DE102007061280A1 - Axial ball roller bearing e.g. radial roller bearing, for use in motor vehicle, has ball rollers including side surfaces formed as ball surface segments, where radius of curvatures of ball surface segments are larger than base ball radius - Google Patents
Axial ball roller bearing e.g. radial roller bearing, for use in motor vehicle, has ball rollers including side surfaces formed as ball surface segments, where radius of curvatures of ball surface segments are larger than base ball radius Download PDFInfo
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Axialkugelrollenlager mit einem äußeren Lagerring, einem inneren Lagerring und einer Mehrzahl von Kugelrollen, die zwischen diesen beiden Lagerringen angeordnet sind, durch einen Lagerkäfig in vorbestimmten Abständen zueinander gehalten werden und in rillenförmigen Laufbahnen der Lagerringe abrollen, wobei mindestens eine Laufbahn durch mindestens ein das Abrollen der Kugelrollen führendes Bord begrenzt ist, und wobei die Kugelrollen einen Grundkugelradius und zwei einander gegenüberliegende Seitenflächen aufweisen.The The invention relates to an axial ball roller bearing with an outer Bearing ring, an inner bearing ring and a plurality of ball rollers, which are arranged between these two bearing rings, by a Bearing cage at predetermined intervals from each other be held and in groove-shaped raceways of the bearing rings unroll, with at least one career by at least one Unrolling the ball rollers is limited to leading board, and wherein the ball rollers have a basic ball radius and two opposite one another Have side surfaces.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Als
Radialwälzlager ausgebildete Kugelrollenlager sind beispielsweise
aus den deutschen Offenlegungsschriften
Bei solchen gattungsgemäß ausgebildeten Axialkugelrollenlagern entsteht das technische Problem, dass bei der während des Abrollens der Kugelrollen auftretenden Berührung zwischen den ebenen Seitenflächen der Kugelrollen und den planen Oberflächen der Borde eine vergleichsweise große Kontaktfläche wirksam ist. Dies führt zu einer relativ schnellen Abnutzung der Seitenflächen der Kugelrollen wie auch der Borde an den Lagerringen und damit zu einem vergleichsweise schnellen Verschleiß eines solchen Axialkugelrollenlagers.at such generically designed axial ball roller bearings arises the technical problem that occurs during the Rolling the ball rollers occurring contact between the flat side surfaces of the ball rollers and the plan Surfaces of the shelves a comparatively large Contact surface is effective. This leads to a relatively fast wear of the side surfaces of the ball rollers as well as the shelf on the bearing rings and thus to a comparatively rapid wear of such an axial ball roller bearing.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen der Lösungen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Axialkugelrollenlager der eingangs genannten Art vorzustellen, bei dem sich die Seitenflächen der Kugelrollen wie auch die Borde weniger abnutzen, so dass der Verschleiß des Axialkugelrollenlagers verlangsamt wird.outgoing from the stated disadvantages of the solutions of the known The prior art is therefore the object of the invention, a Present axial ball roller bearing of the type mentioned, at the side surfaces of the ball rollers as well as the Wear less ribs, so that the wear of the axial ball roller bearing is slowed down.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Axialkugelrollenlager mit einem äußeren Lagerring, einem inneren Lagerring und einer Mehrzahl von Kugelrollen, die zwischen diesen beiden Lagerringen angeordnet sind, durch einen Lagerkäfig in vorbestimmten Abständen zueinander gehalten werden und in rillenförmigen Laufbahnen der Lagerringe abrollen, wobei mindestens eine Laufbahn durch mindestens einen das Abrollen der Kugelrollen führenden Bord begrenzt ist, und wobei die Kugelrollen einen Grundkugelradius und zwei einander gegenüberliegende Seitenflächen aufweisen. Das Axialkugelrollenlager zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Seitenflächen als Kugeloberflächensegmente ausgebildet sind, deren Krümmungsradien jeweils größer als der Grundkugelradius sind.starting point The invention is an axial ball roller bearing with an outer Bearing ring, an inner bearing ring and a plurality of ball rollers, which are arranged between these two bearing rings, by a Bearing cage at predetermined intervals from each other be held and in groove-shaped raceways of the bearing rings unroll, with at least one career by at least one Unwinding of the ball rollers leading edge is limited, and wherein the ball rollers have a basic ball radius and two opposite one another Have side surfaces. The axial ball roller bearing draws According to the invention characterized in that the side surfaces are formed as spherical surface segments whose radii of curvature each greater than the basic ball radius.
