DE102008004512A1

DE102008004512A1 - Cylinder roller bearing, has bearing cage spaced apart from rolling body and comprising radially extending support, which limits radial evasion movements of bearing cage in cooperation with support surface of outer ring

Info

Publication number: DE102008004512A1
Application number: DE200810004512
Authority: DE
Inventors: Stephan Thomas
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-01-16
Filing date: 2008-01-16
Publication date: 2009-07-23

Abstract

The roller bearing (1) has a cylinder shaped rolling body (4), a bearing outer ring (2), a bearing inner ring (3) and a bearing cage (6), which is spaced apart from the rolling body. The bearing cage has a radially extending support, which limits radial evasion movements of the bearing cage in cooperation with a support surface (50) of the outer ring. The support surface is formed on a circulating rim of the outer ring. The support is formed as a flange by shaping of a cage material. The support has support plates, which extend perpendicular to a mantel surface of the cage.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet hochbelasteter Wälzlager mit im Wesentlichen zylinderförmigen Wälzkörpern. Diese nachfolgend zusammenfassend als Zylinderrollenlager bezeichneten Lager können sowohl gedrungene, als auch vergleichsweise langgestreckte, nadelförmige Rollen als Wälzkörper aufweisen.The Invention is in the field of highly loaded bearings with substantially cylindrical rolling elements. These collectively referred to as a cylindrical roller bearing Bearings can be both stocky and comparatively elongated, needle-shaped rollers as rolling elements exhibit.

Die Erfindung betrifft ein Zylinderrollenlager mit zylinderförmigen Wälzkörpern, wenigstens einem Lagerring und mit einem Lagerkäfig, der die Wälzkörper führt bzw. in vorgegebenem Abstand hält (beabstandet). Ein derartiges Lager geht aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2006 013 430 A1 hervor, die einen zweiteiligen Lagerkäfig zum Gegenstand hat.The invention relates to a cylindrical roller bearing with cylindrical rolling elements, at least one bearing ring and with a bearing cage, which carries the rolling elements and holds at a predetermined distance (spaced). Such a camp is from the German patent application DE 10 2006 013 430 A1 which relates to a two-piece bearing cage.

Derartige Zylinderrollenlager werden häufig bei hohen Drehzahlen und/oder unter starken Radialbeschleunigungen der Wälzkörper betrieben. Um die Tragzahl solcher Zylinderrollenlager ohne Änderungen der Lagermaße und ohne Veränderungen der Lagerwerkstoffe zu erhöhen, wird häufig angestrebt, die Packungsdichte der Zylinderrollen zu erhöhen. Dabei besteht insbesondere bei einem Rollenanlauf auf den jeweiligen, axial verlaufenden Käfigsteg außerhalb des optimalen Teilkreises der Wälzkörper die Gefahr so genannter Überrollung. Im Extremfall kann der Wälzkörper dann über den jeweiligen Axialsteg rollen, was zur Zerstörung des Käfigs bzw. des Lagers führen kann. Deshalb werden an die Käfige vergleichsweise hohe Anforderungen gestellt.such Cylindrical roller bearings are often used at high speeds and / or under strong radial accelerations of the rolling elements operated. To the load rating of such cylindrical roller bearings without changes the bearing dimensions and without changes of the bearing materials is often sought, the packing density to increase the cylindrical rollers. It consists in particular at a roller start on the respective, axially extending cage web outside the optimum pitch of the rolling elements the danger of so-called overrun. In extreme cases, the Rolling elements then roll over the respective axial web, what the destruction of the cage or the camp can lead. Therefore, to the cages are comparatively high demands.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Lagers, das auch bei hohen Drehzahlen und Radialbeschleunigungen eine zuverlässige Funktion gewährleistet.In front This is the object of the present invention in the provision of a warehouse, even at high speeds and radial acceleration ensures reliable operation.

Diese Aufgabe wird bei einem Zylinderrollenlager der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Lagerkäfig eine sich radial erstreckende Abstützung aufweist, die im Zusammenwirken mit mindestens einer Abstützfläche des Lagerrings radiale Ausweichbewegungen des Lagerkäfigs begrenzt.These Task is in a cylindrical roller bearing of the aforementioned Art solved according to the invention that the bearing cage a radially extending support having, in cooperation with at least one support surface the bearing ring radial evasive movements of the bearing cage limited.

