren Mantelfläche (4) eines radial inneren Rohrs anliegt, und bei der ein radial inneres Rohr eine Bohrung (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das radial innere Rohr ein Übermaß gegenüber dem radial inneren Durchmesser des radial äußeren Rohres aufweist, und dass für die Durchmesser der einzelnen Rohre in Bezug auf den Außendurchmesser DW, den Fügedurchmesser DF sowie auf den Innendurchmesser DWi der fertig gestellten Hohlrolle (1) die folgenden Verhältnisse gelten: das Durchmesserverhältnis Qi = DWi/DW der Hohlrolle (1) ist größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 0,8; das Durchmesserverhältnis Qii = DWi/DF des inneren Rohrs ist größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 0,9; das Durchmesserverhältnis Qai = DF/DW des äußeren Rohrs ist größer oder gleich 0,6 und kleiner oder gleich 0,95.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Hohlrolle für ein Zylinderrollenlager mit Außenring und Innenring, zwischen denen als Rollen ausgebildete Wälzkörper angeordnet sind, von denen wenigstens eine Rolle als Hohlrolle ausgebildet ist, welche aus zumindest zwei koaxial ineinander gepressten Rohren besteht, wobei eine innere Mantelfläche eines radial äußeren Rohres vollflächig an einer äußeren Mantelfläche eines radial inneren Rohrs anliegt, und bei der ein radial inneres Rohr eine Bohrung aufweist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Hohlrolle.
Hintergrund der Erfindung
In Zylinderrollenlagern und in anderen Wälzlagern erfolgt die Lastübertragung prinzipbedingt durch Wälzkörper, im Fall von Zylinderrollenlagern durch Zylinderrollen. Bei linearer oder rotierender Bewegung des Zylinderrollenlagers müssen auch die Wälzkörper bewegt werden. Diese Bewegung erfolgt beispielsweise bei Linearführungen mit der halben Geschwindigkeit der beiden Zylinderrollenlagerteile, welche bei Linearlagern üblicherweise aus Wagen und Schiene bestehen.
Die für diese Bewegung notwendige Energie wird im Allgemeinen durch Reibkräfte übertragen. Hierfür sind entsprechende Normalkräfte zwischen den Wälzkörpern und der Laufbahn erforderlich. Sind die Normalkräfte zu gering, entsteht Schlupf zwischen den Laufflächen. Solche Schlupfzustände bewirken, dass die Rollen sich nicht mehr mit ihrer kinematischen Geschwindigkeit um ihre eigene Achse drehen und auch der Wälzkörpersatz sich nicht mehr kinematisch bewegt.
Um Wälzkörper- oder auch Wälzkörpersatzschlupf zu vermeiden, ist es bekannt, ein negatives Betriebsspiel, also eine. Vorspannung, zu verwenden. Dies ist bei Kegellagern häufig der Fall, wird aber bei Nadel-, Zylinderrollen- und Pendelrollenlagern seltener genutzt, da dies zu anderen Nachteilen führt, beispielsweise zu einer erhöhten Reibung. Um den Wälzkörpersatzschlupf zu vermeiden, wurden auch schon einzelne größere Wälzkörper im Wälzkörpersatz verbaut.
Beispielsweise wird in der DE 197 34 980 A1 ein Zahnräderwechselgetriebe vorgeschlagen, mit wenigstens einem über Zylinderrollenlager auf einer Getriebewelle gelagerten Zahnrad, das über ein Kuppelelement mit der Getriebewelle kuppelbar ist, wobei radial zwischen einer der Getriebewelle zugeordneten inneren Laufbahn und einer Nabe des Zahnrads zugeordneten äußeren Laufbahn zylindrische Hohlrollen in einem Zylinderrollenlagerkäfig angeordnet sind. Zumindest eine Hohlrolle ist dabei elastisch verformbar radial vorgespannt, wobei ihr Durchmesser größer als der Durchmesser der übrigen zylindrischen Wälzkörper ist.
