DE10143089A1 - Cage for needle bearing has pockets formed by bars bent into U-shape with outwardly-facing sections on level of needle which are held in place by axial rims with inward or outward bend - Google Patents
Cage for needle bearing has pockets formed by bars bent into U-shape with outwardly-facing sections on level of needle which are held in place by axial rims with inward or outward bendInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen profilierten spanlos geformten Axialkäfig für zylindrische Wälzkörper, insbesondere Nadelkäfig, dessen Taschen bildende Stege die Wälzkörper einzeln mittels beiderseits einer Wälzkörperteilungsebene liegende Stegteile halten, die durch weitere, durch die Teilungsebene gehende Stegabschnitte miteinander verbunden sind, wobei der Käfig am inneren und/oder äußeren Umfang mit einem axial gerichteten Bord versehen ist. Außerdem betrifft die Erfindung unter Verwendung dieses Axialkäfigs gebildete Axiallager. The invention relates to a profiled non-cutting axial cage for cylindrical rolling elements, in particular needle cages, the webs forming pockets the rolling elements individually by means of a rolling element division plane on both sides hold horizontal parts of the web that pass through further parts that go through the parting plane Web sections are connected to each other, with the cage on the inside and / or the outer circumference is provided with an axially directed rim. In addition, the invention relates to formed using this axial cage Thrust bearing.
Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention
Derartige gattungsgemäße Axialkäfige sind schon seit langem vorbekannt. So ist beispielsweise in der DE-AS 11 74 113 ein Axialkäfig beschrieben, der aus einer kreisringförmigen Blechscheibe besteht, die in eine profilierte Querschnittsform gebracht ist und in der durch Ausstanzungen Taschen für die Aufnahme der zylindrischen Wälzkörper gebildet sind. Die die Taschen beiderseits begrenzenden Stege bestehen aus den parallel zur Wälzkörperteilungsebene verlaufenden Abschnitten, sowie aus den diese Abschnitte miteinander verbindenden abgewinkelten und durch die Teilungsebene hindurchgehenden Abschnitten. Ein solch profilierter Axialkäfig wird in der Fachwelt auch als W-Käfig bezeichnet. Axial cages of this type have long been known. So an axial cage is described, for example, in DE-AS 11 74 113, which consists of is an annular sheet metal disc, which is profiled in a Cross-sectional shape is brought and in the punched out pockets for the Recording the cylindrical rolling elements are formed. The pockets on both sides Limiting webs consist of the parallel to the rolling element division plane running sections, as well as from the sections together connecting angled and passing through the parting plane Sections. Such a profiled axial cage is also known in the professional world as W cage labeled.
Nachteilig dabei ist, dass ein solch gattungsgemäß ausgebildeter Käfig einen undefinierten Anlauf hat, falls Käfig und Laufscheibe nicht parallel zueinander verlaufen. Es ist weiter von Nachteil, dass die die Wälzkörper aufnehmenden Taschen in radialer Richtung größer gestanzt werden müssen, als es die Wälzkörperlänge erfordert, weil ansonsten die Wälzkörper in den Taschenecken anlaufen. Dadurch bedingt ergibt sich ein höheres radiales Spiel, das ein unerwünschtes Aufsteigen der Wälzkörper ermöglicht. Es ist ebenfalls von Nachteil, dass bei Montage eines Käfigs mit zugehörigen Axialscheiben der Käfig beschädigt werden kann. Dies rührt daher, dass beim formschlüssigen Verbindung von Käfig und Laufscheiben die gesamte Bordhöhe des Käfigs überschnappt werden muss. The disadvantage here is that a cage of this generic type unites undefined start-up if the cage and the running disk are not parallel to each other run. It is a further disadvantage that the rolling elements receiving them Pockets have to be punched larger in the radial direction than it is Rolling element length required, otherwise the rolling elements in the Tarnish pocket corners. This results in a higher radial play, which enables an undesirable ascent of the rolling elements. It is also disadvantage that when installing a cage with associated axial washers the cage can be damaged. This is because the positive connection of the cage and running disks the entire shelf height of the cage must be snapped.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen profilierten Axialkäfig so zu gestalten, dass das Laufverhalten des Axiallagers positiv beeinflusst wird. The object of the invention is therefore to provide a profiled axial cage design that the running behavior of the thrust bearing is influenced positively.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass wenigstens einer der Borde in einem Teilbereich mit einer radial nach innen und/oder radial nach außen gerichteten Ausbauchung versehen ist, so dass der Bord im zugehörigen anderen Teilbereich eine Einschnürung aufweist. According to the invention, this task is performed according to the characterizing part of Claim 1 solved in that at least one of the shelves in one Partial area with a radially inward and / or radially outward direction Bulge is provided, so that the board in the associated other sub-area has a constriction.