Dadurch wird der Käfig insbesondere bei hohen Drehzahlen und/oder radialen Beschleunigungen an einem Lagerring – je nach Ausgestaltung des Lagers und Einbausituation besonders bevorzugt am Lageraußenring – stabilisiert, so dass der jeweilige Kontakt der Wälzkörper mit den zugeordneten Axialstegen des Lagerkäfigs vorteilhafter Weise auch bei ungünstigen Betriebssituationen von dem idealen Teilkreis nur geringfügig radial entfernt bleibt.Thereby The cage is especially at high speeds and / or radial accelerations on a bearing ring - depending on Design of the warehouse and installation situation particularly preferred on the bearing outer ring - stabilized, so that the respective contact of the rolling elements with the associated Axial webs of the bearing cage advantageously even in unfavorable Operating situations of the ideal pitch only slightly remains radially removed.

Besonders bevorzugt kann die lagerringseitige Abstützfläche auf einem umlaufenden Lagerbord ausgebildet sein. Hierdurch ergibt sich eine besonders definierte bedarfsweise in Wirkung kommende Anlagefläche, die aus Verschleiß- und Abriebgründen bevorzugt in einer anderen konzentrischen Umfangsfläche als die Lauffläche des Lagerringes für die Wälzkörper ausgebildet ist.Especially Preferably, the bearing ring side support surface be formed on a rotating bearing board. This results a particularly defined contact area, which, if necessary, comes into effect, the preferred for wear and abrasion reasons in a different concentric peripheral surface than the tread formed of the bearing ring for the rolling elements is.

Fertigungstechnisch bevorzugt ist die Abstützung im Wesentlichen als Ringflansch ausgebildet. Dieser kann ganz besonders bevorzugt durch Umformen aus dem ursprünglichen, im Wesentlichen hülsenförmigen Ausgangsmaterial für den Lagerkäfig gebildet sein.manufacturing technology Preferably, the support is substantially as an annular flange educated. This can very particularly preferably by forming from the original, essentially sleeve-shaped Be formed starting material for the bearing cage.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Abstützung aus mehreren Abstützlaschen gebildet sein, die in Umfangsrichtung gesehen radiale Materialausnehmungen zwischen sich aufweisen. Dazu kann das Material des Lagerkäfigs vor der Umformung zur Bildung der Abstützung bevorzugt eingekerbt oder geschlitzt sein. Die separierten Abstützlaschen erstrecken sich bevorzugt im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse bzw. zur Mantelfläche des Käfigs in radialer Richtung.To an advantageous embodiment of the invention, the support be formed of a plurality of support tabs, seen in the circumferential direction Have radial material recesses between them. This can the material of the bearing cage before forming to form the support preferably notched or slotted. The separated support tabs preferably extend essentially at right angles to the longitudinal axis or to the lateral surface of the cage in the radial direction.

Eine günstige Dimensionierung des Lagerkäfigs ergibt sich, wenn der Käfig stirnseitige umlaufende Seitenränder aufweist, deren Breite etwa der Breite der sich axial erstreckenden Anlaufstege für die Wälzkörper entspricht.A favorable dimensioning of the bearing cage results itself, if the cage frontal circumferential margins whose width is approximately the width of the axially extending Ramps for the rolling elements corresponds.

Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung; darin zeigen:Further Aspects and advantages of the invention will become apparent from the following Description of the drawing; show in it:

1 zur grundsätzlichen Erläuterung ein Zylinderrollenlager in schematischer Darstellung in Seitenansicht mit nur einigen Wälzkörpern, 1 for a basic explanation a cylindrical roller bearing in a schematic representation in side view with only a few rolling elements,

2 eine ausschnittsweise Teilansicht auf den Mantelbereich eines Lagerkäfigs von Außen in Blickrichtung A der 1, 2 a partial view of the cladding area of a bearing cage from the outside in the direction A of 1 .

3 eine Ansicht entlang der Schnittlinie III-III in 2 3 a view along the section line III-III in 2

4 in Seitenansicht einen Ausschnitt eines Lagerkäfigs mit andeutungsweise dargestelltem Wälzkörper. 4 in side view a section of a bearing cage with hinted Wälzkörper.