Die einstückige Hohlrolle kann dabei aus einem Kunststoff, aus einem dünnwandigen hohlen Stahlkörper oder aus einem spiralförmig oder wendelförmig gewickelten Federstahl bestehen. Hohlrollen haben den Nachteil, dass im Bereich der Bohrung eine Biege-Zug-Wechselspannung auftritt, welches bei den üblicherweise verwendeten Wälzkörperwerkstoffen ungünstig ist. Andererseits weisen Hohlrollen auch prinzipielle Vorteile auf. Sie zeichnen sich durch ein geringes Gewicht aus, sind flexibel und gut kompressibel, welches insbesondere in der US 3 930 693 A betont wird, welche ebenfalls einstückige Hohlrollen betrifft.
Es sind auch bereits mehrteilige Hohlrollen und Rollen mit konzentrischen Einzelbestandteilen beschrieben worden. So offenbart die DE 566 062 A eine Rolle für Rollenlager, welche zwecks Begrenzung einer insbesondere von den Zentrierlöchern der Rolle ausgehenden Rissfortpflanzung aus einem Kern und einer oder mehreren mechanisch fest zusammengefügten Mantelschichten besteht. Bezweckt wird bei einer derartigen Ausgestaltung, dass eine Rissbildung während eines Einspannens des Rohlings zwecks Materialbearbeitung vermieden wird.
Aus der US 642 204 A ist zudem eine Hohlrolle eines Zylinderrollenlagers bekannt, bei der in eine Hohlrolle ein röhrenförmiger Einsatz (lining) aus gepressten Fasern eingebracht ist, welcher die Bohrung umschließt und dazu dient, die Haltbarkeit eines durch den Bohrung geführten Stiftes oder Bolzens, welcher im direkten Kontakt zur Beschichtung ist, zu erhöhen.
Aus der DE 101 49 833 B4 ist eine Hohlrolle bekannt, welche gemäß der dortigen 4 aus zwei koaxial zueinander angeordneten und radial beabstandeten Rohrabschnitten hergestellt ist, wobei Enden eines äußeren Rohrabschnitts durch Rotationsverformung derart umgeformt werden, dass sie am radial inneren Rohrabschnitt zur Anlage kommen. Im Ergebnis wird ein zylinderringförmiger Hohlraum in der Rolle geschaffen, wobei durch den radial inneren Rohrabschnitt im Wälzkörper eine zu beiden Seiten offene Bohrung gebildet ist, die durch die Bauteilwandung des radial inneren Rohrabschnitts vom zylinderringförmigen Hohlraum getrennt ist. Mit einer derart ausgestalteten Hohlrolle soll ein Wälzkörper mit geringem Gewicht aber gleicher Stabilität eines Vollkörpers realisiert werden, so dass eine derart ausgestaltete Hohlrolle zur Einstellung einer Vorspannung nicht geeignet ist.
Schließlich beschreibt die DE 39 19 199 A1 ein Verfahren zur Herstellung einer Hohlrolle mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Eine in Bezug auf die dortige 2 beschriebene Hohlwelle besteht aus drei koaxial ineinander gepressten Rohren, bei denen eine innere Mantelfläche eines radial äußeren Rohres vollflächig an einer äußeren Mantelfläche eines radial inneren Rohres anliegt, wobei ein radial inneres Rohr eine beidseitig offene Bohrung bildet, welche der Führung eines Käfigbolzens dient. Die dort beschriebene Hohlrolle ist bis auf die Bohrung, welche einen nur geringen Durchmesser aufweist, recht massiv gehalten. Die Einstellung einer Vorspannung durch die Ausgestaltung der Hohlrolle spielt bei diesem Dokument keine Rolle.
