DE10030268A1 - Cage for cylindrical roller bearing has endfaces of side rings with stud stumps able to expand axially - Google Patents
Cage for cylindrical roller bearing has endfaces of side rings with stud stumps able to expand axiallyInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Käfig für ein Radiatwälzlager, bei dem zylindrische Wälzkörper gegen Herausfallen radial nach innen durch Stege gesichert sind, die zwei Seitenringen miteinander verbinden und die in einem Hohlraum innerhalb des Teilkreises angeordnet sind, der einerseits durch einander benachbarte Wälzkörper und andererseits durch eine Innenlaufbahn der Wälzkörper begrenzt ist.The invention relates to a cage for a radial roller bearing, in the cylindrical Rolling elements are secured against falling out radially inwards by webs, connect the two side rings and the one in a cavity are arranged within the pitch circle, on the one hand by each other adjacent rolling elements and on the other hand by an inner raceway of the Rolling element is limited.
Die Tragzahl von Wälzlagern hängt unter anderem wesentlich von der Anzahl der Wälzkörper ab. Vollrollige Wälzlager beinhalten die größtmögliche Anzahl von Wälzkörpern und bieten somit ein theoretisches Tragzahloptimum. Durch die Möglichkeit eines zylindrischen Wälzkörpersatzes sich zu verschränken, ergeben sich jedoch deutliche Einbußen. Ein weiterer Nachteil vollrolliger Wälzlager ist die Reibung der einander tangierenden Wälzkörper an ihren Kontaktstellen, an denen sich ihre Mantelflächen im entgegengesetzten Drehsinn reiben. Darüberhinaus ergeben sich häufig Schwierigkeiten bei der Montage vollrolliger Wälzlager. The basic load rating of rolling bearings depends, among other things, on the number the rolling elements. Full complement roller bearings contain the largest possible number of rolling elements and therefore offer a theoretical basic load rating. By the possibility of interlocking a cylindrical roller set, however, there are significant losses. Another disadvantage of full-length Rolling bearing is the friction of the rolling elements tangent to each other Contact points where their lateral surfaces are in the opposite Rub direction of rotation. In addition, difficulties often arise with the Assembly of full complement roller bearings.
Um diese Nachteile zu eliminieren, ist es üblich, auf eine maximale Anzahl von Wälzkörpern zu verzichten und somit den gegenüber einer vollrolligen Ausführung gewonnenen Raum für einen Käfig auszunutzen, der das Schränken bei zylindrischen Wälzkörpern und das gegenseitige Reiben der Wälzkörper aneinander verhindert und der außerdem die Wälzkörper montagefreundlich zusammenhält. Diese Käfige haben jedoch oftmals den Nachteil, dass die verwendete Bandstärke die Anzahl der Wälzkörper bestimmt, d. h. insbesondere bei geringen Lagerdurchmessern muss aufgrund einer Bandmindeststärke auf zu viele Wälzkörper verzichtet werden. Außerdem ist in vielen Fällen eine ungünstige Krafteinleitung in den Lagerkäfig vorhanden.To eliminate these drawbacks, it is common to limit the number of To omit rolling elements and thus compared to a full complement Execution of space gained for a cage to take advantage of that Cabinets with cylindrical rolling elements and the mutual rubbing of the Rolling elements prevented from each other and also the rolling elements easy to assemble. However, these cages often have that Disadvantage that the strip thickness used is the number of rolling elements determined, d. H. especially with small bearing diameters a minimum strip thickness on too many rolling elements. Moreover is in many cases an unfavorable introduction of force into the bearing cage available.
