WO2008067794A2 - Hollow roller of a cylindrical roller bearing, method for producing a corresponding hollow roller - Google Patents

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Jochen Sarfert
Tomas Smetana
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/34Rollers; Needles

Definitions

  • the invention relates to a hollow roller for a cylindrical roller bearing with outer ring and inner ring, between which rolling elements designed as rolling elements are arranged, of which at least one roller is designed as a hollow roller, which consists of at least two coaxially pressed into each other tubes, wherein an inner circumferential surface of a radially outer tube full contact with an outer circumferential surface of a radially inner tube, and in which a radially inner tube has a bore.
  • the invention relates to a method for producing such a hollow roller. Background of the invention
  • the load is transmitted in principle by rolling elements, in the case of cylindrical roller bearings by cylindrical rollers.
  • rolling elements In linear or rotary motion of the cylindrical roller bearing and the rolling elements must be moved. This movement takes place, for example, in the case of linear guides at half the speed of the two cylindrical roller bearing parts, which usually consist of carriages and rail in the case of linear bearings.
  • the energy required for this movement is generally transmitted by frictional forces.
  • appropriate normal forces between the rolling elements and the raceway are required. If the normal forces are too low, slip occurs between the treads. Such slip conditions cause the rollers no longer rotate with their kinematic speed around their own axis and the rolling element no longer moves kinematically.
  • DE 197 34 980 A1 proposes a change-speed gearbox with at least one gear wheel mounted on a gear shaft via a cylindrical roller bearing which can be coupled to the gear shaft via a coupling element, radially between an inner raceway assigned to the gear shaft and a hub of the gearwheel assigned outer race cylindrical hollow rollers are arranged in a cylindrical roller bearing cage. At least one hollow roller is elastically deformable radially biased, wherein its diameter is greater than the diameter of the remaining cylindrical rolling elements.
  • the one-piece hollow roller can consist of a plastic, of a thin-walled hollow steel body or of a spirally or helically wound spring steel.
  • Hollow rollers have the disadvantage that in the region of the bore a bending-tension alternating voltage occurs, which is unfavorable in the rolling elements commonly used.
  • hollow rollers also have principal advantages. They are characterized by a low weight, are flexible and easy to compress, which is emphasized in particular in US Pat. No. 3,930,693, which likewise relates to one-piece hollow rollers.
  • DE 566 062 C discloses a roll for roller bearings which consists of a core and one or more mechanically firmly joined cladding layers in order to limit the propagation of a crack, in particular starting from the centering holes of the roll.
  • the purpose of such an embodiment is that crack formation during clamping of the blank for the purpose of material processing is avoided.
  • US Pat. No. 642,204 also discloses a hollow roller of a cylindrical roller bearing in which a tubular insert of compressed fibers is inserted into a hollow roller, which surrounds the bore and serves to increase the durability of a pin or bolt guided through the bore. which is in direct contact with the coating to increase.
  • a hollow roller is known, which is made according to the local Fig. 4 of two coaxially arranged and radially spaced pipe sections, said ends of an outer tube section are deformed by rotational deformation such that they on the radially inner pipe section to the plant come.
  • DE 39 19 199 A1 describes a method for producing a hollow roller with the features of the preamble of claim 1.
  • a described in relation to the local figure 2 hollow shaft consists of three coaxially pressed into each other tubes, in which an inner circumferential surface of a radially outer tube the entire surface rests against an outer circumferential surface of a radially inner tube, wherein a radially inner tube forms a bore open on both sides, which serves to guide a cage bolt.
  • the hollow roller described there is except for the bore, which has a small diameter, held quite solid. The adjustment of a bias by the design of the hollow role plays no role in this document.
  • the invention has for its object to provide a hollow roller, which does not have the disadvantage of high bending tension alternating voltages, and allows a bias in WälzSystemsatz in a simple constructive manner. Furthermore, a further object is to improve the (long) durability, in particular the durability, of such a hollow roller and to allow easy adjustment of a desired bias.
  • the invention is based on the finding that the stated object can be achieved in that the hollow roller consists of nested tubes, wherein at least one inner tube has an excess before joining, so that by the connection of a tension on the outer tube is produced.
  • the stated object can be achieved by the fact that the inner tube and the outer tube have certain diameter ratios.
  • the invention is therefore based on a hollow roller for a cylindrical roller bearing with outer ring and inner ring between which rolling elements designed as rollers are arranged, of which at least one roller is designed as a hollow roller, which consists of at least two coaxially pressed into each other tubes, wherein an inner Outer surface of a radially outer tube over its entire surface on an outer circumferential surface of a radially inner tube, and in which a radially inner tube has a bore.
  • the radially inner tube has an excess, in particular from 0.1% to 15%, compared to the radially inner diameter of the radially outer tube, and that for the diameter of the individual tubes with respect to the outer diameter Dw .
  • the joint diameter D F and on the inner diameter D W i of the finished hollow roll the following conditions apply:
  • the diameter ratio Qi D w i / D w of the hollow roller is greater than or equal to 0.5 and less than or equal to 0.8.
  • the diameter ratio Qu D W i / DF of the inner tube is greater than or equal to 0.5 and less than or equal to 0.9.
  • a hollow roll is created in which bending tension alternating stresses in the region of the inside diameter of the hollow roll are significantly reduced during circulation of the hollow roll in the cylindrical roller bearing.