Nachteilig an bislang bekannten Hohlrollen, welche in Zylinderrollenlagern verwendet werden um eine Vorspannung zu erzeugen oder einzustellen, ist die Schwierigkeit, mit der sich die Vorspannung einstellen lässt. Ferner lässt die Haltbarkeit derartiger bekannter Hohlrollen im Betrieb zu wünschen übrig, da innere Spannungen oder Biege-Zug-Wechselspannungen oftmals zu einem vorzeitigen Ausfall dieser Hohlrollen führen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hohlrolle zu schaffen, welche den Nachteil hoher Biege-Zug-Wechselspannungen nicht aufweist, und eine Vorspannung im Wälzkörpersatz auf einfache konstruktive Weise ermöglicht. Ferner besteht eine weitere Aufgabe darin, die (Dauer-)Haltbarkeit, insbesondere die Dauerhaltbarkeit, einer derartigen Hohlrolle zu verbessern sowie eine einfache Einstellung einer gewünschten Vorspannung zu ermöglichen.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die gestellte Aufgabe dadurch lösen lässt, dass die Hohlrolle aus ineinander geschachtelten Rohren besteht, wobei wenigstens ein inneres Rohr vor dem Zusammenfügen ein Übermaß aufweist, so dass durch das Verbinden eine Spannung auf das äußere Rohr erzeugt wird. Zudem hat sich gezeigt, dass sich die gestellte Aufgabe dadurch lösen lässt, dass das innere Rohr und das äußere Rohr bestimmte Durchmesserverhältnisse aufweisen.
Die Erfindung geht daher aus von einer Hohlrolle für ein Zylinderrollenlager mit Außenring und Innenring, zwischen denen als Rollen ausgebildete Wälzkörper angeordnet sind, von denen wenigstens eine Rolle als Hohlrolle ausgebildet ist, welche aus zumindest zwei koaxial ineinander gepressten Rohren besteht, wobei eine innere Mantelfläche eines radial äußeren Rohres vollflächig an einer äußeren Mantelfläche eines radial inneren Rohrs anliegt, und bei der ein radial inneres Rohr eine Bohrung aufweist.
Außerdem ist bei dieser Hohlrolle vorgesehen, dass das radial innere Rohr ein Übermaß, insbesondere von 0,1% bis 15%, gegenüber dem radial inneren Durchmesser des radial äußeren Rohres aufweist, und dass für die Durchmesser der einzelnen Rohre in Bezug auf den Außendurchmesser D_W, den Fügedurchmesser D_F sowie auf den Innendurchmesser D_Wi der fertig gestellten Hohlrolle die folgenden Verhältnisse gelten:
Das Durchmesserverhältnis Q_i = D_Wi/D_W der Hohlrolle ist größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 0,8.
Das Durchmesserverhältnis Q_ii = D_Wi/D_F des inneren Rohrs ist größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 0,9.
Das Durchmesserverhältnis Q_ai = D_F/D_W des äußeren Rohrs ist größer oder gleich 0,6 und kleiner oder gleich 0,95.
Mit diesen Merkmalen ist vorteilhaft eine Hohlrolle geschaffen, bei der Biege-Zug-Wechselspannungen im Bereich des Innendurchmessers der Hohlrolle beim Umlauf der Hohlrolle im Zylinderrollenlager deutlich reduziert sind. Hierdurch ist es nunmehr möglich, nicht nur einzelne, sondern alle Wälzkörper des Zylinderrollenlagers als Hohlrollen auszuführen. Zudem hat sich in Untersuchungen im Vergleich zu herkömmlichen Hohlrollen gezeigt, dass sich eine um 30% bis 50% höhere Lebensdauer der Hohlrolle ergibt.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass das Durchmesserverhältnis Q_i der Hohlrolle 0,725 beträgt, dass das Durchmesserverhältnis Q_ii des inneren Rohres 0,806 beträgt, und dass das Durchmesserverhältnis Q_ai des äußeren Rohres 0,900 beträgt. Diese Werte haben sich in Versuchen als besonders günstig herausgestellt.
Weiterhin kann bei dieser Hohlrolle auch vorgesehen sein, dass das radial innere Rohr ein Übermaß in einem Bereich von 0,1% bis 15% gegenüber dem radial inneren Durchmesser des radial äußeren Rohres aufweist.