Durch die erfindungsgemäße Ausführung des Käfigs weist dieser über seine axiale Dicke gesehen einen unterschiedlichen Durchmesser auf. Dadurch ist sichergestellt, dass der Käfig einen definierten Anlauf im Bereich der Ausbauchung hat, der sich positiv auf das Laufverhalten auswirkt. Mögliche Fehlstellungen von Käfig und Laufscheiben, sogenannte Winkelfehler, können also vernachlässigt werden. Auch bisher störende Einflüsse wie Beschneideränder oder überstehende Bandanbindungen haben keinerlei Auswirkung auf die Käfigfunktion. Es ist weiter von Vorteil, dass beim Verschnappen von Käfig und Laufscheibe bzw. Laufscheiben zu einem Komplettlager die Bauhöhe des Käfigs keine Rolle spielt, d. h., durch den veränderten Schnappmechanismus kann die Bordhöhe des Käfigs auf den Nadeldurchmesser eingestellt und so eine hohe Käfigstabilität erreicht werden. Es ist weiterhin von Vorteil, dass durch die neue Bauform des Käfigs, speziell durch seine Einschnürung, die radiale Freigängigkeit der Wälzkörper in den Taschen eingeschränkt ist. Dadurch wird ein Verkippen der Wälzkörper in den Taschen minimiert, so dass deren axiales Aufsteigen ausgeschlossen ist. Durch die erfindungsgemäße Bauform des Käfigs wird auch erreicht, dass die Taschen in radialer Richtung größer als der später verbleibende innere Bordabstand gestanzt werden können. Dies ermöglicht deutlich größere Verrundungsradien in den Taschenecken und dadurch eine Verringerung der Kerbwirkung in diesem Bereich. Durch die neugewählte Käfigbauform wird ein Verkanten bei der Montage der Käfige mit den Laufscheiben ausgeschlossen, da immer über die am Käfig vorhandene Ausbauchung montiert wird. Die ehemals engen Toleranzvorgaben bei der Montageüberdeckung Scheibe/Käfigs können somit erweitert werden. Außerdem wird durch die Ausbauchung der Schnappmechanismus an den Laufscheiben vom Bordrand des Käfigs nunmehr in die Mitte des Käfigbordes verlegt, so dass mögliche fertigungsbedingte Risse und Stauchungen vermieden sind. Der erfindungsgemäße Käfig ermöglicht es außerdem, dass er durch unterschiedlich zurückgestellte Einschnürungen auch unterschiedliche axiale Wälzkörperlängen aufnehmen kann. Due to the inventive design of the cage, this has its seen axial thickness on a different diameter. This is ensures that the cage has a defined start in the area of Bulge, which has a positive effect on running behavior. Possible Misalignments of the cage and running disks, so-called angular errors, can therefore be ignored. Even previously disturbing influences such as trimming edges or protruding band connections have no effect on the Cage function. It is also advantageous that when snapping cage and To a complete bearing the overall height of the Cage does not matter, d. i.e., by the changed snap mechanism can adjust the cage's shelf height to the needle diameter and so high cage stability can be achieved. It is still an advantage that due to the new design of the cage, especially due to its constriction radial freedom of movement of the rolling elements in the pockets is restricted. This minimizes tilting of the rolling elements in the pockets, so that their axial ascent is excluded. By the invention The design of the cage also ensures that the pockets are radial are punched larger than the inner spacing remaining later can. This enables significantly larger rounding radii in the Pocket corners and thereby a reduction in the notch effect in this Area. Due to the newly selected cage design, tilting at the Assembly of the cages with the running disks excluded, because always on the Cage existing bulge is mounted. The formerly narrow Tolerance specifications for the mounting overlap disc / cage can thus be expanded become. In addition, the snap mechanism is due to the bulge the running disks from the rim of the cage to the middle of the Cage board relocated, so that possible manufacturing-related cracks and upsets are avoided. The cage according to the invention also enables it different constrictions due to different deferrals axial rolling element lengths can accommodate.
Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Advantageous designs are described in the subclaims.
So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass die Ausbauchung im Längsschnitt gesehen konvex ausgebildet ist. It is provided according to claim 2 that the bulge in longitudinal section seen is convex.
Aus Anspruch 3 geht hervor, dass der Verrundungsradius der Ecken der Taschen im Bereich der Ausbauchung größer als der Verrundungsradius der Wälzkörper ist. From claim 3 it appears that the rounding radius of the corners of the Pockets in the area of the bulge larger than the rounding radius of the Rolling element is.