  • the diameter ratio Qi of the hollow roll is 0.725, that the diameter ratio Qn of the inner pipe is 0.806, and that the diameter ratio Q a i of the outer pipe is 0.900. These values have been found in experiments to be particularly favorable.
  • the radially inner tube has an excess in a range of 0.1% to 15% relative to the radially inner diameter of the radially outer tube.
  • the hollow roller consists of two to five nested tubes.
  • a further embodiment of the invention provides that the nested tubes of a hollow roller have the same axial lengths. Likewise, it is within the scope of the invention to provide that one tube has a shorter axial length than another tube.
  • the radially outer tube has a radially inner circumferential surface, which has a conical shape, and that the radially inner tube has a radially outer surface, which also has a conical geometry, wherein the two conical Lateral surfaces are employed against each other.
  • the tubes consist of the same or different materials. It is preferred that at least one tube consists of a bearing steel, for example, a 10OCr ⁇ steel.
  • an embodiment of the invention is particularly advantageous, which is characterized in that the inner tube is made of aluminum, sintered material, a low alloy steel or an alloy with memory effect.
  • At least one of the joining surfaces is provided with a coating which is particularly suitable for preventing fretting corrosion and / or changing the coefficient of friction in the joining surfaces.
  • a refinement of the invention is advantageous, in which at least between two of the tubes a micro positive connection, in particular by knurling, is produced.
  • the inner tube is widened in a partially plastic manner only after the joining, so that a permanent surface pressure is created in a joint between the inner tube and the outer tube.
  • FIG. 1 shows a cross section through a first embodiment of a hollow roller according to the invention
  • FIG. 3 shows a cross section through a second embodiment of a hollow roller according to the invention
  • FIG. 1 and 2 a first embodiment of a hollow roller 1 according to the invention in cross-section and in longitudinal section is shown.
  • the hollow roller 1 serves as a rolling element of a cylindrical roller bearing, not shown, with outer ring and inner ring, between which rolling elements designed as rollers are arranged, of which at least one roller is designed as a hollow roller 1.
  • the hollow roller 1 may have a larger or equal diameter compared to the other, solid rollers.
  • the hollow roller 1 according to Figures 1 and 2 consists of two coaxially pressed into each other tubes 2 and 3, wherein the radially inner tube 3 is coaxially pressed into the radially outer tube 2.
  • the radially outer circumferential surface 4 of the radially inner tube 3 rests against the radially inner circumferential surface 5 of the radially outer tube 2 over its entire surface.
  • the radially inner circumferential surface 6 of the radially inner tube 3 forms a bore 7, while the radially outer circumferential surface 8 of the radially outer tube 3 forms the outer surface of the hollow roller 1 and thus the outer diameter.
  • the axial length of the hollow roller 1 is 104 mm in the illustrated embodiment.
  • the outer diameter of the inner tube 3 is in fact greater by 0.1 to 15% before being pressed into the outer tube 3 than after being pressed in.
  • the inner tube is thus pressed with a defined excess in the outer tube 2.
  • a bias voltage is selectively generated in the outer tube 2, whereby at the same time disadvantageous alternating bending stresses during operation in the hollow roller 1 are reduced.
  • this makes it possible to avoid or at least reduce the bending-tension alternating stress on the inner diameter of the hollow roll 1 during circulation of the hollow roll 1.
  • grade 100Cr6 steel was used.
  • the inner tube 3 made of a material with a relation to the material of the outer tube 2 lower or higher temperature expansion coefficient. It can thereby be achieved that the introduced in the finished hollow roll bias is set lower or higher at low temperatures.
  • FIGS. 3 and 4 show a second exemplary embodiment of a hollow roller 1 according to the invention in cross-section or in longitudinal section.
  • the hollow roller 1 according to these figures also consists of two coaxially pressed into each other tubes 2 and 3, wherein the radially inner tube 3 is coaxially pressed into the radially outer tube 2.
  • the radially outer circumferential surface 4 of the radially inner tube 3 abuts the entire surface of the radially inner circumferential surface 5 of the radially outer tube 2.
  • the radially outer surface 8 of the radially outer tube 3 forms the outer surface of the hollow roller 1 and thus the outer diameter.
  • a third tube 9 which forms the bore 7 with its radially inner surface 10, while the radially outer surface 11 of this tube. 9 on the radially inner circumferential surface 6 of the inner tube 3 rests.
  • the two inner tubes 3 and 9 have been pressed in a process step each with a defined excess in the outer tube 2.
  • the axial length of the inner or middle tube 3 deviates from the axial lengths of the radially inner tube 9 and the outer tube 2.
  • the outer tube 2 and the radially inner tube 9 have the same lengths, the tube 3 is shorter than the other two tubes. Ren tubes 2 and 9.
  • FIG. 5 shows a longitudinal section of a third exemplary embodiment of a hollow roller 1 according to the invention, in which the shape of the tubes 2 and 3 inserted into one another is not cylindrical, but is conical on one side. Therefore, the radially outer tube 2 has a thick-walled end edge 12 and an opposite thin-walled end edge 13, so that the radially inner circumferential surface 5 of the radially outer tube 2 extends in an angle deviating from 90 °, in the illustrated embodiment at an angle of 86 °.
  • the radially inner tube 3 also has a thin-walled end edge 14 and opposite a thick-walled end edge 15 so that the radially outer surface 4 of the radially inner tube 3 extends at a different angle from 90 °, wherein the conical lateral surfaces 4 and 5 of the tubes 2 and 3 are employed against each other.
  • Tubes 2 and 3 which leads to a particularly durable composite. Furthermore, it has been shown that it is due to the conical design of the two tubes
  • the joining of the hollow roller 1 can be carried out only after the bearing assembly, so that only then creates the bias in the camp.
  • the bearing can then be mounted like a bearing without preload.

