DE102008028164A1

DE102008028164A1 - Rolle und Rollenlager mit der Rolle

Info

Publication number: DE102008028164A1
Application number: DE102008028164A
Authority: DE
Inventors: Sonja Rößner; Rut Heemskerk; Mathias Haissig; Hartwig Olma
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2008-06-12
Publication date: 2010-01-07
Anticipated expiration: 2028-06-13
Also published as: DE102008028164B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rolle für ein Rollenlager, wobei wenigstens eine Stirnseite der Rolle in einem vorgebbaren Abstand von der Rollenmittenachse bis hin zu einem Kantenkürzungsbereich gemäß einer gekrümmten Kurve ausgebildet ist, die zwischen den beiden Grenzkurven y_max und y_min verlaufend ausgebildet ist,

wobei x der Abstand von der Rollenmittenachse ist, wobei y_max und y_min jeweils einen Profilabfall entlang der x-Koordinate in mm beschreiben, wobei D_w der nominale Durchmesser der Stirnseite ist und im jeweils ersten Klammerausdruck für y_max und y_min als dimensionslose Größe in mm einzusetzen ist, wobei r_max und r_min der maximale und der minimale Radius der Kantenkürzung sind und wobei K_max und K_min Konstanten zwischen 6 und 100 sind, wobei K_max größer gleich K_min ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rolle und ein Rollenlager mit der Rolle.
Aus dem Stand der Technik ist eine Reihe von Rollenlagern, insbesondere Zylinder- und Kegelrollenlager bekannt, bei denen wenigstens eines der Abrollflächenelemente für die Rollen mit wenigstens einem sogenannten Bord ausgebildet ist, an dem wenigstens ein äußerer ringartiger Bereich wenigstens einer Stirnseite der Rollen auch bei bestimmungsgemäßem Betrieb des Rollenlagers zum Anlaufen vorgesehen ist. Dieser Bereich kann auch als ein sogenannter Stirnseitenverblendungsbereich speziell ausgebildet sein, an dem sich nach radial außen hin der sogenannte Kantenkürzungsbereich und nach radial innen hin die übrige Stirnseite der Rolle anschließt, wobei die übrige Stirnseite im Wesentlichen plan, mit oder ohne Dimpel oder sonst wie ausgebildet sein kann.
Beispielsweise in der DE 102 30 357 B4 ist eine Ausführungsform für den Verblendungsbereich beschrieben, der aber im Hinblick auf eine geringe Reibung zwischen Rolle und Bord nach wie vor suboptimal ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es dabei, eine Rolle mit einem verbesserten Verblendungsbereich zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
In Anspruch 1 ist eine Rolle für ein Rollenlager beschrieben, wobei wenigstens eine Stirnseite der Rolle in einem vorgebbaren Abstand von der Rollenmittenachse bis hin zu einem Kantenkürzungsbereich gemäß einer gekrümmten Kurve ausgebildet ist, die zwischen den beiden Grenzkurven y_max und y_min verlaufend ausgebildet ist, wobei
wobei x der Abstand von der Rollenmittenachse ist, wobei y_max und y_min jeweils einen Profilabfall entlang der x-Koordinate in mm beschreiben, wobei D_w der nominale Durchmesser der Stirnseite ist und im jeweils ersten Klammerausdruck für y_max und y_min als dimensionslose Größe in mm einzusetzen ist, wobei r_max und r_min der maximale und der minimale Radius der Kantenkürzung sind, und wobei K_max und K_min Konstanten zwischen 6 und 100 sind, wobei K_max größer gleich K_min ist.
Umfangreiche Versuchsreihen haben dabei ergeben, dass mit einer Stirnseitenverblendung, die innerhalb der vorausgehend definierten Grenzen liegt, die Kontaktverhältnisse im Bordkontakt besonders verbessert und gerade die maximalen Druckspannungen mit Vorteil vergleichsweise niedrig sind. Weiterhin wird bei einem Schränken oder Kippen der Rollen der Kontakt punkt zwischen Rollenstirnseite und dem beispielsweise am inneren Abrollflächenelement ausgebildeten Bord radial möglichst weit innen gehalten, wodurch mit Vorteil die Reibung minimiert ist. Reibung, Temperatur und das Risiko von sogenannten Bordfressern sind mit Vorteil ebenfalls wesentlich geringer.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur.
Die Figur zeigt dabei als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung einen ausschnittsweisen Längsschnitt durch eine sozusagen aufrecht stehenden Zylinderrolle im rechten Bereich ihrer unteren Rollenstirnseite. Dabei ist mit strichpunktierter Line die Rollenmittenachse M der Zylinderrolle dargestellt. Dazu senkrecht ist eine x-Achse eines kartesischen Koordinatensystems orientiert, die somit im Wesentlichen entlang der Rollenstirnseite ausgerichtet ist. Die Rollenmittenachse M kann somit als eine y-Achse des kartesischen Koordinatensystems aufgefasst werden.
Der Ausschnitt zeigt dabei den Rollenstirnseitenverlauf y lediglich in einem Bereich, der von der Rollenmittenachse größer als 0,8·D_W/2 und kleiner als 0,95·D_W/2 beabstandet ist, wobei D_W der nominale Rollendurchmesser der Zylinderrolle ist. Im dargestellten Bereich ist der Rollenstirnseitenverlauf y der Zylinderrolle auch bei bestimmungsgemäßem Betrieb des Zylinderrollenlagers zum Anlaufen beispielsweise an einem am Lagerinnenring des Zylinderrollenlagers ausgebildeten Bord vorgesehen.
Im Bereich größer 0,95·D_W/2 geht die Rollenstirnseite in den sogenannten Kantenkürzungsbereich über. Im Bereich kleiner 0,8·D_W/2 ist die Rollenstirn seite im Wesentlich plan oder den Verlauf y fortsetzend und mit oder ohne einen Dimpel ausgebildet.
Die untere Rollenstirnseite ist dabei radial umlaufend entsprechend dem vorausgehend beschriebenen ausgebildet. Die obere Rollenstirnseite ist bezüglich einer im Mittelpunktpunktbereich der Zylinderrolle auf der Rollenmittenachse M senkrecht stehenden Ebene spiegelbildlich entsprechend ausgebildet. Der die beiden Rollenstirnseiten verbindende Mantelbereich der Zylinderrolle kann dabei im Wesentlichen gerade, leicht nach außen ausgebaucht, mit einem logarithmischen Profil oder dergleichen ausgebildet sein.
Der Verlauf y ist dabei derart ausgebildet, dass er frei von einer Krümmungsverhaltenänderung zwischen zwei Grenzkurven y_max und y_min verläuft, wobei
Der nominale Durchmesser D_W der Zylinderrolle ist dabei 50 mm. Die Konstanten K_max und K_min sind beide gleich 20 gewählt, wobei die Zylinderrolle durch ein ein Hartdrehen umfassendes Verfahren hergestellt ist. Der maximale und der minimale Radius der Kantenkürzung r_max und r_min sind dabei wie folgt gewählt: rmin = 0,1 + 0,0045·DW 1,3 und rmax = 0,35 + 0,09·DW 0,8.
Dabei sind D_W wie auch der Abstand x als dimensionslose Größen in mm einzusetzen, wobei sich dann die Grenzkurven y_max und y_min ebenfalls als dimensionslose Größen in mm ergeben.
Bei der Darstellung in der Figur ist ausdrücklich darauf hinzuweisen, dass die Skalierung entlang der Rollenmittenachse sehr viel weiter gedehnt ist als die entlang der x-Achse, da anderenfalls bei gleicher Skalierung alle Kurven y, y_max und y_min sehr flach und kaum unterscheidbar, dicht beieinander liegend darzustellen wären.
In anderen Ausführungsformen können die Werte für r_min und r_max auch entsprechend der DIN 5402-1 gewählt sein und/oder für hartgeschmirgelte Rollen mit D_w ≤ 30 mm können die Konstanten K_max und K_min insbesondere kleiner gleich 17 und für gleitgeschliffene Rollen mit D_w ≥ 30 mm größer gleich 70 gewählt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10230357 B4 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- DIN 5402-1 [0017]