In einer anderen praktischen Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Hohlrolle aus zwei bis fünf ineinander geschachtelten Rohren besteht. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die geschachtelten Rohre einer Hohlrolle gleiche axiale Längen aufweisen. Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass ein Rohr eine kürzere axiale Länge aufweist als ein anderes Rohr.
In einer besonders praktischen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das radial äußere Rohr eine radial innere Mantelfläche aufweist, welche einen kegeligen Verlauf aufweist, und dass das radial innere Rohr eine radial äußere Mantelfläche aufweist, welche ebenfalls eine kegelige Geometrie hat, wobei die beiden kegeligen Mantelflächen gegeneinander angestellt sind.
Besonders vorteilhaft ist ebenso eine Ausgestaltung der Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, dass die Rohre aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien bestehen. Dabei wird bevorzugt, dass wenigstens ein Rohr aus einem Wälzlagerstahl, beispielsweise aus einem 100Cr6-Stahl, besteht.
Besonders vorteilhaft ist schließlich eine Ausgestaltung der Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, dass das innere Rohr aus Aluminium, aus Sintermaterial, aus einem niedrig legierten Stahl oder aus einer Legierung mit Memory-Effekt besteht.
Weiterhin ist besonders vorteilhaft, wenn zumindest zwei der Rohre über eine Klebe- oder Lötverbindung miteinander verbunden sind.
Auch kann besonders bevorzugt bei einer Weiterbildung vorgesehen sein, dass mindestens eine der Fügeflächen mit einer Beschichtung versehen ist, welche insbesondere geeignet ist zur Vermeidung von Reibkorrosion und/oder Veränderung des Reibwertes in den Fügeflächen.
Vorteilhaft ist schließlich eine Weiterbildung der Erfindung, bei der zumindest zwischen zwei der Rohre ein Micro Formschluss, insbesondere durch Rändeln, hergestellt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Hohlrolle wie beschrieben ist vorgesehen, dass das innere Rohr erst nach dem Fügen teilplastisch aufgeweitet wird, so dass in einer Fuge zwischen dem inneren Rohr und dem äußeren Rohr eine dauerhafte Flächenpressung entsteht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt
1 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Hohlrolle gemäß der Erfindung,
2 einen Längsschnitt durch die Hohlrolle gemäß 1,
3 einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Hohlrolle gemäß der Erfindung,
4 einen Längsschnitt durch die Hohlrolle gemäß 3, und
5 einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Hohlrolle gemäß der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
In den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hohlrolle 1 im Querschnitt bzw. im Längsschnitt dargestellt. Die Hohlrolle 1 dient als Wälzkörper eines nicht dargestellten Zylinderrollenlagers mit Außenring und Innenring, zwischen denen als Rollen ausgebildete Wälzkörper angeordnet sind, von denen wenigstens eine Rolle als Hohlrolle 1 ausgebildet ist. Die Hohlrolle 1 kann gegenüber den weiteren, massiven Rollen einen größeren oder gleichen Durchmesser aufweisen.
Die Hohlrolle 1 gemäß den 1 und 2 besteht aus zwei koaxial ineinander gepressten Rohren 2 und 3, wobei das radial innere Rohr 3 koaxial in das radial äußeren Rohr 2 eingepresst ist. Die radial äußere Mantelfläche 4 des radial inneren Rohres 3 liegt vollflächig an der radial inneren Mantelfläche 5 des radial äußeren Rohres 2 an. Die radial innere Mantelfläche 6 des radial inneren Rohres 3 bildet eine Bohrung 7, während die radial äußere Mantelfläche 8 des radial äußeren Rohres 3 die Außenfläche der Hohlrolle 1 und damit den Außendurchmesser bildet.