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Abstract

The invention relates to a hollow roller (1) for a cylindrical roller bearing with an outer ring and an inner ring, between which rolling elements that are configured as rollers are arranged. At least one roller is configured as a hollow roller (1) which consists of at least two tubes (2, 3, 9) that are coaxially pressed into each other, an inner peripheral surface (5) of a radially outer tube (2) resting with its entire surface on an outer peripheral surface (4) of a radially inner tube (3), and a radially inner tube (3; 9) comprising a bore (7) that is open at both ends. The aim of the invention is to improve durability of said hollow roller (1) and to adjust its prestress in a simple manner. For this purpose, the radially inner tube (3; 9) is overdimensioned in relation to the radially inner diameter of the radially outer tube (2) and the following ratios apply for the diameters of the individual tubes (2, 3, 9) in relation to the outer diameter D<SUB>W</SUB>, the joining diameter D<SUB>F</SUB> and the inner diameter D<SUB>Wi</SUB> of the finished hollow roller (1): the diameter ratio Q<SUB>i</SUB> = D<SUB>Wi</SUB> / D<SUB>W</SUB> of the hollow roller (1) is greater or equal 0.5 and smaller or equal 0.8; the diameter ratio Q<SUB>ii</SUB> = D<SUB>Wi</SUB> / D<SUB>F</SUB> of the inner tube (3; 9) is greater or equal 0.5 and smaller or equal 0.9; the diameter ratio Q<SUB>ai</SUB> = D<SUB>F</SUB> / D<SUB>W</SUB> of the outer tube (2) is greater or equal 0.6 and smaller or equal 0.95.

Description

Hohlrolle eines Zylinderrollenlagers, Verfahren zur Herstellung einer solchen Hohlrolle Hollow roller of a cylindrical roller bearing, method for producing such a hollow roller

Beschreibungdescription

Gebiet der ErfindungField of the invention

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.The invention relates to a hollow roller for a cylindrical roller bearing with outer ring and inner ring, between which rolling elements designed as rolling elements are arranged, of which at least one roller is designed as a hollow roller, which consists of at least two coaxially pressed into each other tubes, wherein an inner circumferential surface of a radially outer tube full contact with an outer circumferential surface of a radially inner tube, and in which a radially inner tube has a bore.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Hohlrolle. Hintergrund der ErfindungFurthermore, the invention relates to a method for producing such a hollow roller. Background of the invention

In Zylinderrollenlagern und in anderen Wälzlagern erfolgt die Lastübertra- gung 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 Wa- gen und Schiene bestehen.In cylindrical roller bearings and in other rolling bearings, the load is transmitted in principle by rolling elements, in the case of cylindrical roller bearings by cylindrical rollers. For linear or rotary motion of the cylindrical roller bearing and the rolling elements must be moved. This movement takes place, for example, in the case of linear guides at half the speed of the two cylindrical roller bearing parts, which usually consist of carriages and rail in the case of linear bearings.

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.The energy required for this movement is generally transmitted by frictional forces. For this purpose, appropriate normal forces between the rolling elements and the raceway are required. If the normal forces are too low, slip occurs between the treads. Such slip conditions cause the rollers no longer rotate with their kinematic speed around their own axis and the rolling element no longer moves kinematically.

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 Wälzkörpersatz- schlupf zu vermeiden, wurden auch schon einzelne größere Wälzkörper im Wälzkörpersatz verbaut.To avoid Wälzkörper- or Wälzkörpersatzschlupf, it is known to use a negative operating clearance, so a bias. This is often the case with tapered bearings, but is rarely used in needle, cylindrical roller and spherical roller bearings, as this leads to other disadvantages, such as increased friction. In order to prevent rolling element slip, individual larger rolling elements have already been installed in the rolling element set.

Beispielsweise wird in der DE 197 34 980 A1 ein Zahnräderwechselgetriebe vorgeschlagen, mit wenigstens einem über Zylinderrollenlager auf einer Ge- triebewelle 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.For example, DE 197 34 980 A1 proposes a change-speed gearbox with at least one gear wheel mounted on a gear shaft via a cylindrical roller bearing which can be coupled to the gear shaft via a coupling element, radially between an inner raceway assigned to the gear shaft and a hub of the gearwheel assigned outer race cylindrical hollow rollers are arranged in a cylindrical roller bearing cage. At least one hollow roller is elastically deformable radially biased, wherein its diameter is greater than the diameter of the remaining cylindrical rolling elements.