1 zeigt schematisch ein Zylinderrollenlager 1, von dem dessen Lageraußenring 2, dessen Lagerinnenring 3 und dazwischen abrollende Wälzkörper 4 gezeigt sind. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind nur wenige Wälzkörper exemplarisch dargestellt, die als Zylinderrollen 5 ausgebildet sind. Diese sind tatsächlich (in vollständiger Befüllung des Lagers mit Wälzkörpern) in so genannter „vollrolliger" (d. h. in maximaler) Packungsdichte angeordnet. Die Zylinderrollen 5 sind in an sich bekannter Weise durch einen in 1 nicht detailliert dargestellten, sondern nur angedeuteten Lagerkäfig 6 beabstandet, von dem in 1 nur stellvertretend axial verlaufende und andeutungsweise dargestellte Anlaufstege 8, 9 zwischen jeweils benachbarten Zylinderrollen 5 erkennbar sind. Idealerweise würden die so genannten Anlaufpunkte bzw. Anlauflinien zwischen den Mantelflächen der Zylinderrollen einerseits und den korrespondierenden Kontaktlinien der Anlaufstege 8, 9 andererseits auf dem idealen Teilkreis 10 der Zylinderrollenmittelpunkte 12 liegen. Bei einer häufig gewünschten „vollrolligen" Bestückung des Lagers ist jedoch der dann zwischen den Wälzkörpern in Umfangsrichtung zu Verfügung stehende und die Stegdicke der Lagerkäfigstege bestimmende Bauraum relativ gering, so dass nicht immer eine ausreichende Dimensionierung der Stegdicke möglich ist. Deshalb ist bei realen Lagerausführungen häufig die Lage der Käfigstege etwas vom Teilkreis radial nach außen versetzt. 1 schematically shows a cylindrical roller bearing 1 from which its bearing outer ring 2 , whose bearing inner ring 3 and between rolling rolling elements 4 are shown. For reasons of clarity, only a few rolling elements are shown by way of example, as cylindrical rollers 5 are formed. These are actually (in full filling of the bearing with rolling elements) in so-called "full complement" (ie in maximum) packing density arranged 5 are in a conventional manner by a in 1 not shown in detail, but only hinted camp cage 6 spaced from the in 1 only representative axially extending and suggestively illustrated starting webs 8th . 9 between each adjacent cylindrical rollers 5 are recognizable. Ideally, the so-called starting points or start-up lines between the lateral surfaces of the cylindrical rollers on the one hand and the corresponding contact lines of the stop webs 8th . 9 on the other hand, on the ideal pitch 10 the cylindrical roller centers 12 lie. In a frequently desired "full complement" assembly of the bearing, however, the space available between the rolling elements in the circumferential direction and the web thickness of the Lagerkäfigstege determining space is relatively small, so that not always a sufficient dimensioning of the web thickness is possible the position of the cage bars offset slightly from the pitch radially outward.

Im tatsächlichen Betrieb kann es unerwünschter Weise aber vorkommen, dass sich der Lagerkäfig bzw. damit die Zylinderrollen mit ihren Längsachsen noch weiter von dem idealen Teilkreis 10 entfernen. Besonders kritisch werden die Betriebsbedingungen, wenn das Lager hohen Drehzahlen ausgesetzt ist und/oder auf die Zylinderrollen bzw. den Käfig starke Radialbeschleunigungen wirken. Dann nämlich können sich die Anlaufpunkte bzw. Anlauflinien deutlich außerhalb des Teilkreises verschieben. Dadurch wird eine unerwünschte Radialkraftkomponente erzeugt, die ungünstigenfalls zu einem Überrollen der Zylinderrollen über die Anlaufstege und damit zur Zerstörung des Lagerkäfigs bzw. des Lagers führt.In actual operation, it may undesirably occur, however, that the bearing cage or thus the cylindrical rollers with their longitudinal axes still further from the ideal pitch circle 10 remove. The operating conditions become particularly critical when the bearing is exposed to high speeds and / or strong radial accelerations act on the cylindrical rollers or the cage. Then namely the starting points or start-up lines can move significantly outside of the pitch circle. As a result, an undesired radial force component is generated, which leads unfavorably to a rolling over of the cylindrical rollers over the stop webs and thus to the destruction of the bearing cage or the bearing.