Der Durchmesser der radial inneren Mantelfläche 6 des radial inneren Rohres 3 ist mit D_Wi angegeben, der Durchmesser an der Fügestelle zwischen der radial äußeren Mantelfläche 4 des radial inneren Rohres 3 und der radial inneren Mantelfläche 5 des radial äußeren Rohres 2 mit D_F, und der Durchmesser der Hohlrolle 1 bzw. der radial äußeren Mantelfläche 8 des radial äußeren Rohres mit D_W. Der Radius der radial äußeren Mantelfläche 8 des radial äußeren Rohres 2 ist mit r_a, der Radius zur Fügestelle mit r_F und der Radius des Innendurchmessers der Hohlrolle ist mit r_i bezeichnet.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel betragen die Durchmesser D_W = 50,8 mm, D_Wi = 36,8 mm und D_F = 45,7 mm. Daraus ergeben sich folgende Durchmesserverhältnisse Q:
Das Durchmesserverhältnis Q_i der Hohlrolle 1 beträgt D_Wi/D_W = 0,725.
Das Durchmesserverhältnis Q_ii des inneren Rohres 3 beträgt D_Wi/D_F = 0,806.
Das Durchmesserverhältnis Q_ai des äußeren Rohres 2 beträgt D_F/D_W = 0,900.
Die axiale Länge der Hohlrolle 1 beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel 104 mm.
In Vergleichsuntersuchungen mit einer herkömmlichen, einstückigen Hohlrolle mit identischer Länge und identischem Außendurchmesser, einem Innendurchmesser D_Wi von 40,6 mm und einem Durchmesserverhältnis Q_i von 0,80 hat sich überraschend gezeigt, dass die Vergleichsspannungen der erfindungsgemäß ausgeführten Hohlrolle 1 um 30% höher gegenüber der herkömmlichen einstückigen Hohlrolle war. Gegenüber der einstückigen Hohlrolle ließ sich die Vorspannung deutlich besser und präziser einstellen, und zwar insbesondere durch das Übermaß des inneren Rohres 3.
Der Außendurchmesser des inneren Rohrs 3 ist nämlich vor dem Einpressen in das äußere Rohr 3 um 0,1 bis 15% größer als nach dem Einpressen. Das innere Rohr wird also mit einem definierten Übermaß in das äußere Rohr 2 eingepresst. Hierdurch wird gezielt eine Vorspannung in dem äußeren Rohr 2 erzeugt, wodurch gleichzeitig nachteilige Wechsel-Biegespannungen im Betrieb in der Hohlrolle 1 reduziert werden. Ferner ist es hierdurch möglich, die Biege-Zug-Wechselspannung am Innendurchmesser der Hohlrolle 1 bei Umlauf der Hohlrolle 1 zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren.
Als Material für das äußere Rohr 2 und für das innere Rohr 3 wurde jeweils Stahl der Güte 100Cr6 verwendet. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, für das innere Rohr 3 ein anderes Material zu nutzen, beispielsweise einen niedrig legierten Stahl, Aluminium oder eine Legierung mit einem Memory-Effekt.
Außerdem ist es möglich, das innere Rohr 3 aus einem Werkstoff mit einem gegenüber dem Material des äußeren Rohres 2 niedrigeren oder höheren Temperatur-Ausdehnungskoeffizienten herzustellen. Dadurch kann erreicht werden, dass die in der fertig gestellten Hohlrolle eingebrachte Vorspannung bei niedrigen Temperaturen geringer bzw. stärker eingestellt ist.
In den 3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hohlrolle 1 im Querschnitt bzw. im Längsschnitt dargestellt. Die Hohlrolle 1 gemäß diesen Figuren besteht ebenfalls aus zwei koaxial ineinander gepressten Rohren 2 und 3, wobei das radial innere Rohr 3 koaxial in das radial äußeren Rohr 2 eingepresst ist. Die radial äußere Mantelfläche 4 des radial inneren Rohres 3 liegt vollflächig an der radial inneren Mantelfläche 5 des radial äußeren Rohres 2 an. Die radial äußere Mantelfläche 8 des radial äußeren Rohres 3 bildet die Außenfläche der Hohlrolle 1 und damit den Außendurchmesser.