Die einstückige Hohlrolle kann dabei aus einem Kunststoff, aus einem dünnwandigen hohlen Stahlkörper oder aus einem spiralförmig oder wendeiförmig 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 kom- pressibel, welches insbesondere in der US 3,930,693 betont wird, welche ebenfalls einstückige Hohlrollen betrifft.The one-piece hollow roller can consist of a plastic, of a thin-walled hollow steel body or of a spirally or helically wound spring steel. Hollow rollers have the disadvantage that in the region of the bore a bending-tension alternating voltage occurs, which is unfavorable in the rolling elements commonly used. On the other hand, hollow rollers also have principal advantages. They are characterized by a low weight, are flexible and easy to compress, which is emphasized in particular in US Pat. No. 3,930,693, which likewise relates to one-piece hollow rollers.

Es sind auch bereits mehrteilige Hohlrollen und Rollen mit konzentrischen Einzelbestandteilen beschrieben worden. So offenbart die DE 566 062 C 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.There have also been described multi-part hollow rollers and rollers with concentric individual components. For example, DE 566 062 C discloses a roll for roller bearings which consists of a core and one or more mechanically firmly joined cladding layers in order to limit the propagation of a crack, in particular starting from the centering holes of the roll. The purpose of such an embodiment is that crack formation during clamping of the blank for the purpose of material processing is avoided.

Aus der US 642,204 ist zudem eine Hohlrolle eines Zylinderrollenlagers bekannt, bei der in eine Hohlrolle ein röhrenförmiger Einsatz (lining) aus ge- pressten 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 Fig. 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.US Pat. No. 642,204 also discloses a hollow roller of a cylindrical roller bearing in which a tubular insert of compressed fibers is inserted into a hollow roller, which surrounds the bore and serves to increase the durability of a pin or bolt guided through the bore. which is in direct contact with the coating to increase. From DE 101 49 833 B4 a hollow roller is known, which is made according to the local Fig. 4 of two coaxially arranged and radially spaced pipe sections, said ends of an outer tube section are deformed by rotational deformation such that they on the radially inner pipe section to the plant come. As a result, a cylindrical annular cavity is created in the roller, wherein through the radially inner pipe section in the rolling body a hole open on both sides is formed which is separated from the cylinder-shaped cavity by the component wall of the radially inner pipe section. With such a configured hollow role a rolling element with low weight but the same stability of a solid body to be realized, so that a hollow shaft designed in this way is not suitable for setting a bias voltage.

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 Figur 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.Finally, DE 39 19 199 A1 describes a method for producing a hollow roller with the features of the preamble of claim 1. A described in relation to the local figure 2 hollow shaft consists of three coaxially pressed into each other tubes, in which an inner circumferential surface of a radially outer tube the entire surface rests against an outer circumferential surface of a radially inner tube, wherein a radially inner tube forms a bore open on both sides, which serves to guide a cage bolt. The hollow roller described there is except for the bore, which has a small diameter, held quite solid. The adjustment of a bias by the design of the hollow role plays no role in this document.

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 ErfindungA disadvantage of previously known hollow rollers, which are used in cylindrical roller bearings to produce or adjust a bias, is the difficulty with which the bias can be adjusted. Furthermore, the durability of such known hollow rollers leaves something to be desired in operation, since internal stresses or bending-tension alternating voltages often lead to premature failure of these hollow rollers. Object of the invention

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.The invention has for its object to provide a hollow roller, which does not have the disadvantage of high bending tension alternating voltages, and allows a bias in Wälzkörpersatz in a simple constructive manner. Furthermore, a further object is to improve the (long) durability, in particular the durability, of such a hollow roller and to allow easy adjustment of a desired bias.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die gestellte Aufgabe dadurch lösen lässt, dass die Hohlrolle aus ineinander geschachtelten Roh- ren 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.The invention is based on the finding that the stated object can be achieved in that the hollow roller consists of nested tubes, wherein at least one inner tube has an excess before joining, so that by the connection of a tension on the outer tube is produced. In addition, it has been shown that the stated object can be achieved by the fact that the inner tube and the outer tube have certain diameter ratios.

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 Roh- ren 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.The invention is therefore based on a hollow roller for a cylindrical roller bearing with outer ring and inner ring between which rolling elements designed as rollers are arranged, of which at least one roller is designed as a hollow roller, which consists of at least two coaxially pressed into each other tubes, wherein an inner Outer surface of a radially outer tube over its entire surface on an outer circumferential surface of a radially inner tube, and in which a radially inner tube has a bore.

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 Dw, den Fügedurchmesser DF sowie auf den Innendurchmesser DWi der fertig gestellten Hohlrolle die folgenden Verhältnisse gelten:In addition, it is provided in this hollow roller, that the radially inner tube has an excess, in particular from 0.1% to 15%, compared to the radially inner diameter of the radially outer tube, and that for the diameter of the individual tubes with respect to the outer diameter Dw . the joint diameter D F and on the inner diameter D W i of the finished hollow roll the following conditions apply:

Das Durchmesserverhältnis Qi = DWi / Dw der Hohlrolle ist größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 0,8.The diameter ratio Qi = D w i / D w of the hollow roller is greater than or equal to 0.5 and less than or equal to 0.8.

