DE102007044901A1 - Cage i.e. window cage, for roller bearing e.g. cylinder roller bearing, has guiding surface provided in outer and/or inner upper surface area of bar units such that surfaces of units pass into area increasing from surface to bar centre - Google Patents

Cage i.e. window cage, for roller bearing e.g. cylinder roller bearing, has guiding surface provided in outer and/or inner upper surface area of bar units such that surfaces of units pass into area increasing from surface to bar centre Download PDF

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Abstract

The cage has ring-like side units (20), and bar units (10) arranged between the side units. Two casings for accommodation of cylinder rollers are formed at the bar units, where the cage is made from aluminum, steel and titanium. A guiding surface for the cage is provided in a radial outer and/or inner upper surface area of the bar units in such a manner that side surfaces of the bar units pass into a linear area increasing from the side surface to bar centre with a height, where the linear area passes into a fillet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollenlagerkäfig und eine Rollenlagerung, wie sie insbesondere zum drehbaren Lager einer Kurbelwelle und einer Pleuelstange an der Kurbelwelle eingesetzt werden.The The invention relates to a roller bearing cage and a roller bearing, as in particular to the rotatable bearing of a crankshaft and a Connecting rod to be used on the crankshaft.

Insbesondere bei der Verwendung an Kurbelwellen sollen Rollenlagerungen und auch deren Rollenlagerkäfige dahingehend Vorteile aufweisen, dass sie leichtgewichtig sind, eine hohe Belastungskapazität, eine hohe Festigkeit und eine hohe Leistungsfähigkeit bei hohen Umdrehungen aufweisen und darüber hinaus in der Lage sind, unter anspruchsvollen Schmierungsbedingungen verwendet werden zu können.Especially when used on crankshafts roller bearings and also their roller bearing cages have advantages that they are lightweight, a high load capacity, high strength and high performance at high revolutions and above in addition are capable under demanding lubrication conditions to be used.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Verbesserung bei einem Rollenlagerkäfig und einer Rollenlagerung, insbesondere bei Verwendung an einer Kurbelwelle zu schaffen.A Object of the present invention is therefore an improvement at a roller bearing cage and a roller bearing, in particular when used on a crankshaft to accomplish.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The Task is through the objects the claims 1 and 11 solved. Advantageous embodiments are described in the subclaims.

Anspruch 1 betrifft einen Rollenlagerkäfig mit wenigstens einem ringartigen Seitenelement, von dessen wenigstens einer Stirnseite zum Bilden von Aufnahmen für Rollen Stegelemente abzweigen, wobei in wenigstens einem radial äußeren und/oder inneren Oberflächenbereich der Stegelemente, der einer Führungsfläche für den Käfig zum Gegenüberliegen vorgesehen ist, wenigstens in einem Bereich hin zum Seitenelement derart gestaltet ist, dass bei Betrachtung des Stegelementquerschnitts die den Rollenmänteln zugewandten Seitenflächen des Stegelements scharfkantig in geradlinige, von den Seitenflächen hin zur Stegmitte mit an Höhe zunehmende Bereiche übergehen, und die geradlinigen Bereiche in Stegmitte in eine Verrundung übergehen.claim 1 relates to a roller bearing cage with at least one annular side member, at least one of which an end face to form shots for rolling branch off web elements, wherein in at least one radially outer and / or inner surface area the web elements, the guide surface for the cage for Face is provided, at least in an area towards the side element is designed such that when viewing the web element cross-section the roll coats facing side surfaces of the bridge element sharp-edged in rectilinear, from the side surfaces to the bridge center with at height pass over increasing areas, and merge the rectilinear areas at the middle of the bridge into a rounding.

Durch die besagte Ausbildung wird mit besonderem Vorteil ein Aufschwimmen des Käfigs erleichtert, so dass sich ähnlich wie bei einem Gleitlager gute Gleiteigenschaften des Käfigs gegenüber seiner Lagerumgebung ergeben.By The said training will be a particular advantage of the cage relieved, so that is similar as with a sliding bearing good sliding properties of the cage over his Storage environment revealed.