Der der Erfindung am nächsten liegende Käfig ist aus der DE-OS 28 31 183 vorbekannt. Diese Käfig besteht aus zwei Seitenringen, die durch Stege miteinander verbunden sind. Diese Stege sind radial innenliegend angeordnet, d. h. sie befinden sich in einem Hohlraum innerhalb des Teilkreises der einerseits durch die einander benachbarten Wälzkörper und der andererseits durch die Innenlaufbahn der Wälzkörper begrenzt ist. Bei dieser Käfigausführung ist von Nachteil, dass er keine Außenhalterung für die Wälzkörper hat und somit die Montage des Lagers erschwert. Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass die zylindrischen Wälzkörper nicht voneinander getrennt sind, d. h. sie berühren sich im entgegengesetzten Drehsinn an ihren Mantelflächen und erhöhen somit die Reibung des Lagers.The cage closest to the invention is from DE-OS 28 31 183 previously known. This cage consists of two side rings that are separated by webs are interconnected. These webs are arranged radially on the inside, d. H. they are located in a cavity within the pitch circle of the on the one hand by the adjacent rolling elements and on the other hand is limited by the inner raceway of the rolling elements. At this Cage design is disadvantageous in that it does not have an external bracket for the Has rolling elements and thus difficult assembly of the bearing. Another The disadvantage is that the cylindrical rolling elements do not separate from each other are separated, d. H. they touch theirs in the opposite direction Lateral surfaces and thus increase the friction of the bearing.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen gattungsgemäßen Lagerkäfig so weiterzuentwickeln, dass die vorstehend aufgeführten Nachteile beseitigt sind.The invention is therefore based on the object of a generic Develop cage so that the disadvantages listed above are eliminated.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach den kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Seitenringe gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, die Wälzkörper trennende Stegstummel aufweisen, die eine solche axiale Ausdehnung besitzen, dass ein Schrägstellen oder ein Schräglauf der Wälzkörper verhindert ist, wobei die Stegstummel in radialer Richtung nach außen über den Stegen angeordnet sind und in Umfangsrichtung einen solchen Abstand zueinander aufweisen, dass ein Herausfallen der Wälzkörper radial nach außen verhindert ist.According to the invention, this task is performed according to the characterizing part of Claim 1 solved in that the opposite End faces of the side rings evenly in the circumferential direction from each other spaced, the roller body separating stub stubs that have a have such an axial extent that an inclination or a Skewing of the rolling elements is prevented, with the web stub in radial Are arranged outwards over the webs and in Have a distance from one another such that a circumferential direction Falling out of the rolling elements is prevented radially outwards.
Durch den erfindungsgemäßen Käfig wird ein nahezu vollrolliges Wälzlager geschaffen, das die bekannten Vorteile eines vollrolligen Lagers mit den bekannten Vorteilen eines Käfiglagers in sich vereint. Dieses nahezu vollrollige Lager erlaubt hohe Tragzahlen, lässt sich einfach montieren, da die Wälzkörper nach innen durch die Stege und nach außen durch die Stegstummel gehalten sind. Das Käfiggewicht ist gering, wobei die Wälzkörper wenig Kraft in den Käfig einleiten und die Krafteinleitung vorteilhafterweise in Umfangsrichtung des Käfigs erfolgt. Die Stegstummel verhindern, dass sich die Wälzkörper in Umfangsrichtung berühren und sorgen so für einen reibungsarmen Lauf des Lagers. Durch deren umfangsmäßige Ausdehnung lässt sich außerdem auf die Anzahl der Wälzkörper Einfluss nehmen.The cage according to the invention makes an almost full complement roller bearing created that the known advantages of a full complement bearing with known advantages of a cage bearing combined. This almost full complement Bearing allows high load ratings, is easy to install because the Rolling elements inwards through the webs and outwards through the Bridge stubs are held. The cage weight is low, with the rolling elements Introduce little force into the cage and advantageously apply the force in Circumferential direction of the cage takes place. The stub ends prevent the Touch rolling elements in the circumferential direction and thus ensure one low-friction running of the bearing. Due to their circumferential expansion can also influence the number of rolling elements.
Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben.Advantageous embodiments of the invention are in subclaims 2 to 6 described.