Claims

Rolle für ein Rollenlager, wobei wenigstens eine Stirnseite der Rolle in einem vorgebbaren Abstand von der Rollenmittenachse bis hin zu einem Kantenkürzungsbereich gemäß einer gekrümmten Kurve ausgebildet ist, die zwischen den beiden Grenzkurven y_max und y_min verlaufend ausgebildet ist, wobei
wobei x der Abstand von der Rollenmittenachse ist, wobei y_max und y_min jeweils einen Profilabfall entlang der x-Koordinate in mm beschreiben, wobei D_w der nominale Durchmesser der Stirnseite ist und im jeweils ersten Klammerausdruck für y_max und y_min als dimensionslose Größe in mm einzusetzen ist, wobei r_max und r_min der maximale und der minimale Radius der Kantenkürzung sind, und wobei K_max und K_min Konstanten zwischen 6 und 100 sind, wobei K_max größer gleich K_min ist.
Rolle nach Anspruch 1, wobei r_min ≈ 0,1 + 0,0045·D_W ^1,3 und/oder r_max ≈ 0,35 + 0,09·D_W ^0,8 ist, wobei D_W als dimensionslose Größe in mm einzusetzen ist und sich r_max und r_min als dimensionslose Größen in mm ergeben.
Rolle nach Anspruch 1, wobei r_min und/oder r_max entsprechend der DIN 5402-1 gewählt sind.
Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der vorgebbare Abstand größer 0,5·D_w/2, insbesondere größer 0,7·D_w/2 ist.
Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei K_max und K_min zwischen 6 und 100 gewählt sind.
Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei K_max gleich K_min und/oder r_max gleich r_min gewählt sind.
Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei K_max und K_min für hartgeschmirgelte Rollen mit D_w ≤ 30 mm kleiner gleich 17 gewählt sind.
Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei K_max und K_min für gleitgeschliffene Rollen mit D_w ≥ 30 mm größer gleich 70 gewählt sind.
Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei K_max und K_min für hartgedrehte Rollen in einem Bereich zwischen 17 und 21 gewählt sind.
Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Kurve im Wesentlichen frei von einer Krümmungsverhaltenänderung ausgebildet ist.
Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Bereich zwischen dem vorgebbaren Abstand und dem Kantenkürzungsbereich zum Anlaufen an einem Bord eines Abrollflächenelements des Rollenlagers vorgesehen ist.
Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Rolle als eine Zylinderrolle eines Zylinderrollenlagers ausgebildet ist und D_W der nominelle Rollendurchmesser der Zylinderrolle ist.
Rollenlager mit Rollen nach einem der Ansprüche 1 bis 12.