Anspruch 11 betrifft eine Rollenlagerung mit einem Rollenlagerkäfig, der längs geteilt, wenigstens zwei sektorartige Käfigteile ausbildend gestaltet ist, wobei die Lagerung derart gestaltet ist, dass der Käfig an entsprechenden Führungsflächen für den Käfig radial innen und außen geführt ist.claim 11 relates to a roller bearing with a roller bearing cage, the split longitudinally, at least two sector-like cage parts is designed forming, the storage is designed in such a way that the cage at corresponding guide surfaces for the cage radially inside and outside guided is.

Durch diese sozusagen gemischte gleichzeitige Innen- und Außenführung des Käfigs wird mit besonderem Vorteil erreicht, dass beispielsweise bei Einsatz an einer Kurbelwelle bei Betrieb durch die charakteristische Bewegung besagter Lagerstelle ungünstige Krafteinwirkungen auf den Käfig verhindert werden.By This mixed, so to speak simultaneous inner and outer guide of cage is achieved with particular advantage that, for example, when used on a crankshaft when operating by the characteristic movement said deposit unfavorable Force effects on the cage be prevented.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren. Dabei zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the embodiment of the invention described below the figures. Showing:

1 einen Querschnitt durch eine Zylinderrollenlagerung mit einem Käfig, die zwischen einer Pleuelstange und einer Kurbelwelle angeordnet ist, 1 a cross section through a cylindrical roller bearing with a cage which is arranged between a connecting rod and a crankshaft,

2 eine Ausschnittsvergrößerung der in der 1 mit A gekennzeichneten Stelle, 2 an excerpt from the in the 1 point marked with A,

3 eine Ausschnittsvergrößerung der in der 1 mit B gekennzeichneten Stelle, 3 an excerpt from the in the 1 position indicated by B,

4 einen Querschnitt durch eines der Stegelemente des Käfigs der 1 nahe einem Seitenelement des Käfigs und 4 a cross section through one of the web elements of the cage of 1 near a side element of the cage and

5 in perspektivischer Ansicht eine Käfighälfte des Käfigs der 1. 5 in a perspective view a cage half of the cage of the 1 ,

Die 1 zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Querschnitt durch eine Pleuelstange 4, in deren Kurbelwellenaufnahme über eine Zylinderrollenlagerung ein Abschnitt einer Kurbelwelle 2 drehbar gelagert ist. Dabei umfasst die Zylinderrollenlagerung einen fensterartig ausgebildeten Käfig, in dessen Taschen die aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Zylinderrollen angeordnet sind. Der Käfig umfasst dabei zwei ringartige Seitenelemente 20, zwischen denen Stegelemente 10 angeordnet sind, wobei die zwischen jeweils zwei benachbarten Stegelementen 10 ausgebildeten Taschen zur Aufnahme der Zylinderrollen vorgesehen sind. Dabei ist der Querschnitt durch die Stegelemente 10 in der Nähe einer axialen Mitte des Käfigs geführt.The 1 shows as an embodiment of the invention a cross section through a connecting rod 4 , In the crankshaft receiving a cylindrical roller bearing a portion of a crankshaft 2 is rotatably mounted. In this case, the cylindrical roller bearing comprises a window-like cage, in whose pockets the cylindrical rollers, not shown for reasons of clarity are arranged. The cage comprises two ring-like side elements 20 between which bridge elements 10 are arranged, wherein between each two adjacent web elements 10 trained pockets are provided for receiving the cylindrical rollers. Here is the cross section through the web elements 10 near an axial center of the cage.