Gemäß der Erfindung liegen also anstatt der aus dem Stand der Technik bekannten, als Ebenen ausgebildeten Seitenflächen der Kugelrollen solche Seitenflächen vor, die als Kugeloberflächensegmente ausgebildet sind. Diese Seitenflächen sind mithin nach außen hin gewölbt oder, wie man auch sagt, stirnballig. Die Krümmungsradien der Wölbung der Seitenflächen sind hierbei größer als der Grundkugelradius der Kugelrolle, weshalb die Kugeloberflächensegmente der Seiten der Kugelrollen vergleichsweise flach ausgebildet sind. Dies ist dafür hinreichend, dass die Kontaktfläche, die während des Abrollens der Kugelrollen bei einer gegebenenfalls auftretenden Berührung zwischen den Borden der Lagerringe und den Seitenflächen der Kugelrollen entsteht, bei fischen Borden nicht flächenartig sondern punktförmig bzw. linienförmig ausgebildet ist. Damit ist die Kontaktfläche bei den Kugelrollen des erfindungsgemäßen Wälzlagers sehr viel kleiner als im Stand der Technik. Mithin nutzen sich die Oberflächen der Borde wie auch die Seitenflächen der Kugelrollen weniger ab, welches auch zu weniger Verschleiß des Axialkugelrollenlagers führt.According to the Invention are therefore known instead of the known from the prior art, formed as planes side surfaces of the ball rollers such side surfaces acting as spherical surface segments are formed. These side surfaces are therefore after arched on the outside or, as the saying goes, ball-point. The radii of curvature of the curvature of the lateral surfaces are here larger than the basic radius of the ball Ball roller, which is why the spherical surface segments of the sides the ball rollers are formed comparatively flat. This is sufficient that the contact surface, the during the rolling of the ball rollers in an optionally occurring contact between the edges of the bearing rings and the side surfaces of the ball rolls arises when fishing Borden not planar but punctiform or is formed linear. This is the contact surface in the ball rollers of the rolling bearing according to the invention much smaller than in the prior art. Thus, the use of the Surfaces of the shelves as well as the side surfaces the ball rolls less, which also reduces wear of the Axialkugelrollenlagers leads.
In ihrer allgemeinsten Ausgestaltung weisen die Seitenflächen der Kugelrolle Kugeloberflächensegmente auf, deren Krümmungsradien verschieden sind. Die Seitenflächen der Kugelrolle sind bei dieser Ausgestaltung mithin verschieden stark stirnballig. Die Kugelrolle ist damit bezüglich ihrer Haupterstreckungsebene nicht spiegelsymmetrisch.In their most general embodiment, the side surfaces the ball roller ball surface segments on whose radii of curvature are different. The side surfaces of the ball roller are In this embodiment, therefore, different degrees of frontal ball. The Ball roll is so with respect to their main extension plane not mirror-symmetrical.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Krümmungsradien der beiden Kugelobertlächensegmente jedoch gleich. Bei dieser Ausgestaltung ist die Kugelrolle bezüglich ihrer Haupterstreckungsebene spiegelsymmetrisch. Dies vereinfacht die Herstellung einer solchen Kugelrolle und senkt damit deren Herstellungskosten.In a preferred embodiment of the invention, the radii of curvature of the two However, spherical surface segments are the same. In this embodiment, the ball roller is mirror-symmetrical with respect to its main extension plane. This simplifies the production of such a ball roller and thus reduces their production costs.