Das Durchmesserverhältnis Qu = DWi / DF des inneren Rohrs ist größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 0,9.The diameter ratio Qu = D W i / DF of the inner tube is greater than or equal to 0.5 and less than or equal to 0.9.

Das Durchmesserverhältnis Qai = DF / Dw des äußeren Rohrs ist größer oder gleich 0,6 und kleiner oder gleich 0,95.The outer tube diameter ratio Q a i = D F / Dw is greater than or equal to 0.6 and less than or equal to 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.With these features, advantageously, a hollow roll is created in which bending tension alternating stresses in the region of the inside diameter of the hollow roll are significantly reduced during circulation of the hollow roll in the cylindrical roller bearing. As a result, it is now possible to execute not only individual but all rolling elements of the cylindrical roller bearing as hollow rollers. In addition, it has been found in studies compared to conventional hollow rollers that results in a 30% to 50% longer life of the hollow roller.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass das Durchmesserverhältnis Qi der Hohlrolle 0,725 beträgt, dass das Durchmesserverhältnis Qn des inneren Rohres 0,806 beträgt, und dass das Durchmesserverhältnis Qai des äußeren Rohres 0,900 beträgt. Diese Werte haben sich in Versuchen als besonders günstig herausgestellt.In addition, it may be provided that the diameter ratio Qi of the hollow roll is 0.725, that the diameter ratio Qn of the inner pipe is 0.806, and that the diameter ratio Q a i of the outer pipe is 0.900. These values have been found in experiments to be particularly favorable.

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 Rah- men der Erfindung vorzusehen, dass ein Rohr eine kürzere axiale Länge aufweist als ein anderes Rohr.Furthermore, in this hollow roller can also be provided that the radially inner tube has an excess in a range of 0.1% to 15% relative to the radially inner diameter of the radially outer tube. In another practical development can be provided that the hollow roller consists of two to five nested tubes. A further embodiment of the invention provides that the nested tubes of a hollow roller have the same axial lengths. Likewise, it is within the scope of the invention to provide that one tube has a shorter axial length than another tube.

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.In a particularly practical embodiment of the invention, it is provided that the radially outer tube has a radially inner circumferential surface, which has a conical shape, and that the radially inner tube has a radially outer surface, which also has a conical geometry, wherein the two conical Lateral surfaces are employed against each other.

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 10OCrβ-Stahl, besteht.Also particularly advantageous is an embodiment of the invention, which is characterized in that the tubes consist of the same or different materials. It is preferred that at least one tube consists of a bearing steel, for example, a 10OCrβ steel.

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.Finally, an embodiment of the invention is particularly advantageous, which is characterized in that the inner tube is made of aluminum, sintered material, a low alloy steel or an alloy with memory effect.

Weiterhin ist besonders vorteilhaft, wenn zumindest zwei der Rohre über eine Klebe- oder Lötverbindung miteinander verbunden sind.Furthermore, it is particularly advantageous if at least two of the tubes are connected to one another via an adhesive or solder joint.

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.It may also be particularly preferred in a development that at least one of the joining surfaces is provided with a coating which is particularly suitable for preventing fretting corrosion and / or changing the coefficient of friction in the joining surfaces. Finally, a refinement of the invention is advantageous, in which at least between two of the tubes a micro positive connection, in particular by knurling, is produced.

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.In the method according to the invention for producing a hollow roller as described, it is provided that the inner tube is widened in a partially plastic manner only after the joining, so that a permanent surface pressure is created in a joint between the inner tube and the outer tube.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigtThe invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Hohlrolle gemäß der Erfindung,1 shows a cross section through a first embodiment of a hollow roller according to the invention,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Hohlrolle gemäß Fig. 1 ,2 shows a longitudinal section through the hollow roller of FIG. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Hohlrolle gemäß der Erfindung,3 shows a cross section through a second embodiment of a hollow roller according to the invention,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Hohlrolle gemäß Fig. 3, und4 shows a longitudinal section through the hollow roller of FIG. 3, and

Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Hohlrolle gemäß der Erfindung, Detaillierte Beschreibung der Zeichnung5 shows a longitudinal section through a third embodiment of a hollow roller according to the invention, Detailed description of the drawing

In den Figuren 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.In Figures 1 and 2, a first embodiment of a hollow roller 1 according to the invention in cross-section and in longitudinal section is shown. The hollow roller 1 serves as a rolling element of a cylindrical roller bearing, not shown, with outer ring and inner ring, between which rolling elements designed as rollers are arranged, of which at least one roller is designed as a hollow roller 1. The hollow roller 1 may have a larger or equal diameter compared to the other, solid rollers.