Im Gegensatz zu der in den 1 und 2 gezeigten Variante weist die Hohlrolle 1 gemäß den 3 und 4 noch ein drittes Rohr 9 auf, welches mit seiner radial inneren Mantelfläche 10 die Bohrung 7 bildet, während die radial äußere Mantelfläche 11 dieses Rohres 9 an der radial inneren Mantelfläche 6 des inneren Rohrs 3 anliegt. Die beiden inneren Rohre 3 und 9 sind in einem Verfahrensgang jeweils mit definiertem Übermaß in das äußeren Rohr 2 eingepresst worden. Die axiale Länge des inneren bzw. mittleren Rohres 3 weicht von den axialen Längen des radial inneren Rohres 9 und des äußeren Rohres 2 ab. Während das äußere Rohr 2 und das radial innere Rohr 9 gleiche Längen haben, ist das Rohr 3 kürzer als die beiden anderen Rohre 2 und 9. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, auch das radial innere Rohr 9 mit einer vom radial äußeren Rohr 2 und/oder mit einer vom radial Rohr 3 abweichenden Länge auszubilden.
Dadurch, dass die drei Rohre 2, 3 und 9 unterschiedliche axiale Längen aufweisen, ist das Federungsverhalten der Hohlrolle 1 über deren axiale Länge quer zur Laufbahn des Wälzlagers positiv beeinflusst. Eine solche Hohlrolle 1, die aus den zylindrischen geschachtelten Rohren 2, 3 und 9 hergestellt ist, kann sich wie eine profilierte Rolle verhalten. Die unterschiedlich langen inneren Rohre 2 und 9 dienen zudem zur gezielten Einstellung der Vorspannung in der fertig montierten Hohlrolle 1.
In 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hohlrolle 1 im Längsschnitt dargestellt, bei welcher die Form der ineinander gefügten Rohre 2 und 3 nicht zylindrisch, sondern jeweils einseitig kegelig ist. Daher weist das radial äußere Rohr 2 eine dickwandige Stirnkante 12 und eine gegenüberliegende dünnwandige Stirnkante 13 auf, so das die radial innere Mantelfläche 5 des radial äußeren Rohrs 2 in einem von 90° abweichenden Winkel verläuft, im dargestellten Ausführungsbeispiel in einem Winkel von 86°.
Entsprechend weist das radial innere Rohr 3 ebenfalls eine dünnwandige Stirnkante 14 und gegenüberliegend eine dickwandige Stirnkante 15 auf, so das die radial äußere Mantelfläche 4 des radial inneren Rohrs 3 in einem von 90° abweichenden Winkel verläuft, wobei die kegeligen Mantelflächen 4 und 5 der Rohre 2 und 3 gegeneinander angestellt sind.
Beim Zusammenfügen der beiden Rohre entsteht ein Presssitz der beiden Rohre 2 und 3, welcher zu einem besonders haltbaren Verbund führt. Ferner hat sich gezeigt, dass es durch die kegelige Ausgestaltung der beiden Rohre 2, 3 besonders einfach ist, den Rollenaußendurchmesser einzustellen.
Außerdem kann auch das Fügen der Hohlrolle 1 erst nach der Lagermontage durchgeführt werden, so dass erst dann die Vorspannung im Lager entsteht. Das Lager lässt sich dann wie ein Lager ohne Vorspannung montieren.
In Abweichung zu der in 5 dargestellten Ausführungsform ist es auch möglich, das kegelige innere Rohr 3 kürzer als das kegelige äußere Rohr 2 auszubilden, welches zu einer besonders einfachen Montage einer derart ausgestalteten Hohlrolle 1 führt.
