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DE102017101397B4 - Wälzkörper für ein Wälzlager - Google Patents

Wälzkörper für ein Wälzlager Download PDF

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DE102017101397B4
DE102017101397B4 DE102017101397.0A DE102017101397A DE102017101397B4 DE 102017101397 B4 DE102017101397 B4 DE 102017101397B4 DE 102017101397 A DE102017101397 A DE 102017101397A DE 102017101397 B4 DE102017101397 B4 DE 102017101397B4
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Abstract

Wälzkörper für ein Wälzlager, aufweisend einen Grundkörper (12), der eine Stützstruktur (14) mit durch die Stützstruktur (14) definierten Kavitäten (16) aufweist, wobei die Stützstruktur (14) zumindest teilweise von einer geschlossenen Oberflächenschicht (20) umrahmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavitäten (16) zumindest teilweise, insbesondere vollständig, mit einem partikulären Material (22) gefüllt sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wälzkörper für ein Wälzlager. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Wälzkörpers.
  • Wälzkörper für Wälzlager sind aus dem Stand der Technik in verschiedenen Ausführungen bekannt. Derartige Wälzkörper sind oftmals aus einem Metall oder einer Keramik geformt. Dabei sind die Wälzkörper meist aus einem Vollmaterial geformt. Insbesondere Wälzkörper aus Metall können eine gewisse Dämpfungswirkung aufweisen.
  • Aus dem Dokument DE 10 2013 105 653 B4 ist ferner ein Wälzkörper für ein Wälzlager oder ein Gelenk bekannt, aufweisend einen Kern aus Metall mit einer Wabenstruktur, durch die eine Mehrzahl von Hohlräumen in dem Kern definiert ist, und eine den Kern zumindest teilweise umgebende Schale, welche zumindest die Lauffläche des Wälzkörpers ausbildet. Ein derartiger Wälzkörper kann durch 3D-Druck erzeugbar sein.
  • Derartige aus dem Stand der Technik bekannte Lösungen können jedoch noch weiteres Verbesserungspotential bieten, insbesondere hinsichtlich der Eigenschaftsmatrix aus einer effektiven Dämpfung, einer hohen Stabilität und einer einfachen Herstellbarkeit mit geringen Kosten.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Es ist insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, durch welche auf einfache Weise ein gedämpfter und stabiler Wälzkörper für ein Wälzlager darstellbar ist.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Wälzkörper für ein Wälzlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen eines Wälzkörpers mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, in der Beschreibung oder den Figuren beschrieben.
  • Es wird vorgeschlagen ein Wälzkörper für ein Wälzlager, aufweisend einen Grundkörper, der eine Stützstruktur mit durch die Stützstruktur definierten Kavitäten aufweist, wobei die Stützstruktur zumindest teilweise, insbesondere vollständig, von einer geschlossenen Oberflächenschicht umrahmt ist, wobei die Kavitäten zumindest teilweise, insbesondere vollständig, mit einem partikulären Material gefüllt sind.
  • Ein vorbeschriebener Wälzkörper dient dem Einsatz in einem Wälzlager und kann in grundsätzlich frei wählbarer Weise ausgestaltet sein. Beispielsweise kann der Wälzkörper als Kugel, zylindrisch oder als Nadel ausgestaltet sein und somit etwa für ein Kugellager, Rollenlager oder Nadellager dienen, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein.
  • Der Wälzkörper umfasst einen Grundkörper, der eine Stützstruktur mit durch die Stützstruktur definierten Kavitäten aufweist. In anderen Worten kann es vorgesehen sein, dass der Grundkörper aus einer Stützstruktur aufgebaut ist, welche derart geformt ist, dass sie Hohlräume aufweist beziehungsweise definiert und dabei umschließt, wie etwa porös ist. Unter einer Kavität kann dabei grundsätzlich jeglicher Hohlraum zu verstehen sein, der von der Stützstruktur definiert wird und somit von dieser umgeben und insbesondere verschlossen ist.