Ein aus zwei Bestandteilen, nämlich Laufscheibe und Wälzkörperkranz bestehendes Axiallager ist im Anspruch 4 beschrieben. Danach ist vorgesehen, dass die Ausbauchung am äußeren Umfang des Käfigs angeordnet ist und eine Laufscheibe an ihrer äußeren peripheren Kante einen axial gerichteten Kragen aufweist, von dem wenigstens eine Haltenase ausgeht, die die Ausbauchung formschlüssig hintergreift. One of two components, namely the running disk and rolling element ring existing axial bearing is described in claim 4. After that it is provided that the bulge is arranged on the outer circumference of the cage and one The wheel has an axially directed collar on its outer peripheral edge has, from which at least one retaining lug originates, the bulge engages positively.
Ein dreiteiliges Axiallager, bestehend aus Wälzkörperkranz und zwei Laufscheiben geht aus Anspruch 5 hervor. Danach ist vorgesehen, dass je eine Ausbauchung am äußeren und am inneren Umfang des Käfigs angeordnet ist und je eine Laufscheibe an ihrer äußeren bzw. inneren peripheren Kante einen axial gerichteten Kragen aufweist, von dem wenigsten eine Haltenase ausgeht, die die Ausbauchung formschlüssig hintergreift. In den beiden letztgenannten Fällen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Haltenasen im Längsschnitt gesehen verrundet ausgebildet sind. A three-part thrust bearing, consisting of a rolling element ring and two Running disks emerge from claim 5. After that it is provided that one Bulge is arranged on the outer and inner circumference of the cage and one running disk on each of its outer and inner peripheral edges has axially directed collar, from which at least one retaining lug originates, which positively engages the bulge. In the latter two It has proven to be advantageous if the retaining lugs in the Seen longitudinal section are rounded.
Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention is explained in more detail using the following exemplary embodiments.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Käfig, Fig. 1 shows a partial longitudinal section through an inventive cage,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht von unten auf den Käfig gemäß Fig. 1, Fig. 2 shows a detail of a plan view from below of the cage according to Fig. 1,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht von oben auf den Käfig gemäß Fig. 1, Fig. 3 shows a detail of a top plan view of the cage according to Fig. 1,
Fig. 4 ein aus zwei Bauteilen bestehendes erfindungsgemäßes Axiallager und Fig. 4 is a two-component axial bearing according to the invention and
Fig. 5 ein aus drei Bauteilen bestehendes erfindungsgemäßes Axialwälzlager. Fig. 5 a three-components thrust roller bearing according to the invention.
Der in den Fig. 1 bis 4 mit 1 bezeichnete Axialkäfig besteht aus einer kreisringförmigen Blechscheibe, die in eine Querschnittsform gemäß den Fig. 1 und 4 gebracht ist und in der durch Ausstanzen die Taschen 2 für die Aufnahme der Wälzkörper 3 angebracht sind. Die die Taschen 2 beiderseits begrenzenden Stege 4 bestehen aus den parallel zur Wälzkörperteilungsebene 5 verlaufenden Abschnitten 4.1 und 4.2, wobei die Abschnitte 4.1 unterhalb der Wälzkörperteilungsebene 5 und der Abschnitt 4.2 oberhalb der Wälzkörperteilungsebene 5 liegt. Die beiden Abschnitte 4.1 sind mit dem Abschnitt 4.2 durch die abgewinkelten Abschnitte 4.3 und 4.4 verbunden, die durch die Wälzkörperteilungsebene 5 hindurch gehen. Demnach erfolgt die Führung der Wälzkörper 3 durch die diesen zugekehrten Kanten der Stegabschnitte 4.1 und 4.2, während die Stegabschnitte 4.3 und 4.4 zurücktreten. Die den Wälzkörpern 3 zugekehrten Kanten der Stegabschnitte 4.1, 4.2 können dabei zweckmäßigerweise mit angeprägten Führungsflächen versehen sein. Am inneren Umfang ist der Axialkäfig 1 mit dem axial gerichteten Bord 6 versehen, dessen Bordhöhe mit e angegeben ist, während am rechtsseitigen äußeren Umfang dieser Bord 6 im unteren Bereich mit der konvexen Ausbauchung 7 versehen ist, so dass im oberen Bereich eine Einschnürung gebildet ist. Diese Einschnürung wird durch sachgerechtes Umformen des ursprünglich axial ausgerichteten Bordes 6 bewerkstelligt. The axial cage denoted by 1 in FIGS . 1 to 4 consists of an annular sheet metal disk which is brought into a cross-sectional shape according to FIGS. 1 and 4 and in which the pockets 2 for receiving the rolling elements 3 are attached by punching out. The webs 4 delimiting the pockets 2 on both sides consist of the sections 4.1 and 4.2 running parallel to the rolling element division plane 5 , the sections 4.1 being below the rolling element division plane 5 and the section 4.2 above the rolling element division plane 5 . The two sections 4.1 are connected to the section 4.2 by the angled sections 4.3 and 4.4 which pass through the rolling element division plane 5 . Accordingly, the rolling elements 3 are guided through the edges of the web sections 4.1 and 4.2 facing them, while the web sections 4.3 and 4.4 withdraw. The edges of the web sections 4.1 , 4.2 facing the rolling elements 3 can expediently be provided with stamped guide surfaces. At the inner circumference of the axial cage 1 is provided with the axially directed rim 6, the flange height is indicated by e, while being provided on the right side outer periphery of the board 6 in the lower part with the convex bulge 7, is so formed in the upper region a constriction , This constriction is brought about by appropriate shaping of the originally axially aligned rim 6 .