Wie die in 2 dargestellte vergrößerte Seitenansicht auf einen isolierten Lagerkäfig 6 des erfindungsgemäßen Lagers (in Blickrichtung A gemäß 1 gesehen) verdeutlicht, weist der Käfig 6 an seinen seitlichen Käfigrändern 14, 16 jeweils zur Stirnseite 20, 21 hin im Wesentlichen rechtwinklig zu den Käfigseitenrändern 14, 16 in Radialrichtung R umgebogene oder abgeklappte Abstützungen 23, 24 in Form von Abstützfortsätzen auf. Diese sind von mehreren in Umfangsrichtung aneinander grenzenden Abstützlaschen 25, 26, 27; 28, 29, 30 gebildet, die durch in Seitenansicht im Wesentlichen U- oder V-förmige Materialausnehmungen 32, 33; 34, 35 getrennt sind. Die Materialausnehmungen dienen zur Vereinfachung des Umformprozesses, wenn die Abstützfortsätze aus ihrer ursprünglichen, im Wesentlichen axialen Erstreckung rechtwinklig nach außen oder bedarfsweise (bei Abstützung auf dem Lagerinnenring) nach innen abgewinkelt bzw. abgebogen werden.Like the in 2 shown enlarged side view of an insulated bearing cage 6 of the bearing according to the invention (in the direction of A according to 1 seen), the cage points 6 at its lateral cage edges 14 . 16 each to the front 20 . 21 substantially perpendicular to the cage side edges 14 . 16 in the radial direction R bent or folded supports 23 . 24 in the form of supporting processes. These are of several circumferentially adjacent support tabs 25 . 26 . 27 ; 28 . 29 . 30 formed by in side view substantially U- or V-shaped Materialausnehmungen 32 . 33 ; 34 . 35 are separated. The material recesses are used to simplify the forming process when the support extensions from their original, substantially axial extent at right angles to the outside or as needed (when supported on the bearing inner ring) angled inward or bent.

Man erkennt ferner, dass die Breite a der Käfigseitenränder 14, 16 im Wesentlichen der Breite b der Anlaufstege 8, 9 – jedenfalls im Verbindungsbereich mit den Käfigseitenrändern 14, 16 – entspricht.It can also be seen that the width a of the cage side edges 14 . 16 essentially the width b of the runners 8th . 9 - at least in the connection area with the cage side edges 14 . 16 - corresponds.

Zur senkrecht zur Zeichenblattebene stehenden Symmetrieebene 36 des Käfigs 6 hin sind die Stege verjüngt und – wie 3 als Längsschnitt entlang der Linie III-III verdeutlicht – wannen- oder U-förmig gesenkt.The plane of symmetry perpendicular to the plane of the drawing 36 of the cage 6 towards the ridges are rejuvenated and - like 3 illustrated as a longitudinal section along the line III-III - lowered trough or U-shaped.

Wie 3 weiter zeigt, bilden die Anlaufstege 8, 9 in ihrem horizontalen Verlaufsbereich Anlaufflächen 37, 38 zum Kontakt (Anlauflinie) mit den Zylinderrollen. Die Anlauflinien sind als gegenüber der angedeuteten idealen Lage 39 auf dem Teilkreis 10 etwas radial nach außen versetzt.As 3 further shows form the start-up webs 8th . 9 in their horizontal gradient area run-up surfaces 37 . 38 for contact (start-up line) with the cylindrical rollers. The start-up lines are as compared to the indicated ideal location 39 on the pitch circle 10 slightly offset radially outwards.

Zwischen den jeweiligen Anlaufstegen (beispielsweise 8, 9) gebildeten Aufnahmeräumen 42, 43 sind in 2 nicht dargestellte Zylinderrollen angeordnet. Der Bereich 44 (3) des Wannenbodens bildet Halterungen für die Zylinderrollen, so dass diese auch bei Demontage des Innenringes vom Lagerkäfig gegen ein Herausfallen gesichert sind.Between the respective start-up webs (for example 8th . 9 ) formed receiving spaces 42 . 43 are in 2 Cylindrical rollers not shown arranged. The area 44 ( 3 ) of the trough bottom forms mounts for the cylindrical rollers, so that they are secured against falling out even when disassembling the inner ring from the bearing cage.

Wie die vergrößerte Seitenansicht eines Käfigausschnitts nach 4 verdeutlicht, weisen die Käfigseitenränder 14 (bzw. 16 an der gegenüberliegenden, in 4 nicht erkennbaren Seite) eine Dicke c auf, die die Breite des Käfiganlaufs bestimmt. Nach unten erstrecken sich die wannenförmigen Senkungen der Anlaufstege 8, 9 und bilden somit die erwähnten Halterungen oder Haltestege, die die in 4 andeutungsweise gezeigte eingesetzte Zylinderrolle 5 auch dann in Position halten, wenn bei der Lagerdemontage der Innenring 3 bzw. ein anderer, die innere Lauffläche bildender Körper entfernt ist.Like the enlarged side view of a cage cutout 4 clarifies, have the cage side edges 14 (respectively. 16 on the opposite, in 4 unrecognizable side) has a thickness c, which determines the width of the cage run. Down the trough-shaped subsidence of the run-up webs extend 8th . 9 and thus form the mentioned brackets or retaining webs, the in 4 hinted used cylindrical roller 5 hold in position even if, during the bearing disassembly, the inner ring 3 or another, the inner tread forming body is removed.