  • Dabei können die Kavitäten neben der Stützstruktur von einer geschlossenen Oberflächenschicht verschlossen werden, welche sich bevorzugt an der gesamten Oberfläche des Wälzkörpers, vorteilhafter Weise jedoch zumindest an seiner Lauffläche, befindet. Die geschlossene Oberflächenschicht kann insbesondere einer besonders hohen Stabilität dienen und ferner das Rollverhalten des Wälzkörpers und damit das Lagerverhalten des Wälzlagers positiv beeinflussen. Die Oberflächenschicht kann dabei Teil der Stützstruktur sein oder eine zusätzliche aufgebrachte Schicht.
  • Dabei ist es vorgesehen dass die Kavitäten zumindest teilweise, insbesondere vollständig, mit einem partikulären Material gefüllt sind. Bezüglich des partikulären Materials kann es vorgesehen sein, dass dieses beispielsweise ein Pulver aufweist oder daraus besteht, oder auch Späne aufweist oder daraus besteht. Ferner kann das partikuläre Material eine Mischung aus verschiedenen Feststoffgeometrien oder - materialien aufweisen.
  • Dadurch, dass der Wälzkörper beziehungsweise der Grundkörper zumindest teilweise aus einer Kavitäten aufweisenden Stützstruktur ausgebildet ist, wobei die Kavitäten mit einem partikulären Material gefüllt sind, ist ein effektives Dämpfungsverhalten ausbildbar. Dies gilt insbesondere gegenüber einem aus einem Vollmaterial geformten Körper oder aus einem Körper, der leere Kavitäten aufweist, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Im Detail führt die Ausgestaltung aus einer Stützstruktur mit Kavitäten, die mit einem partikulären Material gefüllt sind, dazu, dass durch das Gewicht beziehungsweise durch die Masse des partikulären Materials eine gewisse Trägheit auf den gesamten Wälzkörper ausgeübt werden kann. Diese Trägheit führt zur Dämpfung des Wälzkörpers beziehungsweise eines mit dem Wälzkörper ausgestatteten Lagers.
  • Die Erfindung betrifft somit die Gestaltung eines Wälzkörpers für ein Wälzlager, der durch seine spezielle Geometriegestaltung im Inneren eine variable Dichte aufweist, die von der Dichte eines entsprechenden Vollmaterials abweicht. Durch eine gezielte Bestückung der Lager mit derartigen Wälzkörpern kann die Eigenschwingung des Lagers dem Anwendungsfall passend definiert werden. Das Lager kann dadurch dämpfend auf das Gesamtsystem ausgelegt werden. Es wird somit vorgesehen, die Dichte und somit auch die Masse des Wälzkörpers so zu modifizieren, dass das Lager dämpfend wirkt. Mit einem speziell geformten Wälzkörper, im Kern mit Stützstruktur und eingeschlossenem partikulärem Material, kann die Dichte, die Masse, die Elastizität und die Eigenfrequenz der Wälzkörper verändert werden. Durch die Kombination dieser Wälzkörper mit herkömmlich gefertigten Wälzkörpern kann der Grad der Dämpfung gegebenenfalls besonders vorteilhaft festgelegt werden.
  • Somit kann ein Wälzlager vorgesehen sein, welches neben wenigstens einem, also einem oder mehreren, der vorbeschriebenen Wälzkörper auch wenigstens einen, also einen oder mehrere, an Wälzkörpern aus Vollmaterial aufweist, was zu besonders vorteilhaften und adaptiven Eigenschaften führen kann.
  • Eine weitere effektive Adaptierbarkeit der Dämpfungseigenschaften kann ferner dadurch gegeben sein, dass durch die Füllmenge, die Art des eingefüllten pulverförmigen Materials beziehungsweise durch die Anzahl und Größe der Kavitäten, also das Volumenverhältnis von Kavitäten zu Stützstruktur, das Dämpfungsverhalten auf einfache Weise an das gewünschte Anwendungsgebiet angepasst werden kann.
  • Dabei bietet ein derartiger Wälzkörper durch die vorbeschriebene Struktur ferner eine verglichen zu einem aus einem Vollmaterial ausgebildeten Wälzkörper im Wesentlichen vergleichbare Stabilität.