Die Hohlrolle 1 gemäß den Figuren 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 Mantelflä- che 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.The hollow roller 1 according to Figures 1 and 2 consists of two coaxially pressed into each other tubes 2 and 3, wherein the radially inner tube 3 is coaxially pressed into the radially outer tube 2. The radially outer circumferential surface 4 of the radially inner tube 3 rests against the radially inner circumferential surface 5 of the radially outer tube 2 over its entire surface. The radially inner circumferential surface 6 of the radially inner tube 3 forms a bore 7, while the radially outer circumferential surface 8 of the radially outer tube 3 forms the outer surface of the hollow roller 1 and thus the outer diameter.

Der Durchmesser der radial inneren Mantelfläche 6 des radial inneren Rohres 3 ist mit DWj 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 DF, und der Durchmesser der Hohlrolle 1 bzw. der radial äußeren Mantelfläche 8 des radial äußeren Rohres mit Dw. Der Radius der radial äußeren Mantelfläche 8 des radial äußeren Rohres 2 ist mit ra, der Radius zur Fügestelle mit rF und der Radius des Innendurchmessers der Hohlrolle ist mit r-, bezeichnet.The diameter of the radially inner circumferential surface 6 of the radially inner tube 3 is indicated by D W j, the diameter at the joint between the radially outer surface 4 of the radially inner tube 3 and the radially inner circumferential surface 5 of the radially outer tube 2 with DF, and the diameter of the hollow roller 1 and the radially outer surface 8 of the radially outer tube with D w . The radius of the radially outer circumferential surface 8 of the radially outer tube 2 is denoted by r a , the radius to the joint with r F and the radius of the inner diameter of the hollow roller with r-.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel betragen die Durchmesser Dw = 50,8 mm, Dwi = 36,8 mm und DF = 45,7 mm. Daraus ergeben sich folgende Durchmesserverhältnisse Q: Das Durchmesserverhältnis Q1 der Hohlrolle 1 beträgt DWj/ Dw = 0,725.In the illustrated embodiment, the diameters D w = 50.8 mm, Dwi = 36.8 mm and D F = 45.7 mm. This results in the following diameter ratios Q: The diameter ratio Q 1 of the hollow roll 1 is D W j / D w = 0.725.

Das Durchmesserverhältnis Q11 des inneren Rohres 3 beträgt DWj / DF = 0,806.The diameter ratio Q 11 of the inner tube 3 is D W j / D F = 0.806.

Das Durchmesserverhältnis Qaι des äußeren Rohres 2 beträgt DF / Dw = 0,900.The diameter ratio Q a ι of the outer tube 2 is D F / D w = 0.900.

Die axiale Länge der Hohlrolle 1 beträgt im dargestellten Ausführungsbei- spiel 104 mm.The axial length of the hollow roller 1 is 104 mm in the illustrated embodiment.

In Vergleichsuntersuchungen mit einer herkömmlichen, einstückigen Hohlrolle mit identischer Länge und identischem Außendurchmesser, einem Innendurchmesser Dwi von 40,6 mm und einem Durchmesserverhältnis Qi 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.In comparative investigations with a conventional, one-piece hollow roller with identical length and identical outside diameter, an inner diameter Dwi of 40.6 mm and a diameter ratio Qi of 0.80 has surprisingly been found that the comparison stresses of the inventively designed hollow roller 1 is 30% higher than that conventional one-piece hollow roll was. Compared to the one-piece hollow roller, the bias could be adjusted significantly better and more precisely, in particular by the excess of the inner tube. 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.The outer diameter of the inner tube 3 is in fact greater by 0.1 to 15% before being pressed into the outer tube 3 than after being pressed in. The inner tube is thus pressed with a defined excess in the outer tube 2. As a result, a bias voltage is selectively generated in the outer tube 2, whereby at the same time disadvantageous alternating bending stresses during operation in the hollow roller 1 are reduced. Furthermore, this makes it possible to avoid or at least reduce the bending-tension alternating stress on the inner diameter of the hollow roll 1 during circulation of the hollow roll 1. As the material for the outer tube 2 and for the inner tube 3, grade 100Cr6 steel was used. However, it is also within the scope of the invention to use a different material for the inner tube 3, for example a low-alloy steel, aluminum or an alloy with a memory effect.

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 addition, it is possible to produce the inner tube 3 made of a material with a relation to the material of the outer tube 2 lower or higher temperature expansion coefficient. It can thereby be achieved that the introduced in the finished hollow roll bias is set lower or higher at low temperatures.

In den Figuren 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.FIGS. 3 and 4 show a second exemplary embodiment of a hollow roller 1 according to the invention in cross-section or in longitudinal section. The hollow roller 1 according to these figures also consists of two coaxially pressed into each other tubes 2 and 3, wherein the radially inner tube 3 is coaxially pressed into the radially outer tube 2. The radially outer circumferential surface 4 of the radially inner tube 3 abuts the entire surface of the radially inner circumferential surface 5 of the radially outer tube 2. The radially outer surface 8 of the radially outer tube 3 forms the outer surface of the hollow roller 1 and thus the outer diameter.