Ein bei Axialkugelrollenlagern bestehendes Problem betrifft deren Einbau in eine gegebene Umgebungskonstruktion, so beispielsweise in ein Lenk- oder Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges. Um den Einbau möglichst einfach gestalten zu können, ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass der Lagerkäfig und der innere Lagerring mit jeweils mindestens einem Verbindungselement versehen sind, durch welche der Lagerkäfig und der innere Lagerring miteinander verbindbar sind. Für den Fall, dass das Axialkugelrollenlager als an einem Gehäuse zu befestigendes Wälzlager für eine Welle eingesetzt werden soll, kann der Einbau der das Axialkugelrollenlager bildenden Einzelteile, nämlich des inneren Lagerrings, des Lagerkäfigs und des äußeren Lagerrings, in eine gegebene Umgebungskonstruktion derart erfolgen, dass zunächst der die Kugelrollen enthaltende Lagerkäfig mittels der Verbindungselemente mit dem inneren Lagerring verbunden wird, und die beiden dann miteinander verbundenen Einzelteile sodann an der Welle befestigt werden. Der äußere Lagerring wird anschließend auf den Lagerkäfig aufgesetzt und mit dem Gehäuse mit Passsitz verbunden.One Axial ball roller bearings existing problem concerns their installation in a given environment construction, such as in a Steering or manual transmission of a motor vehicle. To the installation as possible Being able to simply design is at a preferred Embodiment of the invention provided that the Bearing cage and the inner bearing ring, each with at least a connecting element are provided, through which the bearing cage and the inner bearing ring are connected to each other. For the case that the axial ball roller bearing as on a housing used to be mounted bearing for a shaft should be, the installation of the axial ball roller bearing forming Items, namely the inner bearing ring, the bearing cage and the outer bearing ring, into a given surrounding structure done so that the first of the ball rollers containing Bearing cage by means of the connecting elements with the inner bearing ring is connected, and the two then interconnected items then be attached to the shaft. The outer one Bearing ring is then placed on the bearing cage fitted and connected to the housing with a snug fit.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement des Lagerkäfigs als mit einer radial einwärts weisenden Stufe versehener Fortsatz und das Verbindungselement des inneren Lagerrings als sich vom äußeren Umfang des inneren Lagerrings aus radial auswärts erstreckender Vorsprung ausgebildet sind. Das Herstellen einer Verbindung zwischen dem Lagerkäfig und dem Lagerring erfolgt bei dieser Ausgestaltung durch Aufschieben des die Kugelrollen enthaltenden Lagerkäfigs über den inneren Lagerring. Durch den axialen Aufschiebevorgang gelangt die radial einwärts weisende Stufe des Fortsatzes hinter den radial auswärts weisenden Vorsprung des inneren Lagerrings. Die Verbindung kommt durch Formschluss zwischen dem Vorsprung und dem Fortsatz im Sinne zustande. Da die Herstellung der Verbindung einzig durch axiales Aufschieben des Lagerkäfigs auf den inneren Lagerring erfolgt und zudem keine weiteren Hilfsmittel zur Herstellung der Verbindung benötigt werden, macht diese Ausgestaltung der Verbindungsmittel die Herstellung dieser Verbindung besonders einfach.at a particularly preferred embodiment of the invention is provided that the connecting element of the bearing cage as having a radially inwardly facing step Extension and the connecting element of the inner bearing ring as itself from the outer circumference of the inner bearing ring are formed radially outwardly extending projection. Establishing a connection between the bearing cage and the bearing ring takes place in this embodiment by pushing of the ball cages containing bearing cage over the inner bearing ring. Passed by the axial Aufschiebevorgang the radially inwardly facing step of the extension behind the radially outwardly facing projection of the inner bearing ring. The connection comes through a positive connection between the projection and the extension in the sense. Since the preparation of the compound only by axial sliding of the bearing cage on the inner bearing ring takes place and also no further aids to Making the connection needed will do this Embodiment of the connecting means the preparation of this compound especially easy.
Bei der Wahl der geometrischen Parameter für die Kugelrolle unterliegt man auch bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Axialkugelrollenlagers keinen weitergehenden Beschränkungen, als dies bei den Ausgestaltungen aus dem Stand der Technik der Fall ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist daher vorgesehen, dass der Grundkugelradius r und die Breite b der Kugelrolle derart gewählt sind, dass sinα0 < b/2r gilt, wobei α0 der Druckwinkel des Axialkugelrollenlagers ist. Man kann so den Grundkugelradius r und die Breite b der Kugelrolle optimal auf den gewünschten bzw. im anwendungsfall notwendigen Druckwinkel α0 abstimmen.In the choice of geometric parameters for the ball roller subject to the inventive design of the axial ball roller bearing no further restrictions than is the case with the embodiments of the prior art. In a preferred embodiment of the invention it is therefore provided that the basic ball radius r and the width b of the ball roller are selected such that sin α 0 <b / 2r, where α 0 is the contact angle of the axial ball roller bearing. It is thus possible to optimally adjust the basic ball radius r and the width b of the ball roller to the desired contact angle α 0 required in the application.