4 verdeutlicht nochmals die U-förmigen Ausnehmungen (z. B. 32), die zwischen benachbarten Abstützflanschen (beispielsweise 25, 26) trennend und die Materialumformung erleichternd vorgesehen sind. Die äußeren schmalen Mantelflächen 45, 46 (vergleiche auch 3) der Abstützung 23, 24 gelangen bedarfsweise in Körperkontakt mit lagerringseitigen Abstützflächen 50, 51 die bevorzugt an einem Lagerbord 52, 53 des – in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Lagerbord versehenen – äußeren Lagerringes 2 gelangen (vergleiche auch 1). Dadurch sind radiale Ausweichbewegungen des Käfigs 6 auf ein gewünschtes Maß begrenzt. 4 illustrates again the U-shaped recesses (eg. 32 ), between adjacent Abstützflanschen (for example 25 . 26 ) separating and material forming are provided facilitating. The outer narrow lateral surfaces 45 . 46 (compare also 3 ) of the support 23 . 24 if necessary, come in body contact with bearing ring side support surfaces 50 . 51 the preferred on a storage board 52 . 53 of the - provided in this embodiment with the bearing board - outer bearing ring 2 arrive (compare also 1 ). As a result, radial evasive movements of the cage 6 limited to a desired level.

11: ZylinderrollenlagerCylindrical roller bearings
22: LageraußenringBearing outer ring
33: LagerinnenringBearing inner ring
44: Wälzkörperrolling elements
55: Zylinderrollencylindrical rollers
66: Lagerkäfigbearing cage
8, 98th, 9: Anlaufstegestarting webs
1010: idealer Teilkreisideal pitch circle
1212: ZylinderrollenmittelpunkteCylindrical roller centers
14, 1614 16: seitliche Käfigränderlateral cage edges
20, 2120 21: Stirnseitefront
23, 2423 24: Abstützungsupport
25, 26, 2725 26, 27: AbstützlaschenAbstützlaschen
28, 29, 3028 29, 30: AbstützlaschenAbstützlaschen
32, 3332 33: Materialausnehmungenmaterial recesses
34, 3534 35: Materialausnehmungenmaterial recesses
3636: Symmetrieebeneplane of symmetry
37, 3837, 38: Anlaufflächencontact surfaces
3939: Lagelocation
42, 4342 43: Aufnahmeräumehousing spaces
4444: BereichArea
45, 4645, 46: äußere schmale Mantelflächenouter narrow lateral surfaces
50, 5150, 51: lagerringseitige Abstützflächestorage ring side supporting
52, 5352 53: Lagerbordbearing board
aa: Breitewidth
bb: Breitewidth
cc: Dickethickness
RR: Radialrichtungradial direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102006013430 A1 [0002]

Claims

Cylindrical roller bearings with - cylindrical rolling elements ( 4 ), - at least one bearing ring ( 2 . 3 ) and - a bearing cage ( 6 ), which the rolling elements ( 4 ) spaced characterized in that - the bearing cage ( 6 ) a radially extending support ( 23 . 24 ) in cooperation with at least one support surface ( 50 ) of the bearing ring ( 2 ) radial evasive movements of the bearing cage ( 6 ) limited.

Cylindrical roller bearing according to claim 1, characterized in that - the support surface ( 50 . 51 ) on a rotating board ( 52 . 53 ) of the bearing ring ( 2 ) is trained.

Cylindrical roller bearing according to claim 1 or 2, characterized in that - the support ( 23 . 24 ) is formed as a flange by forming from the cage material.

Cylindrical roller bearing according to claim 1, 2 or 3, characterized in that - the support ( 23 . 24 ) from several support tabs ( 25 . 26 . 27 ; 28 . 29 . 30 ) is formed, which seen in the circumferential direction radial Materialausnehmungen ( 32 . 33 ; 34 . 35 ) between them.

Cylindrical roller bearing according to one of the preceding claims, characterized in that - the support tabs ( 25 . 26 . 27 ; 28 . 29 . 30 ) extend substantially at right angles to the lateral surface of the cage in the radial direction (R).

Cylindrical roller bearing according to one of the preceding claims, characterized in that - the bearing cage between start-up webs ( 8th . 9 ) trough-shaped areas ( 44 ), which the rolling elements ( 5 ) hold captive if, during the bearing disassembly, the inner ring ( 3 ) or another body forming the inner tread is removed.