Der Käfig ist in Längsrichtung in zwei, zum losen Aneinanderanliegen vorgesehene, gleichartige Käfighälften 8 geteilt ausgebildet, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eine der Käfighälften 8 dargestellt ist. Der Käfig kann dabei beispielsweise aus Aluminium ausgebildet sein. Jede der beiden Käfighälften 8 ist dabei bevorzugt einstückig ausgebildet.The cage is in the longitudinal direction in two, intended for loose abutment, similar cage halves 8th formed divided, for reasons of clarity, only one of the cage halves 8th is shown. The cage can be formed for example of aluminum. Each of the two cage halves 8th is preferably formed in one piece.

Die Zylinderrollenlagerung, bei der ein Mantelbereich der Kurbelwelle 2, wie ein Mantelbereich der Pleuelstange 4 als Abrollfläche für die Zylinderrollen dienen, ist dabei derart ausgestaltet, dass der Käfig frei von einer Rollenführung ist und für eine gleichzeitige Innen- und Außenführung also eine Führung sowohl an der Kurbelwelle 2 als auch an der Pleuelstange 4 ausgebildet ist. Dabei ist die Außenführung der Käfighälfte 8 in der 2 nochmals verdeutlicht, die eine Ausschnittsvergrößerung an der in der 1 mit A bezeichneten Stelle darstellt. Die gleichzeitige Innenführung der Käfighälfte 8 ist weiterhin in der 3 dargestellt, die eine Ausschnittsvergrößerung der in der 1 mit B bezeichneten Stelle darstellt.The cylindrical roller bearing, in which a cladding region of the crankshaft 2 like a mantle area of the connecting rod 4 serve as a rolling surface for the cylindrical rollers, is designed such that the cage is free of a roller guide and for a simultaneous inner and outer guide so a guide on both the crankshaft 2 as well as on the connecting rod 4 is trained. Here is the outer guide of the cage half 8th in the 2 once again clarified, the an enlarged view of the in the 1 represents a point designated A. The simultaneous inner guide of the cage half 8th is still in the 3 shown, the an enlarged detail of the in 1 represents B designated place.

Um weiterhin bei besagter Mischführung bei der in der Kurbelwellenumgebung bevorzugt vorherrschenden Ölschmierung ein gutes Gleitverhalten der an der Pleuelstange 4 und/oder der Kurbelwelle 2 anliegenden Käfigbereiche zu erzielen, ist der Käfig weiterhin wie in der 4 dargestellt ausgebildet. Die 4 zeigt dabei ausschnittsweise einen Querschnitt durch einen der Käfigstege 10 in unmittelbarer Nähe zu einem der Seitenelemente 20 des Käfigs. Dabei erkennt man, dass die zum Gegenüberliegen der Zylinderrollenmäntel vorgesehenen Seitenflächen 12 des Stegelements 10 am äußeren radialen Ende des Stegelements 10 im Wesentlichen scharfkantig in geradlinige, von den Seitenflächen 12 hin zur Stegmitte mit an Höhe zunehmende Bereiche 14 übergehen, wobei die beiden geradlinigen Bereiche 14 in Stegmitte über eine Verrundung 15 miteinander verbunden sind. Dabei setzt sich die vo rausgehend beschriebene Oberflächenausbildung des Stegelements 10 in axialer Richtung hinaus auf die äußere Mantelfläche des Seitenelements 20 fort. Dies wird besonders deutlich bei Betrachtung der 5, die in perspektivischer Ansicht eine der Käfighälften 8 darstellt. Aus der 5 ist weiterhin ersichtlich, dass die Seitenelemente 20 auf der den Stegelementen 10 abgewandten Seite in einem Übergangsbereich von den Stirnseiten hin zu den Mantelflächen mit deutlich ausgebildeten Anschrägungen 22 gestaltet sind.To continue with said mixing guide at the predominantly prevalent in the crankshaft oil lubrication a good sliding behavior of the connecting rod 4 and / or the crankshaft 2 To achieve adjacent cage areas, the cage is still as in the 4 shown formed. The 4 shows a detail of a cross section through one of the cage webs 10 in close proximity to one of the side elements 20 of the cage. It can be seen that the provided for Opposite the cylindrical roller shells side surfaces 12 of the posture 10 at the outer radial end of the bar element 10 essentially sharp-edged in rectilinear, from the side surfaces 12 towards the middle of the bridge with areas increasing in height 14 pass over, with the two rectilinear areas 14 in the center of the bridge over a rounding 15 connected to each other. This is the vo outlined described surface formation of the bar element 10 in the axial direction on the outer surface of the side member 20 continued. This becomes particularly clear when looking at the 5 , which in perspective view one of the cage halves 8th represents. From the 5 is also evident that the page elements 20 on the bridge elements 10 side facing away in a transition region from the end faces to the lateral surfaces with distinct chamfers 22 are designed.