  • Es bietet sich ferner der Vorteil, dass ein derartiger Wälzkörper sehr einfach und damit kostengünstig herstellbar ist. Hierzu kann beispielsweise ein additives fertigungsverfahren verwendet werden, wie dies nachstehend im Detail beschrieben ist. Beispielsweise kann der Grundkörper teilweise oder vollständig durch ein additives Verfahren geformt sein. Durch ein additives beziehungsweise generatives Verfahren, wie etwa ein selektives Laserschmelzverfahren, kann es ermöglicht werden, auch einen Wälzkörper mit einer vorbeschriebenen vergleichsweise komplexen Struktur schnell und höchst definiert zu fertigen, wobei ferner ein aus dem Stand der Technik derart nicht bekanntes Eigenschaftsprofil erzeugt werden kann. Insbesondere kann die Struktur des Grundkörpers aufweisend die Stützstruktur und die darin befindlichen definierten Kavitäten auf einfache Weise erzeugt werden, was durch herkömmliche Fertigungstechnologie nicht oder zumindest nicht trivial möglich war. Bezüglich der Details einer additiven beziehungsweise generativen Fertigung des Wälzkörpers wird auf die Beschreibung des Verfahrens verwiesen.
  • Es kann ferner bevorzugt sein, dass wenigstens eines von dem partikulären Material, der Stützstruktur und der Oberflächenschicht aus einem Metall oder Metallwerkstoff geformt ist. Es kann besonders bevorzugt sein, dass wenigstens eines von dem partikulären Material, der Stützstruktur und der Oberflächenschicht aus Stahl geformt ist. Dadurch kann insbesondere eine hohe Stabilität erreicht werden selbst dann, wie dies vorstehend beschrieben ist, der Wälzkörper beziehungsweise der Grundkörper des Wälzkörpers nicht aus einem Vollmaterial geformt ist, sondern eine Stützstruktur mit gefüllten Kavitäten aufweist. Darüber hinaus können sich Vorteile bezüglich der Herstellbarkeit bieten, da Stahl beispielsweise durch ein additives Fertigungsverfahren meist problemlos verarbeitbar sein kann.
  • Es kann besonders bevorzugt sein, dass das partikuläre Material, die Stützstruktur und die Oberflächenschicht aus einem einheitlichen beziehungsweise gleichen Material geformt sind. Insbesondere in dieser Ausgestaltung lässt sich der Wälzkörper etwa durch ein additives Verfahren besonders einfach herstellen.
  • Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist es jedoch nicht ausgeschlossen, dass einzelne Bereiche des Wälzkörpers aus unterschiedlichen Materialien geformt sind. Beispielsweise kann das partikuläre Material aus einem Material ausgebildet sein, das zu dem Material des restlichen Wälzkörpers abweichen kann. In dieser Ausgestaltung kann eine besonders effektive Adaptierbarkeit gegeben sein.
  • Es kann weiterhin vorteilhaft sein, dass die Stützstruktur eine Geometrie umfasst beziehungsweise ausbildet, die ausgewählt ist aus einer Wabenstruktur, Mäanderstruktur, Scheibenstruktur oder Freistruktur. Dabei beziehen sich die vorgenannten Strukturen insbesondere auf einen Querschnitt durch die Stützstruktur beziehungsweise durch die Kavitäten. Insbesondere in dieser Ausgestaltung kann auch bei einer Stützstruktur, die aus vergleichsweise wenig Material geformt ist, eine hohe Stabilität ermöglicht werden. Diese Ausgestaltung kann ferner, beispielsweise bei einem additiven Verfahren, beispielsweise einem Lasersintern, es ermöglichen, dass sehr viel Fertigungszeit eingespart werden kann, was das Herstellungsverfahren besonders ökonomisch machen kann.
  • Eine Wabenstruktur kann dabei vorteilhaft sein, da im Inneren die Punkte beziehungsweise die Teile der Tragestruktur optimal miteinander vernetzt sind, was zu einer hohen Stabilität führen kann. Aber auch eine Mäanderstruktur, Scheibenstruktur oder Freistruktur können bezüglich einer hohen Stabilität und einem ausgeprägten dämpfenden Verhalten vorteilhaft sein. Die Waben der Wabenstruktur können dabei beliebig ausgestaltet sein, etwa als Dreieck, Viereck, Fünfeck, Sechseck oder auch mit mehr als sechs Ecken. Die Freiform kann eine undefinierte Form darstellen, etwa als Knochenform. Die Scheibenform, beispielsweise, kann ferner über ihre Ausrichtung das Dämpfungsverhalten steuern. Beispielsweise bezüglich einer Achse des Wälzkörpers können die scheibenartigen Kavitäten axial, radial oder diagonal ausgerichtet sein.