Bezugszeichenliste

1: Hohlrolle
2: Äußeres Rohr
3: Inneres Rohr
4: Äußere Mantelfläche des inneren Rohres 3
5: Innere Mantelfläche des äußeren Rohres 2
6: Innere Mantelfläche des inneren Rohres 3
7: Bohrung
8: Äußere Mantelfläche des äußeren Rohres 2
9: Inneres Rohr
10: Innere Mantelfläche des Rohres 9
11: Äußere Mantelfläche des Rohres 9
12: Stirnkante
13: Stirnkante
14: Stirnkante
15: Stirnkante

Claims

Hohlrolle (1) für ein Zylinderrollenlager mit Außenring und Innenring, zwischen denen als Rollen ausgebildete Wälzkörper angeordnet sind, von denen wenigstens eine Rolle als Hohlrolle (1) ausgebildet ist, welche aus zumindest zwei koaxial ineinander gepressten Rohren besteht, wobei eine innere Mantelfläche (5) eines radial äußeren Rohres vollflächig an einer äußeren Mantelfläche (4) eines radial inneren Rohrs anliegt, und bei der ein radial inneres Rohr eine Bohrung (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das radial innere Rohr ein Übermaß gegenüber dem radial inneren Durchmesser des radial äußeren Rohres aufweist, und dass für die Durchmesser der einzelnen Rohre in Bezug auf den Außendurchmesser D_W, den Fügedurchmesser D_F sowie auf den Innendurchmesser D_Wi der fertig gestellten Hohlrolle (1) die folgenden Verhältnisse gelten: das Durchmesserverhältnis Q_i = D_Wi/D_W der Hohlrolle (1) ist größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 0,8; das Durchmesserverhältnis Q_ii = D_Wi/D_F des inneren Rohrs ist größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 0,9; das Durchmesserverhältnis Q_ai = D_F/D_W des äußeren Rohrs ist größer oder gleich 0,6 und kleiner oder gleich 0,95.
Hohlrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchmesserverhältnis Q_i der Hohlrolle (1) einen Wert von 0,725 hat, dass das Durchmesserverhältnis Q_ii des inneren Rohres 0,806 beträgt, und dass das Durchmesserverhältnis Q_ai des äußeren Rohres (2) einen Wert von 0,9 hat.
Hohlrolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, die Hohlrolle (1) aus zwei bis fünf ineinander geschachtelten Rohren besteht.
Hohlrolle nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre gleiche axiale Längen aufweisen.
Hohlrolle nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohr eine kürzere axiale Länge aufweist als ein anderes Rohr.
Hohlrolle nach zumindest einem der Ansprüche 1, 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das radial äußere Rohr eine radial innere Mantelfläche (5) mit einer kegeligen Geometrie aufweist, und dass das radial innere Rohr eine radial äußere Mantelfläche (4) mit einer kegeligen Geometrie hat, wobei die beiden kegeligen Mantelflächen (4, 5) gegeneinander angestellt sind.
Hohlrolle nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien bestehen.
Hohlrolle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Rohr aus einem Wälzlagerstahl, insbesondere aus einem 100Cr6-Stahl, besteht.
Hohlrolle wenigstens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Rohr aus Aluminium, aus Sintermaterial, aus einem niedrig legierten Stahl oder aus einer Legierung mit Memory-Effekt besteht.
Hohlrolle wenigstens nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Rohre über eine Klebe- oder Lötverbindung miteinander verbunden sind.
Hohlrolle wenigstens nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Fügeflächen mit einer Beschichtung versehen ist, welche insbesondere geeignet ist zur Vermeidung von Reibkorrosion und/oder Veränderung des Reibwertes in den Fügeflächen.
Hohlrolle wenigstens nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen zwei der Rohre ein Micro Formschluss, insbesondere durch Rändeln, hergestellt ist.
Verfahren, bei dem die Hohlrolle nach Anspruch 1 bis 12 hergestellt wird, wobei das innere Rohr erst nach dem Fügen teilplastisch aufgeweitet wird, so dass in einer Fuge zwischen dem inneren Rohr und dem äußeren Rohr eine dauerhafte Flächenpressung entsteht.