Die innere Oberfläche der Stegelemente kann entsprechend der äußeren Oberfläche der Stegelemente 10 wie bei der 4 beschrieben ausgebildet sein. In einer anderen Ausführungsform kann die innere Oberfläche aber auch wie in der 4 dargestellt derart ausgebildet sein, dass die Seitenflächen 12 des Stegelements 10 unter Verzicht auf vorgenannte geradlinige Bereiche 14 gleich in eine einzige Verrundung 16 übergehen. Dabei kann natürlich auch dieser innere Oberflächenbereich des Stegelements 10 sich in axialer Richtung hinaus auf den inneren Mantel des Seitenelements 20 erstreckend ausgebildet sein. Der Außenmantel und der Innenmantel der Seitenelemente 20 sind somit durch eine Art Wellenform gekennzeichnet, wobei die Wellenform nach außen bzw. nach innen hin im Bereich der Stegmitten und zwischen zwei benachbarten Stegelementen 10 ihre Maxima erreichen.The inner surface of the web elements may correspond to the outer surface of the web elements 10 as with the 4 be described described. In another embodiment, the inner surface but also as in the 4 be formed such that the side surfaces 12 of the posture 10 waiving the aforementioned rectilinear areas 14 right in a single rounding 16 pass. Of course, this inner surface area of the bar element can also be used 10 extending in the axial direction on the inner shell of the side member 20 be formed extending. The outer jacket and the inner jacket of the side elements 20 are thus characterized by a kind of waveform, wherein the waveform outward or inward in the region of the web centers and between two adjacent web elements 10 reach their maxima.

In anderen Ausführungsformen kann der Käfig natürlich auch aus anderen Materialien, beispielsweise Kunststoff, Stahl, Titan oder auch Materialverbänden ausgebildet sein. Das vorausgehend Beschriebene kann in anderen Ausführungsformen natürlich auch bei entsprechenden Lagerungen bei Nockenwellen oder Ausgleichswellen verwendet werden.In other embodiments can the cage Naturally also from other materials, for example plastic, steel, Titanium or material composites be educated. The above may be described in others embodiments Naturally also with appropriate bearings for camshafts or balance shafts be used.

Claims (13)