So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass der Hohlraum durch die Stege weitgehend ausgefüllt ist. Dieses Merkmal ist besonders bei geringen vorhandenen Platzverhältnissen von wesentlicher Bedeutung, da auf diese Weise dem Käfig eine ausreichende Stabilität gegeben ist. Die Stege erhalten somit eine ausreichende Festigkeit. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 3 sollen die Stegstummel mit gekrümmten Führungsflächen für die Wälzkörper versehen sein. Wie Anspruch 4 zeigt, kann der Käfig aus einem Eisenwerkstoff, einem Nichteisenmetall oder auch aus einem Kunststoff hergestellt sein. Falls der Käfig nach Anspruch 5 aus einem Blech hergestellt ist, hat es sich in fertigungstechnischer Hinsicht als vorteilhaft erwiesen, wenn die Stegstummel durchgestellt sind, d. h. durch einen Materialversatz der Seitenringe in axialer Richtung gebildet sind. Schließlich geht aus Anspruch 6 hervor, dass der Käfig durch die Innenlaufbahn, die Außenlaufbahn oder durch die Wälzkörper geführt ist. Die Führungsart des Käfigs wird durch die geometrische Ausbildung der Stegstummel bestimmt, d. h. diese müssen so ausgebildet sein, dass bei einer Führung durch die Außenlaufbahn oder die Innenlaufbahn die zylindrischen Wälzkörper entsprechend radial beweglich sind. Wird der Käfig hingegen durch die Wälzkörper geführt, so entfällt deren weitere radiale Beweglichkeit.It is provided according to claim 2 that the cavity through the webs is largely filled out. This feature is particularly low existing space is essential because of this Way the cage is given sufficient stability. Preserve the bridges therefore sufficient strength. According to another characteristic of Invention according to claim 3, the stub ends with curved Guide surfaces for the rolling elements. As claim 4 shows the cage can be made of a ferrous material, a non-ferrous metal or else be made of a plastic. If the cage according to claim 5 a sheet is made, it has in terms of manufacturing technology as proven to be advantageous when the stub ends are put through, d. H. through a Material offset of the side rings are formed in the axial direction. Finally is apparent from claim 6 that the cage through the inner raceway Outside raceway or through the rolling elements. The management style of the Cage is determined by the geometric design of the stub stub, d. H. these must be designed in such a way that a guided tour through the Outer race or the inner race the cylindrical rolling elements are correspondingly radially movable. However, if the cage is replaced by the Guided rolling elements, so there is no further radial mobility.
Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail using the following exemplary embodiment.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Käfig, Fig. 1 shows a longitudinal section through a cage,
Fig. 2 einen Schnitt durch den Käfig entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 shows a section through the cage along the line II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit Z aus Fig. 2, Fig. 3 is an enlarged view of detail Z of Fig. 2,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Käfigs und Fig. 4 is a perspective view of a cage according to the invention and
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des in Fig. 1 gezeigten Käfigs mit Wälzkörpern. Fig. 5 is a perspective view of the cage shown in Fig. 1 with rolling elements.
Die Fig. 1 bis 5 zeigen den aus mehreren Elementen bestehenden erfindungsgemäßen Lagerkäfig 1. Dieser setzt sich aus den beiden Seitenringen 2 und 3 zusammen, die durch gleichmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Stege 4 miteinander verbunden sind. Der Abstand der einzelnen Stege 4 ist dabei so gewählt, dass die Zylinderrollen 6 radial nicht nach innen durchfallen können, d. h. ihr Durchmesser ist größer als der Abstand von Steg 4 zu Steg 4. Wie insbesondere Fig. 4 zeigt, sind die Stege 4 an den Seitenringen 2 und 3 so angebunden, dass sie aus diesen zunächst in radialer Richtung austreten, bevor sie in axialer Richtung verlaufen. Bei Rotation der Lageranordnung fällt den Stegen 4 keine weitere Aufgabe zu, d. h. sie dienen lediglich als Transportsicherung. Insbesondere die Fig. 3 lässt erkennen, dass über die querschnittsmäßige Ausdehnung der Stege 4 auf die Stabilität des Käfigs 1 Einfluss genommen werden kann. Nimmt deren Umfangsausdehnung zu, so wird dessen Stabilität erhöht. Figs. 1 to 5 show the multi-element bearing cage 1 according to the invention. This is composed of the two side rings 2 and 3 , which are connected to one another by webs 4 which are evenly spaced apart in the circumferential direction. The distance between the individual webs 4 is selected such that the cylindrical rollers 6 cannot fall radially inwards, ie their diameter is greater than the distance from web 4 to web 4 . As shown in FIG. 4 in particular, the webs 4 are connected to the side rings 2 and 3 in such a way that they first emerge from them in the radial direction before they run in the axial direction. When the bearing arrangement rotates, the webs 4 have no further task, that is to say they merely serve as a transport lock. In particular, the Fig. 3 shows that the stability of the cage 1 can be influenced over the cross sectional moderate expansion of the webs 4. If their circumferential expansion increases, their stability is increased.