  • Weiterhin kann es bevorzugt sein, dass das partikuläre Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metallen beziehungsweise Metallwerkstoffen, wie etwa Stahl oder Sintermetall, etwa Sintermetallpulver, Sand, Granit, wie etwa Granitpulver. In überraschender Weise hat sich gezeigt, dass insbesondere die vorgenannten Materialien in vorteilhafter Weise ein effektives Dämpfungsverhalten mit einer hohen Stabilität vereinen können. Insbesondere das metallische partikuläre Material kann ferner den Vorteil einer einfachen Herstellbarkeit bieten, da dies ohnehin anfällt beziehungsweise verwendet wird, wie dies nachstehend mit Bezug auf das additive Verfahren beschrieben ist.
  • Vorteilhaft kann es ferner vorgesehen sein, dass die Oberflächenschicht zumindest teilweise, insbesondere zumindest im Bereich der Lauffläche des Wälzkörpers, eine Dicke aufweist in einem Bereich von ≥ 0,4mm, wobei die obere Grenze begrenzt ist durch das grundsätzliche Vorhandensein der Stützstruktur mit partikulärem Material in geeignetem Durchmesser, wie dies für den Fachmann basierend auf den gewünschten Eigenschaften unmittelbar verständlich ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Dicke basierend auf dem Durchmesser des Wälzkörpers gewählt werden, wobei der Wälzkörperdurchmesser mit einem Wert von ≥ 0,1 bis ≤ 0,25 multipliziert wird, also wobei die Oberflächenschicht eine Dicke von ≥ 10% bis ≤ 25% des Wälzkörperdurchmessers ausmacht, wobei der Durchmesser insbesondere quer beziehungsweise orthogonal zur Lauffläche ermittelt wird. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere in dieser Ausgestaltung ein ausgeprägtes Dämpfungsverhalten mit einer hohen Stabilität und einem guten Lagerverhalten kombiniert werden können.
  • Es kann ferner bevorzugt sein, dass der Wälzkörper beziehungsweise die Oberflächenschicht insbesondere stirnseitig Öffnungen aufweist, welche offen oder offenbar verschlossen sein können. Dadurch können herstellungstechnische Vorteile ermöglicht werden, indem das das partikuläre Material durch diese Öffnungen eingefüllt werden kann. Darüber hinaus kann durch die Öffnungen partikuläres Material, etwa nach einem Herstellungsprozess, entfernt werden, wenn eine entsprechende Struktur der Stützstruktur vorliegt, was zu Gewichtseinsparungen führen kann. Somit kann die Menge an partikulärem Material durch die Öffnungen eingestellt beziehungsweise maßgeschneidert werden.
  • Hinsichtlich weiterer Vorteile und technischer Merkmale des Wälzkörpers wird auf die Beschreibung des Verfahrens, die Figuren und die Beschreibung der Figuren verwiesen.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Wälzkörpers für ein Wälzlager, wie dieser vorstehend beschrieben ist, wobei ein Grundkörper mit einer Stützstruktur mit durch die Stützstruktur definierten Kavitäten ausgebildet wird, wobei ferner eine Oberflächenschicht ausgebildet wird, die die Stützstruktur zumindest teilweise umrahmt und wobei die Kavitäten zumindest teilweise, insbesondere vollständig, mit einem partikulären Material versehen, insbesondere gefüllt, werden.
  • Durch das vorbeschriebene Verfahren kann ein vorbeschriebener Wälzkörper geformt werden. Dadurch ergeben sich insbesondere die vorbeschrieben Vorteile einer hohen Stabilität bei gleichzeitig effektiver Dämpfung des Wälzkörpers beziehungsweise eines mit einem derartigen Wälzkörper ausgestatteten Wälzlagers.