Ein Axialkugelrollenlager gemäß der Erfindung kann überall dort vorteilhaft eingesetzt werden, wo Axial-Pendelrollenlager und Axial-Schrägkugellager zum Einsatz kommen. Es weist eine hohe Tragfähigkeit auf, ist im Vergleich zu Schrägkugellagern axial sehr kurz und kann kostengünstig hergestellt werden. Selbstverständlich kann ein solches Axial-Schrägkugelrollenlager auch als Tandemlager mit mehreren Wälzkörperreihen gleicher oder anderer Bauart kombiniert werden.One Axial ball roller bearing according to the invention can be everywhere used there advantageous where axial spherical roller bearings and Axial angular contact ball bearings are used. It has one high load capacity, is axial compared to angular contact ball bearings very short and can be produced inexpensively. Of course Such an axial angular contact ball bearing can also as Tandem bearing with several rows of rolling elements same or other design.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Axialkugelrollenlagers wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:A preferred embodiment of the invention formed Axialkugelrollenlagers is below with reference to the attached drawings explained in more detail. Showing:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings
Wie
in
Der
innere Lagerring
Das
Axialkugelrollenlager
Der
innere Lagerring
Der
innere Lagerring
Der
Einbau der das Axialkugelrollenlager
In
Der
Grundkugelradius r der Kugelrolle
Bei
dem in
Die
Höhe d der Kugelrolle
Die
kennzeichnende Größe für die Fähigkeit der
Kugelrolle
Eine
gemeinsame Betrachtung von der
Das
in
- 11
- Axialkugelrollenlageraxial ball bearing
- 33
- Äußerer LagerringOuter bearing ring
- 55
- Innerer Lagerringinner bearing ring
- 77
- Lagerkäfigbearing cage
- 99
- Kugelrolleball roller
- 1111
- Innenmantelfläche des inneren LagerringesInner surface area of the inner bearing ring
- 1515
- Außenmantelfläche des äußeren LagerringesOuter casing surface of the outer bearing ring
- 1919
- Laufbahn des äußeren Lagerringscareer of the outer bearing ring
- 2121
- Laufbahn des inneren Lagerringscareer of the inner bearing ring
- 2323
- Lauffläche der Kugelrolletread the ball roller
- 2525
- Bord des inneren Lagerringsshelf of the inner bearing ring
- 2727
- Schmiermittelzuführöffnunglubricant supply
- 2929
- Äußerer Umfang des inneren LagerringsOuter Circumference of the inner bearing ring
- 3131
- Vorsprung des inneren Lagerringshead Start of the inner bearing ring
- 3333
- Radial äußeres Ende des LagerkäfigsRadially outside End of the bearing cage
- 3535
- Fortsatz des Lagerkäfigsextension of the bearing cage
- 3737
- Stufe des Lagerkäfigsstep of the bearing cage
- 3939
- Erste Seitenfläche der KugelrolleFirst Side surface of the ball roller
- 4141
- Zweite Seitenfläche der KugelrolleSecond Side surface of the ball roller
- 4343
- Erstes Kugeloberflächensegmentfirst Spherical surface segment
- 4545
- Zweites Kugeloberflächensegmentsecond Spherical surface segment
- 4747
- Haupterstreckungsebene der KugelrolleMain plane the ball roller
- 4949
- Nebenerstreckungsebene der KugelrolleIn addition to the extension plane the ball roller
- α0 α 0
- Druckwinkelcontact angle
- bb
- Breite der Kugelrollewidth the ball roller
- rr
- GrundkugelradiusGround ball radius
- dd
- Höhe der Kugelrolleheight the ball roller
- R1 R 1
- Erster Krümmungsradiusfirst radius of curvature
- R2 R 2
- Zweiter Krümmungsradiussecond radius of curvature
- TT
- Teilkreispitch circle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- - DE 102006019230 A [0002] - DE 102006019230 A [0002]
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- - DE 102006060678 [0002] - DE 102006060678 [0002]
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