Wie insbesondere die Fig. 1 bis 3 weiter zeigen, werden die Taschen 2 ausgehend von der nicht profilierten Scheibe linksseitig von der Fläche a bis zu Fläche b rechtsseitig ausgestanzt. Durch das Umlegen des rechtsseitigen Bordes 6 zur Erzielung der Ausbauchung 7 erfolgt die Führung der Wälzkörper 3 durch die Fläche a und durch die zurückgesetzte Fläche c. Durch die Anordnung der Ausbauchung 7 bzw. die dadurch bedingte Einschnürung ist es möglich, dass radiale Spiel der Wälzkörper 3 in den Taschen 2 einzuengen. Die rechtsseitig angeordnete Ausbauchung 7 ermöglicht es außerdem, dass der Verrundungsradius R1 der Ecken der Taschen 2 größer ausgebildet werden kann, so dass in diesem Bereich die Kerbspannung vermindert ist. In vorteilhafter Weise ist dabei vorgesehen, dass im Bereich der Ausbauchung 7 der Verrundungsradius R1 der Taschen 2 größer als der Verrundungsradius R2 der Wälzkörper 3 ist, während linksseitig in den Taschen 2 der Verrundungsradius R3 kleiner als der Verrundungsradius R2 der Wälzkörper 3 ist. As in particular FIGS. 1 to 3 further show, the pockets 2 are punched out on the left side from the non-profiled disc from the area a to the area b on the right side. By rolling the right-hand flange 6 to achieve the bulge 7 , the rolling elements 3 are guided through the surface a and through the recessed surface c. The arrangement of the bulge 7 or the constriction caused by it makes it possible for the radial play of the rolling elements 3 to be restricted in the pockets 2 . The bulge 7 arranged on the right-hand side also enables the rounding radius R1 of the corners of the pockets 2 to be made larger, so that the notch stress is reduced in this area. It is advantageously provided that in the region of the bulge 7 the rounding radius R1 of the pockets 2 is greater than the rounding radius R2 of the rolling elements 3 , while on the left-hand side in the pockets 2 the rounding radius R3 is smaller than the rounding radius R2 of the rolling elements 3 .
Das in teilweisem Längsschnitt in Fig. 4 gezeigte Axialwälzlager 10 besteht aus dem aus Wälzkörpern 3 und Käfig 1 bestehenden Nadelkranz und der dünnwandigen, insbesondere aus Blech gebildeten Laufscheibe 8, die an ihrer äußeren peripheren Kante den axial gerichteten Kragen 8.1 aufweist, von dem wenigstens an einer Umfangsstelle eine radial nach innen gerichtete Haltenase 8.2 abzweigt. Diese ist in den Freiraum 9 eingeschnappt, der einerseits von der Einschnürung des rechtsseitigen Bordes 6 des Käfigs 1 und andererseits dem Kragen 8.1 der Laufscheibe 8 gebildet ist. Auf diese Weise ist eine aus Nadelkranz und Laufscheibe 8 bestehende unverlierbare Axiallagerbaueinheit 10 gebildet. Fig. 4 lässt weiter in vorteilhafter Weise erkennen, dass durch die konvexe Ausbauchung 7 ein sicherer Anlauf des Käfigs 1 in der Laufscheibe 8 realisiert ist. Die Fig. 4 zeigt außerdem, dass die mit d bezeichnete axiale Freigängigkeit des Käfigs 1 gegeben ist. Dadurch ist auch dessen ungehinderte Rotation möglich, auch wenn beim Wärmebehandeln des Käfigs ein geringfügiges Verziehen eingetreten sein sollte. The axial roller bearing 10 shown in partial longitudinal section in FIG. 4 consists of the needle collar consisting of rolling elements 3 and cage 1 and the thin-walled running disk 8 , in particular made of sheet metal, which has the axially directed collar 8.1 on its outer peripheral edge, from which at least a circumferential point branches off a radially inwardly directed retaining lug 8.2 . This is snapped into the free space 9 , which is formed on the one hand by the constriction of the right-hand rim 6 of the cage 1 and on the other hand the collar 8.1 of the running disk 8 . In this way, a captive axial bearing assembly 10 consisting of a needle collar and running disk 8 is formed. FIG. 4 also shows in an advantageous manner that the convex bulge 7 ensures that the cage 1 in the running disk 8 starts reliably. FIG. 4 also shows that the axial freedom of movement of the cage 1 , designated d, is given. This also enables it to rotate freely, even if a slight warping should have occurred during the heat treatment of the cage.