Rollenlagerkäfig mit wenigstens einem ringartigen Seitenelement, von dessen wenigstens einer Stirnseite zum Bilden von Aufnahmen für Rollen Stegelemente abzweigen, wobei in wenigstens einem radial äußeren und/oder inneren Oberflächenbereich der Stegelemente, der einer Führungsfläche für den Käfig zum Gegenüberliegen vorgesehen ist, wenigstens in einem Bereich hin zum Seitenelement derart gestaltet ist, dass bei Betrachtung des Stegelementquerschnitts die den Rollenmänteln zugewandten Seitenflächen des Stegelements scharfkantig in geradlinige, von den Seitenflächen hin zur Stegmitte mit an Höhe zunehmende Bereiche übergehen, und die geradlinigen Bereiche in Stegmitte in eine Verrundung übergehen.Roller bearing cage with at least one annular side member, at least one of which an end face to form shots for rolling branch off web elements, wherein in at least one radially outer and / or inner surface region of the Bar elements, the guide surface for the cage for Face is provided, at least in an area towards the side element is designed such that when viewing the web element cross-section the roll coats facing side surfaces of the bridge element sharp-edged in rectilinear, from the side surfaces to the bridge center with at height pass over increasing areas, and merge the rectilinear areas at the middle of the bridge into a rounding. Rollenlagerkäfig nach Anspruch 1, wobei besagte Ausbildung besagten Oberflächenbereichs des Stegelements sich axial auf wenigstens Teilbereiche eines Mantels des Seitenelements hinaus erstreckend ausgebildet ist.Roller bearing cage according to claim 1, wherein said formation has said surface area of the rod member axially on at least portions of a jacket is formed extending beyond the side member. Rollenlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Seitenelement auf der den Stegelementen abgewandten Seite in einem Übergangsbereich von der Stirnseite hin zu wenigstens einer der Mantelflächen mit einer Anschrägung ausgebildet ist.Roller bearing cage according to one of the claims 1 or 2, wherein the side member facing away from the web elements Page in a transition area from the front side to at least one of the lateral surfaces with a chamfer is trained. Rollenlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der äußere Oberflächenbereich mit besagten geradlinigen Bereichen ausgebildet ist und der innere Oberflächenbereich derart ausgebildet ist, dass die beiden Seitenflächen mit einer Verrundung in den inneren Oberflächenbereich übergehen.Roller bearing cage according to one of the claims 1 to 3, wherein the outer surface area formed with said rectilinear areas and the inner surface area is formed such that the two side surfaces with a rounding in go over the inner surface area. Rollenlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Käfig längs geteilt, wenigstens zwei sektorartige Käfigteile ausbildend gestaltet ist.Roller bearing cage according to one of the claims 1 to 4, with the cage split longitudinally, at least two sector-like cage parts designed to be educational. Rollenlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Käfig oder wenigstens eines der Käfigteile in sich einstückig ausgebildet ist.Roller bearing cage according to one of the claims 1 to 5, with the cage or at least one of the cage parts in one piece is trained. Rollenlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Käfig als ein Fensterkäfig ausgebildet ist.Roller bearing cage according to one of the claims 1 to 6, with the cage as a window cage is trained. Rollenlagerkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Käfig aus einer Legierung, umfassend Aluminium, ausgebildet ist.Roller bearing cage according to one of the claims 1 to 7, with the cage is formed of an alloy comprising aluminum. Rollenlagerung mit einem Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Lagerung derart ausgebildet ist, dass der Käfig frei von einer Rollenführung ist.Roller bearing with a cage according to one of claims 1 to 8, wherein the storage is designed such that the cage free from a roller guide is. Rollenlagerung nach Anspruch 9, wobei die Lagerung derart gestaltet ist, dass der Käfig innen und außen geführt ist.Roller bearing according to claim 9, wherein the storage designed so that the cage inside and outside guided is. Rollenlagerung mit einem Rollenlagerkäfig, der längs geteilt, wenigstens zwei sektorartige Käfigteile ausbildend gestaltet ist, wobei die Lagerung derart gestaltet ist, dass der Käfig an entsprechenden Führungsflächen für den Käfig radial innen und außen geführt ist.Roller bearing with a roller bearing cage, the split longitudinally, at least two sector-like cage parts is designed forming, the storage is designed in such a way that the cage at corresponding guide surfaces for the cage radially inside and outside guided is. Rollenlagerung nach Anspruch 11, wobei die Käfigteile zum losen Aneinanderanliegen ausgebildet sind.Roller bearing according to claim 11, wherein the cage parts are designed for loose abutment. Rollenlagerung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Lagerung als eine Zylinderrollenlagerung ausgebildet ist.Roller bearing according to one of claims 9 to 12, wherein the bearing formed as a cylindrical roller bearing is.
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