  • Darüber hinaus ermöglicht das vorbeschriebene Verfahren grundsätzlich eine einfache und ökonomische Herstellbarkeit, wie dies nachstehend im Detail beschrieben ist.
  • Unter einem additiven beziehungsweise generativen Verfahren kann dabei insbesondere verstanden werden ein Prozess, bei dem auf der Basis von digitalen 3D-Konstruktionsdaten durch das Ablagern beziehungsweise Aufbauen von Material schichtweise ein Bauteil aufgebaut wird. Beispiele für derartige Prozesse umfassen etwa den 3D-Druck, unter welchem oftmals auch Lasersintern beziehungsweise Laserschmelzen verstanden werden. Ein additives Fertigungsverfahren unterscheidet sich deutlich von konventionellen, abtragenden Fertigungsmethoden. Anstatt, wie bei abtragenden Verfahren bekannt, zum Beispiel ein Werkstück aus einem festen Block heraus zu fräsen, werden die Bauteile bei additiven Fertigungsverfahren insbesondere Schicht für Schicht aus Werkstoffen beziehungsweise Rohmaterialien aufgebaut, die als Ausgangsmaterial als insbesondere feines Pulver vorliegen. Anwendung finden derartige Verfahren etwa beim sogenannten Rapid Prototyping oder auch in der Serienproduktion.
  • Meist kommt zur Bearbeitung wie etwa zum Aufschmelzen des insbesondere pulverförmigen Rohmaterials ein Laser, wie etwa ein CO2-Laser, ein Nd:YAG-Laser oder ein Faserlaser, oder auch eine Elektronenstrahlquelle zum Einsatz.
  • Unter Verwendung eines additiven Verfahrens bietet sich insbesondere der Vorteil, dass der Grundkörper beziehungsweise der gesamte Wälzkörper als Ganzes in einem einfachen Herstellungsschritt erzeugt werden kann. Dadurch können einfache Verfahrensabläufe implementiert werden, was den Herstellungsaufwand reduzieren kann. Darüber hinaus kann durch ein additives Verfahren ohne Vergrößerung des Herstellungsaufwands im Wesentlichen jede Kavitäten aufweisende Struktur ermöglicht werden, was eine Adaptierbarkeit insbesondere des Dämpfungsverhalten weiter verbessern kann.
  • Durch ein additives Verfahren kann auf einfache Weise die Stützstruktur in dem Rohmaterial durch Aufschmelzen geformt werden und das weitere Rohmaterial in den Kavitäten verbleiben. Das erlaubt ein einfaches Verfahren, da das Verbleiben des Rohmaterials bei herkömmlichen additiven Verfahren gerade nachteilig ist, da dies in einem weiteren Verfahrensschritt entfernt werden muss. In dieser Ausgestaltung kann dies jedoch gerade erwünscht sein, da das Rohmaterial in den Kavitäten bei einem erzeugten Werkzeughalter gerade gewünscht sein kann, da es eine effektive Dämpfung des Werkzeughalters ermöglichen kann. In anderen Worten kann es vorteilhaft sein, dass der Grundkörper zumindest teilweise durch ein additives Verfahren geformt wird, wobei das additive Verfahren unter Verwendung eines partikulären Rohmaterials durchgeführt wird, die Stützstruktur aus dem partikulären Rohmaterial geformt wird und das partikuläre Rohmaterial in den gebildeten Kavitäten verbleibt.
  • Alternativ kann es bevorzugt sein, dass zunächst die Stützstruktur mit zumindest teilweise offenen Kavitäten geformt wird, die Kavitäten mit einem partikulären Material gefüllt und anschließend durch die Oberflächenschicht verschlossen werden. Beispielsweise kann die offene Stützstruktur ebenfalls mit einem additiven Verfahren geformt werden. In dieser Ausgestaltung können die Kavitäten etwa bei der Herstellung der Stützstruktur frei bleiben oder nach der Fertigung der Stützstruktur das überschüssige nicht aufgeschmolzene Material abgeschüttelt werden. Füllt man nun ein anderes Material, wie etwa Metallspäne, Sand, Granitpulver, Sintermetallpulver, in das Werkzeug beziehungsweise in die Kavitäten ein, so kann in einem weiteren Prozess die offene Seite verschlossen werden. Nun ist wie im oberen Beispiel ebenfalls der Dämpfungseffekt ermöglicht. In dieser Ausgestaltung lassen sich etwa durch unterschiedliches partikuläres Material unabhängig von dem Material der Stützstruktur unterschiedlichste Dichten und Dämpfungsraten einstellen, so dass eine besonders effektive Adaptivität der Dämpfung ermöglicht werden kann.