Wie die Figuren weiter zeigen, sind in radialer Richtung nach außen über den Stegen 4 die Stegstummel 5 angeordnet, wobei deren Form beliebig sein kann. In Fig. 4 weisen sie eine kreisrunde Form auf, während sie in den Fig. 1 und 5 in grober Näherung dreieckförmig ausgestaltet sind, d. h. sie besitzen eine den Zylinderrollen 6 angepasste Führungsfläche 7. Diese Führungsfläche 7 sorgt dafür, dass Zylinderrollen 6 radial nach außen gehalten sind. Die axiale Ausdehnung der Stegstummel 5 ist dabei so zu wählen, dass die Zylinderrollen 6 sich nicht schrägstellen können, d. h. sie müssen in einem sicheren Bereich von den Stegstummeln 5 umfasst werden. Der Lagerkäfig 1 wird mit den Zylinderrollen 6 von außen befüllt, d. h. diese werden eingestoßen, wobei die Stegstummel 5 in Umfangsrichtung auffedern und dann wieder ihre alte Ausgangslage einnehmen. Über die räumliche Ausdehnung der Stegstummel 5 sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung kann auf die Führung des Käfigs 1 Einfluss genommen werden. Werden diese in ihrer räumlichen Ausdehnung eng begrenzt, so ergibt sich eine erweiterte Bewegungsmöglichkeit der Zylinderrollen 6 in radialer und in Umfangsrichtung. Der Käfig 1 wird in diesen Fällen dann entweder durch die Außenlaufbahn oder durch die Innenlaufbahn geführt. Bei Führung des Käfigs 1 durch die Zylinderrollen 6 ist deren radiale Beweglichkeit eingeschränkt.As the figures further show, the web stubs 5 are arranged in the radial direction outward above the webs 4 , their shape being arbitrary. In FIG. 4, they have a circular shape, while they are configured in a triangular shape in FIGS. 1 and 5 in a rough approximation, it ie have the cylindrical rollers 6 adapted guide surface 7. This guide surface 7 ensures that cylindrical rollers 6 are held radially outwards. The axial extension of the web stub 5 is to be selected so that the cylindrical rollers 6 cannot be inclined, ie they must be encompassed by the web stub 5 in a safe area. The bearing cage 1 is filled with the cylindrical rollers 6 from the outside, ie they are pushed in, the web stubs 5 springing open in the circumferential direction and then returning to their old starting position. The guidance of the cage 1 can be influenced via the spatial expansion of the web stub 5 both in the circumferential direction and in the radial direction. If these are narrowly limited in their spatial extension, there is an expanded possibility of movement of the cylindrical rollers 6 in the radial and in the circumferential direction. In these cases, the cage 1 is then guided either through the outer race or through the inner race. When the cage 1 is guided through the cylindrical rollers 6 , their radial mobility is restricted.
Der Käfig 1 kann aus einem Kunststoff durch Spritzgießen oder aus einem Metallband gefertigt sein, wobei es sich im letzten Fall als günstig erweist, wenn die Stegstummel 5 durchgestellt sind. Dies bedeutet, sie sind aus den Seitenringen 2 und 3 durch axialen Versatz eines Teiles von Material durch einen Prägevorgang hergestellt, wobei auf der nach außen gewandten Stirnseite der Seitenringe 2 und 3 ein Leerraum 8 gebildet ist, wie die Fig. 4 und 5 zeigen.The cage 1 can be made from a plastic by injection molding or from a metal strip, it proving to be favorable in the last case if the stub ends 5 are put through. This means that they are produced from the side rings 2 and 3 by axially displacing part of the material by means of an embossing process, an empty space 8 being formed on the outwardly facing end face of the side rings 2 and 3 , as FIGS. 4 and 5 show.
Durch die Erfindung ist ein Zylinderrollenlager geschaffen, dass ohne die Nachteile von vollrolligen Wälzlagern und ohne die Nachteile von Käfiglagern im herkömmlichen Sinne behaftet ist. Dies bedeutet, die Zylinderrollen 6 sind zwar getrennt voneinander, aber nur minimal, so dass ein gegenseitiges Reiben benachbarter Zylinderrollen 6 entfällt und somit auch eine verbesserte Schmierung in Bezug auf vollrollige Lager gewährleistet ist. Das erfindungsgemäße Lager eignet sich insbesondere für Anwendungen mit höheren Geschwindigkeiten. The invention provides a cylindrical roller bearing that is free from the disadvantages of full complement roller bearings and without the disadvantages of cage bearings in the conventional sense. This means that the cylindrical rollers 6 are separate from one another, but only minimally, so that mutual rubbing of adjacent cylindrical rollers 6 is eliminated and thus an improved lubrication with respect to full complement bearings is ensured. The bearing according to the invention is particularly suitable for applications with higher speeds.
11
Käfig
Cage
22
Seitenring
side ring
33
Seitenring
side ring
44
Steg
web
55
Stegstummel
bridge stub
66
Zylinderrolle
cylindrical roller
77
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88th
Leerraum
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Claims (6)
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