Im Gegensatz zu der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Variante weist die Hohlrolle 1 gemäß den Figuren 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 ande- ren 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.In contrast to the variant shown in Figures 1 and 2, the hollow roller 1 according to Figures 3 and 4, a third tube 9, which forms the bore 7 with its radially inner surface 10, while the radially outer surface 11 of this tube. 9 on the radially inner circumferential surface 6 of the inner tube 3 rests. The two inner tubes 3 and 9 have been pressed in a process step each with a defined excess in the outer tube 2. The axial length of the inner or middle tube 3 deviates from the axial lengths of the radially inner tube 9 and the outer tube 2. While the outer tube 2 and the radially inner tube 9 have the same lengths, the tube 3 is shorter than the other two tubes. Ren tubes 2 and 9. However, it is within the scope of the invention to form the radially inner tube 9 with a radially outer tube 2 and / or with a deviating from the radial tube 3 length.

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 HohlrolleCharacterized in that the three tubes 2, 3 and 9 have different axial lengths, the suspension behavior of the hollow roller 1 is positively influenced over its axial length transversely to the raceway of the rolling bearing. Such a hollow role

1 , die aus den zylindrischen geschachtelten Rohren 2, 3 und 9 hergestellt ist, kann sich wie eine profilierte Rolle verhalten. Die unterschiedlich langen in- neren Rohre 2 und 9 dienen zudem zur gezielten Einstellung der Vorspannung in der fertig montierten Hohlrolle 1.1, which is made of the cylindrical nested tubes 2, 3 and 9, can behave like a profiled roll. The differently long inner tubes 2 and 9 are also used for targeted adjustment of the bias in the assembled hollow roller. 1

In Fig. 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hohlrolle 1 im Längsschnitt dargestellt, bei welcher die Form der ineinander ge- fügten 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°.FIG. 5 shows a longitudinal section of a third exemplary embodiment of a hollow roller 1 according to the invention, in which the shape of the tubes 2 and 3 inserted into one another is not cylindrical, but is conical on one side. Therefore, the radially outer tube 2 has a thick-walled end edge 12 and an opposite thin-walled end edge 13, so that the radially inner circumferential surface 5 of the radially outer tube 2 extends in an angle deviating from 90 °, in the illustrated embodiment at an angle of 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.Accordingly, the radially inner tube 3 also has a thin-walled end edge 14 and opposite a thick-walled end edge 15 so that the radially outer surface 4 of the radially inner tube 3 extends at a different angle from 90 °, wherein the conical lateral surfaces 4 and 5 of the tubes 2 and 3 are employed against each other.

Beim Zusammenfügen der beiden Rohre entsteht ein Presssitz der beidenWhen joining the two tubes creates a press fit of the two

Rohre 2 und 3, welcher zu einem besonders haltbaren Verbund führt. Ferner hat sich gezeigt, dass es durch die kegelige Ausgestaltung der beiden RohreTubes 2 and 3, which leads to a particularly durable composite. Furthermore, it has been shown that it is due to the conical design of the two tubes

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.2, 3 is particularly easy to adjust the roller outer diameter. In addition, the joining of the hollow roller 1 can be carried out only after the bearing assembly, so that only then creates the bias in the camp. The bearing can then be mounted like a bearing without preload.

In Abweichung zu der in Fig. 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. In contrast to the embodiment shown in FIG. 5, it is also possible to form the conical inner tube 3 shorter than the conical outer tube 2, which leads to a particularly simple assembly of a hollow roller 1 configured in this way.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

I Hohlrolle 2 Äußeres RohrI Hollow roller 2 Outer tube

3 Inneres Rohr3 inner tube

4 Äußere Mantelfläche des inneren Rohres 34 Outer lateral surface of the inner tube. 3

5 Innere Mantelfläche des äußeren Rohres 25 Inner circumferential surface of the outer tube. 2

6 Innere Mantelfläche des inneren Rohres 3 7 Bohrung6 Inner surface of the inner tube 3 7 hole

8 Äußere Mantelfläche des äußeren Rohres 28 Outer lateral surface of the outer tube 2

9 Inneres Rohr9 inside pipe

10 Innere Mantelfläche des Rohres 910 Inner surface of the tube 9

I 1 Äußere Mantelfläche des Rohres 9 12 StirnkanteI 1 Outer lateral surface of the tube 9 12 end edge