In Fig. 5 schließlich ist das Axialwälzlager 11 gezeigt, das den Käfig 12
besitzt, der sowohl innen als auch außen mit der erfindungsgemäßen
Ausbauchung 7 versehen ist. Weiter zählt zum Axiallager 11 die obere Laufscheibe 13,
die an ihrer inneren peripheren Kante den axial gerichteten Kragen 13.1
aufweist, von dem die Haltenase 13.2 abzweigt, die die innere Ausbauchung 7
formschlüssig hintergreift. Die untere Laufscheibe 8 entspricht der in Fig. 4
gezeigten, wobei jedoch die Haltenase 8.2 verrundet ausgebildet ist. Auf diese
Weise ist das aus drei Bestandteilen, nämlich Wälzkörperkranz und
Laufscheiben 8, 12 bestehende unverlierbare Axialwälzlager 11 gebildet. Fig. 5 ist
weiter entnehmbar, dass bei beidseitig vorhandenen Ausbauchungen 7 die
Führung der Wälzkörper 3 über die Flächen c und f erfolgt, wobei durch
unterschiedlich weiter zurückgesetzte Einschnürungen unterschiedlich lange
Wälzkörper 3 bei ansonsten gleichen Abmessungen des Axiallagers 11 verwendbar
sind.
Bezugszeichen
1 Axialkäfig
2 Tasche
3 Wälzkörper
4 Steg
4.1 Stegabschnitt
4.2 Stegabschnitt
4.3 Stegabschnitt
4.4 Stegabschnitt
5 Wälzkörperteilungsebene
6 Bord
7 Ausbauchung
8 Laufscheibe
8.1 Kragen
8.2 Haltenase
9 Freiraum
10 Axialwälzlager
11 Axialwälzlager
12 Axialkäfig
13 Laufscheibe
13.1 Kragen
13.2 Haltenase
a Fläche
b Fläche
c Fläche
d axiale Freigängigkeit
e Bordhöhe
f Fläche
R1 Verrundungsradius
R2 Verrundungsradius
R3 Verrundungsradius
Finally, FIG. 5 shows the axial roller bearing 11 , which has the cage 12 , which is provided with the bulge 7 according to the invention both inside and outside. The axial bearing 11 also includes the upper running disk 13 , which has on its inner peripheral edge the axially directed collar 13.1 from which the retaining lug 13.2 branches off, which engages behind the inner bulge 7 in a form-fitting manner. The lower running disk 8 corresponds to that shown in FIG. 4, but with the retaining lug 8.2 being rounded. In this way, the captive axial roller bearing 11 is formed from three components, namely the rolling element ring and running disks 8 , 12 . Fig. 5 can also be seen that, when present on both sides bulges 7, the guide of the rolling elements 3 over the surfaces c and f is carried out, whereby different lengths by varying further recessed constrictions rolling elements 3, with otherwise the same dimensions of the thrust bearing 11 are used. Reference numeral 1 axial cage
2 pockets
3 rolling elements
4 bridge
4.1 Bridge section
4.2 Bridge section
4.3 Bridge section
4.4 Bridge section
5 rolling element division level
6 board
7 bulge
8 running disk
8.1 collar
8.2 Retaining nose
9 free space
10 axial roller bearings
11 thrust roller bearings
12 axial cage
13 running disk
13.1 collar
13.2 Retaining nose
a area
b area
c area
d axial freedom of movement
e shelf height
f area
R1 rounding radius
R2 rounding radius
R3 rounding radius
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