  • Es kann bevorzugt sein, dass ein hergestellter Wälzkörper veredelt wird, um so verbesserte Eigenschaften, wie etwa eine höhere Präzision, Härte oder Ähnliches zu erhalten. Beispielhafte Veredelungsmethoden umfassen etwa Härten, Schleifen, oder Honen.
  • Hinsichtlich weiterer Vorteile und technischer Merkmale des Verfahrens wird auf die Beschreibung des Wälzkörpers, die Figuren und die Beschreibung der Figuren verwiesen.
  • Im Folgenden werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert, wobei explizit darauf hingewiesen wird, dass der erfindungsgemäße Gegenstand nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Es zeigen:
    • 1 eine Schnittansicht durch eine Ausgestaltung eines Wälzkörpers;
    • 2 eine Schnittansicht durch eine weitere Ausgestaltung eines Wälzkörpers;
    • 3 eine Schnittansicht durch eine weitere Ausgestaltung eines Wälzkörpers;
    • 4 eine Schnittansicht durch eine weitere Ausgestaltung eines Wälzkörpers;
    • 5 eine Schnittansicht durch eine weitere Ausgestaltung eines Wälzkörpers;
    • 6 eine Schnittansicht durch eine weitere Ausgestaltung eines Wälzkörpers;
    • 7 eine Schnittansicht durch eine weitere Ausgestaltung eines Wälzkörpers; und
    • 8 eine Schnittansicht durch eine weitere Ausgestaltung eines Wälzkörpers.
  • In den 1 bis 8 sind verschiedene Ausgestaltungen von Wälzkörpern 10 für Wälzlager gezeigt. Dabei sind jeweils gleiche oder vergleichbare Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Der Wälzkörper 10 umfasst einen Grundkörper 12, der eine Stützstruktur 14 mit durch die Stützstruktur 14 definierten Kavitäten 16 aufweist. Die Kavitäten 16 sind durch Wandungen 18 der Stützstruktur 14 begrenzt. Die Stützstruktur 14 beziehungsweise die Kavitäten 16 sind vollständig von einer geschlossenen Oberflächenschicht 20 umrahmt. Dabei ist es vorgesehen, dass die Kavitäten 16 zumindest teilweise, insbesondere vollständig, mit einem partikulären Material 22, wie etwa einem Pulver, gefüllt sind.
  • Beispielsweise kann das partikuläre Material 22 ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Metallen beziehungsweise Metallwerkstoffen, Sand oder Granit. Die Stützstruktur 14 kann beispielsweise aus einem Metallwerkstoff, wie etwa aus Stahl, geformt sein.
  • Zur Herstellung eines derartigen Wälzkörpers 10 kann ein additives Herstellungsverfahren, auch als „Additive Manufacturing“ bekannt, verwendet werden. Dabei wird der Wälzkörper 10 in einem bestimmten Bereich in seinem Kern mit der speziellen Stützstruktur 14 versehen. Beispielsweise durch die additive Fertigung des Wälzkörpers 10 sind auch Werkstoff-Kombinationen der einzelnen Bereiche des Wälzkörpers 10 möglich.
  • Ferner sind diverse Ausgestaltungen möglich. So zeigt 1 eine Ausgestaltung mit Kavitäten 16 in einer Scheibenform, welche bezüglich der Achse 24 des als Rollen-Wälzkörper ausgestalteten Wälzkörpers 10 radial ausgerichtet sind. Beispielsweise können beim Herstellungsprozess stirnseitig Öffnungen vorliegen, um die Füllmenge des Pulvers einstellen zu können, welche nach dem Einfüllen des Pulvers verschlossen werden können.