13 Stirnkante13 front edge

14 Stirnkante14 front edge

15 Stirnkante 15 front edge

Claims

Patentansprüche claims 1. 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 (2, 3, 9) besteht, wobei eine innere Mantelfläche (5) eines radial äußeren Rohres (2) vollflächig an einer äußeren Mantelfläche (4) eines radial inneren Rohrs (3) anliegt, und bei der ein radial inneres Rohr (3; 9) eine Bohrung (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das radial innere Rohr (3; 9) ein Übermaß gegenüber dem radial inneren Durchmesser des radial äußeren Rohres (2) aufweist, und dass für die Durchmesser der einzelnen Rohre (2, 3, 9) in Bezug auf den Außendurchmesser Dw, den Fügedurchmesser DF sowie auf den Innendurchmesser DWj der fertig gestellten Hohlrolle (1) die folgenden Verhältnisse gelten:1. hollow roller (1) for a cylindrical roller bearing with outer ring and inner ring, between which rolling elements designed as rolling elements are arranged, of which at least one roller as a hollow roller (1) is formed, which consists of at least two coaxially pressed into each other tubes (2, 3, 9 ), wherein an inner circumferential surface (5) of a radially outer tube (2) over the entire surface of an outer circumferential surface (4) of a radially inner tube (3) is present, and wherein a radially inner tube (3, 9) has a bore (7 ), characterized in that the radially inner tube (3; 9) has an oversize relative to the radially inner diameter of the radially outer tube (2), and that for the diameter of the individual tubes (2, 3, 9) with respect to the outer diameter D w , the joint diameter D F and on the inner diameter D W j of the finished hollow roller (1) the following conditions apply: das Durchmesserverhältnis Qj = DWi / Dw der Hohlrolle (1 ) ist größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 0,8;the diameter ratio Qj = D w i / Dw of the hollow roll (1) is greater than or equal to 0.5 and less than or equal to 0.8; das Durchmesserverhältnis QÜ = DWι/ DFdes inneren Rohrs (3; 9) ist größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 0,9; das Durchmesserverhältnis Qai = DF / Dw des äußeren Rohrs (2) ist größer oder gleich 0,6 und kleiner oder gleich 0,95. the diameter ratio Q U = D W / D F of the inner tube (3; 9) is greater than or equal to 0.5 and less than or equal to 0.9; the diameter ratio Q a i = D F / Dw of the outer tube (2) is greater than or equal to 0.6 and less than or equal to 0.95. 2. Hohlrolle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Durchmesserverhältnis Q1 der Hohlrolle (1) einen Wert von 0,725 hat, dass das Durchmesserverhältnis Qn des inneren Rohres (3; 9) 0,806 beträgt, und dass das Durchmesserverhältnis Qaι des äußeren Rohres (2) einen Wert von 0,9 hat.2. hollow roller according to claim 1, characterized in that the diameter ratio Q 1 of the hollow roller (1) has a value of 0.725, that the diameter ratio Q n of the inner tube (3; 9) is 0.806, and that the diameter ratio Q a of the outer tube (2) has a value of 0.9. 3. Hohlrolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, die Hohlrolle (1) aus zwei bis fünf ineinander geschachtelten Rohren (2, 3, 9) besteht.3. hollow roller according to claim 1 or 2, characterized in that the hollow roller (1) consists of two to five nested tubes (2, 3, 9). 4. Hohlrolle nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (2, 3, 9) gleiche axiale Längen aufweisen.4. hollow roller according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the tubes (2, 3, 9) have the same axial lengths. 5. Hohlrolle nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohr (2; 3; 9) eine kürzere axiale Länge aufweist als ein anderes Rohr (2; 3; 9).5. hollow roller according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that a tube (2, 3, 9) has a shorter axial length than another tube (2, 3, 9). 6. Hohlrolle nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass das radial äußere Rohr (2) eine radial innere6. hollow roller according to at least one of claims 1 to 5, character- ized in that the radially outer tube (2) has a radially inner Mantelfläche (5) mit einer kegeligen Geometrie aufweist, und dass das radial innere Rohr (3) eine radial äußere Mantelfläche (4) mit einer kegeligen Geometrie hat, wobei die beiden kegeligen Mantelflächen (4, 5) gegeneinander angestellt sind.Having lateral surface (5) with a conical geometry, and that the radially inner tube (3) has a radially outer surface (4) with a conical geometry, wherein the two conical lateral surfaces (4, 5) are employed against each other. 7. Hohlrolle nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (2; 3; 9) aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien bestehen.7. Hollow roller according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the tubes (2; 3; 9) consist of the same or different materials. 8. Hohlrolle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Rohr (2; 3; 9) aus einem Wälzlagerstahl, insbesondere aus einem 100Cr6-Stahl, besteht. 8. Hollow roller according to claim 7, characterized in that at least one tube (2; 3; 9) consists of a rolling bearing steel, in particular of a 100Cr6 steel. 9. Hohlrolle wenigstens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Rohr (3; 9) aus Aluminium, aus Sintermaterial, aus einem niedrig legierten Stahl oder aus einer Legierung mit Memory- Effekt besteht.9. hollow roller at least according to claim 7, characterized in that the inner tube (3; 9) consists of aluminum, sintered material, a low alloy steel or an alloy with memory effect. 10. Hohlrolle wenigstens nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Rohre über eine Klebe- oder Lötverbindung miteinander verbunden sind.10. hollow roller according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least two of the tubes are connected to one another via an adhesive or solder joint. 11. 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.11. hollow roller at least one of the preceding claims, characterized in that at least one of the joining surfaces is provided with a coating which is particularly suitable for preventing fretting corrosion and / or change in the coefficient of friction in the joining surfaces. 12. Hohlrolle wenigstens nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen zwei der Rohre ein Micro Formschluss, insbesondere durch Rändeln, hergestellt ist.12. hollow roller according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least between two of the tubes, a micro-positive connection, in particular by knurling, is made. 13. Verfahren zum Herstellen einer Hohlrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, 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. 13. A method for producing a hollow roller according to one of claims 1 to 12, wherein the inner tube is widened partially plastic after joining, so that in a joint between the inner tube and the outer tube a permanent surface pressure arises.
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