  • 2 zeigt eine Ausgestaltung mit Kavitäten 16, welche in einer freigeformten Rechteckstruktur vorliegen.
  • 3 zeigt eine Ausgestaltung mit Kavitäten 16, die in einer Wabenform ausgestaltet ist.
  • 4 zeigt Kavitäten 16 in einer Kreisstruktur.
  • 5, 6 und 8 zeigen Kavitäten 16 in einer Freiform.
  • 7 zeigt Kavitäten 16 in einer gestreckten Kugelform, wobei zwei Kugelhälften durch einen zylindrischen Abschnitt verbunden sind.
  • Bei den Ausgestaltungen der 5 und 8 ist es weiterhin vorteilhaft, dass der Schwerpunkt des Wälzkörpers verschoben beziehungsweise verlagert ist. Bei gezielter Anordnung der Wälzkörper in einem Wälzlager könnte dies gegebenenfalls vorteilhaft bei Anwendungen mit Verkippung der Welle oder Axialschub sein. Somit kann es grundsätzlich und unabhängig der jeweiligen Ausgestaltung von Vorteil sein, dass die Kavitäten derart ausgestaltet sind, dass der Schwerpunkt des Wälzkörpers zu dem eines aus Vollmaterial geformten Wälzkörper mit gleicher Außengeometrie verlagert ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Wälzkörper
    12
    Grundkörper
    14
    Stützstruktur
    16
    Kavität
    18
    Wandung
    20
    Oberflächenschicht
    22
    partikuläres Material
    24
    Achse

Claims (10)

  1. Wälzkörper für ein Wälzlager, aufweisend einen Grundkörper (12), der eine Stützstruktur (14) mit durch die Stützstruktur (14) definierten Kavitäten (16) aufweist, wobei die Stützstruktur (14) zumindest teilweise von einer geschlossenen Oberflächenschicht (20) umrahmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavitäten (16) zumindest teilweise, insbesondere vollständig, mit einem partikulären Material (22) gefüllt sind.
  2. Wälzkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines von dem partikulären Material (22), der Stützstruktur (14) und der Oberflächenschicht (20) aus einem Metall oder Metallwerkstoff geformt ist.
  3. Wälzkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das partikuläre Material (22), die Stützstruktur (14) und die Oberflächenschicht (20) aus einem einheitlichen Material geformt sind.
  4. Wälzkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur (14) eine Geometrie umfasst, die ausgewählt ist aus einer Wabenstruktur, Mäanderstruktur, Scheibenstruktur oder Freistruktur.
  5. Wälzkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das partikuläre Material (22) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metallen, Metallwerkstoffen, Sand oder Granit.
  6. Wälzkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht (20) zumindest teilweise eine Dicke aufweist in einem Bereich von ≥ 0,4mm oder dass die Oberflächenschicht (20) zumindest teilweise eine Dicke aufweist in einem Bereich von ≥ 10% bis ≤ 25% des Wälzkörperdurchmessers.
  7. Wälzkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper (10) zumindest teilweise durch ein additives Verfahren geformt ist.
  8. Verfahren zum Herstellen eines Wälzkörpers (10) für ein Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Grundkörper (12) mit einer Stützstruktur (14) mit durch die Stützstruktur (14) definierten Kavitäten (16) ausgebildet wird, wobei ferner eine Oberflächenschicht (20) ausgebildet wird, die die Stützstruktur (14) zumindest teilweise umrahmt und wobei die Kavitäten (16) zumindest teilweise, insbesondere vollständig, mit einem partikulären Material (22) versehen werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) zumindest teilweise durch ein additives Verfahren geformt wird, wobei das additive Verfahren unter Verwendung eines partikulären Rohmaterials durchgeführt wird, die Stützstruktur (14) aus dem partikulären Rohmaterial geformt wird und das partikuläre Rohmaterial in den gebildeten Kavitäten (16) als partikuläres Material (22) verbleibt.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Stützstruktur (14) mit zumindest teilweise offenen Kavitäten (16) geformt wird, die Kavitäten (16) mit einem partikulären Material (22) gefüllt und anschließend durch die Oberflächenschicht (20) verschlossen wird.
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